Procedee de intrerupere a procesului de ardere
1. Date de baza
Incendiul este o ardere, deci o reactie de oxidare rapida a unei substante in prezenta oxigenului atmosferic, cu dezvoltare de caldura, si in general, insotita de lumina.
Totusi se cunosc substante care ard fara prezenta oxigenului din aer, ca de exemplu acetilena comprimata, clorura de azot, precum si alte substante compuse. Astfel de substante, in anumite conditii, pot sa explodeze cu degajare de caldura si aparitie de flacari.
Astfel, arderea poate fi nu numai rezultatul unei asocieri, ci si al unei disocieri. Hidrogenul si o parte din metale pot arde si in alte medii decat aerul. De exemplu hidrogenul poate arde in atmosfera de clor, cuprul in valori de sulf, magneziul in bioxid de carbon etc.
Procesul de ardere este posibil numai in urmatoarele conditii: ● existenta substantelor sau materialelor combustibile; ● prezenta substantelor care intretin arderea (oxigen, substante care cedeaza oxigen); ● realizarea temperaturii de aprindere.
Arderea substantelor si materialelor combustibile are loc numai in faza gazoasa; deci materialele combustibile solide inainte de a arde se gazifica.
Cel mai important efect fizic produs in urma arderii temperatura, care creste pe masura ce arderea se intensifica.
2. Procedee de intrerupere a procesului de ardere
Prin procedeu de intrerupere a procesului de ardere se intelege un proces fizic sau chimic aplicat printr-o serie de actiuni succesive, care trebuie sa se finalizeze prin incetarea arderii.
Pana in prezent se cunosc 4 procedee de intrerupere a procesului de ardere.
Pentru realizarea acestui procedeu se folosesc acele mijloace care prezinta proprietati importante de absorbtie a caldurii de pe suprafata incendiata sau incalzita, sau fac posibila amestecarea straturilor calde de lichid cu cele inca neincalzite. Procedeul de preluare a caldurii depinde de natura si particularitatile arderii. La o ardere eterogena (materialele ce se gasesc in stare de incandescenta), agentul de stingere preia caldura din intreaga zona de ardere, deci temperatura trebuie sa scada chiar si sub cea de aprindere. In cazul unei arderi omogene (cu flacara), posibilitatea prelucrarii caldurii depinde de natura si starea substantei combustibile. Daca arde un gaz este aproape imposibil ca agentul de stingere folosit sa poata prelua caldura in urma arderii substentei combustibile respective si din zona de ardere.
La arderea materialelor solide si a substantelor combustibile stratul de la suprafata se incalzeste pana la o temperatura care depaseste temperatura de aprindere.
De exemplu, la materialele combustibile solide temperatura stratului de la suprafata ajunge la 500 – 600ºC, iar la lichide 200 – 300ºC. Pentru ca la aceste materiale si substante sa se intrerupa procesul de ardere este necesar ca temperatura stratului de la suprafata sa ajunga, in urma actionarii cu agentii stingatori sub temperatura de aprindere. Practic acest lucru se realizeaza prin preluarea caldurii degajate si existente in stratul de la suprafata, atat la corpurile solide, cat si la lichide, cu exceptia lichidelor cu temperatura de inflamabilitate foarte scazuta.
Acest lucru se poate produce numai in urma contactului direct al agentului de racire cu stratul de la suprafata al materialului sau substantei combustibile.
Eficienta stingerii incendiilor folosind acest procedeu depinde de suprafata de contact, de diferenta intre temperatura stratului si a agentului de racire, de caldura lui specifica (capacitatea de a absorbi caldura), precum si de debitul cu care se refuleaza asupra materialului sau a substantei combustibile aprinse.
Agentii de stingere cu cea mai buna actiune de racire sunt: ● apa; ● bioxidul de carbon refulat sub forma de zapada carbonica; ● zapada, atunci cand lipseste apa; ● lichidele combustibile, in anumite conditii, insasi ele pot juca rolul unor agenti de racire.
2.2. Izolarea materialelor si subtantelor combustibile de aerul atmosferic
Mijloacele cele mai utilizate pentru racirea stratului de la suprafata substantelor si materialelor care ar sunt spuma, pulberile stingatoare, prelatele de azbest si paturile umezite.
La inceputurile de incendiu se pot folosi prelate sau un strat de material fiabil incombustibil (nisip, pamant etc.). arderea gazelor, vaporilor si lichidelor care ies prin deschideri mici (conducte, rezervoare) pot fi oprite cu ajutorul plasturilor, cepurilor etc. (pasla, prelate, panouri de lemn izolate cu pasla etc.).
In ultima perioada de timp izolarea incendiilor si oprirea accesului aerului pentru intreruperea procesului de ardere se realizeaza prin umplerea spatiilor incendiate cu spuma cu coeficient mare de infoiere (spuma expandata).
Accesul aerului si gazelor combustibile in zone de ardere se poate intreruperea prin inchiderea golurilor din elementele constructive (ferestre, usi, canale de ventilatie etc.).
Datorita acestei masuri, fumul se acumuleaza in interiorul unui spatiu in care nu patrunde aer. In acest caz arderea continua, procentul de oxigen scade simtitor, intensitatea arderii se reduce devenind din ce in ce mai incompleta, crescand continutul de oxid de carbon de diferite produse de ardere.
Eficienta acestei metode depinde de gradul de ermetizare a volumulelor incaperilor, mentionand ca ea poate fi aplicata la ventilarea spatiilor incendiate numai in incaperi cu capacitati reduse si in care sa nu existe materii oxidante, care pto arde si in situatia lipsei de oxigen, cum ar fi de exemplu bumbacul aflat in depozite sau in magaziile navelor.
In anumite conditii, la deschiderea incaperilor ermetizate se poate produce inflamarea produselor de ardere, urmata de propagarea intensa a incendiului. Din cele relatate pana acum, acest procedeu nu prea este eficace, el putand fi practicat in cazuri deosebite sau ca un procedeu auxiliar.
2.3. Reducerea continutului minim de oxigen
In substantele gazoase, in amestecul de vapori-aer sau in aerul care participa la ardere se introduc substante care nu intretin arderea. Drept consecinta viteza reacitiei se micsoreaza si procesul de ardere se intrerupe, ca urmare fireasca a incetarii degajarii de caldura.
Diluarea continutului de aer se poate realiza cu eficacitate numai in incaperi relativ inchise (magazii de nave, camere de uscare etc.) si la arderea unor lichide combustibile pe o suprafata redusa in cazul accesului liber al aerului.
Procesul de ardere inceteaza ca urmare a micsorarii continutului de oxigen in aer, in zona de ardere. La un continut in jur de 15% oxigen in aer arderea inceteaza.
Diluarea produselor gazoase de ardere existente in zona de ardere, duce la micsorarea vitezei de reactie, la marimea volumului zonei de oxidare, scaderea intensitatii de ardere a substantelor combustibile pe umitatea de suprafata a incendiului si scaderea temperaturii de ardere.
Reducerea vitezei de ardere este influentata apreciabil de caldura specifica si de conductibilitatea termica a mijloacelor de diluare. Cu cat este mai mare caldura lor specifica si mai redusa conductibilitatea termica, cu atat este mai redusa concentratia necesara pentru stingere.
Prin concentratia de stingere se intelege continutul de procente la volum de substanta stingatoare introdusa in spatiul cu aer, necesar pentru intreruperea procesului de ardere.
Mijloacele de diluare cele mai intrebunintate sunt: ● bioxidul de carbon; ● aburul; ● azotul; ● apa pulverizata fin.
2.4. Introducerea de inhibitori in spatiile in care se produc reactii de ardere
Acest procedeu se bazeaza pe capacitatea unor substante deosebit de active, denumite inhibitori, care introduse intr-un sistem de reactie, au proprietatea de a incetini sau opri reactia.
Dintre mijloacele de stingere prin inhibitie chimica fac parte hidrocarburile halogenate, care sunt deosebit de active, influentand in mod considerabil mersul reactiei de ardere.
In urma arderii se formeaza produse intermediare, unele dintre ele constituind centri activi ai reactiilor in lant.
Primul centru activ format duce la aparitia unui alt centru, care la randul sau genereaza pe cel urmator. Astfel se formeaza reactia in lant care poate fi deranjata prin eliminarea centrilor activi, tocmai datorita actiunii hidrocarburilor halogenate.
Dupa ultimele ipoteze, prezenta hidrocarburilor halogenate in zona de ardere nu reclama o scadere apreciabila a concentratiei de oxigen pentru intreruperea procesului de ardere. De exemplu, pentru intreruperea procesului de ardere prin introducerea azotului in spatiul incendiat, este necesar ca aerul sa nu contina mai mult de 14% O, iar la folosirea hidrocarburilor halogenate aceasta concentratie poate fi de 20,6 %.
In timp ce bioxidul de carbon, azotul si aburul folosit la stingerea incendiilor, dupa incetarea arderii parasesc zona de ardere, in aceeasi forma, impreuna cu produsele arderii, hidrocarburile halogenate ies din zona de ardere dupa incetarea arderii, partial sub forma unor noi produse.
Mijloacele de inhibitie chimica au punctul de fierbere coborat, stabilitatea termica scazuta, iar radicalii formati in urma incalzirii trec cu usurinta in stare gazoasa.
La stingerea incendiilor se folosesc hidrocarburi halogenate care nu au proprietati toxice prea mari, cum ar fi de exemplu, bromura de etil, bromura de metilen si tetraflorura de dibormetan.
2.5. Folosirea substantelor explozive
Pentru stingerea unor categorii de incendii cum sunt cele de paduri, in special de coronament care se dezvolta cu violenta, cele de sonde in eruptie, sau la rezolvarea unor situatii deosebite, se poate aplica procedeul utilizarii substantelor explozive. In urma utilizarii acestui procedeu care se formeaza o unda de soc care exercita un puternic efect mecanic in zona de ardere asupra materialelor si substantelor combustibile. Prin distrugerea sau imprastierea elementelor existente in zona de ardere se poate intrerupe procesul de ardere.
2.6. Reducerea temperaturii substantelor aprinse prin amestecarea maselor de lichid aprinse
Din momentul in care combustibilul lichid se aprinde, temperatura pe suprafata lui creste si dupa un anumit timp devine egala cu punctul de fierbere. Astfel, la inceputul arderii in apropierea suprafetei libere a combustibilului se formeaza un strat incalzit, de grosime mica, nedepasind cativa centimetri. In straturile de adancime lichidul combustibil ramane rece. Procedeul de stingere prin amestecare poate fi realizat in primele momente ale arderii. Procesul de stingere a incendiilor de lichide combustibile prin procedeul amintit se caracterizeaza printr-o stransa legatura intre factorii termici si hidrodinamici. Transmiterea si echivalarea temperaturii in straturile de lichid se produce datorita amestecarii straturilor de combustibil provocate fie prin circulatia aceluiasi lichid, fie cu ajutorul aerului sau a gazelor inerte introduse pe la fundul rezervoarelor. La introducerea aerului sub stratul de lichid in acesta apar curenti a caror intensitate este determinata de dimensiunile geometrice ale sistemului, de debitul de aer sau de gaz inert, precum si de proprietatile fizice ale lichidului. Caracterul miscarii depinde de inaltimea stratului de lichid si de diametrul rezervorului. Daca inaltimea stratului este mica, in raport cu diametrul rezervorului, miscarea are loc in limitele unei singure zone turbulente. Lichidul se ridica in partea centrala si coboara in apropierea peretilor rezervorului.
Datorita miscarii, straturile reci se amesteca cu stratul superior incalzit, a carei temperatura scade foarte mult. Odata cu scaderea temperaturii lichidului se reduce si viteza de evaporare si deci intensitatea de ardere. In momentul in care, datorita amestecarii, in fiecare punct al suprafetei libere temperatura devine mai mica decat temperatura de aprindere, procesul de ardere se opreste complet, iar incendiul se stinge.
Acest procedeu de stingere necesita instalatie speciala si o pregatire amanuntita.
2.7. Indepartarea substantelor combustibile din zona de ardere
Acest procedeu se foloseste, de obicei, la incendii de acoperisuri si plansee combustibile, la grupurile de cladiri combustibile, la depozite de material lemnos, la incendii de paduri etc. Prin indepartarea substantelor combustibile care vin in contact cu zonele de ardere, propagarea incendiului poate fi oprita.
In unele situatii, pentru intreruperea procesului de ardere se pot folosi mai multe din procedeele descrise anterior; la o combinare a acetora insa unul dintre ele este principal si hotarator in actiunea de interventie pentru stingerea incendiilor.
Fiecare din procedeele enumerate poate sa fie folosit la intreruperea, in general, a procesului de ardere a substantelor si materialelor combustibile, indiferent de starea de agregare in care se afla: solida, lichida sau gazoasa. Alegerea unuia sau altuia dintre procedee depinde de natura, situatia si proportiile incendiului, de proprietatile substantelor care ard, de calitatea agentilor de stingere, de mijloacele si persoanlul care participa la stingere, de gradul de instruire al acestuia, de conditiile meteorologice, precum si de alte cauze.
De exemplu, pentru stingerea incendiilor izbucnite in aer liber, cum ar fi cele de depozite de materiale combustibile se utilizeaza procedeul de racire a zonei de ardere, la stingerea incendiilor de lichide combustibile in rezervoare procedeul de izolare a acestora de aerul atmosferic. Procedeele de reducere a concentratiei de oxigen ori de inhibitie chimica se folosesc, de obicei, la stingerea incendiilor de proportii reduse.
In practica actiunilor de interventie pentru stingerea incendiilor cel mai frecvent se folosesc procedeele de racire a zonei de ardere si de izolare a substantelor si materialelor combustibile de aerul atmosferic.
Orice procedeu prezinta unele particularitati in mecanismul de intrerupere a procesului de ardere.
Fiecare procedeu de intrerupere a procesului de ardere se poate realiza prin mijloace diferite. De exemplu, pentru procedeul de intrerupere a procesului de ardere prin racirea substantelor si materialelor care ard se folosesc mijloace care au prioritati evidente de absorbtie a caldurii de pe suprafetele incalzite sau de a amaesteca straturile incalzite de lichid si reaprins cu cele inca neincalzite.
Pentru izolarea substantelor si materialelor combustibile de aerul atmosferic se practica acoperirea cu un strat izolant a suprafetei incendiate cu scopul de a opri iesirea produselor gazoase combustibile in zona de ardere.
|
