ES2356535B1 - Contenedor simulador de explosiones. - Google Patents
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Abstract
Contenedor simulador de explosiones consistente
en un contenedor del tipo que se utiliza para el transporte marítimo
de mercancías, dividido en varias cámaras; una para alojar a los
observadores o alumnos y otra para situar el combustible que
permitirá reproducir el fuego. La finalidad es realizar prácticas
relacionadas con el fuego.
Description
Contenedor simulador de explosiones.
La presente invención recae en un contenedor
simulador de explosiones de gases de incendio (Backdraft), empleando
un contenedor del tipo empleado para transportar mercancías,
encuadrándose dentro del ramo de construcciones y elementos para
formación práctica en extinción de incendios.
La solución consiste en el diseño de varias
cámaras especificas dentro del contenedor mediante la división
interna del mismo, con objeto de alojar a los observadores o alumnos
en uno de los compartimentos, mientras que en el otro compartimiento
se sitúa el combustible que permitirá mediante su combustión
reproducir el citado fenómeno para la instrucción de los
observadores o alumnos. Las diversas cámaras pueden obtenerse
situándose dos contenedores unidos entre sí en el mismo o en
distinto plano de altitud.
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Hasta la fecha, las escuelas para la defensa
civil de Suecia incorporaron un método formativo en contenedores de
los utilizados en el transporte marítimo con el objeto de formar a
los alumnos en el concepto teórico del "flashover".
Como "Flashover" entenderemos el fenómeno
que se produce cuando en un compartimiento, el fuego puede llegar a
un estado en el que la radiación térmica total desprendida por el
fuego, por los gases calientes y por las paredes y el techo del
compartimiento causan la combustión de todas las superficies
combustibles expuestas dentro del mismo, esta repentina y mantenida
transición de un fuego en su fase de crecimiento que da paso a la
fase de fuego totalmente desarrollado se le conoce como
"Flashover". La radiación puede oscilar de 12 a 20 Kw/m^{2} y
la temperatura de 483ºC a 649ºC y el calor (Q) total liberado puede
ser mayor de 10.000 Kw (Fire Research Station, UK 1993).
Sin embargo, en estos centros no se desarrolló
una actividad formativa para la reproducción real del
"Backdraft" o "Backdraught," en la que los observadores o
alumnos se introdujeran en su interior, ya que es en sí mismo una
explosión de gases de incendio con el consiguiente riesgo para los
alumnos y personal docente.
La definición de Backdraught según la National
Fire Protection Asocciation es la rápida o explosiva combustión de
gases calentados que ocurre cuando el oxígeno es introducido en un
edificio que no ha sido adecuadamente ventilado y en el que se ha
reducido el suministro de oxígeno debido al fuego.
Para el "Fire Research Station" del Reino
Unido 1993 la definición de backdraught es muy similar: -"La
ventilación limitada puede hacer que un incendio de un compartimento
genere gases que contengan proporciones importantes de productos
parciales de la combustión y productos de pirólisis no quemados. Si
éstos se acumulan, y se produce una abertura en el compartimento, la
entrada de aire puede dar lugar a una deflagración súbita. Ésta
deflagración que se traslada a través del compartimento y sale por
la abertura practicada es un backdraught o backdraft"-.
\vskip1.000000\baselineskip
El solicitante no tiene conocimiento de la
existencia de ningún elemento similar al objeto de la presente
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Para la reproducción del Backdraught en
contenedores de transporte marítimo se han desarrollado cinco
modelos distintos, aunque también es posible su realización en
habitaciones de edificios de ladrillo, hormigón, acero o cualquier
otro tipo de material utilizado en la construcción.
Todas las realizaciones tienen por finalidad
provocar las explosiones de gas de incendio para desarrollar
ejercicios prácticos de observación, reconocimiento del fenómeno o
técnicas de extinción de incendios susceptibles de aplicación
industrial o implantación de métodos de acciones formativas en
centros docentes.
En todo caso, siempre deberán presentar las
siguientes características comunes a todos.
La particularidad más importante es la división
interior del contenedor o habitación con objeto de alojar a los
observadores o alumnos en un compartimiento, mientras que en el otro
compartimiento se situará el combustible pudiendo variar las
dimensiones en cada uno de los modelos.
Esta separación es necesaria para observar la
explosión desde la habitación contigua y poder realizar un
adiestramiento utilizando técnicas con agua pulverizada antes de la
introducción en la cámara donde se ha situado el combustible.
A esta pared divisoria se le ha practicado una
puerta o hueco que se abrirá cuando el instructor lo estime
oportuno, por aquí es por donde va a entrar el aire a la cámara de
combustión con el oxígeno necesario para mantener la combustión y
para que se produzca la explosión, así mismo, por aquí también van a
salir los humos y posteriormente la explosión del gas de
incendio.
La abertura citada en la pared de división se
podrá cerrar a voluntad mediante un sistema de escotilla con cable o
de puerta corredera o abatible de hoja simple o doble, pudiendo ser
también construida del mismo material que el de la división.
La separación de ambas cámaras se podrá efectuar
con cualquier tipo de material, ya sea acero, madera o sus
derivados, cristal resistente a la temperatura, algunos tipos de
metacrilatos, ladrillo o similares. También se puede disponer al
efecto de dos habitaciones o más en un edificio en construcción.
La apertura practicada en dicha división
interior podrá tener cualquier forma geométrica que comprenda
superficies de 0.25 m^{2} a 2.5 m^{2}, resultando ideal una
superficie de 0.96 m^{2}.
Cuando la pared divisoria se construya con
aglomerado de madera o sus derivados se puede unir a las paredes del
contenedor mediante tornillería o perfiles metálicos por
soldadura.
\vskip1.000000\baselineskip
Las ventajas de este sistema en relación con los
anteriores son las siguientes:
- Montaje muy simple.
- Versatilidad, toda vez que se puede emplear en
cualquier tipo de contenedor utilizado para transporte marítimo.
- Variedad, ya que se puede aplicar como
complemento en los contenedores que se utilizan actualmente para
reproducir el flashover.
- Universalidad, dado que permite la
incorporación de cualquier material combustible para la
experimentación.
- Facilidad de construcción, dado que al emplear
contenedores usados únicamente se tiene que proceder a su
compartimentación, división en habitaciones o unión entre
varios.
- Dado su diseño constructivo permite la
fabricación de simuladores de varios tamaños.
- Fácil de almacenar y transportar.
- Interés publico, dado que contribuye a la
formación de las fuerzas de seguridad del estado y protección civil
del peligroso fenómeno del Backdraft o Backdraught para su
identificación lo que redunda en su propia seguridad.
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Para una mejor comprensión de esta invención se
acompañan los diseños adjuntos, en los que;
La figura 1.1 es una vista en alzada del primer
diseño realizado sobre la base de un contenedor.
La figura 1.2 es una vista en planta superior
del contenedor.
La figura 1.3 es una vista en planta de
distribución interior.
La figura 1.4 es una vista frontal donde se
puede ver la puerta delantera de seguridad.
La figura 1.5 es una vista trasera donde se
puede ver las puertas traseras de limpieza y evacuación de
brasas.
La figura 1.6 es una vista interior en sección
de la pared divisoria donde se puede ver el hueco o puerta por donde
se producirá el backdraft.
La figura 2.1 es una vista en alzada del segundo
ejemplo de realización.
La figura 2.2 es una vista en planta superior de
la realización anterior.
La figura 2.3 es una vista de la distribución
interior de la citada realización.
La figura 2.4 es un detalle de la puerta
delantera de seguridad.
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La figura 2.5 es un detalle de las puertas
traseras de limpieza y evacuación.
La figura 2.6 es un detalle de la pared
divisoria interior.
La figura 3.1 es un alzado del tercer ejemplo de
realización.
La figura 3.2 es una vista en alzado de la
distribución interior.
La figura 3.3 es una vista en planta de la
distribución anterior.
La figura 3.4 es una vista trasera donde se
pueden ver las puertas traseras de limpieza y evacuación.
La figura 3.5 es una vista frontal de la puerta
delantera de seguridad.
La figura 3.6 es una vista en sección de la
pared divisoria donde se puede ver el hueco por donde se producirá
el backdraft.
La figura 4.1 es un alzado del cuarto ejemplo de
realización.
La figura 4.2 es un alzado de la distribución
interior.
La figura 4.3 es una vista en planta de la
distribución interior.
La figura 4.4 es un detalle de las puertas
traseras de limpieza y evacuación.
La figura 4.5 es una vista frontal donde se
puede ver la puerta delantera de seguridad.
La figura 4.6 es una vista interior en sección
de la pared divisoria donde se puede ver la puerta o hueco por donde
saldrá el backdraft.
La figura 5.1 es un alzado del quinto ejemplo de
realización.
La figura 5.2 es una vista en sección
B-B' de la figura 5.1.
La figura 5.3 es una vista superior de la misma
figura 5.
\vskip1.000000\baselineskip
Para completar la descripción que se ha
efectuado y una mejor comprensión de esta memoria y de los dibujos
adjuntos que muestran cuatro ejemplos de realización acompañados de
un ejemplo de realización preferente.
Conforme a un modo de ejecución preferente
mostrado en la figura 1, sobre un contenedor de los utilizados
habitualmente en el transporte marítimo de mercancías, se efectuarán
las siguientes modificaciones; Se realizará una división interior
(7) para habilitar dentro del contenedor dos cámaras: la de
observación (6) y la de fuego o combustión (1) en la que se
reproducirá el Backdraught. Esta división interior tendrá una
abertura o hueco con una superficie proporcionada por donde saldrá
el backdraft y pasará a la cámara de observación donde se
localizarán los usuarios o alumnos.
Esta abertura se puede abrir o cerrar a voluntad
mediante un sistema de escotilla con cable o de puerta corredera o
abatible de hoja simple o doble.
Así mismo, en la entrada principal de acceso a
la cámara de observación se instalará una puerta corredera o
abatible (2).
Se instalará una chimenea (5) en la parte
superior que se podrá abrir o cerrar a voluntad mediante un sistema
de escotilla con cable o puerta corredera o abatible de hoja simple
o doble.
En los dos laterales del contenedor se
instalaran dos puertas de seguridad (3) o emergencia auxiliares para
ayudar también a enfriar el contenedor una vez finalizado el
ejercicio.
En la parte posterior del contenedor y en la
cámara de fuego se instala también una puerta (4) para poder limpiar
y evacuar las brasas una vez finalizado el ejercicio.
En un segundo ejemplo de realización se muestra
la invención sobre la base de un contenedor , donde se puede
observar la cámara de combustión de mayores dimensiones que en la
realización conforme al diseño 1 , se observa la puerta delantera de
seguridad (2), la doble puerta lateral de seguridad y ventilación
(3), la puerta trasera de limpieza y evacuación (4), la chimenea de
ventilación (5), la cámara de observación donde se situarán los
participantes o alumnos y el instructor (6), la pared divisoria (7)
con su abertura o hueco por donde se producirá el backdraught.
En un tercer ejemplo de realización sobre la
base de un contenedor al que se ha adosado un contenedor de 20 pies
elevándolo sobre el contenedor de 40 pies se puede observar la
cámara de combustión (1), la puerta delantera de seguridad (2), la
doble puerta lateral de seguridad y ventilación (3), la puerta
trasera de limpieza y evacuación (4), la chimenea de ventilación
(5), la cámara de observación donde se situarán los participantes
(6), la pared divisoria (7) con la abertura por donde se producirá
el backdraught.
Conforme a un cuarto ejemplo de realización
sobre la base de un contenedor al que se le ha adosado un contenedor
de 10 pies elevándolo sobre el contenedor de 20 pies donde se puede
observar la cámara de combustión (1), la puerta delantera de
seguridad (2), la doble puerta lateral de seguridad y ventilación
(3), la puerta trasera de limpieza y evacuación (4), la chimenea de
ventilación (5), la cámara de observación donde se situarán los
participantes (6) y la pared divisoria con la abertura (7) por donde
se producirá el backdraught.
\vskip1.000000\baselineskip
Para la reproducción del Backdraught en la
cámara de combustión hay que considerar tres factores principales:
La cantidad de carga térmica adecuada a las dimensiones de la
habitación que contiene los materiales que van a arder, el tipo de
material que se va a quemar y las dimensiones de los huecos por
donde van a salir los gases y entrar el aire del exterior. En
algunas ocasiones no es necesario practicar un hueco por donde entre
el aire ya que por las rendijas se aporta la cantidad de aire
necesaria al incendio para que se produzca la explosión.
Para generar la explosión de gases de incendio,
la cámara de combustión guardará una proporción de un metro cúbico
de volumen por cada 0.47 m^{3} de aglomerado de madera, pudiendo
también añadir como combustible 0.135 m^{3} de espuma de
poliuretano por cada metro cúbico de zona de combustión.
La superficie de ventilación o hueco practicado
en la pared divisoria de las dos cámaras por donde se liberará la
presión y los gases que se generan en la cámara de combustión será
de un 1 m^{3} por cada 0'02 m^{2} de superficie de abertura.
Todas las superficies de la cámara de combustión
se revisten de aglomerado de madera a varias caras, incluido el
suelo. La pared divisoria de las dos habitaciones también se reviste
de madera. En el fondo y en una esquina se sitúa el "foco
inicial" de fuego. Éste puede estar formado por unos cuantos
palets apilados, uno o varios dados de espuma, un sofá, un sillón
orejero o un bidón pequeño con 5 litros de gasóleo.
Al foco inicial se le prende fuego con un
mechero de fontanero y se dejan crecer las llamas por las paredes y
el techo, no existe ningún quemador especial con gas propano o
natural. El foco inicial es el que transcurridos unos minutos dará
origen a todo el proceso de desarrollo y a sus distintas fases hasta
llegar a la aparición del backdraught.
Una vez iniciado el foco se debe de evitar la
aparición del flashover en la cámara de combustión, para ello se
cierra el hueco con el objeto de conseguir un fuego latente o
"dormido", si los gases están lo suficientemente calientes no
es necesario abrir y cerrar varias veces el hueco, ya que la entrada
de aire por las rendijas será suficiente para que se produzca el
backdraught.
Permaneciendo en la habitación de observación y
dejando abierto el hueco practicado en la pared divisoria de las dos
habitaciones, se puede apreciar desde aquí el desarrollo del fuego
desde la fase de ignición del foco inicial hasta la formación del
plano de presión neutro (PPN) El rápido enriquecimiento de la mezcla
de gases debido a la pérdida de masa del combustible, y la
interacción de la masa de fluidos aire-gas con
formación de la interfase vertical o balance de masas originando la
zona de premezcla. En todo momento el tipo de desarrollo de incendio
que se produce en la cámara de combustión es denominado "no
ventilado" a diferencia de otras evoluciones del fuego que dan
origen al flashover y que son desarrollos de incendio
"ventilados".
En estas circunstancias se cierra el hueco
durante 3 a 4 minutos aproximadamente para que los gases superen el
límite superior de inflamabilidad (LSI) y se vuelve abrir y cerrar
una o varias veces con el objeto de facilitar la entrada de aire
(oxígeno) y acelerar el proceso, en algunas ocasiones si el tiempo
de espera con el hueco cerrado es muy prolongado, el incendio puede
llegar a su autoextinción.
En el momento en que vuelve a ser visible la
zona de premezcla de la masa de fluidos aire-gas, la
deflagración es inminente si existen brasas ya que la presión
negativa de régimen laminar que se genera a nivel del suelo provoca
la aparición de llamas que actúan como fuente de ignición en la
interfase vertical, en ese instante se puede apreciar como la
inflamación se produce desde el interior de la cámara de combustión
hacia la de observación. La duración total desde la ignición del
foco inicial hasta la aparición del primer backdraught es de unos 30
minutos aproximadamente.
Después de producirse el primer backdraught, en
la cámara de combustión se produce un ligero descenso de temperatura
debido a la disminución de O_{2} si se continúa en estos momentos
con el hueco abierto, el incendio dará paso a la fase de crecimiento
con aparición de flashover y desarrollo total. Por el contrario, si
se vuelve a cerrar, los gases pasarán de nuevo a estar por encima
del LSI por efecto de la pirólisis, pero esta vez serán más
calientes y en mayor cantidad que la anterior, dando lugar a un
nuevo backdraught de mayor intensidad el cual puede llegar incluso a
producirse por la autoinflamación de los gases que quedan en la
cámara de observación. Sus efectos pueden producir la rotura y caída
de la pared divisoria por sobrepresión.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Es necesario reseñar que no hace falta entrar en
la cámara de combustión para ver la explosión de gases, puesto que
desde el compartimiento de observación se ve la zona de premezcla de
la masa de fluidos aire-gas, se percibe
perfectamente la onda expansiva, la deflagración con llamas y el
aumento de temperatura en el instante de producirse.
Una vez situados los alumnos en el compartimento
de observación se aplica el protocolo de seguridad mediante
"check-list" creado expresamente para la
reproducción del backdraught y en el que se fijan las normas a
seguir durante su permanencia en el interior de la cámara de
observación, a continuación los alumnos se tumban en el suelo y se
provoca la ignición del foco inicial.
Desde la cámara de observación los alumnos se
podrán adiestrar en el uso y manejo de lanzas de agua pulverizada a
modo de pulsaciones, barridos o chorros compactos, aplicando
técnicas de ataque a los gases que proceden de la cámara de
combustión.
Sin embargo, también se efectúa un ejercicio
práctico de adiestramiento en el que los alumnos se introducen en el
interior de la cámara de combustión y para ello es necesario el
modelo de contenedor número 2, este ejercicio forma parte de un
método formativo de aprendizaje dividido en tres niveles de
dificultad que se plantea de menor a mayor por cuestiones
pedagógicas.
Los alumnos que entran en la cámara de
combustión donde se genera el backdraught lo hacen por parejas con
una línea de mangueras. El ejercicio comienza en el exterior del
contenedor, el incendio en la cámara de combustión ya se encuentra
en su fase de fuego latente con síntomas visibles de aparición de
backdraught.
Los alumnos comienzan a entrar previamente por
una o varias cámaras de observación, aplicando técnicas de
enfriamiento con lanzas de agua pulverizada, hasta llegar al
interior de la cámara de combustión, tal como lo harían en una
actuación real de incendio de vivienda. Para este tipo de
entrenamiento se emplea el modelo 2 de contenedor donde la cámara de
combustión se ha ampliado.
Es obvio que todos estos ejercicios se realizan
con el vestuario habitual de bombero y botella de aire respirable,
puesto que la temperatura en el interior del contenedor puede
alcanzar picos de 650ºC a nivel de suelo y los gases salen con
presión, por lo que se pueden introducir a través de la ropa de
protección y producir quemaduras, por esta razón ninguna superficie
de la piel puede quedar al descubierto.
La cámara de observación dispondrá de una
chimenea en la parte superior del techo para liberar parte de la
presión generada en la cámara de combustión y mantener al mismo
tiempo el PPN a la altura que permita visualizar con claridad el
hueco donde se formará la zona de premezcla debido a la interacción
de la masa de fluidos aire-gas de la interfase
vertical.
La chimenea se puede abrir o cerrar por tanto en
función de las condiciones de humedad o visibilidad y a criterio del
instructor, no interfiriendo en la reproducción del backdraught.
En lo que se refiere a las puertas de acceso al
contenedor, la entrada principal de acceso a la habitación donde se
alojarán los observadores o alumnos será de una superficie
comprendida entre 0.25 m^{2} a 2.5 m^{2} resultando ideal una
superficie de entrada de 2 m^{2} en forma de puerta partida doble,
corredera o abatible.
Este tipo de puertas tienen como opción el poder
abrirse por la mitad generando una superficie de ventilación de 1
m^{2}, o bien mediante un trinquete abrir toda la puerta,
resultando una superficie de ventilación de 2 m^{2}.
El objetivo principal de la opción anterior es
realizar ejercicios de ventilación natural o forzada en la que se
varían las dimensiones de los huecos de entrada y salida de los
gases y humos.
El contenedor presenta también unas puertas
laterales con la finalidad de ayudar a enfriar el contenedor una vez
finalizados los ejercicios y unas puertas traseras para limpiar y
evacuar las brasas.
No es necesario instalar la puerta delantera de
seguridad para la reproducción del backdraught, pudiendo utilizar
las puertas originales exteriores del propio contenedor.
También es posible crear dos o tres habitaciones
previas a la cámara de combustión para que de esta forma los
participantes vayan pasando por cada una de ellas hasta llegar al
interior del escenario del fuego con el objeto de observar o
desarrollar cualquier tipo de técnica o maniobra de extinción que
forme parte de un método de aprendizaje formativo o aplicación
industrial.
La reproducción del backdraught en contenedores
que tiene por objeto esta invención, en el que los alumnos o
participantes se introducen y permanecen en su interior desde que se
origina la fase de ignición del incendio hasta que aparece la
explosión, se utiliza actualmente como ejercicio práctico real que
forma parte de un método de aprendizaje formativo.
Claims (4)
1. Contenedor simulador de explosiones de fuego,
utilizando contenedores de los empleados para transportar mercancías
caracterizado por existir dos cámaras; de fuego (1) y de
observación (6).
Así mismo en la entrada principal de acceso a la
cámara de observación (6) se instalará una puerta partida doble
corredera o abatible (2).
Se instalará una chimenea (5) en la parte
superior que se podrá abrir o cerrar a voluntad mediante un sistema
de escotilla con cable o puerta corredera o abatible de hoja simple
o doble.
En los dos laterales del contenedor, se
instalarán dos puertas seguridad o de emergencia auxiliares (3).
En la parte posterior del contenedor y en la
cámara de fuego,se instalará también una puerta (4).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Contenedor simulador de explosiones de fuego,
conforme a la reivindicaciones anterior caracterizado porque
se realizará una división interior (7) para dividir el contenedor en
dos cámaras. Esta división tendrá una apertura o hueco (7').
Esta apertura se puede abrir o cerrar a
voluntad, mediante un sistema de escotilla con cable o puerta
corredera o abatible de hoja simple o doble.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Contenedor simulador de explosiones de fuego,
conforme a las reivindicaciones anteriores caracterizado
porque la cámara de observación (6) dispondrá de una chimenea (5) en
la parte superior del techo para liberar parte de la presión
generada en la cámara de combustión y mantener al mismo tiempo el
PPN a la altura que permita visualizar con claridad el hueco donde
se formará la zona de premezcla debido a la interacción de la masa
de fluidos aire-gas de la interfase vertical.
4. Contenedor simulador de explosiones de fuego,
conforme a la reivindicación primera, caracterizado porque
pueden utilizarse dos contenedores unidos entre sí; en el mismo o
distinto plano, sobre elevando la cámara de combustión.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200803372A ES2356535B1 (es) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | Contenedor simulador de explosiones. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200803372A ES2356535B1 (es) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | Contenedor simulador de explosiones. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2356535A1 ES2356535A1 (es) | 2011-04-11 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200803372A Expired - Fee Related ES2356535B1 (es) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | Contenedor simulador de explosiones. |
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Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FI89638C (fi) * | 1990-09-21 | 1993-10-25 | Temartec Ky | Brandsimulator |
| FI106991B (fi) * | 1995-01-31 | 2001-05-15 | Simultron Oy | Palosimulaattori ja menetelmä sen kuljettamiseksi |
| ES2126439B1 (es) * | 1995-06-07 | 1999-10-16 | Gestores De Proteccion Interna | Unidad modular movil para entrenamientos en lucha contra incendios. |
| FR2802326B1 (fr) * | 1999-12-14 | 2002-03-01 | Aer Holding | Remorque mobile pour la formation de personnes a la securite et a l'intervention en cas d'incendie |
| FR2877125A1 (fr) * | 2004-10-27 | 2006-04-28 | Sambuling Soc Par Actions Simp | Installation d'entrainement a la lutte contre les incendies |
-
2008
- 2008-11-26 ES ES200803372A patent/ES2356535B1/es not_active Expired - Fee Related
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| ES2356535A1 (es) | 2011-04-11 |
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