Cada any milers d'hectàrees forestals es destrueixen a causa dels incendis forestals. Investigar quins són els mecanismes que controlen la ignició i la propagació dels incendis forestals és necessari per planificar estratègies eficients de lluita contra els incendis forestals i per establir plans de gestió de les àrees forestals. Durant aquests darrers seixanta anys des del món de la recerca s'han formulat models per descriure el comportament dels focs forestals de superfície, principalment, i en un menor grau els focs de capçades. No obstant, aquests models tenen un punt feble significatiu: cap d'ells ha estat desenvolupat per ser utilitzat com a eina predictiva del comportament del foc després d'actuacions d'atac indirecte amb retardants a llarg termini (o retardants). A més, la majoria de treballs desenvolupats fins ara amb retardants a llarg termini han tingut l'objectiu d'avaluar diferents productes per al seu ús públic per comparació amb un de referència.L'objectiu del present estudi ha estat millorar el coneixement sobre l'efecte dels retardants a llarg termini en el comportament dels incendis forestals. L'efecte dels retardants sobre la intensitat del front de flames ha estat quantificat per a diferents condicions (sense pendent/sense vent, sota la influència del vent, sota la influència del pendent), així com l'efecte dels retardants sobre la calor de combustió del combustible forestal i l'emissivitat de la flama. Avaluar com varien aquests dos últims paràmetres per la presència de retardant al combustible és un primer pas per incloure en els models de propagació l'efecte de les operacions d'atac indirecte amb retardants.Per a les condicions experimentals provades en aquest estudi, hem trobat que la intensitat del front de flames es redueix en un factor de 0.8 per la presència de retardant. També s'ha observat que la quantitat de calor alliberada durant la combustió amb flama es redueix en un factor de 0.18 per la presència de retardants i que l'emissivitat de la flama no es veu afectada per la presència de retardants. Aquests resultats indiquen que la presència de retardant redueix la intensitat del front de flames fonamentalment perquè es redueix la quantitat de calor efectivament alliberada per unitat de massa de combustible, més que perquè les propietats radiatives de la flama es canviïn. / Every year, thousands of hectares of forest are destroyed by wildland fires. It is necessary to investigate the mechanisms that influence the ignition and propagation of wildland fires in order to successfully devise strategies for fighting wildland fires and to establish plans for managing forest areas or grasslands. Researchers have been formulating models to describe surface fires and, to a lesser extent, crown fires, for more than sixty years. However, these models have a significant shortcoming: none of them has been developed for use as a tool to predict fire behavior after indirect attack operations with long-term retardants. Furthermore, most of the work done to date on long-term retardants has been with the goal of evaluating these products for commercial purposes.The goal of the present study was to improve knowledge of the effects of long-term retardants on the spread of forest fires. Retardants' effects on fire intensity were quantified for varying fire situations (no-slope/no-wind, upslope, upwind), together with retardants' effects on the heat of combustion of the fuel and flame emissivity. Assessing how these last two parameters change due to the presence of retardants on the fuel is a first step towards including the effects of indirect attack operations with long-term retardants in propagation models. We found that the presence of retardants reduced fire intensity by a factor of 0.8 under the experimental conditions tested in this study. The amount of heat effectively released during flaming combustion under the presence of retardants was observed to decrease by a factor of 0.18 in comparison with untreated samples and flame emissivity was observed to be unaffected by the presence of retardants. These results indicated that the presence of retardants reduces fire intensity primarily by reducing the amount of heat effectively released per unit mass of fuel, rather than by affecting the radiation properties of the flames.

El nostre país ha estat devastat seriosament pels incendis forestals durant els darrers anys, causant greus conseqüències sobre les persones i el medi ambient i destruint una de les fonts de riquesa i equilibri més preuades del territori. A més, les repercussions econòmiques i socials han estat de gran importància.Aquesta tesi doctoral pretén trobar solucions als greus problemes que els incendis forestals representen al nostre país. Se centra en el camp de l'extinció, i més concretament, en l'aplicació de productes retardants a llarg terminiactuant com a tallafocs químics del front d'incendi. Aquesta és una tècnica d'extinció que ofereix enormes possibilitats d'èxit; amb tot, presenta grans incògnites pel que fa a la seva eficàcia i operativitat, a causa de les importants llacunes existents en el seu coneixement sobretot a mitjana i gran escala.Aquesta tesi té dos objectius específics; d'una banda, el de dissenyar una nova metodologia experimental per a l'estudi de l'efecte dels retardants a llarg termini, que permeti extreure la màxima informació sobre les principals variables que determinen el comportament d'un incendi, i de l'altra, el d'obtenir un model matemàtic que predigui l'efecte d'un tractament retardant sobre un front d'incendi, donats els paràmetres d'aplicació.Per a la consecució d'aquests objectius, ha estat dut a terme un extens programa experimental de laboratori a la Universitat de Coimbra (Portugal) i a la Universitat Politècnica de Catalunya (on ha estat dissenyada i posada en funcionament una instal·lació a tal efecte) i també han estat realitzades dues campanyes experimentals a camp, amb vegetació típicament mediterrània. En aquests experiments han estat implementats diferents sistemes d'adquisició de dades de la velocitat de propagació, la velocitat de combustió, la temperatura i la potència calorífica radiant del front d'incendi.Amb el tractament i anàlisi de les dades experimentals han estat detallats els principals fenòmens físics que ocorren quan un front d'incendi transcorre sota l'efecte duna formulació retardant. Finalment, a partir d'aquesta anàlisi, ha estat validat un model teòric de propagació d'incendis forestals basat en el mecanisme de transferència de calor per radiació. Aquest model ha estat adaptat per tal que pugui contemplar l'efecte del tractament retardant i esdevingui una eina predictiva en aquest sentit. / Forest fires have seriously devastated our region during the last years, causing human and environmental damage and destroying one of the most valuable source of wealth and balance of our country. Their economic and social consequences have been very important.This thesis tries to find solutions to the serious problems originated by wildland fires represent in our country. It is focused on the field of extinction and more specifically on the application of long-term fire retardants, which acts as firebreaks of the fire front. This is an extinction technique that offers great possibilities of success; however, it presents many uncertainties related to its efficacy and operational capacity, due to the lack of knowledge at medium and large scale.This PhD thesis has two main objectives; the first one involves designing a new experimental methodology for the study of the effect of long-term fire retardants, which allows extracting the maximum information on the main fire behaviour variables. The later aims at the achievement of a mathematical model to predict the effect of a certain retardant treatment, applied to a fire front, given its application parameters.Wide laboratory experimental programs have been carried out in the University of Coimbra (Portugal) and in the Politechnic University of Catalunya (where an experimental installation had to be designed and started) and two field experimental campaigns with typical Mediterranean vegetation have been realised as well, in order to achieve these objectives. Different data acquisition systems have been implemented so that rate of spread, combustion velocity, temperatures and heat flux by radiation of the fire front could have been recorded.The main physical phenomena that take place in a fire front treated with a retardant formulation have been detailed by means of data analysis.Finally, a theoretical mathematical model based on the radiative heat transfer mechanism has been validated through this analysis. This model has been adapted aiming at the consideration of retardant treatment effects and the achievement of a predictive tool to evaluate them.