Substante de stingere

Substante de stingere a incendiilor

1.SUBSTANTE DE STINGERE PRIN RACIRE

1.1 APA

Apa este cel mai vechi agent de stingere.Se gaseste in cantitati considerabile,este ieftina si relativ usor de procurat,si are o mare putere de racire.

Caldura specifica a apei la presiunea atmosferica normala si la temperatura de 20°C este egala cu 1 kcal/kg.La temperatura de 100°C si 1 at trece in stare de vapori; 1 l de apa la temperatura de 10°C are nevoie pentru a se evapora complet de 629 kcal,formindu-se aproximativ 1600 – 1700 l abur.Apa poate fi pulverizata pina la ceata.

Efectul de stingere a incendiilor cu apa se realizeaza prin:

- racirea materialului care arde;

- izolarea suprafetei incendiate de oxigenul din aer;

- actiunea mecanica,in special cind apa se foloseste sub forma de jet compact.

Efectul principal al apei la stingerea incendiilor il constituie racirea materialului care arde.Apa care vine in contact cu materialul aprins absoarbe caldura,o transforma in vapori si prin saturarea spatiului inconjurator limiteaza accesul aerului spre focarul incendiului.Capacitatea de patrundere a apei in focarul incendiului depinde de dimensiunile picaturilor,de presiunea dinamica jetului,de miscarea curentilor de aer si a produselor de ardere,de viteza de miscare a picaturilor,de gradul de evaporare a apei,de a prelua caldura de la suprafata substantei care arde si de proprietatile materialelor combustibile aprinse.

Apa poate fi folosita la stingerea incendiilor de materiale solide,de lichide combustibile miscibile cu apa,si la alte materiale,cind se afla sub forma pulverizata sau abur.Daca apa nu poate stinge un complet de incendiu,se foloseste adesea impreuna cu alte substante stingatoare (pulberi stingatoare etc.).

Proprietatile apei care-i limiteaza domeniul de utilizare:

- densitatea relativ mare (la 4°C are greutatea specifica de 1gf/cm³,iar la 100°C de 0,958 gf/cm³);

- buna conducatoare de electricitate;

- reactioneaza cu o serie de substante chimice,generind dupa caz,hidrogen sau oxigen;

- reactioneaza la temperaturi joase cu unele metale ca sodiu,potasiu,putindu-se ridica temperatura local pina la 600°C si degaja,in unele cazuri,hidrogen;

- reactioneaza cu carbon de calciu,exotermic,cu degajare de acetilena.

Apa se refuleaza asupra zonelor de ardere sub forma de jet compact si jet pulverizat (ceata sau ploaie),solutii de apa neumectate si solutii ale substantelor apoase ale sarurilor.

Jetul compact se caracterizeaza prin viteze mari a curentului neintrerupt de lichid,printr-o insemnata forta de soc,prin concentrarea unei mari mase de apa pe o suprafata mica si prin posibilitatea de refulare la distanta mare.

Capacitatea de patrundere a jetului de apa in focarul incendiului depinde de dimensiunile picaturilor,de presiunea dinamica a jetului,de presiunea flacarilor,a curentilor de aer si a produselor de ardere,de viteza de miscare a picaturilor si de gradul de evaporare a apei in zona flacarilor.

Jetul compact se foloseste la stingerea incendiilor de substante solide,gazoase si lichide.

Jetul pulverizat este alcatuit din picaturi de apa cu diametrul de 1 mm.Cerinta este ca la o presiune de 5 N/cm² jetul sa atinga distanta de 8 – 9 m.

Fata de jetul compact,jetul pulverizat prezinta urmatoarele avantaje: mareste de mai multe ori randamentul de stingere; micsoreaza simtitor consumul de apa; nu provoaca deteriorarea obiectelor; poate fi folosit in incaperi unde exista praf combustibil.

Pulverizarea apei pina la ceata se poate realiza prin:

- folosirea aerului comprimat;

- folosirea inaltei presiuni,de la 50 pina la 120 at;

- folosirea unei presiuni reduse,de la 2 pina la 10 at.

Pentru stingerea incendiilor in incaperi este nevoie de circa 5 l/m² suprafata a pardoselii si de 2,5 pina la 7,3 l/m² pentru incendiile de motorina in rezervoare.Jeturile pulverizate se folosesc pentru stingerea incendiilor de lichide combustibile nemiscibile,insolubile in apa si cu densitatea mai mica decit aceasta si care au temperaturi de inflamabilitate superioara valorii de 60°C.

Apa pulverizata se mai foloseste si la:

- dispersarea in atmosfera a gazelor si vaporilor de combustibili grei;

- precipitarea fumului rezultat din arderea substantelor incendiate;

- protectia personalului care actioneaza la incendiu,in zone cu temperaturi mari;

- racirea elementelor de constructie si a celor metalice.

1.2.APA IMBUNATATITA CHIMIC

Pentru a mari puterea de patrundere a apei in masa materialelor cu care vin in contact s-a actionat asupra tensiunii superficiale a acesteia.Practic,exista posibilitatea de a reduce simtitor tensiunea superficiala a apei prin tratarea ei cu diversi detergenti (alchil-aril,sulfonat de sodiu-solutie 33% - denumit Dero 73,care folosit in procent de 0,2-0,3% reduce tensiunea superficiala apei de la 72,8 pina la 39,8 dvn/cm,reducindu-se astfel timpul de patrundere pina la 3 ori).

Utilizarea apei imbunatatite chimice duce la scaderea cu 35-50% a cantitatilor de apa folosite la stingerea incendiilor.

Apa imbunatatita chimic este recomandabil a se folosi la stingerea incendiilor de materiale bogate in celuloza,cum este lemnul,textilele ,bumbacul,hirtia, etc.

1.3. INTENSITATEA DE REFULARE A APEI LA STINGERE

cantitatea de substanta stingatoare [l sau kg] refulata in unitatea de timp [s sau min] pe unitatea de suprafata incendiata [m²],a perimetrului [m] sau a volumului [m³] pentru stingerea incendiului ,reprezinta intensitatea de refulare a apei de stingere.

Valorile acestei intensitati in raport de natura materialelor si substantelor combustibile se arata in tabelul XXVI.

Intensitatile de refulare a apei la stingerea unor materiale combustibile

Pentru reusita stingerii incendiilor trebuie indeplinita conditia:

i_r > i_nec ;

i_r > i_nec reprezinta intensitatea reala si respectiv cea necesara de refulare a substantei de stingere.

2.SUBSTANTE DE STINGERE PRIN IZOLARE

2.1 SPUMA CHIMICA

Spuma chimica este formata dintr-o masa de bule de dimensiuni reduse,fiecare bula fiind invelita intr-o membrana lichida umpluta cu dioxid de carbon,care se formeaza pe cale chimica in urma reactiei dintre substantele care genereaya spuma (substanta acida si substanta bazica).Substanta acida este formata,re regula,din sulfat de aluminiu sau acid sulfuric de o anumita concentratie,iar cea bazica din bicarbonat de sodiu sau potasiu.Astfel:

Al₂(SO₄)₃ + 6NaHCO₃ = 6CO₂ + 2Al(OH)₃ + 3Na₂SO₄

H₂SO₄ + 2NaHCO₃ = Na₂SO₄ + 2CO₂ + 2 H₂O

Ca stabilizatori,care se adauga solutiilor,se folosesc: glucoza,saponina; extractul de lemn dulce; spumanti pe baza de albumine etc.

Pentru instalatiile fixe si semifixe se foloseste praful unic (amestec format din sulfat de aluminiu,bicarbonat de sodiu si stabilizatori).

Pentru stingatoare,substantele chimice din care se obtine spuma sunt cunoscute sub numele de incarcaturi: A (acid) si B (baza).

Coeficientul de infoiere reprezinta raportul dintre volumul spumei formate si volumul  solutiilor produselor A si B:

Coeficientul de infoire = V .

V_a+V_b

2.2.SPUMA FIZICA SAU MECANICA

Aceasta se obtine prin dispersarea aerului in solutii din spumanti in apa,si ale caror concentratii de natura chimica sunt determinate de caracteristicile lor fizico-chimice.Aceste spume sunt formate din bule,al caror invelis contine molecule de spsumant umplute cu aer.Spumele fizice sau spumele mecanice sunt mai persistente,necorozive.Ca spumant se foloseste spumogenul lichid sau spumogenul praf.Cel mai bun spumogen se obtine din proteine (faina de copite si coarne).

In raport de coeficientul de infoiere se obtin urmatoarele spume:

- spuma grea,cu coeficientul de infoiere pina la 20;

- spuma medie,la care coeficientul de infoiere este de 20 – 200;

- spuma usoara,la care coeficientul de infoiere este de 200 – 1000.

Spumele mecanice si chimice se folosesc la stingerea substantelor lichide aprinse,care nu distrug invelisul de lichid al bulelor spumei,precum si a substantelor solide,care nu reactioneaza cu solutiile apoase ale sarurilor,ca si de gaze in regim reduse de presiune.

Spuma se mai poate folosi la protectia materialelor si elementelor de constructie,impotriva caldurii radiate.

Lichidarea incendiilor se realizeaza prin jeturi de spuma,refulate pe suprafata combustibililor care ard,prin deversarea din utilaje generatoare special construite.

Efectul de stingere al spumei consta in realizarea unui strat de o anumita grosime,care provoaca racirea partiala a suprafetei aprinse,impiedica iesirea vaporilor in zona de flacari sau accesul oxigenului atmosferic.

Se recomanda 3 moduri de refulare a spumei pe suprafetele incendiilor:

- sub forma de jet sau tangent la suprafata incendiului;

- deversare lina,pe planuri verticale sau inclinate,in zona de ardere;

- refularea spumei de la distanta,din tunuri de stins incendii pe suprafata incendiata.

Spuma trebuie sa aiba urmatoarele calitati: fluiditate; coeficient de infoiere; densitate; persistenta; aderenta; timp de stingere minim etc.

Eficienta spumei depinde de: caracteristicile instalatiilor existente pe masinile speciale de incendiu; presiunea apei; proportia de spuma si apa; temperatura mediului ambiant.

Spuma trebuie sa fie dirijata cu vintul in spate,pentru a se putea scurge incet.

Spuma cu coeficient mare de infoiere sau spuma usoara se utilizeaza pentru stingerea incendiilor izbucnite in incaperi prin inundarea acestora,in magaziile navelor,in subsoluri,in canale de cabluri,la stingerea incendiilor de materiale combustibile solide si lichide.

Folosirea spumei usoare prezinta urmatoarele avantaje: utilitazarea unei cantitati minime de apa (1 – 2 l pentru 1000 l spuma); stingerea rapida a incendiului si impiedicarea reaprinderii; lipsa actiunii corozive (spre deosebire de spuma chimica); patrunderea spumei in locuri greu accesibile (pivnite,coridoare,canale etc); lipsa unor efecte nocive asupra organismului uman.

Dezavantaje: greutate redusa,deci instabilitate cind bate vintul; pret de cost relativ mare; dificultati la indepartarea spumei ,dupa stingerea incendiilor; distanta relativ limitata de actiune a generatoarelor.

2.3.APA USOARA (LIGHT-WATER)

Acesta se obtine dintr-un spumant fluorurat.Se refuleaza asupra lichidelor nemiscibile cu apa,formind la suprafata acestora o pelicula care impiedica evaporarea lor; volatilitatea lichidului aprins scade pina la valori ce reduc aproape total intensitatea arderii.Apa usoara cu coeficient redus de infoiere se poate folosi si la stingerea incendiilor de aeroporturi.

Cind substanta tensioactiva pe baza de fluor se amesteca cu o substanta spumanta proteinica,apa usoara are mare eficienta la stingerea incendiilor.

Apa usoara cu coeficient mediu de infoiere are efect mai mare la stingerea incendiilor de lichide combustibile declansate pe suprafete mari.Ea persista mult si asigura o regenerare permanenta a peliculei pe o durata mare de timp.

Apa usoara este compatibila cu spuma proteinica si intr-o oarecare masura si cu pulberile stingatoare.

In general,pelicula de apa usoara poate rezista pe suprafata lichidului timp de 5 – 6 min,dupa care este indicat ca lichidul sa fie acoperit cu spuma proteinica.

Efectul de stingere al apei usoare trebuie obtinut in decurs de 5 min.

2.4.PULBERI STINGATOARE

Componentul de baza al unor pulberi stingatoare este bicarbonatul de sodiu.In afara pulberii pe baza de bicarbonat de sodiu se mai fabrica pulberi pe baza de bicarbonat de potasiu,sulfat de amoniu,carbonat de sodiu,uree si din diferiti compusi ai borului.

La noi in tara s-a fabricat pulberea stingatoare pe baza de bicarbonat de sodiu denumita „Pulvogen”.

Sub actiunea caldurii bicarbonatul de sodiu se descompune conform relatiei:

2Na HCO₃ Na₂CO₃+CO₂+H₂O

In descompunerea totala a 1 kg de pulbere de bicarbonat de sodiu se degaja 0,26 kg dioxid de carbon si se consuma o cantitate de caldura necesara pentru evaporarea a 300 cm³ apa.Acestor cantitati le corespunde un efect de racire de 95 kcal.Pulberea pe baza de bicarbonat de potasiu este cu 30 – 50% mai eficace la stingerea incendiilor,decit pulberea pe baza de bicarbonat de sodiu.

Florexul ,o pulbere stingatoare care se fabrica la noi in tara,foarte eficienta la stingerea incendiilor,are la baza bicarbonatul de potasiu,ureea tehnica si alte substante chimice.Actiunea de stingere instantanee a flacarilor produse pe timpul incendiilor se datoreste aductului potasiu – carbamic obtinut prin reactia chimica solid – sodiu,in faza „microcristalina”,in prezenta unui catalizator cu continut de fluor,la temperatura de 60 C.

Aductului potasocarbamic i se mai adauga o serie de componente chimice cum ar fi dioxidul de carbon,azotul,si alte gaze inerte care au rolul de a mari mobilitatea florexului,in stare netasata,in mod deosebit in stare fluidizata,precum si rezistenta la actiunea umiditatii atmosferice si a agentului de vehiculare.

Efectul de stingere al florexului este atribuit unor fenomene fizico-chimice, speciale ale aductului potasocarbamic,care maresc viteza de intrerupere a reactiilor chimice de ardere,prin efectul absortiei pe suprafata particulelor de pulbere a radicalilor liberi din flacari si de inhibare a particulelor de oxidare.

La efectul de stingere mai contribuie natura si finetea particulelor de pulbere (100 – 60 microni - μ),capacitatea de a degaja gaze inerte si vapori de apa,substante care si dilueaza mediul in care exista focarul de ardere.

Pulberea stingatoare „Florex” se foloseste la stingerea incendiilor de: combustibili petrolieri lichizi (benzine,petrol lampant,motorina,combustibil de calorifer,pacura,uleiuri etc.): lichide organice utilizate ca solventi in industria de lacuri si vopsele (benzen,toluen,solvent nafta etc.); produse polare (metanol,acetona,butanol,acetati de etil,metil,butil etc.).

Se mai poate folosi si la stingerea incendiilor de gaze combustibile (metan,propan,butan,gaze de sonda,acetilena,gaz de caroserie,de cracare etc.).

Restrictie.Florexul nu se utilizeaza la stingerea incendiilor de sulfura de carbon,pentasulfura de fosfor,metale piroforice si substante reductoare.

Pulberile stingatoare trebuie sa indeplineasca conditiile de: eficacitate mare de stingere,determinata de proprietati chimice si de gradul de dispersie; fluiditate buna in conducte; capacitate de a forma un nor compact in suspensie de aer; stabilitate la umezire; stabilitate termica; conductibilitate termica redusa.

3.SUBSTANTE FOLOSITE LA REDUCEREA CONTINUTULUI MAXIM DE OXIGEN

3.1. DIOXIDUL DE CARBON

Dioxidul de carbon,gaz inodor si incolor,introdus in incaperea in care a izbucnit incendiul inlatura incendiul inlatura aerul,micsoreaza viteza de ardere,viteza de degajare a caldurii si scade temperatura de ardere si in final procesul de oxidare se intrerupe.CO₂ actioneaza asupra focarului si prin efectul de innabusire si racire.Efectul de racire a 1 kg CO₂ corespunde cu 15% din efectul de racire a 1 kg apa (629 kcal/kg).

Din dioxidul de carbon comprimat,prin detenta se obtine zapada carbonica.

Calitatiile dioxidului de carbon,ca agent de stingere,sunt: patrunde in orificiile obiectului aprins,fiind mai greu decit aerul (greutatea specifica 1,53); nu distruge obiectele si materialele asupra carora se refuleaza; nu este conducator de electricitate; nu se deterioreaza pe timp de conservare indelungata; nu este sensibil la actiunea temperaturilor scazute.

Cea mai eficace actiune de stingere se obtine inchis.In medie se considera ca pentru stingerea incendiilor la majoritatea substantelor este suficienta o concetratie de 30 – 35% in volum de CO₂ in aer.

Dioxidul de carbon se foloseste ca substanta stingatoare refulata prin intermediul instalatiilor fixe de stingere,ca agent de vehiculare a pulberilor stingatoare din stingatoarele de incendiu si masini speciale de stins incendii.

Pentru stingerea incendiilor,dioxidul de carbon se foloseste la: depozit de materiale amenajate in incaperi cu suprafata redusa; incaperi cu documente de importanta deosebita (arhive,muzee,biblioteci,laboratoare etc.); masini si aparate electrice amplasate in incaperi inchise; transformatoare si generatoare electrice; statii de distributie; centrale telefonice; centre de calcul; incaperi de productie fara supraveghere continua a productiei; instalatii sau utilaje de mare volum cu un rol important economic; recipiente cu lichide combustibile cu o temperatura de inflamabilitate a vaporilor scazuta,avind un volum de maximum 500 m³,magazii din navele maritime.

Nu se utilizeaza la incendii de: sulf,metale usoare ca magneziu,titan,plutoniu,uraniu,toriu,in apropierea cianurilor pentru ca reactioneaza cu acestea.

3.2.AZOTUL

Gaz fara culoare si miros,mai usor ca aerul,se foloseste la stingerea incendiilor izbucnite in instalatii tehnologice,fiid refulat din instalatii fixe speciale de stins incendii.Concentratia de stingere ajunge pina la 31% in volum.

3.3.ABURUL

Ca agent de stingere este folosit in industria chimica,petrochimica, de lacuri si vopsele,in camere de uscare,in statii de pompe si la uneleinstalatii tehnologice.

Efectul de stingere al aburului se bazeaza mai ales pe diluarea concentratiei de oxigen,pina la limita la care continuarea arderii devine imposibila.

Concentratia eficienta pentru stingerea incendiului este de pina la 35% in volum.Se foloseste atit abur saturat cit si cel supraincalzit.

Aburul ca substanta de stingere se foloseste in instalatii fixe,semifixe,in special acolo unde exista permanent o instalatie tehnologica de abur.

3.4.APA PULVERIZATA

Ca substanta de stingere prin reducerea continutului de oxigen,trebuie sa aiba particule pina la 100μ,obtinute prin pulverizarea apei sub inalta presiune sau prin utilizarea unor tevi pulverizatoare speciale.Efectul de stingere depinde de uniformitatea aparitiei picaturilor in flux,si de densitatea jetului de apa.

4.SUBSTANTE DE STINGERE PRIN INHIBITIE CHIMICA

Dintre mijloacele de stingere prin inhibitie chimica se citeaza hidrocarburile halogenate.Mijloacele de inhibitie chimica au punctul de fierbere coborit,stabilitatea termica scazuta cu formarea radicalilor si atomilor,care la incalzire trec usor in stare gazoasa.

Hidrocarburile halogenate au fost denumite haloni.Dintre acestia cei mai utilizati sunt halonii 1301 si 1211.

Halonul 1301 pastrat sub presiune sub forma lichida are proprietati,superioare fata de dioxidul de carbon.Se citeaza slaba lui toxicitate,putindu-se refula concomitent cu evacuarea persoanelor din incaperea incendiata.Eficienta unei butelii cu halon 1301 este echivalenta cu 5 butelii de dioxid de carbon de aceeasi marime.

Halonul 1211,denumit BCF,este o substanta stingatoare foarte eficicace pentru stingerea incendiilor.

Stingerea incendiilor cu hidrocarburi halogenate se poate face cu: jet compact,jet pulverizat,sub forma de aerosoli.Hidrocarburile halogenate se refuleaza asupra incendiului din stingatoare si instalatii fixe.

Procesul de intrerupere a arderii se datoreste: vaporizarii picaturilor de substante stingatoare; amestecarii vaporilor substantei cu vapori de combustie; interactiuni fizico-chimice dintre vaporii de haloni si de combustibili.

Cu cit concentratia de stingere este atinsa mai repede,cu atit stingerea se realizeaza intr-un timp mai scurt,iar descompunerea hidrocarburilor halogenate este mai redusa.

Restrictie.Este indicat ca halonul 1301 sa nu fie folosit in concentratii mai mari de 10%,in zonele ocupate normal si unde evacuarea nu se poate realiza in mai putin de 1min.

Din cauza toxicitatii,utilizarea hidrocarburilor la stingerea unor categorii de incendii se restringe din ce in ce mai mult.