Incendiul si dezvoltarea lui

Incendiul si dezvoltarea lui

1. Notiunea de incendiu

Dictionarul limbii romane defineste incendiul astfel: „Foc mare care cuprinde si distruge partial sau total o cladire, o padure etc.”.

Cu multi ani in urma majoritatea oamenilor si chiar literatura de specialitate foloseau pentru acest fenomen notiunea de foc si foarte rar incendiu. Astazi ne este familiar, aproape tuturor, pentru un astfel de fenomen nedorit, notiunea de incendiu.

A defini un fenomen, cum este de exemplu incendiul, inseamna cunoaste forma exterioara a lucrurilor prin care se manifesta esenta lor si care poate fi perceputa direct prin organele senzoriale. Acest lucru nu este usor de facut, mai ales ca o buna definitie trebuie sa cuprinda esenta fenomenului, sa fie clara, scurta, usor de inteles si de retinut. Deci in a defini cat mai corect incendiul trebuie sa se tina seama de toate elementele care stau la baza acestui fenomen, ca initierea, dezvoltarea si lichidarea lui, precum si de consecintele ce le poate cauza.

Aceste elemente pot fi exprimate succint prin: existenta combustibilului si actiunea unei surse de aprindere; initierea si dezvoltarea unei arderi si scaparea ei de sub control; producerea de pierderi materiale in urma arderii; necesitatea interventiei printr-o singura actiune de stingere cu scopul intreruperii si lichidarii procesului arderii.

Lipsind unul din aceste elemente, nu putem spune ca avem de-a face cu un incendiu.

Incendiul este o ardere autointretinuta care se desfasoara fara control in timp si spatiu, si produce pierderi de vieti omenesti si pagube materiale, si care necesita o interventie organizata in scopul intreruperii procesului de ardere.

Orice incendiu este insotit de fenomene chimice si fizice cum sunt: reactii chimice pe timpul arderii, degajarea si transferul de caldura, producerea de flacari, degajarea, separarea si raspandirea produselor arderii, formarea schimbului de gaze etc. Pe timpul incendiului toate aceste fenomene nu se produc separat, ci sunt strans legate intre ele si se desfasoara pe baza legilor chimiei si fizicii specifice fenomenelor respective.

Cunoscand amploarea acestor fenomene, daca este posibil chiar concretizate prin anumiti parametri, se creeaza posibilitatea aprecierii cat mai real a situatiei incendiului si a luarii unei hotarari concrete in vederea stingerii acestuia. In practica apar cazuri cand elementele de baza ale incendiului pot influenta aparitia unor conditii care sa complice situatia, ca de exemplu producerea de explozii, fierberea si debordarea lichidelor combustibile din rezervoare, deformarea si surparea elementelor de constructie si a instalatiilor tehnologice.

2. Viteza de ardere

Aceasta este o caracteristica cantitativa importanta a combustibilitatii si depinde de natura lor, de conditiile de schimb de caldura si de masa in zona procesului de ardere.

Notiunea de viteza de ardere are un inteles diferit pentru starile de agregare a materiei.

De exemplu, la scurgerea gazului printr-un orificiu, la arderea gazelor sub forma de flacara, prin viteza de ardere se intelege, de obicei, cantitatea de gaz care arde in unitatea de timp, fara a se tine seama de factorul suprafata. Pentru amestecurile omogene de gaze, notiunea de viteza de ardere este identica cu cea a vitezei de propagare a flacarii in amestec.

De obicei, la arderea lichidelor, viteza de ardere se raporteaza la suprafata oglinzii lichidului in stare linistita, neglijandu-se deformarea suprafetei lichidului pe timpul arderii datorita formarii undelor si fierberii acestuia la suprafata.

Pentru materialele solide, de exemplu de natura lemnoasa, se folosesc doua notiuni ale vitezei de ardere: viteza reala de ardere, raportata la unitatea suprafetei totale de ardere; viteza de ardere raportata la unitatea suprafetei incendiului.

La gaze si vapori combustibili viteza de ardere este definita ca viteza de propagare a arderii prin combustie si difuziune, determinata in raport de gazul nears, in directia perpendiculara pe frontul flacarii.

Viteza de ardere este o caracteristica principala a substantelor si materialelor combustibile si depinde de: temperatura la care are loc prima reactie; compozitia chimica; umiditatea substantei sau materialului combustibil; curentii de aer; presiunea atmosferica; raportul dintre suprafata libera a combustibilului si volumul lui; de prezenta catalizatorilor; la lichide si gaze de concentratia acestora.

La temperaturi scazute, arderea se desfasoara cu multa greutate; de exemplu, i 333c28d n regiunile polare nu este posibila aprinderea chibriturilor. La temperatura normala (20 C) unele substante combustibile se oxideaza lent; pe masura ce temperatura creste se mareste si viteza de oxidare si deci de ardere (la o crestere a temperaturii cu 10 C viteza de oxidare se mareste de 2 – 3 ori).

Compozitia chimica influenteaza si ea viteza de oxidare prin natura elementelor componente ale substantei (corpului) respective.

In toate substantele combustibile exista, in general, ca elemente de baza, carbonul si hidrogenul. Sunt substante combustibile care contin numai elementele care ard, ca de exemplu – carbon, hidrogen, fosfor, sulf si acestea prezinta cel mai mare pericol de incendiu. Altele insa, desi sunt combustibile contin si elemente care nu ard. Prezenta elementului necombustibil in molecula unei substante micsoreaza sau chiar suprima combustibilitatea.

Umiditatea excesiva reduce viteza de ardere, in schimb o uscaciune ridicata la solide, o ridica in mod substantial.

Curentii de aer si vantul exercita o mare influenta asupra vitezei de ardere. Pe vand puternic arderea este alimentata intens cu aer (oxigen), viteza de ardere.

Scaderea presiunii atmosferice micsoreaza viteza de ardere, pe cand cresterea presiunii o accelereaza.

Raportul dintre suprafata libera a materialului combustibil si volumul lui, in special la solide, are o mare influenta asupra procesului de aprindere si ardere. Cu cat acest raport este mai mare, cu atat aprinderea se produce mai repede.

Catalizatorii pot mari si ei viteza de ardere. In unele situatii chiar se numeste autocatalitic. Uni catalizatori lucreaza ca inhibitori si reduc din ce in ce mai mult viteza de ardere, pana la incetarea definitiva.

Cea mai mare influenta o exercita insa concentratia combustibilului. La o concentratie apropiata de limita inferioara de inflamabilitate, viteza de ardere, de obicei, este de numai cativa centrimetri pe secunda.

Astfel, pentru un amestec de etilena-aer viteza de ardere poate sa ajunga pana la 2 cm/s. La cresterea concentratiei combustibilului, viteza de ardere se mareste la inceput pana la maximum, in cazul unui amestec stoechiometric, cand viteza, in functie de natura combustibilului si de continutul de oxidant, poate fi de 0,20 – 10,00 m/s, dupa care din nou incepe sa scada.

La o concentratie apropiata de limita superioara, viteza de ardere ajunge iarasi la aproximativ cativa centrimetri pe secunda.

Cele mai mari viteze de ardere le au amestecurile de hidrogen si acetilena cu oxigenul – 11,50 si respectiv 11,40 m/s.

Unele amestecuri de gaze si vapori combustibili cu oxigenul, ca, exemplu de metan, etan, propan, au viteza maxima de ardere intre limitele 3,90 – 5,90 m/s.

Daca viteza de ardere a amestecului de presiune atmosferica este mai mica de 0,50 m/s, atunci, odata cu cresterea presiunii, viteza se va micsora; in cazul in care este insa mai mare de 0,50 m/s, pe masura cresterii presiunii, viteza de ardere se va mari.

Avand in vedere unitatile de masura, viteza de ardere a materialelor combustibile poate fi: liniara, in raport de masa sau de volum. De exemplu, arderea gazelor de sonda in eruptie viteza de ardere se masoara in unitate de volum si are valoarea:

v_vol = viteza volumetrica de ardere [m³/zi];

V = volumul total al gazului ars [m³];

t_ard = timpul de ardere [zile; h].

La incendiile izbucnite in urma eruptiilor de gaze pot sa arda pana la 3 mil gaz/zi si chiar mai mult, in functie de debitul sondei si de presiunea gazului de la iesirea din sol.

La lichide, inflamarea si arderea sunt precedate de incalzirea si evaporarea lor si de formarea amestecurilor de combustibil cu aerul. Incalzirea si evaporarea lichidului fiind procese care se produc lent, limiteaza viteza de ardere.

In cazul arderii unui lichid combustibil dintr-un rezervor sau vad de reactie amplasat intr-o incapere cu volum mare, viteza de ardere depinde de nivelul lichidului din recipient, de viteza vantului, grosimea stratului care arde, temperatura lichidului si a aerului inconjurator si intr-o oarecare masura si de diametrul recipientului respectiv. Viteza de ardere a lichidelor varsate pe o suprafata depinde de grosimea stratului. Daca grosimea este mai mare de 1 cm, atunci viteza de ardere aproape ca nu se deosebeste de viteza de ardere a lichidelor in rezervoare. La arderea lichidelor in incaperi cu volum mic, viteza de ardere depinde in mare masura de temperatura din interior, de schimbul de gaze din zona incendiului cu cele din mediul exterior si poate varia in limite foarte largi.

Viteza de ardere este mai mare la lichidele cu capacitatea de evaporare mai ridicata. Cu cat este mai scazut punctul de inflamabilitate al lichidului aprins, cu atat este mai mare viteza de ardere. Iata de ce viteza de ardere a benzinei, in conditii egale, este mai mare decat viteza de ardere a pacurii. La cresterea temperaturii initiale de incalzire a lichidului si ridicarea nivelului in rezervor, viteza de ardere se mareste.

In calcul, si in practica cel mai mult, se foloseste viteza liniara de ardere [mm/min].

Prin viteza liniara de ardere se intelege grosimea stratului de lichid care are in unitatea de timp, marcata de fapt prin scaderea nivelului de lichid din recipient:

v = h/t_ard ;

v = viteza liniara de ardere [mm/min];

h = grosimea stratului de lichid care arde (cat scade lichidul in unitatea de timp), [min];

t_ard = temperatura de ardere.

Viteza de ardere a materialelor solide depinde intr-o mare masura de compozitia lor chimica, de suprafata specifica si de gradul de umiditate.

In incaperi, viteza de ardere a substantelor si a materialelor solide, depinde de suprafata relativa a golului, prin care se face schimbul de gaze intre zona incendiului si mediul exterior.

Materialele solide macinate sau faramitate fin, avand o suprafata libera in masa prin care patrunde aerul, ard mai rapid decat aceleasi materiale care se gasesc intr-o masa mai compacta.

Pentru materialele solide se foloseste cel mai frecvent viteza de ardere in raport de masa, adica cantitatea de material combustibil ars pe unitatea de suprafata de ardere in unitatea de timp.

Cu cat este mai mare suprafata specifica a substantelor si materialelor solide, cu atat este mai ridicata viteza de ardere. Suprafata specifica a unui corp solid este raportul intre suprafata libera si volum.

Cu cat este mai mare suprafata specifica a substantelor si materialelor solide, cu atat este mai ridicata viteza de ardere. Suprafata specifica a unui corp solid este raportul intre suprafata libera si volum.

Pentru fiecare material combustibil solid, viteza de ardere in raport de masa depinde de temperatura incendiului.

In tabelul 1 sunt date vitezele de ardere ale celor mai uzitate materiale si substante combustibile, dupa datele stabilite de VNIIPO.

Tabelul 1

Temperaturile de aprindere a unor materiale si substante combustibile

Variatia vitezei de ardere in raport de masa, in functie de temperatura incendiului la aceeasi umiditate si la schimbul de gaze constant se arata in tabelul 2.

Tabelul 2

Variatia vitezei de ardere in raport de masa in functie de temperatura incendiului

Viteza de ardere se mareste odata cu ridicarea temperaturii, si depinde de cantitatea de oxigen care participa la ardere. La micsorarea cantitatii de oxigen viteza de ardere se reduce. Pentru arderea majoritatii substantelor combustibile (lemn, carbune, produse petroliere etc.) oxigenul se ia din aer. Daca aerul atmosferic contine mai putin de 14 – 15% oxigen, arderea substantelor si materialelor combustibile inceteaza; adica viteza de ardere devine nula.

In cazul incendiilor izbucnite in interiorul incaperilor in aceleasi conditii, viteza de ardere este intotdeauna mai mica. Viteza de ardere pe timpul incendiilor izbucnite in interior depinde in primul rand de existenta si starea golurilor si in foarte mica masura de sarcina specifica a substantelor sau materialelor combustibile.

La cresterea schimbului de gaze viteza de ardere se mareste. Pe timpul incendiilor din spatiile inchise de la subsol, in magaziile navelor, in camerele de uscare etc., unde schimbul de gaze este foarte limitat se produce un proces lent de ardere. La incendiile izbucnite in exterior, viteza de ardere depinde de viteza vantului. De exemplu, viteza de ardere a benzinei in rezervor la nivel superior, in caz de modificare a vitezei vantului de la 0,8 m/s se mareste cu apropape 50%.

3. Evolutia incendiului

Analizand evolutia unui incendiu intr-un spatiu inchis, avand in vedere variatia temperaturii in raport de timp, se pot distinge 3 faze care se caracterizeaza in mod diferit.

In prima faza, dupa aprinderea unui material combustibil de la o sursa de caldura, se constata o crestere relativ lenta a temperaturii in spatiul respectiv, arderea propagandu-se la materialele din vecinatate, manifestandu-se cu o intensitate din ce in ce mai mare.

Temperatura creste foarte rapid, determinand cea de a doua faza de ardere activa, si ca urmare incendiul devine in plina desfasurare. Cresterea temperaturii continua pana ce se stabileste un echilibru intre caldura degajata in incaperea respectiva si pierderea de caldura prin pereti, in mediul ambiant.

Cea de a treia faza (regresia) se caracterizeaza prin scaderea temperaturii, aportul de caldura fiind inferior pierderilor.

In faza de ardere activa ca si in cea de regresie temperaturile sunt atat de ridicate incat exista pericolul propagarii incendiului prin flacari si radiatie termica.

In faza de dezvoltare, temperatura este in general scazuta, totusi durata ei este foarte importanta deoarece determina timpul disponibil pentru salvare si efectuarea cu succes a operatiilor de stingere. Pe timpul fazei de dezvoltare a incendiului caldura este transmisa materialelor existente in incapere. Atunci cand regimul de descompunere este suficient de intens gazele degajate formeaza un amestec combustibil cu aerul din incapere, care poate fi aprins de flacari. Cu cat materialul combustibil, se aprinde mai usor, cu atat caldura este mai mare si incendiul se propaga mai repede. Timpul necesar pentru aprinderea unui material si cantitatea de caldura degajata depinde nu numai de natura lui ci si de caldura care se transmite acestuia.

Durata fazei de dezvoltare a incendiului depinde de felul, cantitatea si modul de distributie a materialului combustibil in incapere, de dimensiunile si amplasarea surselor de aprindere, dimensiunile si amploarea deschiderilor in incapere, directia si viteza vantului si de forma si dimensiunile incaperii.

In timpul incendiului in fazele de ardere activa si de regresie exista o diferenta de densitate intre gazele calde si aerul rece din exterior. In consecinta, gazele calde mai usoare se ridica si ies din incapere pe la partea superioara a deschiderilor. Gazele calde evacuate sunt inlocuite de curentul de aer rece, care apoi se reincalzeste. Aerul necesar arderii intra in mod normal prin partea inferioara a deschiderilor.

In functie de cantitatea, suprafata si distanta dintre materialele combustibile si de dimensiunile deschiderilor din incapere, regimul de ardere a materialelor va fi conditionat de regimul admisiei aerului. Cu cat deschiderile sunt mai mari, cu atat arderea este mai intensa. Aceasta realitate este valabila pana in momentul in care apare un exces de aer, cand arderea nu mai este conditionata de dimensiunile deschiderilor, ci – in principal – de suprafata materialelor combustbile ce pot arde simultan. In aceasta faza ne apropiem de conditiile unui incendiu in aer liber.

In principiu, in timpul unui incendiu, exista un anumit nivel in deschideri, deasupra caruia gazele calde ies in permanenta (planul neutru). Inaltimea la care este amplasat acest plan are o deosebita importanta in problemele privind propagarea caldurii si fumului. Ea depinde, in principal, de temperatura gazelor si dimensiunile deschiderilor. Ea poate fi determinata prin calcularea raportului dintre cantitatea de produse rezultate din incalzirea si arderea substantelor si materialelor combustibile ce se evacueaza si cantitatea de aer este admisa. Faza de desfasurare libera a incendiului este determinata de timpul t_e, calculat din momentul declansarii incendiului pana la introducerea primei tevi in actiune si a mijloacelor pentru stingerea acestuia. Durata fazei de desfasurare libera a incendiul depinde de timpul de la observarea incendiului si timpul de anuntare si alarmare, de adunarea la alarma sau de intrarea primei tevi in actiune, de aprecierea situatiei si de calitatea desfasurarii interventiei, bineinteles in stransa legatura cu fortele si metodele folosite pentru stingerea incendiilor.

4. Evaluarea marimii unui incendiu

Din primele studii executate s-a ajuns la concluzia ca marimea unui incendiu se poate aprecia numai tinand seama de sarcina termica a cladirii. De exemplu, marimea unui incendiu intr-o incapere care contine 50 kg lemn/m² suprafata planseu, ar corespunde unui incendiu de 1h, cu cresterea temperaturii astfel: ≈ 800ºC dupa 20 min; 880ºC dupa 40 min; 920ºC la 1 h. Ulterior s-a ajuns la concluzia ca incendiile pot fi mult diferentiate, chiar si in cazul unor sarcini termice egale.

Care sunt totusi criteriile de evaluare a marimii unui incendiu? In principiu, caldura degajata de un incendiu intr-o incapere este absorbita de pereti si gaze sau se pierde prin radiatie si convectie, prin ferestre. De asemenea, exista o pierdere de energie chimica care poate fi degajata sub forma de caldura de catre gazele care ard in exterior si o pierdere de particule nearse. Regimul de ardere, cel putin la inceputul incendiului in plina evolutie depinde si de dimensiunea deschiderilor de ventilatie. In timpul incendiului suprafata materialelor este redusa treptat. De exemplu, la lemn se formeaza un strat carbonizat izolant, care face ca regimul de ardere sa nu mai fie conditionat de ventilatie.

Existenta si durata perioadei in timpul careia regimul de ardere este determinat de ventilatie depind de dimensiunile ferestrei si de cantitatea materialelor combustibile.

Cu cat cantitatea de combustibil este mai mare si raportul dintre suprafata si volumul de combustibil este mai ridicat, cu atat va dura mai mult faza conditionata de ventilatie.

Criteriul care sta la baza stabilirii principiului, daca incendiul nu este conditionat de ventilatie, este raportul:

Factorul de ventilatie = A_f √H ;

5. Degajarea si transferul de caldura

In urma arderii substantelor si materialelor combustibile se degaja caldura, care la locul incendiului este abosorbita de produsele rezultate din ardere si de mediul inconjurator.

Cantitatea totala de cladura care este produsa pe timpul unui incendiu, poate fi calculata cu relatia:

Q_tot = KS_tt_i ;

Q_tot = cantitatea totala de caldura care se produce la un incendiu [kcal;]

K = caldura specifica a incendiului [kcal∙m^-2∙h^-1](se gaseste in tabelul 1);

S_i = suprafata incendiului (incendiata), [m²];

t_i = durata arderii (incendiului), [h].

Caldura degajata in zonele de ardere este transmisa mediului inconjurator, care incalzeste substantele inflamabile pana la temperatura de aprindere a acestora.

Transferul de caldura asupra mediului inconjurator se face prin conductie, convectie si radiatie termica. Radiatia termica, mai ales la incendiile in aer liber, exercita o mare influenta asupra fortelor si mijloacelor de interventie, cand acestea se apropie de incendiu, in sensul ca din cauza temperaturilor ridicate actiunele de stingere devin foarte divile. Sub actiunea unei intensitati calorice de 0,25 cal ∙ c_m^-2, in decurs de 3 min, pe pielea omului neprotejata se produce o senzatie dureroasa de arsura.

Experimental s-a constat ca distanta minima a sefului de teava, folosind un ajutaj de pulverizare, fata de limitele incendiului, poate fi caculata cu urmatoarea relatie:

d_min = 1,6 h ;

d_min = distanta minima a sefului de teava fata de incendiu (focar), [m];

h = inaltimea medie a flacarilor [m].

Cantitatea totala de caldura radiata de un rezervor cu gaze lichefiate, care s-a incendiat, poate ajunge la 155000 kcal∙m^-2∙h^-1. O mare parte din energia de radiatie provine de la flacari care au temperaturi intre 1600 si 2000ºC.

Cu mult mai periculos decat transferul de caldura prin radiatie este contactul unui rezervor direct cu o flacata deschisa. Intr-un asemenea caz, rezevoarele sunt expuse la efectul direct al flacarii. Din calcule si experimentari efectuate a rezultat ca transferul de caldura la un rezervor mic ar fi de ≈ 30000 kcal ∙ m^-2 ∙ h^-1, iar la un rezervor mare, de exemplu la unul sferic de 15 m diametru, de 11000 kcal/m^-2 ∙ h^-1. Deci la rezervoarele cilindrice mici, care sunt relativ mai lungi fata de diametru, intr-un timp relativ scurt se produc temperaturi ridicate si in acest fel presiunea vaporilor atinge mai repede presiunea de evaporare. Cantitatea de lichid evaporat in urma efectelor incendiului va fi mai redusa decat in cazul rezervoarelor sferice, de acelasi volum.

La arderea jeturilor de gaze iesite dintr-un rezervor de gaze lichefiate, utilajul tehnologic si rezervoarele existente in zona de ardere si in apropierea acesteia sunt supuse unei actiuni termice intense. Incalzirea gazului din rezervor este insotita de o crestere rapida a presiunii din interior. Viteza de crestere a presiunii se determina prin imbunatatirea schimbului de caldura dintre rezervor si flacari.

Conform normelor americane, in cazul unui incendiu sub rezervor cantitatea de caldura preluata se determina cu relatia:

Q = 21000 FA ^0,82 ;

Q = absorbtia de caldura prin suprafata de contact a rezervorului [kcal∙h];

A = suprafata de contact a rezervorului [m²];

F = factorul de influenta, conform tabelului 3.

Tabelul 3

Valoarea factorului de influenta

6. Temperatura la arderea diferitelor materiale si substante combustibile

Pentru desfasurarea cu succes a operatiilor de lichidare a incendiului este important sa se cunoasca temperatura care se produce la arderea substantelor combustibile. Cu cat este mai ridicata aceasta temperatura, cu atat se disipeaza mai multa caldura in mediul inconjurator si pericolul de dezvoltare a incendiului creste. Pe timpul procesului de oxidare se formeaza produse de oxidare intermediare stabile, insa foarte active (atomi liberi radicali, peroxizi etc.). Peroxizii cedeaze cu usurinta oxigenul care intra in reactie cu substante neoxidate.

Temperatura teoretica de ardere nu trebuie confundata cu temperatura flacarilor sau a materialelor in stare de incandescenta. Temperatura reala de ardere a unei substante in conditiile unui incendiu este intotdeauna mai joasa decat cea teoretica, deoarece arderea nu se face complet din cauza lipsei de oxigen din aer si exista pierderi de caldura in mediul inconjurator. Temperatura din zona incendiului poate fi determinata prin masurarea nemijlocita cu ajutorul unor aparate (termoelemente) sau calcul analitic cu ajutorul unor reactii matematice, prin apreciere dupa culoarea partilor metalice incalzite in diferite zone ale focarului sau ale materialelor nearse topite. Ea variaza la majoritatea substantelor combustibile, in general intre 1700 si 2200ºC. In practiva insa aceste temperaturi sunt mai scazute, diminuandu-se valoarea lor cu ≈ 1/3 din cea teoretica.

Temperaturile de ardere pe timpul incendiilor sunt direct influentate de puterea calorica a materialului combustibil care arde, precum si de modul cum se produce arderea – mai mult sau mai putin completa.

Temperaturile degajate pe timpul incendiilor la arderea diferitelor materiale, in functie de sarcina termica, se arata in tabelul 4.

Tabelul 4

Temperatura incendiului la arderea diferitelor materiale combustibile

Caldura absorbita de produsele de ardere si de mediul inconjurator determina evolutia temperaturii incendiului. Variatiile de temperatura ridicata fac posibila o continuare si o propagare aa incendiului produs, aducand cu sine pericolul de prabusire a constructiei, constituind in acelasi timp un mare pericol pentru viata oamenilor si creand dificultati la stingerea incendiului.

7. Degajarea produselor de ardere

Produsele de ardere si de descompunere care rezulta pe timpul incendiului sunt, in general, parti componente ale fumului, flacari si o serie de gaze ca produse de ardere.

Fumul ca produs vizibil al majoritatii produselor de ardere este format din particule nearse ale materialului care arde, din vapori si gaze, care dau un colorit caracteristic, miros si gust. Fumul degajat la incendii difera in mare masura, in ceea ce priveste concentratia, aspectul si natura componentilor. Se poate prezenta ca o emanatie slab colorata care contine produse de descompunere sau de condensare, ori sub forma unor nori negri incarcati cu funingine. La un incendiu normal nu se poate stabili exact procentul de masa combustibila care se transforma in fum. Cantitatea de funingine care se formeaza in timpul unei arderi incomplete este variabila si depinde de natura combustibilului, de marimea focarului si de conditiile de ventilatie. Totusi este prea putin posibil ca aceasta depundere sa nu depaseasca 10% din masa materialului ars.

Din caracteristicile fumului se poate stabili natura substantei care arde (tabelul 5); fapt important pentru fortele de interventie pe timpul recunoasterii incendiului si organizarii stingerii acestuia.

Tabelul 5

Caracteristicile fumului in urma arderii unor materiale

In raport de culoarea fumului, de miros si gust se poate stabili natura materialului care arde. Astfel, daca fumul este alb inseamna ca contine vapori de apa. Fumul cenusiu catre negru provine din arderea lemnului, iar daca este cenusiu inseamna ca lemnul a fost gudronat. Fumul alb-negru cu actiune neiritanta este emanat pe timpul arderii hartiei, paielor si fanului. Fumul negru se degaja pe timpul arderii gudronului, asfaltului, petrolului, benzinei si altor produse petroliere. Fumul cenusiu intepator, cu miros neplacut provine din arderea tesuturilor. Fumul galben se degaja pe timpul arderii combinatiilor de azot si este foarte toxic. Un gust astringent, dulce sau amar, un miros de usturoi, de bauturi alcoolice, intepator si de migdale, o culoare albastra, alba, galbena, sau de alt fel, indica prezenta in fum a unor substante toxice.

Culorile de albastru, alb, galben, ca si gustul fumului de dulceag si amar indica prezenta in el a unor substante otravitoare.

In compozitia fumului intra si unele produse gazoase, de ardere precum si produsele de distilare uscata. Produsele arderii cuprind substante gazoase lichide si solide, formate in procesul de ardere. Dintre acestea fac parte bioxidul de sulf, oxizii de azot, acidul cianhidric, acroleina, fosgenul, clorul etc.

In cazul izbucnirii incendiilor in aer liber, produsele arderii complete se degaja in cantitati mai mari decat cele din interior, iar produsele arderii incomplete sunt mai reduse. Compozitia fumului prezinta cea mai mare importanta pentru aprecierea situatiei, in cazul incendiilor izbucnite in interior. Valoarea aproximativa a acestei compozitii se arata in tabelul 6.

Tabelul 6

Compozitia aproximativa a fumului rezultat din incendiile izbucnite in interior

Fara indoiala, pericolul principal pe care-l prezinta fumul consta in greutatea care se creeaza pe timpul evacuarii, datorita reducerii vizibilitatii. Acest pericol creste atunci cand fumul i se asociaza caldura, gazele de combustie si disociere termica, inerte sau toxice. La randul ei reducerea vizibilitatii depinde si de compozitia si concentratia fumului, de marimea ei si repartitia particulelor, de natura iluminatului si de o serie de alti parametri. Se aprecieaza ca o greutate faptul ca, de obicei, persoanele neavizate nu-si pot imagina usurinta cu care se poate raspandi fumul in cladire, precum si consecintele grave pe care indundarea de fum le poate avea pentru ocupanti.

Se intampla adesea ca in timpul incendiilor vizibilitatea sa devina practic nula. Astfel, un incendiu de benzina pe o suprafata de 2 m²poate intuneca un volum de 7 m³, dupa o ardere de 3 min.

Din datele experimentale rezulta ca, in general concentratiile periculoase ale fumului pe caile de evacuare clasice, executate din materiale incombustibile, se pot forma in timp scurt, de cel mult 3 – 4 min, inainte deci de atingerea parametrilor critici de temperatura sau toxicitate, bineinteles cu mult mai inainte de sosirea pompierilor la fara locului. Pentru utilizarea in conditii de securitate a cailor de evacuare se aprecieaza ca este necesara o vizibilitate de 10 – 15 m.

Ce se intampla daca se deschide (sau se distruge) usa dupa ce incaperea s-a umplut de fum ? Se creeaza un curent de aer proaspat, care patrunde in incapere pe la partea inferioara a usii. Concomitent, pe la partea superioara, pe 2/3 din inaltimea usii fumul navalaeste sub forma de nori grosi, in coridor. La distanta egala cu 1/3 din inaltimea sectiunii usii, masurata de la pardoseala, este situata pe axa neutra, la nivelul careia nu are loc nici o introducere de aer, nici evacuare de fum, presiunea din exteriorul incaperii fiind egala cu cea din interior. Deasupra axei neutre, presiunea din incepere este mai mare decat cea existenta, la acelasi nivel in exterior.

Ca ordin de marime, printr-o usa de 2 m inaltime si 0,75 m latime, la temperatura mediului incendiat de 200ºC, debitul de fum poate fi de ≈ 1 kg/s (60 kg/min), ceea ce revine la ≈ 40 kg/min pentru fiecare metru patrat de usa. Aceasta cantitate este foarte mare daca admitem ca pentru reducerea vizibilitatii la 5 m este necesara o concentratie de ≈ 0,025 kg/m³.

In cazul in care usa este inchisa, deschiderile de trecere a gazelor sunt mult mai mici si debitul de fum patruns prin neetanseitate scade la ≈ 0,01 kg/s (0,6 kg/min). Desi aceasta valoare pare la prima vedere destul de mica, fiind de ≈ 100 ori mai redusa decat cea corespunzatoare pozitiei deschise a usii, ramane totusi la un nivel destul de ridicat, putand conduce la scaderea vizibilitatii la 5 m, intr-un coridor normal dintre doua scari de 30 m lungime, in intervalul de timp de 5 min.

Atunci cand suprafata sau numarul usilor este mai mare, creste corespunzator debitul fumului patruns in cladire prin neetanseitatile acestora.

Situatia devine deosebit de grava cand in peretii interiori exista panouri de geam obisnuit care se pot sparge datorita caldurii degajate de focar.

Compozitia produselor arderii depinde de compozitia substantelor aprinse si de conditiile arderii – arderea completa si incompleta (tabelul 7).

Tabelul 7

Compozitia catorva gaze care se produc la incendii

Produsele arderii incomplete deseori sunt toxice si iritante ceea ce ingreuiaza actiunea pompierilor in operatiile de stingere.

Date orientative cu privire la componenta catorva gaze, care se degaja la incendiile propagate, atunci cand exista deschideri si nu se produce un fum prea abundent, sunt redate in tabelul 8.

Tabelul 8

Produse toxice obtinute din diverse materiale combustibile

La arderea incompleta a materialelor care contin grasimi si sapunuri se produc alaturi de produsele obisnuite de descompunere termica, acroleina si aldehide. La o concentratie de 0,002 mg ∙ l^-1 acroleina produce o mancarime a ochilor, o iritare a mucoaselor gurii si nasului si tuse. Inspiratia unor concentratii mai ridicate produce o congestie pulmonara si chiar moartea. La o concentratie de acroleina, de exemplu de 0,07 mg ∙ l^-1 (≈ 0,003 %) un om nu poate rezista mai mult de 1 min.

La arderea incompleta a celuloidului si filmului de celuloid se produce o mare cantitate de substante toxice: oxid de carbon (pana la 35 %), oxizi de azot (pana la 35 %) si acid cianhidric (pana la 1 %).

La arderea materialelor polimere (mase plastice) rezulta, in afara produselor obisnuite la ardere, numeroase alte produse de descompunere termica; cloruri acide, aldehida formica, fenol, fluorfosgen, fosgen, acid cianhidric, amoniac, acetona, stiren si altele care au o actiune daunatoare asupra organismului omenesc.

La descompunerea termica a combinatiilor de polimeri, adeseori produsele de descompunere actioneaza combinat. Efectul lor toxic total este mai puternic decat suma efectelor toxice ale fiecarei substante si formeaza concentratii mai mari decat cele maxime admisibile.

Descompunerea policlorurii de vinil se face cu anumita intensitate, la temperaturi de peste 200ºC, degajandu-se un fum dens, toxic si corosiv. Caracterul toxic este determinat de prezenta in mare cantitate a acidului clorhidric, in afara produselor de ardere obisnuite, degajate la arderea combinatiilor organice.

Fiecare kilogram de PVC poate produce in timpul arderii ≈ 0,40 kg acid clorhidric, care dizolvat in apa, poate distruge in timpul arderii 0,60 kg fier sau o greutate echivalenta de metale neferoase. Astfel, dupa un incendiu, la care a ars o cantitate oarecare de PVC, masinile, aparatele, circuitele electrice si electronice pot suferi deteriorari sau pot deveni inutilizabile, chiar daca flacarile nu le-au atins.

Efectul fiziologic pentru cateva gaze si vapori asupra omului este aratat in tabelul 9.

Tabelul 9

Efectele gazelor si vaporilor asupra oamenilor

8. Structura flacarilor

Flacara se poate defini ca o masa de gaze care dezvolta lumina si caldura, ca urmare a unor reactii chimice foarte exotermice. Flacarile se pot produce in reactiile de combinare ale substantelor si materialelor combustibile, cu aerul sau oxigenul, si uneori, in reactiile unor substante incombustibile, atunci cand se combina cu anumite gaze, cum sunt clorul si hidrogenul (de exemplu, combinarea fosforului cu clorul si a clorului cu hidrogenul). Flacara este rezultatul exclusiv al arderii gazelor. Corpurile solide ajung la starea de incandescenta in situatia in care reactiile de ardere se produc fara flacari; ele ard cu flacara numai atunci cand substantele din care sunt compuse se transforma in gaze combustibile sub actiunea caldurii. Flacara este cu atat mai luminoasa, cu cat contine mai multe particule incandescente aflate in suspensie.

Flacarile prezinta cateva caracteristici de o reala importanta pe timpul operatiilor de stingere a incendiilor, ca de exemplu culoarea si temperatura. Unele flacari sunt luminoase, altele neluminoase.

Luminozitatea flacarilor de benzina, benzen, acetilena, huila, lemn, ulei si a altor substante este consecinta radiatiilor electromagnetice emise de flacara in domeniul vizibil.

Luminozitatea este cu atat mai mare, cu cat flacarile de gaze contin mai multe particule de corpuri solide in stare de incandescenta, in special carbon, care inainte de a arde complet emit radiatii electromagnetice. Deci, flacara este cu atat mai putin luminoasa, cu cat contine un numar mai redus de particule in suspensie. De exemplu, la arderea hidrogenului si oxidului de carbon in stare pura se formeaza o flacara foarte putin luminoasa, aproape invizibila, in schimb pe timpul arderii lemnului, flacara este vizibila tocmai datorita substantelor care se degaja (gaze combustibile) in masa carora se gasesc particule incandescente de carbon foarte fin divizate. Marimea lor este de ordinul a 0,2 ΅, iar numarul de particule pe centimetru patrat este de ordinul 10⁸. Cu flacari neluminoase ard, de exemplu, eterul si etalonul.

La arderea lichidelor structura flacarilor depinde nemijlocit de dimensiunile fluxului de vapori degajati de lichidul inflamabil, de viteza lui de deplasare, precum si de viteza de miscare a aerului.

In functie de acesti factori, flacara se prezinta fie sub forma de structura laminara, fie turbulenta. Intre cele doua zone de structura poate sa apara o forma de tranzitie, in care flacarile au caracteristici luminoase si turbulente.

La arderea lichidelor in rezervoare deschise structura flacarilor, temperatura ca si radiatia, depinde, in principiu, de diametrul rezervorului in care se produce arderea, de faptul ca capacul rezervorului a fost smuls si aruncat la distanta sau a ramas in diverse pozitii, creind una sau mai multe deschideri prin care ies flacarile.

Fenomenul de turbulenta pe timpul arderii se produce in rezervoare cu un diametru de peste un metru.

In cazul unei arderi complete a gazelor, flacarile sunt aproape incolore, avand o stralucire slaba. Ele contin aproape in totalitate bioxid de carbon si vapori de apa. Practic aceasta situatie nu se intalneste in cazul unui incendiu de lichide, deoarece cantitatile de aer necesare pentru ardere nu ajung sa aiba acces suficient la norii de gaze.

Din cauza arderii incomplete, in flacari se vor gasi intotdeauna particule de material in suspensie (funingine). Aceste particule incalzite de flacara la o temperatura ridicata au o intensitate de radiatie aproape egala cu cea a corpului negru.

In explozia conductelor de gaze lichefiate, flacara poate avea o forma alungita sau de evantai, functie de locul si forma deschiderilor create. Flacara rezultata in urma fazei lichide a gazelor are o culoare galben portocalie si o temperatura de ≈ 1500ºC. Arderea jetului de gaz este insotita de un zgomot puternic caracteristic. Pe timpul fazei lichide, zgomotul este mai slab si mai infundat, iar la faza de vapori se manifesta un suerat puternic.

Dimensiunile flacarii depind in special de debitul de gaz.

Lungimea flacarii la gazele lichefiate poate fi calculata cu relatia:

l_f = 16 Q^0`4 [m];

l_f = lungimea flacarii [m];

Q = debitul de gaz lichefiat [kg/s].

Temperatura flacarilor incendiilor. Flacarile, indiferent de provenienta lor sunt inconjurate de un camp vizibil de gaze de ardere fiebinti si de aer la temperaturi destul de ridicate.

Flacara de chibrit poate sa aiba o temperatura pana la 700ºC. Imediat dupa stingerea flacarii, chibritul are o temperatura in jur de 100ºC. La o asemenea temperatura este posibila aprinderea unor materiale si substante combustibile.

La incendiilor mari de lanuri, temperatura flacarilor poate sa ajunga la 1400 - 1500ºC. Cea mai mare intensitate a flacarilor este la suprafata, tocmai acolo unde cantitatea de oxigen afluita este mai mare. Pentru produsele petroliere au rezultat urmatoarele valori maxime, ale temperaturii flacarilor; benzina 1200ºC; motorina 1100ºC; titei brut 1100ºC, pacura 1000ºC.

La arderea diferitelor specii de arbori, temperatura flacarilor poate varia intre 1000 si 1200ºC. La incendii, in mod obisnuit, temperatura flacarilor este cuprinsa intre 700 – 1000ºC, in unele cazuri poate ajunge la 1500ºC, iar pentru diferite substante combustibile chiar si la temperaturi mai mari: acetilena 2500 – 3000ºC; amoniac 1700ºC; oxid de carbon 2100ºC; propan 1925ºC.

9. Propagarea incendiilor

Un inceput de incendiu daca nu este stins imediat cu mijloacele intiale de stingere sau cu orice altceva existent la indemana se propaga in unele cazuri extrem de rapid.

Propagarea incendiului depinde de: ● compozitia chimica si viteza de ardere a materialului aprins; ● de temperatura mediului inconjurator; ● curentii de aer din atmosfera (vantul) sau de cei care se formeaza; ● cantitatea de materiale combustibile supusa arderii sau existenta acestora in imprejurimi; (sarcina termica); ● sursa potentiala de aprindere (intensitatea focarului initial); ● configuratia terenului, atat in aer liber, cat si in spatii inchise si planul in care are loc ardere (orizontal sau vertical); ● obstacolele intalnite in cale (pereti antifoc, spatii de siguranta etc.).

Dintre toti factorii aratati mai inainte un rol hotarator il au: ● viteza de ardere; ● alimentarea cu aer.

Cresterea rapida a vitezei de ardere si a suprafetei incendiate favorizeaza degajarea unei cantitati insemnate de caldura si cresterea temperaturii. Drept consecinta se maresc cantitatile de produse de ardere, zona cuprinsa de fum si concentratia acestora. Pe masura dezvoltarii incendiului si a cresterii duratei acestuia, materiale si elementele incombustibile isi reduc rezistenta mecanica, aparand pericolul deformarii si prabusirii constructiilor. Merita sa fie mentionate viteze mari de propagare a arderii unor materiale plastice, ca polistirenul expandat, poliuretanul si altele, arderea avand loc cu mare degajare de fum.

La o propagare maxima a incendiului, arderea se extinde intial asupra intregii suprafete si apoi in masa materialelor combustibile. Odata cu atingerea suprafetei si vitezei maxime de ardere, se produce o anumita cedare de caldura in mediul inconjurator, care se stabilizeaza datorita elementelor constructive de deliminate, incalzite.

O deosebita atentia s-a acordat in ultima perioada de timp studierii propagarii incendiului pe suprafata exterioara a cladirilor, ca urmare a faptului ca s-au petrecut foarte multe cazuri de transmitere a unui incendiu de la un etaj la altul, pe la partea exterioara a peretilor cladirii.

In mod normal, peretele unei cladiri ar trebuie sa impiedice propagarea catre interior a unui incendiu izbucnit in exterior, sau a unui incendiu de la interior catre etajele superioare. Regretabil este faptul ca pana in prezent nu exista norme precise care sa prevada masuri constructive, elaborate stiintific pentru prevenirea propagarii incendiului pe suprafata exterioara a cladirlor. In cazul producerii incendiilor in cladiri si al distrugerii partiale a geamurilor, in incaperi patrunde un curent redus de aer, si ca urmare are loc o ardere mocnita; pe ferestre iese numai fum, fara flacari, care ar putea pune in pericol etajele superioare.

Daca se realizeaza o ventilatie corespunzatoare, arderea produselor termice de descompunere are loc, in principal, in interiorul incaperii incendiate, astfel incat potentialul termic actioneaza intens asupra partilor de constructii din incapere, iar solicitarea fatadei se face prin gazele fierbinti produse prin ardere, fara influenta directa asupra flacarilor; in cazul unei ventilatii necorespunzatoare a incaperii respective, o cantitate apreciabila din produsele de descompunere termica sunt arse abia in afara incaperii, cu flacari de lungime apreciabila, dupa iesirea in aer curat. Acest ultim caz trebuie considerat ca deosebit de avantajos pentru posibilitatea de propagare a incendiului de la etaj la etaj.

Dar si atunci cand aportul de aer este suficient pentru a intretine o ardere puternica, cu flacari prelungi, exista pericolul propagarii incendiului pe verticala. „Limbile de foc” se transmit pe suprafata exeterioara a cladirii la etajul de deasupra.

In tabelul 10 sunt redate cateva valori medii ale vitezei liniare de propagare a incendiului.

Tabelul 10

Viteza de propagare a incendiului pentru cateva materiale combustibile

10. Schimbul de gaze

In faza incipienta a incendiului, gazele incalzite se dilata. Presiunea creste si ca urmare o parte din fumul generat de incendiu este ridicat in aer. Practic avem de-a face cu un incendiu declansat in aer liber sau intr-o incapere. Schemele schimbului de gaze sunt diferite.

In primul caz, pe masura indepartarii fumului din zona de ardere si a scaderii temperaturii se reduce viteza de circulatie a gazelor. Marimea vitezei curentului de gaze influenteaza dezvoltarea incendiului materializat prin cresterea vitezei curentului de gaze ascendent si antrenarea particulelor de materiale neaprinse.

La incendiile izbucnite in aer liber schimbul de gaze are loc, cand vitezele curentului ascendent sunt atat de mari incat se ridica in aer nu numai particulele materialelor aprinse (scantei), dar si bucati din materialele care ard, formandu-se un fel de vartejuri de foc. Intr-un asemenea caz, materialele aprinse ridicate in aer pierd din viteza de miscare ascensionala si sub influenta gravitatiei cad pe sol, favorizand aparitia unor noi focare de incendiu.

Situatia se complica in caz de vant puternic, cand bucati de materiale aprinse sunt purtate la distante mari creand focare de incendiu.

Marimea vitezei curentului ascendent de foc aduce dupa sine si cresterea cantitatii de are care patrunde in zona de ardere, favorizand cresterea intensitatii arderii si temperaturii.

Pe masura ce se accelereaza schimbul de gaze, se reduce arderea incompleta, deci intre viteza de ardere a schimbului de gaze se stabileste un anumit raport.

In al doilea caz, gazele de ardere fiind mai usoare decat aerul, ia nastere si o forta ascensionala care pune in miscare fumul mai intai pe verticala catre plafon, iar apoi pe orizontala de-a lungul acestuia, acumulandu-se intr-un strat din ce in ce mai gros. Viteza curentului de gaze ascendent este cu atat mai mare, cu cat diferenta dintre temperatura fumului si aceea a gazelor inconjuratoare este mai ridicata.

Deplasarea fumului pe verticala sau orizontala intr-o cladire se poate datori: ● expansiunii (tirajului) care se creeaza in caz de incendiu; ● functionarii instalatiei mecanice de ventilatie sau conditionare; ● presiunii curentilor de aer.

Modul de propagare a fumului intr-o cladire data se stabileste pe baza legilor fizice ale miscarii gazelor calde, tinand cont de caracteristicile geometrice ale locului si de unele ipoteze simplificatoare referitoare la focarul de incendiu.

Miscarea fumului in restul constructiei va depinde categoric de diferentele de presiune ce iau nastere, precum si de existenta posibilitatii de curgere a gazelor, pe verticala de jos in sus de la un nivel la altul. Pe orizontala, incepand de la ultimul nivel in jos, fumul se propaga de la casa scarii de-a lungul coridoarelor de evacuare, la partea superioara a acestora, cu viteza pasului normal sau de la o incapere la alta, atunci cand exista goluri de comunicatie intre ele. In mod deosebit, canalele de ventilatie, chiar si in cazul in care ventilatoarele nu functioneaza, constituie cai de propagare usoara a fumului. Din zonele de ardere, fumul se indeparteaza catre partea superioara a incaperii si intalnind un planseu pe sub aceasta in toate directiile, iar in cazul existentei unor deschideri ise in exterior. Intr-o asemenea situatie, in interior patrunde aer, deci are loc un schimb de gaze.

Viteza cu care are loc acest schimb de gaze depinde, in principal de: ● suprafata deschiderilor prin care iese fumul si intra aerul in incapere; ● amplasarea dechiderilor fata de incaltimea incaperii; ● diferenta dintre temperatura fumului si a aerului inconjurator.

Schimbul de gaze pe timpul incendiului creste pe masura ce suprafata golurilor deschiderilor este mai mare, crestere care este semnificativa la incaperile la care raportul dintre suprafata acestor deschideri si pardoseala este ridicat, situatie concretizata printr-o sporire a vitezei de ardere si reducere a arderii incomplete.

O situatie deosebita prezinta cazul in care intre deschiderile existente la partea de sus a cladirii si cele de jos exista o mare distanta, cum ar fi, de exemplu la cladirile inalte. In acest caz, diferenta dintre greutatea coloanei de aer rece si a coloanei de fum este mult mai mare, creandu-se un puternic tiraj. Schimbul de gaze creste cu atat mai mult cu cat deschiderile aflate in partile superioare ale incaperii vor fi amplasate mai sus.

In cladirile industriale, in caz de incendiu, fumul iese afara prin luminatoare, iar masele de aer proaspat patrund in incepere prin golurile usilor si ferestrelor, favorizand propagarea rapida a incendiilor, daca nbu se intervine in timp operativ.

In raport de marimea suprafetelor deschiderilor superioare prevazute pentru evacuarea produselor de ardere si a celor inferioare prin care patrunde aerul, se pot produce si unele fenomene, care influenteaza direct asupra manifestarilor incendiului. Daca se reduce cantitatea de aer care patrunde in incapere, ca urmare a unor deschideri micsorata ca suprafata, intensitatea arderii scade, in schimb micsorarea suprafetei deschiderii superioare determina cresterea partiala a vitezei de iesire a fumului. Intr-un asemenea caz, aerul patrunde si prin deschiderile superioare pe unde fumul iese si ca urmare procesul schimbului de gaze este franat, iar arderea se concentreaza in zona deschiderilor propagandu-se in intreaga incapere.

Instalatiile de ventilatie influenteaza si ele asupra directiei si vitezei schimbului de gaze, mai ales in perioada de dezvoltare a incendiului.

Schema curentilor de aer nu este fixa si aceasta datorita conditiilor in care are loc incendiul. Deci, pentru fiecare incendiu exista o anumita schema a curentilor de aer.

La dezvoltarea incendiilor interioare contribuie intr-o mare masura transferul de caldura prin convectie, iar a celor exterioare prin radiatie.

11. Ventilarea spatiilor incendiate

Una din metodele de baza ale stingerii incendiilor consta in indepartarea oxidantului sau reducerea continutului procentual in mediul combustibil. Orice ardere inceteaza in lipsa de aer (mai exact in lipsa oxigenului).

Plecand de la aceasta remarca s-a preconizat ca metoda posibila de stingere, izolarea incaperilor incendiate de mediul inconjurator. Aceasta metoda, aplicabila la incendii in spatii mici si cu degajare redusa de caldura este necorespunzatoare in cazul unor spatii mari (hale industriale, depozite de marfuri, blocuri de locuinte etc.) din urmatoarele motive:

1) Practic este imposibil sa se asigure o etansare perfecta a spatiilor mari pentru a se putea impiedica patrunderea aerului.

2) Cantitatea de aer cuprinsa intr-o incapere cu volum mare este suficienta pentru a asigura arderea unei importante cantitati de materiale, determinand in ultima instanta degradarea constructiei si dezvoltarea incendiului cu mare intensitate.

Din aceste considerente se desprinde urmatoarea concluzie: trebuie luate toate masurile pentru a crea pompierilor conditii sa actioneze direct asupra focarului, in cel mai scurt timp posibil. Este necesar sa se efectueze o ventilare a spatiilor in care s-a produs incendiul pentru a nu evacua caldura, fumul si gazele de ardere, permitand in acest fel accesul la focar. Ventilatia spatiilor incendiate se va face numai in prezenta tevilor de apa. Un accent deosebit se pune pe utilizarea ventilatiei naturale.

Schimbul de gaze la un incendiu este rezultatul diferentei dintre greutatile specifice ale produselor de ardere si atmosfera inconjuratoare. Sub influenta diferentei greutatilor specifice, produsele arderii, mai usoare, se departeaza de la focar, acumulandu-se in partea superioara a spatilui incendiat, permitand afluxul de aer proaspat spre focar.

Acest fenomen favorizeaza intr-o oarecare masura arderea, dar creeaza in acelasi timp conditii pentru o interventie eficace a pompierilor, doarece fumul gazelor de ardere si o parte din caldura sunt deplasate la partea de sus. Existenta unor deschideri in acoperis permite iesirea produselor de ardere in atmosfera si deci degajarea incaperii de elemente daunatoare.

Pentru executatea acestor deschderi trebuie respectate, atat la proiectare, cat si la executie, anumite norme de siguranta.

De asemenea, se analizeaza posibilitatea folosirii mijloacelor mecanice la asigurarea ventilatiei in conditii speciale.

Cand caldura, fumul si gazele nu sunt evacuate la timp apar urmatoarele inconveniente:

1) Caldura acumulata favorizeaza propagarea incendiului la partile de sus ale spatiilor neventilate.

2) Fumul micsoreaza vizibilitatea, fiind iritant (pentru ochis si caile respiratorii si deterioreaza bunurile.

3) Gazele, in special oxidul de carbon rezultat dintr-o ardere incompleta, pot avea efecte mortale.

Un incendiu, la care ventilatia s-a facut in mod spontan sau a fost initiata de pompieri poate fi stins cu mai multa usurinta.

Cand arderea se produce liber si cu flacari la partea superioara a constructiei, afluind si un plus de aer proaspat, ascendent, pompierii pot sa inainteze in casa scarii, fara difilcultate, deoarece le permite sa se apropie de focar si sa dirijeze jeturile tevilor cu maximum de eficienta. In acest caz vizibilitatea este ameriolata considerabil, fumul dens si gazele toxice fiind eliminate datorita unei arderi complete. Caldura este evacuata in exterior, unde devine practic inofensiva. Incendiile ventilate in acest fel sunt usor de localizat cand dipozitivul este luat corect pe baza principiilor stabilite prin reglementarile in vigoare.

Uneori se exagerea posibilitatea unui pericol grav de propagare a incendiului in cazul cand exista o atmosfera incarcata cu gaze de distilare este alimentata brusc cu aer proaspat. In realitate acest lucru nu se intampla decat atunci cand constructia respectiva este inchisa ermetic si focarului a mocnit destul de mult timp pentru a consuma aerul disponibil. Aceste conditii pot fi sesizate cu usurinta si nu se produc decat foarte rar, poate odata la o mie de cazuri. Chiar daca prin crearea unei deschizatori se produce o rabufnire, aceastea are in principiu o limita si nu afecteaza ansamblul cladirii.

Cand se produce o propagare rapida a incendiului, aceasta este in general consecinta unei ventilari tardive sau necorespunzatoare, uneori in afara zonei in care se desfasoara actiunea pompierilor.

Acolo unde intr-o cladire de un anumit volum se acumuleaza o cantitate importanta de caldura si fum, incendiul poate provoca pierderi mari daca nu se recurge la o ventilare adecvata. Daca incediul ia proportii atat de mari incat cladirea nu mai poate fi salvata cu mijloacele avute la dispozitie, cel putin este posibil ca incendiul sa fie „controlat” (mentinut in limitele cladirii) sub actiunea tevilor, deoarece nu ar fi posibil fara ventilatoare.

In caz de incendiu, mijlocul cel mai usor, mai rapid si uneori mai rational de ventilare se realizeaza prin deschiderea ferestrelor, permitand caldurii si fumului sa iasa pe la partea de sus, in timp ce aerul proaspat patrunde pe la partea de jos a acestora. Uneori se comite gresala de a deschide ferestrele, lasand ferestrele trase, anuland in mare parte efectele masurilor luate pentru ventilare. Cand se procedeaza la spargerea geamurilor trebuie sa se realizeze o deschidere maxima pentru a se obtine o ventilare satisfacatoare. Constructiv se poate realiza trape de ventilare, amplasate in raport de detaliile de constructie si de pozitia punctelor periculoase.

In general, trapele mici de ventilare dispuse uniform pe suprafata acoperisului, sunt preferabile unei singure trape de ventilare de aceeasi suprafata, deoarece intr-un eventual incendiu este posibil ca deasupra focarului sau in apropierea acestuia sa se gaseasca o trapa; de asemenea, riscul de nefunctionare la un numar mai mare de trape mici de ventilare, este mai mic decat atunci cand exista o singura trapa de ventilare de aceeasi suprafata. Trapele de ventilare se construiesc si cu functionare automata.

12. Explozia

13. Influenta situatiei meteorologice

Dezvoltarea si propagarea incendiilor, izbucnite in special in aer liber este incontestabil influentata de situatia meteorologica.

Principalii factori meteorologici care influenteaza direct situatia incendiilor sunt: ● vantul, directia si viteza lui; ● temperatura aerului (mediului in incaperi); ● precipitatiile (ploaia, zapada), durata si cantitatea lor.

Actiunea curentilor de aer (vantul) are o influenta deosebita atunci cand cand ard caldiri de lemn, paduri, lanuri, depozite de cherestea, depozite de furaje sau de alte materiale combustibile existente in aer liber, precum si in cazul iesirii scanteilor pe cosuri cu diferite functionalitati. La paduri intensitatea vantului este in functie de existenta si natura vegetatiei si ambele influenteaza distanta de zbor a scanteilor (26 – 80 m).

Daca forta vantului creste cu un grad Beufort, distanta de zbor a scanteilor, creste cu aproximativ 1,50 m. Sunt situatii cand scanteile in functie de natura lor, sunt purtate de vant la distante mai mari. Deoarece vantul pe anumite directii bate cu viteze mari sau mai mici, in raport cu situatia locala, este necesar ca aceasta caracteristitca sa fie luata in consideratie la stabilirea distantei de zbor a scanteilor.

Pe timpul incendiilor de cos, din cauza arderii funinginii si a curentilor care se formeaza, se produc jerbe de scantei, care ies in exterior si pe vant sunt purtate la distante mari. O astfel de situatie se intalneste, in special in mediul satesc unde scanteile pot sa aprinda depozite de furaje, constructii acoperite cu stuf sau paie. Scanteile mai mari ca si bucatile de materiale combustibile (lemn, sita, stuf etc.) in stare incandescenta sunt purtate de vant, uneori la distante de peste 100 m.

Vantul influenteaza si asupra curentilor de aer formati in interiorul unei incaperi in care a izbucnit un incendiu, in sensul ca le mareste viteza de miscare, in special cand temperatura in zona de ardere este mare. Datorita intensitatii arderii si a efectului mecanic al curentilor de gaze asupra materialelor aprinse, fumul antreneaza in particule de substante aprinse, care sunt transportate de curentii de aer si gazele la anumite distante, creand posibilitatea aparitiei unor noi focare de incendiu. Iesirea fumului prin deschiderile aflate la partea dinspre care bate vantul este impiedicata de aceasta. Fumul poate fi impins catre afara numai daca densitatea lui este mare, cantitatea maixma iesind prin parte spre care bate vantul. Propagarea intensa a incendiului sub actiunea vantului poate fi oprita numai daca se respecta intocmai principiile tactice stabilite in acest sens. Pericolul propagarii incendiilor se mareste mult in cazul formarii vartejurilor de aer si fum; se creeaza zone invaluite de fum, cu o circulatie intensa a fumului pe langa partea cladirii spre care bate vantul.

In cazul scaderii temperaturii aerului se creeaza conditii pentru formarea de curenti ascendenti de fum destul de puternici, care fac ca schimbul de gaze sa se intensifice, viteza de ardere si de propagare a incendiilor sa creasca.

Precipitatiile, in special cele abundente, reduc intensitatea arderii in caz de incendiu si viteza de propagare a acestuia.

14. Dezvoltarea incendiului

Pe timpul unui incendiu se pot distinge 3 faze: ● dezvoltarea libera; ● localizarea; ● lichidarea.

Faza de dezvoltare libera a incendiului este deteminata de timpul t_o din momentul izbucnirii incendiului pana la introducerea primei tevi in actiune si a celorlalte mijloace pentru stingerea acestuia.

Durata fazei de dezvoltare libera a incendiului depinde si de timpul de la observarea incendiului si de cel de anuntare si alarmare, de adunarea la alarma, de intrarea primei tevi in actiune, de aprecierea situatiatiei si desfasurarea atacului.

Faza de localizare a incendiului t_loc . Prin localizarea incendiului se intelege eliminarea posibilitatii de propagare a incendiului, a prabusirii constructiei (slabirea portantei) si crearea premiselor pentru lichidarea lui, luandu-se o serie de masuri de asigurare a conditiilor de indeplinire a misiunii. Ea trebuie sa se caracterizeze prin oprirea cresterii suprafetei incendiului S_i si concentrarea fortelor si mijloacelor.

Faza de lichidare a incendiului se caracterizeaza prin in care, se realizeaza atacul ferm si neintrerupt asupra incendiului, in principiu din toate directiile si cu toate fortele si mijloacele folosite la actiunea de stingere.

Prin lichidarea incendiului se intelege oprirea arderii pe toate suprafetele care au fost cuprinse de incendiu si excluderea reaparitiei lui.

Durata fazei de lichidare a incendiului depinde de intinderea suprafetei care arde in momentul localizarii, de conditiile meteo, de agentii de stingere, de caracteristicile tehnico-tactice ale echipamentului unitatilor si de volumul lucrarilor care sunt necesare pentru a exclude posibilitatea unei reaprinderi a materialelor sau substantelor combustibile.

Formele de dezvoltare a incendiilor sunt: ● circulara; ● frontala; ● unghiulara.

Cei mai importanti parametri pentru calculul fortelor si mijloacelor necesare lichidarii unui incendiu sunt: ● conditiile meteo; ● suprafata incendiului; ● perimetrul acestuia si lungimea frontului de propagare; ● cantitatea de materiale si gradul de combustibilitate a acestora; posibilitatile de alimentare cu apa sau cu alte substante de stingere.

15. Observarea incendiului

Orice ardere este un fenomen care se produce si se dezvolta avand la baza un numar insemnat de procese chimice si fizice care se succed in timp. Orice ardere, in fiecare faza a desfasurarii ei prezinta fenomene insotitoare masurabile, care se cunosc sub denumirea de „efectele arderii”. In cursul arderii au loc importante reactii de ordin energetic si material. In primul caz se produc o succesiune de reactii, iar in cel de al doilea produse de disociere.

Un exemplu tipic de transformare a energiei il poate constitui aparitia energiei calorice din cea chimica, inmagazinata in substanta sau materialul care arde, iar ca transformare de materiale (produse), aparitia fumului (particule fine de carbune in suspensie in aer, rezultate din arderea materialului combustibil) in urma producerii aceleiasi transformari. O parte dintre indicii incendiului pot fi sesizati de simturile umane. Astfel, prin miros se sesizeaza gazele de ardere, prin vedere fumul si flacarile, prin auz zgomotul produs de ardere in anumite conditii. Deci aceste efecte insotitoare ale arderii (incendiului), denumite parametrii incendiului ajuta la observarea din timp a incendiului.

Conditia de baza este ca personalul din intreprinderi si institutii, precum si orice cetatean al tarii sa fie instruit si sa acorde atentia cuvenita observarii din timp a oricarui inceput de incendiu si sa actioneze ca atare (inceperea actiunii de stingere si anuntarea la formatiile civile si subunitatile de pompieri militari).

In prezent, in conditiile progresului stiintific si tehnic transformarile materiei si energiei pe timpul incendiului pot fi sesizate cu mijloacele tehnice de masurare. Caldura, fumul, flacarile, produsele de ardere, vaporii de apa, radiatiile infrarosii, vizibile, ultraviolete etc. pot fi sesizate de detectoare automate de incendiu.

In decursul ultimilor ani, instalatiile automate de detectare si semnalizare a incendiilor au capatat o larga raspandire. La nivelul evolutiei electrotehnicii si electronicii se construiesc instalatii tot mai eficiente si mai sigure. Progresul obtinut in domeniul instalatiilor de detectare a incendiilor a fost determinat, in mare masura, de cresterea pericolului de incendiu in unele obiective industriale.