CAMPO DE LA INVENCION

La invención relata un dispositivo para la extinción de incendios de los que son aptos para ser transportados en helicóptero y cargarse de agua externamente en cisternas, piscinas, ríos y lagos, etc., con la particularidad de que dispone de medios facilitados y optimizados de carga del agua y de generación de la espuma antiincendios mediante un cañón de espuma extintora .

ANTECEDENTES

Los incendios forestales son causa de la ruina de nuestros bosques destruyendo no sólo paisajes y ecosistemas que tardarán mucho en regenerarse, sino también arruinando la riqueza maderera, la industria de la silvicultura, destruyendo o dañando cultivos, construcciones y provocando desgracias en personas y animales .

Para hacerles frente se han desplegado numerosos esfuerzos no sólo para prevenirlos, sino fundamentalmente, para atajarlos. Asi, la rápida extinción del fuego se convierte en una prioridad en nuestros días.

En la actualidad, además de la participación en la labor extintora de cuadrillas de bomberos y demás personas que sobre el terreno luchan contra el fuego, se utilizan con gran provecho aviones y helicópteros que por su facilidad de movimiento pueden acceder a lugares del incendio de otra forma inaccesibles, o a lugares boscosos en que las cuadrillas tardarían o no podrían llegar. En resumen, aviones y helicópteros se benefician de su rapidez en cubrir distancias, y también de su capacidad de carga para arrojar sobre puntos determinados grandes cantidades de agua. Los helicópteros resultan preferibles a las avionetas o hidroplanos, porque pueden repostarse de agua en sitios más diversos.

El procedimiento habitual para cargar agua en un helicóptero es dotarlo de un recipiente que va suspendido del gancho de carga del helicóptero, sumergir el recipiente sobre la superficie de un lago, por ejemplo, y cuando éste ya se ha llenado levantar el vuelo con la carga de agua.

Posteriormente, para vaciar el depósito de agua sobre la zona que se escoge, el piloto se sitúa sobre la misma y abre la compuerta de dicho depósito, cayendo el agua por gravedad. El inconveniente es que la descarga de agua se efectúa de golpe, y en consecuencia es poco efectiva. Ello ocasiona que en muchas ocasiones sean necesarias varias pasadas del helicóptero en una determinada zona para en sucesivos lanzamientos corregir las desviaciones de la caída del agua sobre el objetivo motivadas por el viento, por turbulencias, etc.

Además, frecuentemente, después de una primera descarga pueden quedar zonas residuales en donde el agua no haya llegado o focos de incendios residuales que conviene atacar de nuevo. Para combatirlo es necesario, con la técnica conocida, efectuar varias pasadas de la aeronave sobre esa misma zona, lo que representa un tiempo excesivo . Debe tenerse en cuenta, además, que en ocasiones y debido a las altas temperaturas producidas en un incendio, el agua puede llegar a volatilizarse antes de llegar al suelo, por lo que resulta ineficaz para su cometido .

Es por ello que se ha demostrado mucho más efectivo que el agua, su mezcla con sustancias retardadoras o inhibidoras del fuego. Por una parte se evita la rápida vaporización del agua. Por otra, pueden obtenerse películas inhibidoras del fuego en los objetos combustibles que se deseen proteger, tales como los árboles o los edificios.

Adicionalmente, formando una mezcla extintora, con la misma cantidad de agua puede obtenerse mucho más producto a verter y, como decimos, más eficaz.

Debe por tanto facilitarse la mezcla del compuesto apaga incendios, al mismo tiempo que debe mantenerse simultáneamente la capacidad, en un dispositivo como el de la invención, para la recarga de agua.

La patente española N° 0419040, de Alexander Linkewich, describe la realización de una pasta antiincendios mezclando agua con productos retarda incendios, como el sulfato amónico mezclado con arcilla y un agente aglutinante. Como la carga de dicha pasta requiere hacerse en tierra, la patente propone cargar en los depósitos del avión el producto retarda incendios, para luego, por medios convencionales, cargar el agua, realizándose la mezcla sobre la marcha.

Este sistema adolece del defecto de que es muy difícil mantener la mezcla en condiciones óptimas de utilización. Se requiere una infraestructura terrestre y área compleja porque la mezcla debe ser continuamente removida .

La patente americana US4240507, de Hokkanen, describe una cisterna de utilización aérea. Dispone de una o más aperturas en el fondo para ser rellenada que se cierran con una compuerta. Una segunda cisterna contiene un aditivo a mezclar con el agua. El aparato incluye un mecanismo para controlar la mezcla del aditivo con el agua mediante un par de válvulas asociadas a la carrera de un pistón, de forma que en un caso mezcla agua y aditivo, en otro suelta la mezcla sobre el fuego y finalmente, devuelve el aditivo sobrante y no utilizado a su depósito de almacenamiento.

La patente americana US4601345, de Mahrt, describe un dispositivo para mezclar y suministrar una mezcla extintora en un recipiente o cisterna formada por agua y un agente retardador del fuego. Se dispone un recipiente de sustancia retardadora del fuego en la misma estructura del aparato y otra cisterna con agua suspendida en el aire. Por medio de una bomba de inyección se traslada la sustancia retardadora de un recipiente a otro para ser mezclada con el agua que es cargada por métodos convencionales . La rotación de una hélice ubicada en el extremo de la lanza de inyección sirve para remover y conseguir acelerar la mezcla. La patente PCT W094/28975, de As LuftTransport , describe un tanque para utilizar con una mezcla extintora que dispone de medios para evitar la rotación del módulo, efectuar el control por parte del piloto de sus funciones mediante comunicaciones por radio, junto con un dispositivo que por medio de un cono que se desplaza a discreción del piloto, aceptando más o menos mezcla, permite una discreta dosificación del vertido de la mezcla. El vertido se efectúa por gravedad y la sustancia retardadora es ubicada directamente en el fondo del tanque para que la mezcla con el agua se realice en su mutuo contacto.

Desafortunadamente, todos los documentos descritos fallan en proporcionar un medio para elaborar de forma eficiente y eficaz espuma apaga incendios que requiere para su formación el concurso del aire. Al realizar la mezcla de la pasta retardadora de incendios directamente con el agua, se requiere bastante tiempo para que el aditivo se mezcle adecuadamente, siendo un remedio ineficaz agitar la mezcla o, en otro caso, esperar que al verterla sobre el incendio exista suficiente tiempo en la caída para que la espuma se forme en el contacto de la mezcla con el aire. Las consecuencias negativas son el verter una mezcla extintora deficiente, además del tiempo considerable empleado en la formación de la mezcla que se propone utilizar .

Al ser además el tiempo de descarga muy corto, la extinción se reduce a la superficie de impacto.

La patente PCT W09423797, de Baker R. , describe un tanque suministrador de espuma para extinguir incendios que utiliza botellas de aire comprimido cuya presión permite expulsar la mezcla espumante por unas toberas controladas por válvulas que proyectan la espuma sobre unas pantallas semiesféricas de aireación, para su expansión . Al precisar dicho tanque de la utilización de aire comprimido, sus necesidades de mantenimiento son engorrosas. Depende además de una fuente externa de mantenimiento, necesitando asistencia terrestre para ser operativo. Carece de medios para la mezcla controlada de espumante y agua, realizándola pasivamente en la bodega del tanque que se rellena en tierra. Al no disponer de carga autónoma y sucesiva del agua, el rendimiento extintor del tanque disminuye notablemente.

Adicionalmente, la descarga de la espuma se produce prácticamente por gravedad pues no genera fuerza impulsora suficiente para disparar la espuma.

Vemos pues que en los sistemas conocidos, al producirse la descarga del agua únicamente por gravedad, aunque se le mezclen elementos espumógenos y se produzca la aireación del espumante durante la descarga, son poco efectivos . Por otro lado, la espuma que se alcanza no es homogénea y expandida, lo que provoca una importante pérdida de agua, sin que se puedan aprovechar todas las ventajas de dicha espuma como elemento extintor.

El dispositivo de la invención, en cambio, no actúa por gravedad sino por presión de una bomba expulsora que proyecta la sustancia extintora del fuego, pudiendo ser aplicado a discreción y en sucesivas aplicaciones, subsanando de esta forma los inconvenientes antes señalados .

La espuma se descarga a una presión determinada completamente expandida y homogénea, lo que representa obtener un producto extintor más eficaz y un mayor rendimiento de la mezcla.

Otra ventaja adicional es que en el nuevo dispositivo se utiliza mucha menos agua que en los dispositivos convencionales . Ello disminuye la carga de la aeronave y facilita su manejo, pudiendo hacer vuelos a baja velocidad e incluso en estacionario, lo que se traduce en una extinción del fuego mucho más precisa y efectiva.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION

Para hacer frente a estos problemas se ha diseñado la presente invención que describe un dispositivo extintor de incendios de uso en helicópteros, que posee un cañón generador de espuma extintora formado por una cámara de expansión de espuma que recibe una mezcla espumante de agua y espumógeno extintor de incendios, a una presión y caudal determinado, desde una tobera de disgregación del chorro de espumante terminada en inyectores de dicha mezcla, combinándose la citada mezcla con aire en dicha cámara de expansión hasta llegar a ser proyectada, a presión, contra una malla aireadora, lo que forma una espuma extxntora completamente expandida y homogénea.

La presente invención está diseñada para incorporarse en tanques de los que van suspendidos por una eslinga, por ejemplo de acero, textil, etc.

Dichos tanques disponen de depósitos independientes para el agua y el espumógeno, este último preferiblemente situado en la zona inferior del tanque para dar estabilidad al conjunto bajando el centro de gravedad, y un módulo motor en donde se sitúa un motor que alimenta una bomba de succión para aspirar el agua y para expulsar a presión el espumante, un sistema de inyección y dosificación del espumógeno tal como el formado por una bomba de presión y flujo calibrado que va conectada a la bomba de agua o directamente al depósito del agua, para conseguir la solución espumante en la proporción adecuada, válvulas de dirección de flujo para seleccionar la función de llenado o la inyección de la solución espumante, y la correspondiente electrónica de control .

BREVE EXPLICACION DE LOS DIBUJOS

Para una mejor interpretación del objeto de la invención se describe a continuación varios casos de realización práctica, a titulo de ejemplo no limitativo de la misma, acompañándose de los correspondientes dibujos.

La figura 1 muestra una representación de un tanque según la invención identificando las partes que lo forman .

La figura 2 es una representación esquemática del módulo motor ubicado en la zona superior del tanque de la figura 1.

La figura 3 representa esquemáticamente y de forma simplificada el cañón generador de espuma del dispositivo de la invención.

La figura 4 muestra una representación de un helicóptero con un dispositivo según la invención, cargando agua de una superficie como la de un lago, estanque o similar. La figura 5 muestra una representación del helicóptero de la figura anterior en la acción de disparar la espuma homogénea y expandida que se obtiene según la invención.

EXPLICACION DETALLADA DE UNA REALIZACION PREFERENTE

Consiste la invención en un dispositivo extintor de incendios de uso aéreo que incorpora un cañón generador de espuma extintora formado por una cámara de expansión (12) de entrada de aire que recibe mezcla espumante y extintora desde una tobera de disgregación (14) del chorro de espumante, rematada en inyectores (15), expulsando dicha mezcla espumante a presión, facilitando su mezcla con el aire, y que es expulsada al exterior a través de una malla aireadora (9) obteniéndose una espuma extintora, expandida y homogénea.

El tanque (1) en el que se halla el cañón generador de espuma, dispone de un depósito independiente para el agua (11) y un módulo motor (7) donde se sitúan el grupo motor (17), la bomba de aspiración de agua (18), el sistema de inyección y dosificación del espumógeno (24), las correspondientes válvulas de dirección de flujo que controlan los pasos de los líquidos (19, 19', 20 y 21) y la electrónica de control (23) . El depósito del espumógeno puede incorporarse asimismo en el tanque (1) en un depósito propio, por ejemplo en su parte inferior, o bien situarse en un depósito acoplado al helicóptero o a la misma eslinga.

El dispositivo de la invención configurado para ser utilizado por helicópteros consiste en un tanque (1) que dispone de un pie de apoyo (2) o tren de aterrizaje formado por un tubo de material resistente, tal como una aleación del aluminio, en forma de anillo o por unos refuerzos en la parte inferior del tanque que actúa asimismo como pie de apoyo, sirviendo tal estructura para apoyar el conjunto de dicho tanque (1) en el suelo o en el fondo del punto de carga de agua.

El cuerpo de dicho tanque (1) está formado por un elemento cilindrico (6) rematado superiormente por un elemento de flotabilidad (3) que separa el modulo motor del agua e inferiormente por una salida inferior en una malla aireadora (9) que es la zona de salida (10) de la materia extintora. En alguna realización este cilindro (6) puede sufrir un estrechamiento gradual del diámetro en la dirección inferior (8) .

El interior del tanque, superiormente, tal como se muestra en los dibujos que acompañan la invención, está parcialmente abierto y en contacto con el aire, facilitando el llenado de dicho tanque (1) cuando se produce su inmersión en el agua y la aireación de la mezcla extintora.

La malla aireadora (9) está formada por una estructura reticular de malla tensada en los que se proyecta el chorro de espumante para su salida al exterior. Dicho cilindro (6) incluye en su interior un cuerpo cilindrico (4), abierto por sus dos extremo, superior e inferior, dicho cilindro (4) delimita anularmente en su perímetro exterior, el depósito del agua (11), e internamente el cañón de espuma formado por una cámara de expansión (12) donde existen la entrada de aire, no mostrada, y de espumante (13) que termina esta última en una tobera de disgregación (14) del chorro de espumante, en cuyos extremos se colocan unos inyectores (15) que expulsan sustancia espumante a presión a través de la malla aireadora (9) .

En las realizaciones que lo precisan, se prevé la utilización de un elemento de flotabilidad (3) construido como una cámara de aire y/o con material ligero de alta flotabilidad que sirve para impedir la inmersión del módulo motor en el agua cuando debe cargarse el tanque en un lago, rio, balsa, etc., y el pie de apoyo (2) no alcanza su fondo.

El módulo motor (7) está formado por un grupo motor (17) que acciona una bomba de agua (18) que sirve para aspirar el agua del depósito de agua (11) y expulsar a presión el espumante, esto es, la mezcla de agua con el espumógeno. Asimismo en los supuestos donde el dispositivo no pueda cargarse por inmersión debido a la poca profundidad de agua del punto de carga, esta bomba puede aspirar el agua a través de una canalización vertical, no mostrada, para llenar el depósito de agua (11) · Se dispone un sistema de inyección y dosificación del espumógeno (24) formado por una bomba y flujo calibrado para conseguir la solución espumante en la proporción adecuada, válvulas de dirección de flujo (19, 19', 20 y 21) para seleccionar la función de llenado o la inyección de la solución espumante, y la correspondiente electrónica de control (23) .

El método de carga de agua preferente del dispositivo es por inmersión directa en el agua. Para que la carga de agua se haga de manera sencilla y rápida, se ha diseñado el dispositivo como un cilindro hueco con un depósito anular alrededor del cañón generador de espuma para que según el principio de Arquímedes, al disminuir el volumen del cuerpo que se sumerge en un fluido, disminuimos el empuje hidrostático que mantiene el cuerpo flotando y el dispositivo penetra con facilidad en el agua hasta que ésta, a través del mismo cañón, se desborda por su apertura superior llenando el depósito de agua (11) en una rápida operación de inmersión hasta la linea de flotabilidad. La malla aireadora (9) impide la introducción de cuerpos sólidos al interior del depósito de agua (11) .

El funcionamiento del dispositivo de la invención es el siguiente :

En el lugar base del helicóptero, se ha llenado de espumogeno la cámara de reserva de espumogeno. Cuando se recibe una llamada de emergencia para acudir a la extinción de un incendio, se engancha el tanque al gancho de carga mediante el cable de sustentación (22) y se conectan los cables de control. Se verifica el funcionamiento del equipo y el helicóptero emprende el vuelo dirigiéndose a la zona del incendio. Antes deberá repostar agua, si el dispositivo aún no ha sido llenado con ella, para poder actuar frente al fuego.

Para llenar el depósito de agua (11) la invención prevé varios procedimientos . Ejemplo 1

El tanque se llena por inmersión directa en el mar, lagos, ríos, balsas etc., con suficiente profundidad.

Este procedimiento es típico de la presente invención y una consecuencia ventajosa de su disposición constructiva que proporciona un llenado muy rápido del depósito de agua (11) , disminuyendo los tiempos de carga de agua, evitando colas de espera de las otras aeronaves en los puntos de carga de agua y aumentando la cadencia de descargas sobre el incendio.

Ejemplo 2

El tanque aterriza sobre un rio, una balsa o cualquier otro depósito de agua de poca profundidad, apoyado en su pie de apoyo (2) o tren de aterrizaje. Como para llenar el tanque de agua el procedimiento de inmersión no es posible, se utiliza la succión de la bomba de aspiración de agua (18) accionada por el grupo motor (17), hasta llenar el depósito de agua (11) . Unas válvulas (19 y 20) controlan la entrada de liquido por esta vía. ^'

Ejemplo 3

El tanque es depositado en tierra, donde los equipos de bomberos lo llenan de agua mediante mangueras por medio de la entrada auxiliar de agua, no representada.

El helicóptero está ya listo para atacar el fuego. Se eleva y aproxima a la zona del incendio, disparando a presión la espuma creada por el cañón de espuma. La mezcla del espumante con el aire, proyectado a presión a través de la malla aireadora (9), crea una espuma extintora plenamente homogénea y totalmente expandida.

La proporción de la mezcla extintora es muy eficiente, de forma que se genera mucha espuma a partir de pequeñas cantidades de espumógeno. La utilización del agua es también más económica, permitiendo que con la misma cantidad de agua en el depósito se puedan rociar mayores extensiones de terreno que sin utilizar la mezcla espumante . Para facilitar la creación de espuma la presente invención dispone de un cañón de espuma formado por una cámara de expansión (12) de entrada de aire donde se dispara la mezcla espumante desde unos inyectores (15), situados en los extremos de una tobera de disgregación (14) del chorro de espumante y conectada a la entrada de espumante (13) . El chorro de espumante sale disgregado con un movimiento giratorio, lo que facilita su mezcla con el aire, debido a la presencia de álabes direccionales, no mostrados.

El espumante es impulsado a presión sobre la malla aireadora (9) , creando la espuma homogénea y expandida, que sale al exterior por el punto de salida (10) . La malla aireadora (9) está formada por una estructura reticular de malla tensada en los que al proyectarse a alta presión el chorro de espumante permite la creación de una espuma extintora homogénea y expandida. Adicionalmente, otra forma de expulsar la sustancia extintora y alternativa a la utilización del cañón de espuma descrito anteriormente, es utilizar el sistema de descarga rápida de agua. Dicho sistema tiene dos finalidades, servir como medio de descarga de emergencia, cuando el helicóptero precisa liberar carga, o si hay un mal funcionamiento del grupo motor (17) permite utilizar el depósito cual la técnica conocida anteriormente descrita de caída por gravedad.

El tanque se transporta suspendido del gancho de carga del helicóptero mediante una eslinga (22) . La eslinga se utiliza preferentemente larga para que el piloto pueda ver, mediante referencia vertical, los puntos donde desea incidir, y porque le permite mantener alejado el helicóptero, a suficiente distancia del fuego y de los puntos de carga.

También es importante la longitud de dicha eslinga (22) para evitar que el flujo de aire descendente producido por las palas del rotor del helicóptero avive el fuego.

Un cable eléctrico o un sistema inalámbrico, no mostrados, sujeto a la eslinga (22) conecta el sistema electrónico de control del tanque (1) con los mandos de control del piloto en la cabina del helicóptero.

Es de tener en cuenta que dependiendo del tipo de intensidad del fuego, el piloto puede elegir entre una descarga con un flujo máximo de caudal para una mejor penetración o un flujo de menor caudal y más velocidad de salida para una mejor cobertura. Ello se realiza mediante el selector de flujo que tiene en el panel de control que modifica el caudal y la presión del agua que sale por los inyectores, al actuar sobre las revoluciones del grupo motor (17) y con la variación del número de boquillas inyectoras que deben intervenir, selección que se efectúa mediante una válvula selectora que distribuye el agua por los inyectores. Se sobreentiende que en el presente caso serán variables cuantos detalles no alteren o modifiquen la esencia de la invención.