Introducción a los parachispas LOS PARACHISPAS Y LA PREVENCIÓN DE LOS INCENDIOS EN LAS ZONAS SILVESTRES

Historia
Los parachispas se utilizan en Estados Unidos desde principios del siglo XIX, cuando se colocaban pantallas en las chimeneas de las locomotoras Júpiter, que tenían fama de provocar incendios. La primera legislación que exigía parachispas se aprobó en 1905 y se aplicaba a los motores y calderas que funcionaban en, a través o cerca de terrenos cubiertos de bosques, matorrales o hierba.

El esfuerzo del Servicio Forestal del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) en la lucha contra los incendios relacionados con los equipos comenzó en la década de 1920 con los motores de combustión externa (burros de vapor) utilizados en la tala de árboles.

A principios de la década de 1950, el Servicio Forestal del USDA se interesó por reducir el número de incendios causados por los equipos de tala con motor de combustión interna. Este esfuerzo se basó en el informe de 1934 de J.P. Fairbanks y Roy Bainer titulado «Spark Arresters for Motorized Equipment», publicado por la Universidad de California en Berkeley. La investigación demostró que las partículas de los gases de escape con un diámetro de 0,023 pulgadas o mayor eran las responsables de la mayoría de los incendios.
Un parachispas es un dispositivo mecánico que atrapa o destruye las partículas calientes de los gases de escape expulsadas de un motor de combustión interna. Dado que los parachispas evitaron muchos incendios, posteriormente se aprobaron leyes que exigían la instalación de parachispas en determinados tipos de motores. El resultado del esfuerzo del Servicio Forestal del USDA en 1950 condujo al establecimiento de un programa de pruebas y calificación de parachispas en el Centro de Tecnología y Desarrollo de San Dimas (SDTDC), situado en San Dimas, CA.

En abril de 1968, la Sociedad de Ingenieros de Automoción (SAE), junto con el Servicio Forestal del USDA y los fabricantes de motores pequeños, publicaron la Norma SAE J335. En ella se establece la norma para los motores pequeños (sierras de cadena, recortadoras de hilo, etc.) que no sólo prohíbe el escape de partículas de carbono de más de 0,023 pulgadas, sino que también regula las temperaturas permitidas de los gases de escape y la temperatura de la superficie del sistema de escape. La especificación 5100-1 del Servicio Forestal del USDA define las especificaciones de rendimiento para los sistemas de escape con parachispas utilizados en motores de uso general (generadores, motocicletas, equipos agrícolas, etc.).

Actualmente, un número importante de Estados, municipios, tierras de gestión federal y todas las regiones del Servicio Forestal del USDA exigen que todos los motores de combustión interna o externa estén equipados con un parachispas que cumpla los requisitos establecidos por la norma SAE J335 o la especificación 5100-1 del Servicio Forestal del USDA. El Código de Reglamentos Federales, 36 CFR 261.52, y las órdenes escritas por los oficiales de línea del Servicio Forestal del USDA explican los requisitos.

El carbono y el motor de combustión interna
Todos los motores de combustión interna producen partículas de escape que son predominantemente carbono con contaminantes. Estas partículas se originan en los depósitos formados en las superficies internas de un motor o sistema de escape. Los gases de escape y las partículas de carbono pueden ser expulsados del bloque del motor a temperaturas superiores a los 3.000 °F. Las superficies del sistema de escape pueden alcanzar temperaturas de 1.000 °F. Sin embargo, los combustibles forestales pueden encenderse a temperaturas de sólo 400 a 500 °F. Teniendo en cuenta estas cifras, es evidente que los incendios pueden iniciarse por el contacto de los combustibles forestales con los gases de escape calientes o por el contacto con las superficies calientes del sistema de escape.

El estado de un motor, o su puesta a punto, puede afectar a su capacidad para iniciar un incendio debido a la temperatura de sus gases de escape y al tamaño y cantidad de partículas de carbono que produce. El tipo y la calidad de la gasolina y el aceite, así como la proporción de la mezcla, pueden afectar al tamaño y la composición de las partículas de los gases de escape. El diseño y la ubicación del propio sistema de escape pueden afectar en gran medida a la posibilidad de que un equipo inicie un incendio forestal. La temperatura, la humedad y la densidad contribuyen a la combustión de los combustibles forestales.

Categorías de apagachispas
Los apagachispas pueden dividirse en dos grandes categorías: de motor pequeño multiposición (MSE) y de uso general (GP). Los parachispas multiposición para motores pequeños están diseñados para motores utilizados en equipos manuales, como sierras de cadena, cortadoras de hilo, sopladores y desbrozadoras. La mayoría de los parachispas MSE utilizan una pantalla para atrapar las partículas del escape.

Los parachispas GP están diseñados para su uso en motores en una sola posición, como tractores, motocicletas o locomotoras de ferrocarril. Hay una variedad de diseños de parachispas para motores de uso general. Los tipos más comunes son la trampa, la pantalla y el disco.

Cómo funcionan los parachispas
Los parachispas funcionan según el principio de atrapar o pulverizar las partículas de carbono que tienen un diámetro superior a 0,023 pulgadas. Aunque no siempre son 100% efectivos, un parachispas correctamente instalado y mantenido reducirá significativamente el riesgo de incendio. El tipo más común de parachispas atrapa las partículas de carbono en el sistema de escape. Funciona filtrando las partículas de carbono más grandes fuera del escape. Mediante la fuerza centrífuga, las partículas de carbono más pesadas son lanzadas contra las paredes interiores del parachispas y dirigidas a una trampa. Los tipos de cribado más comunes utilizan una pantalla o un disco. En un diseño de tipo disco, se pueden añadir discos adicionales para reducir la contrapresión y aumentar el flujo de escape.

Turbocompresores, supercargadores y silenciadores
Los turbocompresores utilizan los gases de escape para hacer girar una turbina que trabaja para hacer girar un compresor. Los turbocompresores realizan la función de apagachispas cuando el 100% de los gases de escape pasan por la turbina. Los turbocompresores con compuertas de desecho permiten que una parte de la corriente de gases de escape no pase por la rueda de la turbina y, por lo tanto, no se consideran parachispas. Un motor turboalimentado con un mantenimiento adecuado no necesita un parachispas.

Los sobrealimentadores no utilizan los gases de escape, sino que están directamente acoplados al motor. Los motores equipados con sobrealimentadores requieren un parachispas.

Los silenciadores están diseñados para reducir el ruido emitido por el motor y no se consideran parachispas eficaces. Los convertidores catalíticos tampoco se consideran parachispas eficaces. Pueden alcanzar temperaturas lo suficientemente altas como para provocar incendios por contacto con la vegetación seca. Hay varios parachispas MSE que tienen un elemento catalítico para reducir las emisiones nocivas. Estos parachispas han sido probados según la norma SAE J335 y están cualificados.

Instalación y mantenimiento, ¿quién es el responsable?
El buen mantenimiento de los parachispas es esencial, ya que un mal mantenimiento suele dar lugar a un rendimiento inferior del equipo y a un mayor riesgo de incendio. Las leyes y reglamentos no exigen que los parachispas se vendan ya instalados. Siempre que el parachispas se proporcione como parte de la venta, el requisito se ha cumplido. El propietario u operador es responsable del funcionamiento legal de los equipos que requieren parachispas. Si no lo hace, puede incurrir en responsabilidad penal y/o civil.

Detector de chispas o silenciador, ¿cómo distinguir la diferencia?
Los detectores de chispas deben incluir una forma de eliminar el carbón atrapado. La mayoría de los parachispas tienen un tapón de limpieza, y los parachispas MSE tienen un medio para limpiar la pantalla. Los parachispas también deben tener una marca y un nombre de modelo. Una vez que se identifica un dispositivo como parachispas, se determina si está cualificado. Las etiquetas como «Aprobado por el Servicio Forestal del USDA» no hacen que el parachispas esté cualificado. El Servicio Forestal del USDA sólo requiere que el fabricante etiquete los parachispas por marca y modelo. Los parachispas MSE están calificados con la unidad de potencia. Debido al pequeño tamaño del parachispas, es difícil etiquetar las unidades con el número completo del sistema de escape y la marca. Los fabricantes sólo están obligados a tener las etiquetas en la propia unidad de potencia.

Guía de parachispas
La Guía de parachispas es la única fuente de información autorizada de la industria sobre parachispas calificados para su uso en motores de combustión interna. Utilice la guía para identificar los parachispas calificados. Si el número del parachispas aparece en la guía, entonces el SDTDC ha evaluado el parachispas.

La guía consta de dos volúmenes: Propósito General y Locomotora, Volumen 1, y Motor Pequeño Multiposición, Volumen 2. Cada año se publica una revisión de la guía. Por lo tanto, cada volumen se publica cada dos años. Una guía en línea, actualizada cada trimestre, está disponible en la Intranet del Servicio Forestal del USDA en http://www.fsweb.sdtdc.wo.fs.fed.us. Se trata de una base de datos que permite al usuario realizar potentes búsquedas.

Información adicional
Este Consejo Técnico ofrece una amplia introducción a los parachispas. Hay otros cuatro Consejos Técnicos en esta serie. Para obtener más información sobre los parachispas, o para recibir copias de otros Consejos Técnicos relacionados, póngase en contacto con:

Servicio Forestal del USDA
Centro de Tecnología y Desarrollo de San Dimas
444 East Bonita Ave.
San Dimas, CA 91773

Attn: Spark Arrester Program Leader o http://www.fsweb.sdtdc.wo.fs.fed.us