El martillo de Thor: incendios forestales y humo electrizante

Colaboración >>> Por Julián Cuevas González
@JulenIIFF

Hoy en día, gracias al cine, la televisión y los cómics, es difícil encontrar a alguien que no conozca las hazañas de Thor y su martillo Mjolnir. Conocido como el Dios del Trueno en la mitología nórdica, Thor hijo del dios mayor Odín y de la diosa Jörd (Fyorgyn), en sus gestas utilizaba su poderoso martillo en el que focalizaba poderosos rayos capaces de vencer a cualquier enemigo. Mjolnir, etimológicamente significa demoler, aplastar, moler, molino… sugiriendo la naturaleza agraria de Thor, ya que en sus comienzos era una divinidad adorada por agricultores. En otras versiones mitológicas Mjolnir podría estar relacionado con la palabra rayo, con la idea de que Thor era el dios del trueno.

Thor en la batalla contra los gigantes, óleo pintado en 1872 por Mårten Eskil Winge, (1825-1896). 
Museo Nacional de Estocolmo, Suecia. (Public Domain)

Durante la Historia, en distintas culturas y civilizaciones, las deidades más poderosas y temibles estaban asociadas con las manifestaciones naturales que podrían derivar en catástrofes, entre ellas, los truenos y relámpagos de las tormentas, capaces de amedrentar a cualquier mortal que no entendía por qué sucedían esos acontecimientos, relacionándolos directamente con los dioses, al no encontrar ningún razonamiento científico de la época que explicase las causas. En la actualidad, la ciencia ha podido ir resolviendo los enigmas que la Humanidad ha ido encontrando en su evolución. La física, la química, las matemáticas, han servido de instrumento para desvelar los misterios encerrados en los fenómenos de la naturaleza.

El fenómeno de la electricidad se ha estudiado desde la antigüedad, aunque su estudio científico comenzó en los siglos XVII-XVIII y a finales del siglo XIX los ingenieros lograron aprovecharla para uso doméstico e industrial (Véase Historia de la electricidad). En pleno siglo XXI, la electricidad forma parte de la vida cotidiana de la Humanidad, incluso para escribir estas líneas. Casi toda la tecnología actual va asociada a una fuente de energía, un enchufe, un interruptor… et voilá! Pero, ¿cómo y dónde se genera esa electricidad?

En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía (química, cinética, térmica, solar, nuclear…), en energía eléctrica. Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, a nuestra escala cotidiana, se puede decir que proviene de las denominadas centrales de generación eléctrica. No nos podemos olvidar de la forma de transporte de esa electricidad. Los avances en tecnología han requerido grandes demandas de la misma, construyéndose numerosas centrales generadoras por todo el mundo y complejas redes de transporte y distribución, constituidas por los elementos necesarios para llevar hasta los puntos de consumo y a través de grandes distancias. Una línea de transporte es básicamente el medio físico por el cual se realiza la transmisión de la energía eléctrica a diversas distancias. Está constituida tanto por el elemento conductor, generalmente cables de acero, cobre o aluminio, como por sus elementos de soporte, las torres de alta tensión. Haciendo un símil, podríamos decir que estas líneas de transporte son el Mjolnir del dios Thor.

Estas torres de alta tensión, se encuentran repartidas por toda la geografía mundial formando parte del paisaje, siendo compañeras indirectas de cualquier viaje que realicemos. Una peculiaridad de las estructuras que transportan y distribuyen energía eléctrica en alta, media y baja tensión, es la generación de campos electromagnéticos. Las investigaciones sobre sus efectos biológicos han generado más de 25.000 artículos científicos (según datos de la Organización Mundial de la Salud) lo que posiblemente les convierte en el agente más estudiado de la Historia (Véase enlace). En concreto, el fenómeno denominado como arco eléctrico o arco voltaico, se podría definir como la liberación repentina de energía eléctrica a través del aire, cuando existe una ruptura en los conductores eléctricos en presencia de alto voltaje. Esta liberación súbita de energía puede producir: altas temperaturas y emisión de radiaciones ultravioletas e infrarrojas capaces de provocar quemaduras de tercer grado a la persona expuesta, proyecciones de materiales fundidos con capacidad para penetrar en el cuerpo de la persona afectada, altos niveles de ruido que pueden producir roturas timpánicas (posibilidad de superar los 160 dB), ionización del aire circundante, pudiendo provocar arcos en cadena entre otros elementos en tensión. 

Qué duda cabe que la profesión de bombero forestal lleva asociada unos riesgos intrínsecos conocidos, en los que se trabaja y entrena activamente, para minimizar o paliar sus posibles consecuencias. Entre esas medidas parecería que, por sentido común, se encontraría desconectar el suministro eléctrico asociado al sector implicado en el incendio forestal o quema prescrita y mantener una distancia de seguridad respecto a la estructura eléctrica torre-cables <Toda instalación eléctrica debe considerarse en tensión>. En muchos casos y en primera instancia, existe una incertidumbre generalizada respecto a la desconexión de ese suministro, e incluso la existencia de energía residual una vez cortado el mismo, por lo que la adopción de esa distancia de seguridad, en principio, parece ser la mejor de las opciones. A raíz de esta postura, se plantean varias cuestiones. ¿Cuál es esa distancia de seguridad? ¿Según el tamaño de la red de transporte, varía esa distancia?

Según la normativa, en el Real Decreto 614/2001, de 8 de junio, sobre disposiciones mínimas para la protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico, en la Guía Técnica realizada por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT), nos refiere a unas distancias de trabajo en función de las tensiones nominales de las instalaciones (Véase Guía Técnica para la Evaluación y Prevención del Riesgo Eléctrico). Entonces, respetando estas distancias límite, ¿será suficiente para una disminución total del riesgo asociado al posible arco voltaico que produzcan las instalaciones, en un ambiente de incendio forestal o quema prescrita?

Incendio forestal de Collserol bajo líneas eléctricas. CEST/FERRAN SENDRA

Como sabemos, uno de los productos de la combustión en un incendio forestal, es el humo. La composición química del humo puede variar en función del tipo de combustible y combustión del mismo, asociada a la cantidad de oxígeno disponible. Entre ellos se encuentran materiales alcalinos como es el potasio. Según Radojevic (2003), la vegetación contiene hasta un 3,4 % de potasio en peso seco, del cual hasta un 20% está ionizado. El potasio tiene un punto de fusión muy bajo y reacciona violentamente con el agua. Es un elemento químico esencial ya que junto al sodio, posibilita la transmisión de los impulsos nerviosos de las células, ergo el potasio es un elemento que permite la conductividad eléctrica. Por lo que, ¿si existe suficiente concentración de iones de potasio en el humo de los incendios forestales, éstos serían capaces de conducir la electricidad producida por una línea eléctrica?

Esta cuestión la podemos encontrar en el trabajo realizado por Kgakgamatso Mphale & Mal Heron (2007). Wildfire plume electrical conductivity. En sus conclusiones establecen que los iones de potasio que se encuentran en la columna de humo, son los que se ionizan y podrían conducir la electricidad, tanto más cuanto más intensidad tenga el frente de llama; esto hace que sea potencialmente peligroso para los bomberos forestales cuando los incendios se producen bajo líneas de alta tensión, pudiendo provocar una electrocución. En otro artículo de 2008 de los mismos autores, explican que la conductividad de los humos procedentes de biomasa es 10 veces menor que la combustión de llamas de hidrógeno-oxígeno, por tanto es mucho menos peligrosa que los potenciales peligros de electrocución durante el flashover en edificaciones (combustión súbita generalizada en espacios confinados). Además, parece que la intensidad del incendio también es un factor crítico, siendo posiblemente los fuegos de copa los que generan más peligro. Considerando que es poco probable encontrar a gente trabajando bajo estas condiciones, quizás el peligro exista, pero parece ser que no es crítico hasta que no se demuestre lo contrario. No obstante, este estudio podría llegar a tener gran interés en las zonas de interfaz urbano-forestal ya que estas zonas cuentan con población potencialmente en peligro, sumada al personal de los dispositivos de extinción desplegados en el lugar y la posibilidad de que exista una gran concentración de líneas eléctricas en sus cercanías, lo que podría aumentar el peligro y la probabilidad de que sucediera un accidente.Por lo que, tomando como referencia estos estudios, ¿sería posible calcular, en función del modelo de combustible presente en las cercanías de las líneas eléctricas, las intensidades teóricas que pudieran alcanzar y el desplazamiento de esa columna de humo por el viento, para establecer una distancia de seguridad en el que la posible conductividad eléctrica debido a los iones de potasio presentes en la columna de humo no lleguen a afectar al personal de extinción, e incluso a terceras personas que estén en el campo de afectación del mismo? Otro trabajo interesante es el realizado por Haixiang Chen y colaboradores en 2018. Presentan un método de evaluación de riesgos de la ruptura de líneas eléctricas inducida por incendios forestales. El método se puede utilizar para la gestión de las líneas y para guiar la limpieza de la vegetación circundante, ya que establecen el modelo para realizar el cálculo de la altura de la llama y el perfil de la temperatura de la pluma que pudieran derivar en una rotura de las líneas, pudiendo proporcionar la intensidad del campo eléctrico generado por la misma.

Existen otros tipos de estudios paralelos en los que sus conclusiones puedan dar pie a conocer “peligros invisibles” de los incendios forestales, que tienen su importancia en cuanto a la seguridad de los dispositivos de extinción. Jonathan Alexander Boan, sugiere que el fuego modifica la transmisión de ondas de radio. Parece que el ambiente de fuego reduciría significativamente la banda UHF pudiendo afectar por tanto a las comunicaciones de las operaciones de extinción, a las comunicaciones en momentos de evacuación, confinamiento e incluso en situaciones de atrapamiento.

Comunicaciones en Incendios Forestales que pueden verse afectadas por el humo. 
Fuente digtec.com.ar

La prevención de riesgos laborales en el ámbito de los incendios forestales está en continuo avance y desarrollo. Tenemos la obligación científica y moral de investigar todos los posibles riesgos que puedan afectar a los bomberos forestales y ser pro-activos. La magnitud y comportamiento de los incendios forestales que tenemos en la actualidad nos está posicionando fuera de juego en algunos aspectos de seguridad. Por lo que cualquier oportunidad de aprender y mejorar, para disminuir todos los riesgos posibles, es una prioridad fundamental. No podremos controlar la magnitud del golpe del martillo de Thor, pero si predecir el alcance de sus rayos.

Referencias (por orden de aparición en el texto):

Radojevic, M. 2003. Chemistry of forest fires and regional haze with emphasis on Southeast Asia. Pure Appl. Geophys. 12, 157–187. https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00024-003-8771-x

Kgakgamatso Mphale & Mal Heron. 2008. Measurement of Electrical Conductivity for a Biomass Fire. Int. J. Mol. Sci., 9, 1416-1423; DOI: 10.3390/ijms9081416

Haixiang Chen et al 2018., A method to assess the wildfire induced breakdown of high-voltage transmission lines; DOI: 10.1088/1742-6596/1074/1/012152
Boan, J. 2009. Radio Propagation in Fire Environments. Bachelor of Engineering, University of Western Australia. 200 pp. https://digital.library.adelaide.edu.au/dspace/bitstream/2440/58684/8/02whole.pdf