Tecnobosque · Monografía técnica

Física del vuelo de las pavesas en incendios forestales

Generación, elevación, transporte turbulento, combustión durante el vuelo, deposición e ignición de focos secundarios: un marco cuantitativo para interpretar distancias de spotting, cruce de cortafuegos y exposición de vegetación y estructuras.

Nivel: grado avanzado / posgrado Modelos reproducibles Dos simulaciones interactivas Revisión: julio de 2026

Una discontinuidad superficial puede detener la llama y, sin embargo, ser atravesada por partículas incandescentes transportadas por la columna y el viento. Imagen conceptual; no representa una escala de distancia.

Resumen

La distancia de vuelo no es la distancia efectiva de ignición

Una pavesa solo produce un foco secundario si completa una cadena de sucesos. Confundir el alcance aerodinámico con el alcance de ignición es el error central de muchas estimaciones simplificadas.

P_foco(x) = P_gen · P_trans(x) · P_activa(x) · P_dep(x) · P_ign(x | receptor)

La primera probabilidad describe que el combustible o una estructura produzcan un fragmento transportable; la segunda, que el flujo lo lleve hasta una distancia x; la tercera, que llegue todavía caliente, incandescente o en llama; la cuarta, que se deposite y quede retenido; y la quinta, que el receptor responda con combustión latente o con llama. Los términos se escriben como producto para ordenar el problema, pero no son necesariamente independientes: el tamaño y la forma de la partícula afectan a la vez a su generación, vuelo, tiempo de combustión y capacidad de ignición.

Distancia de transporte

Posición horizontal donde aterriza una partícula, esté fría o activa. Es una variable aleatoria, no un único número.

Distancia de spotting viable

Distancia donde una fracción de las partículas llega con energía suficiente y encuentra un receptor susceptible.

Distancia efectiva

Concepto condicionado por flujo de partículas, meteorología, receptor, escala temporal y criterio de consecuencia.

Alcance y seguridad. Esta monografía y sus simuladores sirven para análisis, docencia y comparación paramétrica. No calculan una distancia segura para personal, no sustituyen predicción operativa, observación local, LCES, protocolos del servicio ni decisión del mando.

Preguntas que responde el artículo

¿Qué propiedades de una especie y de su arquitectura determinan cuántas pavesas produce y de qué tamaño?
¿Por qué una lámina de corteza puede viajar más que una brasa compacta de masa semejante?
¿Cómo se relacionan masa, área proyectada, coeficiente de arrastre, velocidad terminal, viento y altura efectiva de liberación?
¿Por qué el máximo alcance observado no representa la distribución de exposición?
¿Cuándo una pavesa atraviesa un cortafuegos pero no produce un foco, y cuándo una lluvia de partículas sí consigue ignición por acumulación?
¿Qué debe medirse para trasladar un modelo académico a un incendio, una parcela experimental o una interfaz urbano-forestal concreta?

Convenciones

Magnitud	Símbolo	Unidad	Definición
Flujo numérico de pavesas	N″	m⁻²·s⁻¹	Número que atraviesa o se deposita sobre una unidad de área por unidad de tiempo.
Flujo másico	ṁ″_p	kg·m⁻²·s⁻¹	Masa de partículas por unidad de área y tiempo.
Área proyectada	A_p	m²	Área normal al flujo relativo; cambia con la orientación y el volteo.
Velocidad del aire y de la partícula	u, v_p	m·s⁻¹	Vectores locales; el arrastre depende de u − v_p.
Tiempo de vuelo y de actividad	t_f, t_a	s	El foco remoto requiere que la partícula aterrice antes de perder su capacidad térmica.
Humedad del receptor	MC_r	% base seca	Masa de agua dividida por masa seca; debe declararse siempre la base empleada.

Terminología: en este texto, pavesa, ascua transportada y firebrand designan un fragmento sólido caliente o en combustión capaz de ser transportado. Ember se usa en la literatura de forma parcialmente solapada. Spotting es la propagación discontinua por focos secundarios.

Del combustible a la partícula

1. Generación: una fuente distribuida en tamaño, forma, temperatura y tiempo

La generación comienza cuando un elemento vegetal o constructivo se calienta, pierde humedad, se piroliza, carboniza y finalmente se separa por rotura térmica, pérdida de sección resistente, acción del viento, colapso local o interacción con otros elementos. La partícula debe desprenderse en una región donde la velocidad ascendente pueda vencer temporalmente su peso efectivo. Por eso la emisión de pavesas no puede inferirse únicamente de la masa quemada ni de la especie.

1 · GeneraciónFragmentación, carbonización y desprendimiento.

2 · ElevaciónCaptura por llama, vórtices y columna convectiva.

3 · TransporteArrastre, gravedad, turbulencia, orientación y pérdida de masa.

4 · DeposiciónCaída, impacto, rebote, rodadura y retención en trampas.

5 · IgniciónTransferencia de calor, secado, pirólisis y reacción del receptor.

1.1. La fuente debe describirse como una distribución conjunta

Una formulación útil introduce una función fuente S que representa el número de partículas liberadas por unidad de frente, tiempo y espacio de propiedades:

S = S(m₀, A_p,0, ψ, T₀, χ₀, z₀, t)

Aquí m₀ es la masa inicial, A_p,0 el área proyectada, ψ un descriptor de forma u orientación, T₀ la temperatura, χ₀ el estado de combustión —sin llama, incandescente o llameante— y z₀ la posición de liberación. Para una fuente real, estas variables están correlacionadas. Una distribución marginal de diámetros no basta para reconstruir el vuelo.

Dos partículas con la misma «longitud característica» pueden poseer áreas proyectadas, masas, densidades aparentes y tiempos de combustión radicalmente distintos. Reducir cortezas, ramillas y fragmentos prismáticos a esferas elimina precisamente la física que permite a una lámina ligera ser elevada con facilidad.

Propiedad de la fuente	Mecanismo	Efecto esperado	Advertencia
Humedad del combustible	Consume energía en calentamiento y evaporación; modifica la secuencia de llama y carbonización.	Puede reducir producción y actividad térmica, pero el efecto depende de especie, escala y viento.	No extrapolar un umbral de una especie a otra.
Arquitectura de copa	Controla ventilación, contacto entre ramas, intensidad local y vías de desprendimiento.	Cambia número, tamaño y sincronización de la emisión.	Altura o DAP aislados no describen la arquitectura.
Morfología de corteza	Láminas, tiras y escamas pueden separarse con elevada relación área/masa.	Favorece elevación y, para ciertas formas, transporte lejano.	La especie es un proxy; deben medirse los fragmentos producidos.
Viento en la fuente	Aumenta carga aerodinámica, ventilación y extracción de fragmentos.	Puede modificar simultáneamente generación, combustión y dispersión.	No es correcto variar el viento solo en la etapa de transporte.
Fuego de superficie o de copas	Cambia potencia, altura de liberación y tamaños que la columna puede capturar.	Los fuegos de copas pueden elevar partículas mayores y liberarlas a mayor cota.	La transición es dinámica y espacialmente heterogénea.
Edificaciones y madera elaborada	Tejas, revestimientos, cercas y cubiertas generan geometrías distintas a la vegetación.	Fragmentos laminares o prismáticos con otras densidades y tiempos de carbonización.	No mezclar distribuciones de estructura y arbolado sin trazabilidad.

1.2. Qué muestran los experimentos y qué no permiten concluir

En quemas a escala real de pino coreano de 4 m y sin viento impuesto, Manzello y colaboradores midieron más de 500 partículas y describieron fragmentos aproximadamente cilíndricos, con un tamaño medio cercano a 5 mm de diámetro y 40 mm de longitud. En aquel montaje, árboles con humedad superior al 35 % en base seca no produjeron cantidades significativas de pavesas. Ese 35 % no es un umbral universal: pertenece a una especie, tamaño, protocolo y condición sin viento concretos.

Hudson y colaboradores quemaron 108 árboles de cuatro especies, recogieron aproximadamente 15.700 pavesas y registraron unas 4.900 marcas de carbonización sobre tejido resistente al fuego. Encontraron diferencias entre el número total de partículas y la fracción «caliente»: el enebro occidental produjo la mayor fracción capaz de dejar marca, alrededor del 30 %, mientras que el pino ponderosa quedó aproximadamente en el 5–6 % para el receptor utilizado. El resultado demuestra que producir muchas partículas y producir muchas partículas térmicamente activas son métricas diferentes.

Los experimentos de campo con emberómetros añaden la dimensión temporal: la deposición puede concentrarse en lluvias breves e intensas asociadas a picos del comportamiento del fuego. Un promedio de diez minutos puede ocultar una descarga de pocos segundos que satura una canaleta, una junta de cubierta o una acumulación de hojarasca.

Mínimo conjunto de datos para comparar especies. Masa seca perdida; humedad y base de cálculo; altura, DAP y arquitectura; velocidad y dirección del viento; estado de fuego de superficie/copa; distribución conjunta de masa, área proyectada, espesor y elongación; flujo numérico y másico; temperatura o estado de combustión al depositarse; distancia y eficiencia del sistema de captura.

1.3. Métricas de generación

Las métricas deben conservar su denominador. Entre las más útiles se encuentran:

Y_N = N_p / Δm_fuel y Y_m = Σm_p / Δm_fuel

Y_N es el rendimiento numérico —partículas por kilogramo de combustible consumido— y Y_m la fracción másica recuperada. Para el peligro de ignición interesa además un rendimiento activo:

Y_hot = N_p,hot / Δm_fuel

La definición de «hot» debe acompañar al dato: temperatura infrarroja, marca térmica sobre un material calibrado, incandescencia visible o capacidad de ignición son criterios distintos. La ausencia de una marca tampoco prueba que la partícula estuviese fría; depende de sensibilidad, contacto y tiempo.

1.4. La unidad de exposición: número, masa, energía y agrupamiento

Una vivienda o un lecho vegetal no responden solo al número de pavesas. El flujo numérico N″, el flujo másico ṁ″_p, la distribución de energía por partícula y la tendencia a acumularse en una geometría receptora describen aspectos diferentes. Diez partículas pequeñas repartidas sobre un metro cuadrado no son equivalentes a diez partículas atrapadas en una junta de pocos centímetros.

ṁ″_p(t) = ∫ m · n″(m,t) dm

En estudios de cubierta o vegetación conviene informar al menos los cuantiles del flujo, la duración de los pulsos y la escala espacial de muestreo. Una «densidad media» sin intervalo temporal ni área colectora es difícil de reproducir.

Mecánica y combustión

2. Física del vuelo: el problema acoplado partícula–atmósfera–fuego

Una pavesa no es un trazador sin inercia. Su trayectoria resulta del balance entre gravedad, flotación, arrastre, sustentación dependiente de orientación, fuerzas no estacionarias y un campo de velocidades que la propia combustión modifica. Al mismo tiempo, la partícula pierde masa y cambia de forma: la aerodinámica altera la combustión y la combustión altera la aerodinámica.

2.1. Ecuación de cantidad de movimiento

Para una partícula de masa m_p, volumen V_p y velocidad v_p, una forma compacta del modelo lagrangiano es:

d(m_pv_p)/dt = ½ρ_aC_DA_p|u − v_p|(u − v_p) + F_L + (ρ_aV_p − m_p)g + F_u

ρ_a es la densidad del aire; C_D, el coeficiente de arrastre; A_p, el área proyectada instantánea; u, la velocidad local del aire; F_L, la sustentación; y F_u agrupa términos no estacionarios que un modelo reducido puede omitir. En partículas laminares o alargadas, A_p, C_D y F_L cambian con volteo, cabeceo y rotación.

Consecuencia fundamental: el viento que importa no es solo el registrado a 10 m en una estación. Es el vector local y transitorio u(x,y,z,t) dentro de una capa límite calentada, turbulenta y perturbada por la columna, la topografía y la vegetación.

2.2. Velocidad terminal como escala, no como verdad instantánea

Si el aire está quieto, la partícula mantiene forma y orientación, y el arrastre cuadrático equilibra peso menos empuje, aparece la velocidad terminal de sedimentación:

v_t = √[2(ρ_p − ρ_a)V_pg / (ρ_aC_DA_p)]

Una relación área/masa elevada reduce v_t y facilita la elevación. Koo y colaboradores mostraron con HIGRAD/FIRETEC que los discos, aerodinámicamente favorables, viajaron más que cilindros en sus escenarios; también observaron trayectorias mayores cuando no impusieron la aproximación de velocidad terminal instantánea. Los ensayos clásicos indicaron tiempos de respuesta del orden de segundos para algunas geometrías, intervalo suficiente para que una partícula atraviese vórtices con cambios rápidos.

En un viento horizontal uniforme U, desde una altura efectiva H_e, sin turbulencia, sin movimiento vertical y con propiedades constantes, la estimación más simple sería:

t_f ≈ H_e/v_t ; x_adv ≈ U H_e/v_t

Esta ecuación es una escala de cribado. No predice por sí sola spotting real. Una corriente ascendente prolonga el tiempo de residencia; una descendencia lo reduce; el perfil vertical del viento cambia la advección; una ladera modifica el encuentro con el terreno; y la turbulencia produce una distribución, no una línea.

2.3. Criterio de elevación

En un modelo cuasiestacionario, una condición necesaria —no suficiente— para mantener una partícula suspendida es que la componente ascendente del aire supere aproximadamente su velocidad de sedimentación:

w(x,y,z,t) ≳ v_t

La intensidad del fuego aumenta las velocidades verticales y el volumen de la columna capaz de capturar partículas, pero no existe una equivalencia universal entre intensidad lineal y máxima pavesa elevable. Intervienen anchura de la fuente, convección, viento cruzado, estratificación y transición a fuego de copas.

2.4. Números adimensionales útiles

Número	Definición orientativa	Qué compara	Uso
Reynolds de partícula	Re_p = ρ_a\|u−v_p\|d_e/μ	Inercia frente a viscosidad en el flujo alrededor de la pavesa.	Seleccionar correlación de arrastre; una ley de Stokes no suele ser válida para todas las pavesas.
Stokes	St = τ_p/τ_f	Tiempo de respuesta de la partícula frente al tiempo del vórtice.	St ≪ 1 sigue el flujo; St grande conserva más inercia y se desacopla.
Relación área/masa	A_p/m_p	Capacidad aerodinámica por unidad de peso.	Resume por qué láminas y fibras se elevan mejor que partículas compactas.
Damköhler térmico	Da_b = t_f/t_a	Tiempo de vuelo frente a tiempo de actividad térmica.	Da_b < 1 favorece llegada activa; no garantiza ignición.

2.5. Balance térmico y pérdida de masa

Durante el vuelo, una formulación de energía de capacidad concentrada puede escribirse como:

m_pc_pdT_p/dt = hA_s(T_g − T_p) + ε_pσA_s(T_rad⁴ − T_p⁴) + Q̇_ox − Q̇_py

dm_p/dt = −ṁ_pirólisis − ṁ_oxidación

La ventilación puede incrementar la oxidación de una ascua y elevar su temperatura superficial, pero también acelerar el consumo y extinguir la llama visible. Una partícula grande conserva masa y calor durante más tiempo, aunque puede ser demasiado pesada para elevarse; una muy pequeña se eleva con facilidad, pero puede agotarse antes de aterrizar. De esta competencia surge un intervalo de tamaños especialmente relevante, dependiente del escenario.

2.6. Pluma, turbulencia y topografía

Los modelos integrales clásicos separan una fase de elevación y otra de transporte. Los modelos acoplados resuelven que la columna y el viento se deforman mutuamente. En simulaciones de fuego de superficie y de copa, Koo y colaboradores encontraron patrones de lanzamiento y deposición muy heterogéneos dominados por la interacción fuego–atmósfera. Thurston y colaboradores mostraron que la turbulencia de la pluma contribuye de forma decisiva al transporte lejano y a la dispersión de las posiciones de aterrizaje.

La topografía entra al menos por cuatro vías: modifica el viento medio y la turbulencia; cambia la distancia vertical hasta el terreno; altera la convección y la inclinación de la columna; y determina dónde una trayectoria intercepta la ladera. Una distancia horizontal sobre mapa no equivale a longitud de trayectoria ni a distancia sobre el terreno.

Jerarquía de modelos. (1) escala analítica UH_e/v_t; (2) partícula lagrangiana en viento prescrito; (3) dispersión estocástica con perfiles atmosféricos; (4) simulación acoplada fuego–atmósfera y partículas reactivas. Aumentar complejidad solo mejora el resultado si los datos de entrada y la validación crecen con ella.

2.7. Del alcance máximo a una distribución

En un evento se emiten miles o millones de partículas. El máximo observado depende del número muestreado, del área de captura y de la cola estadística. Es preferible trabajar con una densidad de deposición p_L(x,y), cuantiles —mediana, P90, P99— y probabilidad de excedencia:

P(X > b) = ∫_b^∞ p_L(x) dx

El parámetro b puede representar la anchura de una carretera, un cortafuegos o una franja tratada. Pero el cruce aerodinámico no equivale a un foco: para una métrica efectiva deben ponderarse actividad térmica y receptor.

P_ef(b) = ∫_b^∞ p_L(x) · p_activa(x) · p_ret(x) · p_ign(x) dx

La simulación del bloque siguiente calcula una envolvente estocástica de primer orden basada en velocidad terminal, altura efectiva y variabilidad lognormal. Su propósito es mostrar sensibilidad y cuantiles; no sustituye un campo de viento tridimensional ni un modelo de combustión validado para una especie.

Laboratorio interactivo 1

3. Envolvente de vuelo y cruce de una franja sin combustible

Alcance: modelo estocástico de cribado con velocidad terminal, altura efectiva de liberación, viento medio y dispersión agregada. Calcula una distribución de aterrizaje y comprueba qué fracción llega más allá de una anchura b antes de agotar su tiempo de actividad. No calcula elevación desde la llama, probabilidad de ignición ni una distancia segura.

Cómo leerlo: la altura efectiva representa la cota a la que la partícula abandona la región de ascenso dominante. No es necesariamente la altura de llama. La «variabilidad» reúne, solo con fines didácticos, fluctuaciones de altura, viento, sedimentación y tiempo de actividad.

Perfil de partícula corteza laminar

Altura efectiva H_e 80 m

Viento advectivo U 10,0 m·s⁻¹

Masa inicial m₀ 0,60 g

Área proyectada A_p 700 mm²

Coeficiente de arrastre C_D 1,17

Tiempo activo mediano t_a,50 140 s

Variabilidad agregada σ 0,40

Anchura de franja b 60 m

Velocidad terminal de escala—

Distancia mediana de aterrizaje—

Distancia P90—

Activas más allá de b—

Distribución modelada de aterrizaje

franja

0 m—

Salida	Interpretación correcta	No significa
Mediana	La mitad de las trayectorias simuladas queda antes y la otra mitad después.	Distancia media de todos los incendios.
P90	El 90 % aterriza antes en este conjunto de hipótesis.	Máximo posible o perímetro de seguridad.
Activas más allá de b	Fracción de partículas simuladas que cruza b y cuyo tiempo activo supera el vuelo.	Probabilidad de foco secundario; falta deposición, retención e ignición.

3.1. Algoritmo reproducible

El modelo calcula v_t con arrastre cuadrático. Para 1.200 partículas sintéticas, perturba de forma lognormal el tiempo de caída, el viento efectivo y el tiempo de actividad. La distancia de cada muestra es x = U_it_f,i. Una muestra se clasifica como activa al aterrizar si t_a,i > t_f,i. La semilla es fija: el mismo conjunto de entradas produce siempre el mismo gráfico.

Límite de uso. Los perfiles son ejemplos geométricos, no datos de una especie. Para una aplicación científica deben sustituirse por distribuciones medidas, perfil vertical de viento, topografía, tasa de regresión, orientación y un submodelo validado de ignición.

Del aterrizaje al foco

4. Deposición, retención e ignición del receptor

El aterrizaje no es el final de la trayectoria física. Una pavesa puede rebotar, fragmentarse, rodar, ser expulsada por el viento o quedar atrapada en una concavidad. La topología del receptor concentra el flujo: canalones, encuentros de cubierta, esquinas, juntas, bases de cercas, acumulaciones de acículas y sotaventos de piedras transforman una exposición difusa en una fuente térmica localizada.

4.1. Flujo incidente frente a carga retenida

Si N″_in es el flujo que llega y η_ret la fracción retenida por la geometría, la tasa local de acumulación se aproxima como:

dN_ret/dt = η_retN″_inA_trap − N_ret/τ_res

A_trap es el área de captura efectiva y τ_res el tiempo medio antes de que una partícula salga, se apague o deje de aportar calor. La acumulación aparece cuando la llegada supera la pérdida. Por eso una lluvia continua de partículas pequeñas puede ser más peligrosa para una junta que una pavesa aislada de mayor masa.

4.2. Regímenes de respuesta

Receptor	Mecanismo dominante	Variables críticas	Resultado posible
Acículas y hojarasca fina	Contacto múltiple, ventilación de poros y propagación entre elementos finos.	Humedad, espesor, compactación, viento, estado de la pavesa.	Combustión latente o llama.
Vegetación viva	Secado local, daño térmico y posible ignición de fracciones muertas o finas.	Contenido de agua, relación superficie/volumen, continuidad y mezcla vivo-muerto.	Daño sin ignición, ignición localizada o transmisión al dosel bajo.
Mulch o corteza ornamental	Acumulación, oxidación lenta y transición posterior a llama.	Profundidad, humedad, tamaño de partícula, viento y esquina próxima.	Foco latente oculto o llama sostenida.
Junta o rendija de madera	Concentración de calor y protección parcial frente a la expulsión.	Ancho de junta, material, ventilación, masa acumulada y duración.	Pirólisis, combustión latente y eventual llama.
Superficie mineral abierta	Pérdida por rebote y escasa disponibilidad de combustible.	Rugosidad, partículas orgánicas presentes y viento.	Extinción frecuente, pero posible transporte secundario.

4.3. Evidencia experimental que impide usar un único umbral

Manzello y colaboradores estudiaron pavesas individuales y múltiples sobre acículas de pino, papel triturado y rendijas de tejas de cedro. El resultado dependió del estado llameante o incandescente, la geometría, la humedad y el flujo de aire. Los ensayos mediterráneos de Viegas y colaboradores, realizados sin viento para once combinaciones de pavesa y lecho, obtuvieron ignición positiva únicamente con pavesas en llama y confirmaron el papel dominante de la humedad del lecho en aquel protocolo.

En otra escala, Suzuki y colaboradores expusieron mulch de madera triturada, colocado en una esquina reentrante, a lluvias continuas del generador NIST Dragon. En su configuración se produjo ignición con llama incluso con contenidos de humedad de hasta 83 % en base seca bajo 8 m·s⁻¹, y la acumulación fue determinante. No hay contradicción: cambian el flujo, la duración, el viento, la geometría y el número de partículas. Un dato de humedad sin describir el ataque de pavesas no define la ignitabilidad.

Una pavesa caliente no posee una «temperatura de ignición» transferible. La ignición del receptor depende de la historia de flujo, el área y resistencia de contacto, la ventilación, las pérdidas, el secado, la cinética de pirólisis y la capacidad de sostener la reacción tras retirar la fuente.

Laboratorio interactivo 2

5. Acumulación y balance energético de un receptor

Alcance: calcula el número esperado de partículas retenidas en una pequeña trampa geométrica y compara una energía incidente efectiva con dos sumideros: calentamiento del sólido hasta 300 °C y calentamiento/evaporación del agua. El cociente Θ es un índice energético de cribado, no una probabilidad ni un criterio de ignición.

Receptor acículas secas

Flujo incidente N″ 2,0 m⁻²·s⁻¹

Duración del ataque 120 s

Área de trampa A_trap 0,020 m²

Retención η_ret 50 %

Masa media activa 0,080 g

Temperatura de llegada 600 °C

Humedad receptor, base seca 12 %

Carga activa seca 0,35 kg·m⁻²

Acoplamiento térmico η_q 35 %

Llegadas durante el ataque—

Partículas esperadas en la trampa—

P(N_ret ≥ 2), Poisson—

Índice energético Θ—

Componentes del cribado energético

Energía efectiva aportada

—

Calentamiento del sólido

—

Calentamiento y evaporación

—

5.1. Definición del índice

Θ = E″_aportada / [m″_dryc_s(300−25) + m″_w{c_w(100−25)+L_v}]

Se adopta c_s = 1,7 kJ·kg⁻¹·K⁻¹, c_w = 4,18 kJ·kg⁻¹·K⁻¹ y L_v = 2.260 kJ·kg⁻¹. La energía potencial por partícula suma calor sensible desde la temperatura de llegada y un término efectivo de oxidación residual de 4 MJ·kg⁻¹; el usuario controla qué fracción se acopla al receptor. El cálculo omite pérdidas transitorias, reacción química del receptor y heterogeneidad de contacto. Por tanto, Θ > 1 no prueba ignición y Θ < 1 no la descarta.

Para investigación: sustituye el término energético efectivo por calorimetría o flujo medido, introduce distribución de masas y temperaturas, resuelve conducción y evaporación transitorias, y valida contra tiempos de combustión latente y llama del receptor concreto.

Aplicación e incertidumbre

6. Cortafuegos, franjas de protección y distancia efectiva

Un cortafuegos actúa sobre la continuidad del combustible superficial y sobre la transferencia por llama y radiación; no crea un techo sobre la atmósfera. Por ello deben evaluarse al menos tres modos de rebasamiento: contacto o radiación sobre el borde opuesto, transporte de pavesas y crecimiento de focos secundarios una vez establecidos. Una anchura suficiente frente a llama puede ser insuficiente frente a spotting.

6.1. La anchura no debe compararse con un único alcance máximo

Sea b la anchura de la franja y n″(x,t) el flujo de aterrizaje. El número esperado de partículas viables sobre un área receptora A_r durante el intervalo T puede expresarse como:

Λ_v(b) = ∫₀^T∫_{A_r} n″(x,t) · p_activa · p_ret · p_ign dA dt

Si los eventos fuesen raros e independientes, una primera aproximación Poisson daría:

P(al menos un foco) = 1 − exp(−Λ_v)

La hipótesis de independencia puede fallar precisamente en una lluvia intensa: las pavesas llegan agrupadas, modifican la temperatura y el secado del receptor y cooperan en la ignición. La formulación es útil para mostrar que el riesgo depende de anchura, longitud expuesta, duración, flujo, estado térmico y receptor. Duplicar la anchura no implica dividir el riesgo por dos.

6.2. Diseño por capas

Lado de procedencia

Reducir combustibles capaces de generar una columna intensa y grandes partículas; tratar continuidad vertical y elementos con corteza desprendible.

Franja central

Controlar combustible superficial, obstáculos que atrapen partículas y elementos que puedan encenderse o retransmitir el fuego.

Lado receptor

Reducir acículas, hojarasca, mulch y continuidad fina; prever vigilancia y ataque de focos durante y después del paso del frente.

La franja debe entenderse como sistema, no como una cifra geométrica. Una carretera ancha con cunetas llenas de combustible fino puede ofrecer un receptor más favorable que una franja algo menor cuyos bordes estén mantenidos. En interfaz urbano-forestal, el principio se extiende a cubiertas, canalones, encuentros de fachada, ventilaciones y cercas.

6.3. Implicaciones para los equipos de extinción

La presencia de pavesas altera la geometría del peligro: el frente principal deja de ser la única fuente. Pueden aparecer focos detrás de la posición, comprometer una ruta, cerrar una ventana de retirada o generar una nueva columna en combustible no tratado. La separación de personal respecto de la llama, aun correctamente calculada para radiación, no resuelve esta amenaza.

Uso operativo responsable. Los cuantiles del simulador pueden ayudar a diseñar hipótesis de observación, ubicación de sensores o profundidad de patrullaje. No autorizan aproximación, permanencia ni cruce. La decisión requiere comportamiento observado y previsto, viento y cambios esperados, topografía, combustibles, rutas, comunicaciones, visibilidad y doctrina del servicio.

Para vigilancia de una línea son más informativos el flujo y la tasa de aparición de focos por unidad de longitud y tiempo que una distancia máxima aislada. La detección debe prolongarse después del paso del frente, porque un foco latente puede transicionar a llama con retraso.

Vegetación y estructura

7. Especie, altura y edad: cómo construir un análisis defendible

No existe una tabla universal «especie × edad = distancia de pavesas». Especie, altura y edad son variables explicativas indirectas de rasgos físicos. Para una comparación científica deben separarse dos papeles: la vegetación como fuente de partículas y la vegetación como receptor.

Rasgo medible	Como fuente	Como receptor	Relación con edad/altura
Morfología y espesor de corteza	Controla tamaños, formas y facilidad de desprendimiento.	Influye en protección del cambium, no en ignición foliar directa.	Suele cambiar con diámetro y edad, de forma específica por taxón y estación.
Altura y longitud de copa	Modifica cota potencial de liberación y volumen de combustible aéreo.	Determina exposición vertical y continuidad con estratos inferiores.	La edad puede aumentar altura, pero competencia y selvicultura alteran la relación.
Biomasa muerta retenida	Aporta fragmentos secos y fácilmente activables.	Eleva ignitabilidad local y continuidad.	Puede crecer con senescencia, poda natural, sequía o abandono.
Arquitectura de ramificación	Controla ventilación, rotura y dimensiones de fragmentos.	Controla densidad aparente y propagación dentro de copa.	No se deduce de la altura total.
Humedad viva y muerta	Afecta secuencia de calentamiento, llama, carbonización y emisión.	Controla el sumidero energético y cinética de ignición.	Fenología, sequía y hora pueden dominar sobre la edad.
Relación superficie/volumen	Condiciona calentamiento y tamaño de partícula generada.	Condiciona secado e ignición de hojas, acículas y ramillas.	Es una propiedad de órganos y clases de diámetro, no del árbol completo.

Una matriz útil para un arboretum, monte experimental o proyecto universitario debe incluir especie, procedencia, edad estimada, altura, DAP, altura de base de copa, dimensiones de copa, porcentaje de material muerto, clases de diámetro, rasgos de corteza, humedad por compartimentos y masa consumida. La salida no debería ser un único ranking, sino distribuciones de Y_N, Y_hot, masa/área, tiempo activo y capacidad de ignición sobre receptores definidos.

Diseño experimental recomendado. Bloques aleatorizados por especie y estado; réplicas; medición meteorológica de alta frecuencia; colectores distribuidos en dos dimensiones; imagen visible e infrarroja; masa antes/después; controles de recuperación; declaración de censura espacial; modelos jerárquicos que separen variación entre individuo, día y especie.

Calidad científica

8. Incertidumbre, validación y reproducibilidad

8.1. Fuentes de incertidumbre

Fuente: número, masa, forma, estado térmico y momento de liberación.
Flujo: viento tridimensional, vórtices de la columna, estabilidad atmosférica, cizalladura, topografía y dosel.
Partícula: orientación, coeficientes aerodinámicos, densidad aparente, fragmentación y tasa de regresión.
Muestreo: área limitada, partículas que sobrevuelan la red, eficiencia del colector y pérdida de estado térmico.
Receptor: humedad heterogénea, compactación, porosidad, trampas, ventilación y mezcla de combustibles.
Escala: extrapolación desde túnel o árbol aislado a un frente, dosel o comunidad.

Los parámetros no deben variarse uno a uno como si fuesen independientes cuando la física los correlaciona. Un viento mayor puede aumentar alcance, generación y oxidación, modificar la columna y reducir el tiempo de contacto al depositarse. Una humedad mayor puede retrasar ignición del árbol fuente y también cambiar el régimen de desprendimiento.

8.2. Qué debe publicar un estudio

Definición exacta de pavesa y del criterio «activa».
Base de humedad, método y posición de muestreo.
Geometría y escala de la fuente, combustible consumido e intensidad medida o estimada.
Campo meteorológico y altura de las mediciones.
Distribuciones conjuntas o datos individuales, no solo promedios.
Área, localización y eficiencia de colectores; fracción no capturada.
Estado del receptor y definición de ignición latente y llameante.
Réplicas, intervalos de incertidumbre, datos censurados y código de análisis.

8.3. Estrategia de validación por niveles

Nivel	Variable validada	Ensayo	Criterio
Componente	C_D, orientación, v_t	Caída libre o túnel de viento con partículas frías.	Velocidad y régimen de volteo.
Combustión	m(t), T(t), t_a	Pavesa controlada bajo varios flujos.	Masa, temperatura y estado final.
Transporte	p_L(x,y)	Generador y matriz de colectores.	Cuantiles, forma y dispersión de la distribución.
Fuente real	S(m,A,ψ,T,t)	Árbol, combustible o componente a escala real.	Flujo, rendimiento y pulsos temporales.
Sistema	Focos secundarios	Quema experimental instrumentada.	Posiciones, tiempos y condiciones de ignición.

Síntesis

9. Diez conclusiones técnicas

El spotting es una cadena condicionada; transporte y foco secundario no son sinónimos.
La fuente es una distribución conjunta de masa, forma, temperatura, estado y tiempo.
La relación área proyectada/masa es tan importante como el tamaño nominal.
La velocidad terminal es una escala útil, pero puede fallar en flujos transitorios de la columna.
Viento, columna y partícula deben acoplarse para estudiar las colas de largo alcance.
La combustión durante el vuelo selecciona qué trayectorias conservan capacidad térmica.
El máximo observado depende del tamaño de muestra; son preferibles distribuciones y probabilidades de excedencia.
La retención y acumulación pueden dominar la ignición de vegetación fina y detalles constructivos.
Un cortafuegos reduce continuidad superficial, pero debe diseñarse junto con el combustible receptor y la vigilancia de focos.
Ningún simulador de cribado sustituye datos locales, validación ni decisión operativa.

Idea final. La pregunta rigurosa no es «¿cuántos metros vuela una pavesa?», sino: «¿qué distribución de partículas produce esta fuente, qué campo de flujo las transporta, qué fracción llega activa y qué receptores pueden convertir esa exposición en nuevos focos durante el intervalo de interés?».

Bibliografía científica

10. Referencias seleccionadas

Selección centrada en trabajos experimentales, modelos físicos y documentos técnicos primarios. Los DOI enlazan con la versión del editor; algunos textos también están disponibles en repositorios institucionales de NIST o USDA Forest Service.

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