fenomenologia focului si teoria incendiului

Fenomenologia focului si teoria incendiului aprilie 2006 pag 1/21

ZIUA 11. Consideratii generale2. Scurt istoric 3. Notiuni generale privind modul de aprindere, ardere si dezvoltare al unui incendiu precum reactia

umana vis-a-vis de acesta;

ZIUA 1 – Tema 1.

1. Consideratii generale

In trecut focul a avut doua surse principale: lava care se scurgea pe versantul vulcanului a intalnit un copac si la aprins prin radiatie (unde electromagnetice radiate de corpurile incandescente) sau prin convectie [transfer molar de energie intre un curent de fluid (lichid, gaz) si suprafata unui corp solid (fenemen care insoteste fumul si gazele]. Iata cum a-ti aflat deja primele 2 fenomene fizice de transmitere a unui incendiu de natura termica.

A doua sursa a fost fulgerul care a aprins copacii. Fenomenul: efectul termic al curentului electric la trecerea prin materiale combustibile: caldura nu este disipata si favorizeaza autoaprinderea materialului combustibil.

Omul a luat focul la el in pestera, mai apoi l-a transportat cu el sub forma de jar, si asta fara prea mari probleme, descoperindu-I efectele benefice: incalzire, prepararea hranei, iluminat, prelucrarea uneltelor de lucru.

Se poate presupune ca “totul” a inceput din clipa in care si-a construit prima “casa”.Din acest moment omul a inceput sa-si puna si problema incendiului

- Dar ce este incendiul? Atunci când focul nu mai poate fi controlat, acesta se dovedeste a fi un dusman de temut al omului prin

efectele sale directe si indirecte:Directe:

Arsuri termice si sau prin radiatieMoartea, atunci când arsurile sunt foarte grave (gradul III-IV) sau bilantul lezional al pacientului ars este

foarte mare (gradul II).Distrugerea bunurilor materialeAfectarea mediului înconjurator

Indirecte:Moartea prin intoxicare cu fum si gaze de incendiuDistrugerea bunurilor prin caldura degajata si prin fumul de incendiu

- Incendiul este o ardere necontrolata.Arderea sau combustia, sunt reactii chimice intre combustibil si oxigen. Arderea poate fi separata in 2

clase: Arderea care este controlata si este utilizata in beneficiul oamenilor (gatit, ilumint, inclazit, industrie, motoare de autovehicule de avioane etc) ; Arderea care este necontrolata, se initiaza de cele mai multe ori neintentionat, si creste intr-un ritm necontrolat.

Elementele de baza pentru intelegerea unui incendiu sunt principiile de fizica, chimie si hidraulica.

2. Scurt istoric;

ISTORIC – I –


Despre stingerea organizată a incendiilor pe teritoriul de astăzi al României există dovezi încă din timpul Daciei romane, însă instituţia pompierilor este atestată la mijlocul secolului al XVIII-lea prin "steagurile de foc" din Bucureşti şi Iaşi, organizări bazate pe solidaritatea comunităţii în faţa primejdiei focului. Condiţiile concrete de la începutul veacului următor au determinat apariţia, la Bucureşti şi Iaşi, în 1845 şi respectiv în 1835, a primelor unităţi de pompieri militari, încadrate în armata permanentă, soldaţii urmând instrucţia de infanterie în paralel cu cea pompieristică. Istoria începuturilor a consemnat participarea efectivelor de pompieri din Bucureşti la stingerea "Focului cel mare" din 23 martie 1847, sinistru care a distrus atunci peste 1800 de case şi prăvălii, precum şi la Bătălia din Dealul Spirii, din 13

septembrie 1848, moment de seamă al revoluţiei democratice din acel an. În memoria celor aproape o sută de ostaşi pompieri, care au căzut în luptă, în Bucureşti a fost înălţat "Monumentul Pompierilor". Ulterior, după modelul primelor două unităţi, în principalele oraşe ale României, s-au înfiinţat servicii de pompieri profesionişti, cu accentuat caracter militar, subordonate primăriilor. În anul 1874 s-au pus bazele Corpului Pompierilor Militari care cuprindea 15 unităţi care aveau în dotare şi baterii de artilerie. La războiul din 1877-1878, pompierii-artilerişti au participat cu forţa a şase baterii în compunerea armatei române, atât pentru apărarea teritoriului, cât şi la luptele din sudul Dunării, în Bulgaria de astăzi, împotriva armatei otomane.

Contactele europene, mai ales cu Regimentul de pompieri din Paris, aderarea la primul organism internaţional de profil, constituit în anul 1900, "Comitetul Tehnic Internaţional al Focului", la care România este membru fondator, au impus începerea reorganizării pompierilor români, proces întrerupt de primul război mondial. Separarea de artilerie s-a produs la 2 august 1929, prin înfiinţarea Comandamentului Pompierilor care făcea parte din structurile armatei române, iar sub aspect administrativ depindea de Ministerul de Interne. Această organizare a fost legiferată în anul 1936 când, pentru prima oară, se defineau misiunile pompierilor militari: "prevenirea şi combaterea sinistrelor pe tot cuprinsul ţării". Tot din acea perioadă datează şi investirea acestora cu atribuţii concrete în domeniul protecţiei civile, cel de-al doilea război găsindu-i organizaţi, până la nivelul subunităţilor, ca formaţiuni militare de pompieri-apărare pasivă.

Anii postbelici au conservat forma de organizare tradiţional militară a instituţiei pompierilor, procesul de modernizare cuprinzând, deopotrivă, planul conceptual şi cel material, la nivelul realităţilor tehnico-economice.

ISTORIC – II –

Renasterea armatei nationale în deceniile 3 si 4 ale secolului al XIX-lea ca urmare a Regulamentelor Organice a influentat si urbanizarea pompierilor bucuresteni pe baze militare.

De-a lungul întregii perioade fanariote, perioada în care au aparut "Steagurile de foc" si pâna la 1844 au avut loc peste 20 incendii de proportii, care s-au soldat cu distrugerea partiala a orasului. De aceea, în urma analizei realitatilor bucurestene legate de focurile dese, de gradul scazut de urbanizare si de alimentare cu apa a orasului, domnitorul Gheorghe Bibescu, pe data de 19 august 1844, înfiinteaza "Roata de Pompieri", prima unitate de pompieri militari bucuresteni.

Roata de Pompieri îsi începe efectiv activitatea pe 1 iulie 1845, având la comanda pe capitanul Emanoil Boteanu. Prin Înalt Ordin de zi nr. 26 din 1 februarie 1861, domnitorul Alexandru Ioan Cuza schimba denumirea unitatii din companie în batalion. Prin legea de organizare a puterii armate din 1868, care largea componentele sistemului national de aparare, "Batalionul de Pompieri Bucuresti" intra în componenta armatei permanente. Crearea noii baterii de artilerie în anul 1872, face ca prin legea din 12 martie 1874, pompierii militari sa fie trecuti în componenta acestor baterii, Batalionul de Pompieri Bucuresti devenind "Divizionul de Pompieri Bucuresti".

Aceasta situatie a durat pana pe data de 9 iulie 1891, când un Ordin General desfiinteaza bateriile de pompieri-artileristi în Bucuresti, reînfiintându-se "Compania de Pompieri".

Incadrarea intr-un sistem unitar al tuturor serviciilor de pompieri din Romania a fost posibila odata cu votarea de catre legislativul tarii a " Legii pentru organizarea pompierilor ", promulgata prin Inaltul Decret nr. 815 din 3 aprilie 1936, si publicata in "Monitorul Oficial", nr.80 din 4 aprilie acelasi an.


ANUL 1937

In 1937 continua actiunea de infiintare a noi unitati de pompieri militari si in celelalte localitati din Transilvania. La 1 aprilie 1937, Comandamentul Pompierilor Militari imparte unitatile si subunitatile din Transilvania in sapte grupuri zonale.

Aceasta structura dainuie pâna în 1936, când prin legea pentru organizarea pompierilor, la art. 9, se prevedea cã Serviciul de incendii va fi îndeplinit de catre un "Batalion de Pompieri". Dupa razboi, când Corpul Pompierilor Militari trece în compunerea Ministerului de Interne, Batalionul bucurestean se transforma în "Grupul de Pompieri Bucuresti".

La 6 ianuarie 1992, Grupul de Pompieri al Municipiului Bucuresti îsi înceteazã activitatea, sarcinile operative si de prevenire a incendiilor fiind preluate de "Brigada de Pompieri a Capitalei", iar pe 2 august 1995, la ceremonia înmânarii drapelului de lupta al Marii Unitati, brigada se va numi Brigada de Pompieri"Dealu Spirii" a Capitalei.

Existenta pompierilor militari bucuresteni, de la Roata la Brigada, a fost jalonata de momente glorioase, în care s-a facut dovada priceperii, curajului si îndemânarii. Astfel, "Focul cel mare" din ziua de Paste a anului 1847, cel mai devastator incendiu din istoria capitalei, a distrus peste 1800 de cladiri si a facut 1 5 victime, printre care si un pompier militar, probabil primul dintre nenumaratii eroi ai acestei arme.

La data de 13 septembrie 1848, ostasii pompieri condusi de capitanul Pavel Zaganescu s-au opus cu arma în mâna trupelor otomane invadatoare, platind tribut de sânge pentru libertatea tarii.

La Razboiul de Independenta, bateria a III-a teritoriala din cadrul Divizionului de Pompieri Bucuresti a fost în componenta Armatei de Operatii, mare parte dintre ostasi fiind decorati cu "Virtutea Militara". Acest sir de fapte continua cu incendiul de la Muzeul de Arta din 1884, când a fost salvat tezaurul "Closca cu puii de aur", care poate fi astãzi admirat la Muzeul National de Istorie. Perioada pâna la al doilea razboi mondial a fost marcata de incendii de proportii, stinse de pompierii militari bucuresteni, astfel: Atelierele C.F.R., Teatrul Modern, Vama Atrepozite, Gara de Nord, fabrici particulare, moara militara Obor, Depozitul Central de munitii, Banca de Credit (9 martie 1925), Palatul Regal (7 decembrie 1926) - unde au ars aripa centralã si Sala Tronului. Alte incendii puternice s-au înregistrat la Societate de Asigurare "Generala", Fabrica de uleiuri Hermes, la marele hotel "Britania", incendii care au probat spiritul de sacrificiu si îndemânarea profesionala a pompierilor militari bucuresteni.

În timpul celor douã razboaie mondiale existenta cotidianã s-a derulat la stingerea incendiilor ca urmare a bombardamentelor asupra capitalei. Numeroase sunt rapoartele care consemneaza ceasurile si zilele de luptã epuizantã, pâna dincolo de limitele fizice, purtate de pompierii militari în urma bombardamentelor. Pompierii bucuresteni au participat si la înlaturarea urmãrilor cutremurului din noiembrie 1940, când peste 200 de persoane au fost îngropate sub darâmãturile blocului Carlton.

Cronica faptelor continuã si dupã al doilea razboi mondial, la fel de glorioasã. Stingerea incendiului de la depozitul de munitii de la Bragadiru din 1948, participarea la înlaturarea dezastrelor naturale, precum inundatiile din 1975, marele cutremur din 4 martie 1977, stingerea marilor incendii de la magazinul Victoria, Teatrul National si Policolor, rafinãriile Brazi si Teleajen, precum si la incendiile de sonde din Kuweit în 1991.

ZIUA 1 – Tema 2.

3. Notiuni generale privind modul de aprindere, ardere si dezvoltare al unui incendiu precum reactia umana vis-a-vis de acesta;

CAP. 1. NOTIUNI DE FIZICA, CHIMIE SI HIDRAULICA.

1.1. DEFINITII.


Arderea (combustia) – reactie de combinare a unui material cu oxigenul, insotita de degajare de caldura si, in general, de emisie de flacari si/sau incandescenta si/sau emisie de fum.Aprinderea (aprinderea termica) – initierea arderii unui material combustibil ca urmare a proceselor de accelerare a reactiei de oxidare ( incalzire) pana la declansarea arderii.Autoaprinderea (autoinflamarea ) – fenomen prin care se declanseaza procesul de ardere in urma incalzirii sau autoincalzirii unei substante combustibile pana la valoarea temperaturii de autoaprindere, specifica, fara a veni in contact direct cu o sursa exterioara de aprindere.Comburant – corp, substanta care, in general, contine oxigen, folosit pentru a asigura arderea unui combustibil (aerul, azotatii etc. pot fi comburanti).Combustibil – material capabil sa treaca in stare de combustie in prezenta focului sau a temperaturilor inalte. Prin ardere, combustibilul dezvolta caldura fiind folosit drept sursa de energie calorica.Conductie termica – propagarea directa a caldurii in interiorul aceluiasi corp in masa caruia exista diferente de temperatura, sau intre corpuri diferite atunci cand intre ele exista un contact intim si diferenta de temperatura.Convectie termica – transport al caldurii printr-un fluid in miscare. Poate fi naturala, cand miscarea fluidului este produsa de variatia in spatiu a greutatii specifice, sau fortata, cand miscarea fluidului este datorata, de regula, unei actionari mecanice.Debit – cantitatea de lichid care trece in unitatea de timp printr-o sectiune fixa. Se masoara in l/s, l/min, m 3/s, m3/min, m3/h.Deflagratia – reactie chimica pe timpul careia viteza de ardere este de cativa centimetri pe secunda ceea ce face ca arderea sa se propage din aproape in aproape.Detonatia – explozie produsa, in general, in tevi cu diametre si lungimi suficient de mari, la care viteza de propagare a flacarii este cuprinsa intre 1000-4000 m/s, caracterizata prin aparitia undei de soc.Explozia – proces de ardere foarte rapida si violenta a amestecurilor explozive, care se produce in fractiuni de secunda, cu degajare de caldura, lumina si care genereaza presiuni mari.Energia de aprindere – marimea minima a energiei unei scantei electrice sau mecanice, suficienta pentru aprinderea unui amestec de gaze-aer la o anumita concentratie.Fierberea – trecerea unui lichid in stare gazoasa cu formare de vapori in tot cuprinsul sau.Flacara – amestec de gaze devenit incandescent care dezvolta energie radianta, in special sub forma calorica si luminoasa, datorita unei reactii chimice exoterme de oxidare a carburantului.Foc – ardere, de regula controlata, a unor materiale; uneori similar cu “incendiul” (dar nu se confunda cu acesta).Focar – zona in care arderea se manifesta cu intensitate maxima si in care a avut loc aprinderea materialelor.Funingine – particule fin divizate, in principal din carbon, produse in cursul arderii incomplete a materialelor organice.Fum – ansamblul vizibil de particule solide, rezultate dintr-o ardere incompleta, ce se afla in suspensie in aer.Incandescenta – stare a corpurilor solide, lichide sau gazoase care, avand o temperatura ridicata, prezinta o puternica emisie de lumina si radiatii infrarosii.Incendiul – proces complex, cu evolutie nedeterminata, definit de urmatoarele elemente:

- existenta materialului combustibil si a sursei de aprindere;- initierea si dezvoltarea in spatiu si timp a unei arderi si scaparea ei de sub control;- producerea de pierderi materiale in urma arderii;- necesitatea interventiei printr-o actiune de stingere, cu scopul intreruperii si lichidarii procesului de

ardere.Inflamarea – aprinderea unui amestec de aer cu vapori la contactul cu o flacara.Limita de explozie – concentratia minima a vaporilor, gazelor, prafurilor combustibile in aer, la care se poate produce explozia. Poate fi minima si maxima.Piroliza – descompunere chimica ireversibila a unui material, produsa datorita cresterii temperaturii, fara reactie cu oxigenul.Putere calorifica – cantitatea de caldura produsa prin arderea completa a unui kilogram de combustibil solid (lichid) sau prin arderea unui metru cub de gaz masurat in conditii normale. Se masoara in Kcal/kg. si poate fi superioara sau inferioara.Scanteia – particula incandescenta de mici dimensiuni desprinsa dintr-un corp aprins sau dintr-un material dur, pe timpul prelucrarii etc. si care datorita pierderii de caldura, prin racire in aer, se stinge repede. Scanteile de materiale combustibile reprezinta o sarcina concentrata a energiei termice cu temperatura mai mare decat cea de aprindere a substantei respective.


Temperatura de aprindere – temperatura minima la care un material combustibil degaja vapori sau gaze combustibile intr-o anumita cantitate, astfel incat, dupa inflamarea lor de la o sursa de aprindere, materialul continua sa arda fara aport caloric din exterior.Temperatura de autoaprindere – temperatura minima pana la care este necesar sa se incalzeasca o substanta combustibila pentru a se produce aprinderea sa fara a veni in contact direct cu o sursa de aprindere.Temperatura de inflamabilitate – temperatura minima la care un material combustibil degaja vapori sau gaze combustibile ce formeaza cu aerul un amestec de o anumita concentratie care, in contact cu o sursa de aprindere exterioara, se aprinde fara ca arderea sa se stabilizeze, vaporii si gazele consumandu-se printr-o ardere rapida, la suprafata materialului combustibil.Viteza de ardere – inaintarea frontului flacarii intr-un amestec combustibil.

- in cazul gazelor – cantitatea de gaze care arde in unitatea de timp; poate fi liniara (metri sau centimetri pe secunda) sau de volum (metri cubi pe zi);

- in cazul lichidelor – este liniara si reprezinta grosimea stratului de lichid ce arde in unitatea de timp;- in cazul solidelor – se raporteaza la masa, cantitatea de materiale combustibile arse pe unitatea de

suprafata de ardere in unitatea de timp;Vaporizarea – trecerea unui lichid in stare de vapori. Se face prin evaporare sau prin fierbere. Evaporarea se produce numai la suprafata lichidului si are loc la orice temperatura. Ea se produce cu atat mai intens cu cat suprafata lichidului este mai mare, temperatura mai ridicata si vaporii emanati de lichid sunt inlaturati mai repede.

1.2. PROCESE DE OXIDARE SI ARDERI.

Studierea fenomenelor de ardere reprezinta o prima etapa in descifrarea mecanismelor de aparitie si dezvoltare a incendiului.

Conform STAS 11097/1- 87, definitia arderii este urmatoarea:

Arderea este reactia unui material cu oxigenul, cu degajare de caldura, fenomen insotit, in general, de emisia de flacari si/sau emisie de fum.

In chimie sunt definite ca oxidari reactiile de combinare ale substantelor cu oxigenul, ce se produc indeajuns de lent pentru a nu antrena o crestere de caldura perceptibila (de exemplu: ruginirea fierului). Deci, oxidarea nu poate fi definita ca o reactie de ardere.

Se cunosc insa si substante care ard fara prezenta oxigenului din aer, cum ar fi: acetilena comprimata, clorura de azot, precum si alte substante compuse. Aceste substante, in anumite conditii, pot exploda cu degajare de caldura si aparitie de flacari.

Arderea este posibila numai in conditiile existentei a trei factori:

prezenta combustibilului – material care poate trece in stare de combustie in prezenta focului sau a temperaturii inalte;

prezenta comburantului – substanta care intretine arderea (oxigenul din aer sau alte substante care se descompun si pot ceda oxigen);

amorsarea reactiei – prin realizarea energiei de aprindere sau prin sursa de foc (exceptie fac substantele piroforice care se aprind spontan, in contact cu aerul, la temperatura obisnuita).Procesul de ardere pentru materialele si substantele combustibile are loc aproape intotdeauna in faza

gazoasa, amestecul aer-gaz combustibil, in reactie, cu emisie de lumina, constituind o flacara. De asemenea, nici lichidele nu ard, ci numai vaporii acestora, care se formeaza dupa ce se depaseste temperatura de inflamabilitate.

Temperatura de inflamabilitate – se defineste ca fiind temperatura minima la care un material combustibil degaja vapori sau gaze combustibile ce formeaza cu aerul un amestec de o anumita concentratie care, in contact cu o sursa de aprindere exterioara (care poate fi flacara, corp incandescent, scantei electrice, scantei mecanice etc), se aprinde fara ca arderea sa se stabilizeze, vaporii si gazele consumandu-se printr-o ardere rapida, la suprafata materialului combustibil. In cazul lichidelor poate apare si autoinflamarea care reprezinta aprinderea vaporilor unui lichid combustibil, fara ca acestia sa vina in contact cu o sursa de aprindere, fiind suficienta numai prezenta aerului.


Autoinflamarea se produce in conditiile existentei unei anumite cantitati de vapori si a realizarii temperaturii de autoinflamare (temperatura minima pana la care este necesar sa se incalzeasca o substanta combustibila, pentru a se putea produce aprinderea amestecului de vapori-aer, fara a veni in contact cu o sursa de aprindere).

Temperatura de inflamabilitate constituie un parametru de baza, care poate fi folosit pentru indicarea cu aproximatie a conditiilor de temperatura in care o substanta combustibila prezinta pericol de incendiu. De exemplu: acetona inflameaza la –19o C, alcoolul etilic la +13o C, benzina la -24 o C, motorina la 64 o C, iar uleiul industrial la 200 o C.

Dupa natura reactiilor care determina caldura necesara, deosebim autoaprinderi de natura chimica, fizico-chimica si biologica.

Din punct de vedere al tipului de reactie, se deosebesc:

- arderi complete – substanta combustibila arde complet, existand suficient oxigen pentru procesul de oxidare;

- arderi incomplete – substanta combustibila nu arde complet din lipsa de oxigen;Din punct de vedere al posibilitatilor de percepere, arderea se clasifica in:

- ardere cu flacara;- ardere cu incandescenta;- ardere mocnita.

Din punct de vedere al propagarii flacarii:- ardere uniforma (deflagratie) – se propaga cu viteza relativ redusa (de la cativa cm/s, pana la 1m/s),

producandu-se din aproape in aproape;- ardere rapida (detonatie) – are loc pe spatii inchise, unde se propaga cu viteze supersonice (1-4km/s),

caracterizata si prin aparitia undei de soc.

CAP. 2.NOTIUNI DESPRE APRINDEREA SI ARDEREA

MATERIALELOR

2.1. NOTIUNI GENERALE DESPRE INCENDIU.

Incendiul este o ardere initiata de o cauza definita, cu sau fara voia omului, scapata de sub control, care distruge bunuri materiale, pune in pericol viata persoanelor si a animalelor iar pentru intreruperea sa este necesar sa se foloseasca metode, procedee, mijloace si substante de stingere.

Incendiul este procesul care intruneste concomitent urmatoarele trei conditii: Este o combustie (ardere) rapida ce se dezvolta (propaga) fara control in timp si spatiu; Pune in pericol viata oamenilor si animalelor si/sau distruge bunuri materiale; Implica actionarea prin metode, procedee si substante de stingere adecvate in vederea intreruperii

procesului de ardere si pentru lichidarea consecintelor acestuia.Orice incendiu este insotit de fenomene chimice si fizice cum sunt: reactii chimice care se produc pe

timpul arderii, degajarea sau transferul de caldura, producerea de flacari, separarea si raspandirea produslor arderii, producerea schimbului de gaze. Aceste fenomene nu se produc separat si rigid pe timpul incendiului, ci sunt strans legate intre ele desfasurandu-se pe baza legilor chimiei si fizicii, specifice fenomenelor respective.

Focul reprezinta manifestarea unei reactii chimice ce poarta numele de combustie (ardere), caracterizata prin degajare de caldura insotita, de regula, de fum si lumina. Aceasta reactie apare la interactiunea a doua elemente – combustibilul si oxigenul – in prezenta unui initiator: caldura. Odata initiata, reactia chimica genereaza ea insasi caldura si continua atata timp cat exista suficient oxigen si combustibil. Schematic, aceasta interactiune dintre oxigen, substanta combustibila si caldura, este exprimata prin asa numitul “triunghi al focului”.

OXIGEN SURSA DE CALDURA

FOC


COMBUSTIBILAbsenta unuia dintre aceste elemente duce la oprirea reactiei. Procedeele cele mai cunoscute de

stingere se bazeaza tocmai pe acest principiu al ruperii echilibrului celor trei elemente.Intreruperea arderii prin racirea zonei de ardere. Este exact ceea ce face apa, folosita ca agent de

stingere.Intreruperea arderii prin scaderea procentului de oxigen din zona de ardere. Se realizeaza prin

crearea unei zone de protectie intre stratul de oxigen atmosferic si suprafata de ardere. In situatia in care se folosesc mijloace de stingere cu bioxid de carbon se realizeaza si o crestere a procentului din acest gaz incombustibil in zona atacata.

Intreruperea arderii prin inlaturarea substantelor combustibile. Metoda clasica de stingere pentru a carei exemplificare este suficient sa amintim de taierile in fata frontului de ardere, pe directia de propagare, in cazul incendiilor de padure.

Halonii si pulberile stingatoare actioneaza intr-un alt mod asupra incendiului. Aceasta interfereaza in reactia chimica de oxidare (ardere) intr-un mod care va fi abordat ulterior pe parcursul temelor de pregatire.

2.2. CE ESTE FLACARA?

Piroliza – descompunere chimica ireversibila a unui material, produsa datorita cresterii temperaturii, fara reactie cu oxigenul.Arderea (combustia) – reactie de combinare a unui material cu oxigenul, insotita de degajare de caldura si, in general, de emisie de flacari si/sau incandescenta si/sau emisie de fum.

Caldura dintr-un foc determina combustibilul sa se descompuna in componete mai simple. Procesul se numeste piroliza. Procesul de piroliza genereaza niste molecule care sunt foarte active. Aceste molecule sunt cunoscute ca “radicali liberi”. Ei se combina cu oxigenul pentru a genera produsi de ardere care scapa din flacara. Aceasta reactie gerereaza, deasemenea, lumina si caldura. Lumina fiind vizibila, flacara devine si ea vizibila pentru ochiul omenesc. Caldura este radiata de flacara de jur mprejur (vezi capitolul 4). In interiorul flacarii exista o multitudine de radicali liberi. Acestia sunt foarte importanti pentru a intelege focul, deoarece daca gasim o cale de a inlatura radicalii liberi, flacara dispare.

Intr-un arzator de gaze, combustibilul este mixat, in mod deliberat, cu aerul inaintea arderii. Deoarece flacara are suficient aer, flacara arde cu un randament ridicat. Acesta flacara se numeste flacara premixata, este foarte fierbinte si are foarte putina funingine.In interiorul focului, vaporii combustibili sunt eliberati din combustibilul incins si se amesteca cu, de la sine, cu aer. Dar acest mixaj nu este suficient de bine proportionat ca in cazul unui arzator, fapt care conduce la o ardere incompleta , la o flacara cu varii culori cu generare de funingine. Din ilustrarea de mai jos se pot observa toate aceste procese de ardere.


Caldura si lumina din interiorul flacarii sunt generate in zona de reactie. Flacara pare galbuie daca exista un numar mare de particule de funingine, care se incing si radiaza caldura. Flacara apare albastruie daca nu exista funingine sau sau doar foarte putina. Flacarile de la masinile de gatit cu gaz sau cu GPL sunt albastrui deoarece arzatoarele bine proiectate produc o flacara premixata cu foarte putina funingine. Flacarile unui foc de tabara sau ale unei lumanari sunt galbui deoarece oxigenul si combustibilul trebuie sa difuzeze impreuna in flacara.

2.3. FENOMENUL DE ARDERE (Reactia de ardere si influenta ei asupra diverselor substante)

Arderea are loc aproape intotdeauna in faza gazoasa, amestecul aer-gaz combustibil in reactie, cu emisie de lumina (flacara). Combustia fara flacara a materialelor care raman in stare solida in timpul reactiei defineste arderea mocnita.

Daca arderea nu este completa, rezulta fumul, care contine ca produs intermediar, oxidul de carbon.

Combustia propriu-zisa apare in momentul degajarii vaporilor combustibili. Substantele solide si cele lichide, ca atare nu ard. Arderea se produce in stratul de vapori care emana la suprafata unui solid sau lichid, in prezenta obligatorie a unei cantitati suficiente de O2. Numai lichidele extrem de volatile nu necesita o incalzire prealabila pentru a le aduce in starea de emanatie necesara.

Chiar si asa, substantele extrem de volatile cum sunt hidrocarburile au nevoie de caldura ca sursa de aprindere. Moleculele lor absorb energia suplimentara pentru ca, in prezenta O2 sa initieze reactia de ardere.

Ceea ce este important de retinut in legatura cu reactia de ardere este faptul ca acest proces se mentine atata timp cat exista combustibil suficient si un nivel adecvat de O2 in zona de ardere. Nu trebuie omis faptul ca in urma reactiei de ardere se degaja caldura care la randul ei va ajuta la antrenarea altor si altor molecule intr-o reactie in lant. Metodele si agentii de stingere urmaresc tocmai “ruperea” acestui lant distructiv.

Viteza de ardere se defineste ca fiind viteza cu care se produc descompunerile si combinarile cu oxigen in masa unei substante combustibile sau prin pierderea totala de material combustibil determinata de cantitatea de caldura eliberata in unitatea de timp.

Viteza de ardere 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; prezenta catalizatorilor la gaze si lichide si concentratia acestora.


2.3.1. arderea substantelor combustibile gazoase

Comportarea la incendiii a subtstantelor combustibile gazoase este caracterizata in principal de limitele de ardere. Concentratia minima a gazelor in aer la care se poate produce arderea constituie limita inferioara. Concentratia minima a oxigenului, respectiv concentratia maxima a gazelor combustibile la care arderea nu mai este posibila, s.n. limita superioara de ardere. Sub limita inferioara, amestecul gazos nu poate sa arda fiind prea sarac in molecule reactante. Energia rezultata din arderea unei particule se disipeaza inainte de a putea activa o alta particula pt propagarea arderii. Peste limita superioara arderea nu poate avea loc datorita lipsei oxigenului necesar. Oxigenul disponibil se consuma la arderea unei particule, nefiind suficient pt intretinerea arderii particulei celei mai apropiate.

Limite de ardere ≈ limite de exploziePericolul cel mai mare pt aprinderi explozive il reprezinta gazele cu limite de arderi f largi (ex.

Acetilena : cca. 4 – 80% ). Acetilena, unul dintre gazele industriale cele mai folosite, nu este suficient de stabila pentru a fi depozitata ca atare sub presiune ci este, de regula, dizolvata in acetona.

Gazele combustibile se gasesc deja in stare de vapori la temperatura mediului. Pentru a le aprinde nu mai este nevoie decat de sursa de initiere. In mod normal gazele se pastreaza in recipienti speciali, presurizati. Asta inseamna ca orice scurgere, cat de mica, va produce un volum mare de gaz in spatiul expus, la temperatura si presiunea mediului ambiant.

2.3.2. arderea substantelor combustibile lichide

Cu mici exceptii, lichidele nu ard niciodata in aceasta stare. Dupa cum este binecunoscut unele substante lichide, cum sunt hidrocarburile, emana la temperaturi

normale ale mediului ambiant, vapori combustibili. Sunt cazuri, cum este cel al uleiurilor si combustibilului Diesel, in care este necesara o supraincalzire pentru a se ajunge la un volum suficient de vapori degajati.

Substantele lichide combustibile trebuie sa vaporizeze pentru a arde {in stare gazoasa ( de vapori), adica cu flacara}.

Pentru orice vapori inflamabili exista o concentratie minima in aer sub a carei valoare nu se poate produce aprinderea. Aceasta valoare poarta denumirea de limita inferioara de explozie. Similar, exista o concentratie maxima peste a carei limita exista prea multi vapori combustibili si prea putin oxigen pentru a mai avea loc arderea. Intre aceste doua valori are loc aprinderea vaporilor,fenomen insotit de cele mai multe ori de explozia amestecului.

2.3.3. arderea substantelor combustibile solide

Spre deosebire de lichide/gaze unde arderea este totdeauna cu flacara, in cazul solidelor avem:- solide care ard cu flacara (prin sublimarea solidului);- solide care ard in stare solida (ardere mocnita);- solide care in prima faza ard in stare solida, iar apoi ard cu flacara.

Pe masura ce vaporii degajati la suprafata unei substante combustile ard (in prezenta sursei de caldura) apa si unele elemente volatile dispar din compozitia acesteia, substanta respectiva suferind transformari fizico-chimice ireversibile.

La solidele pulverulente pot crea amestecuri cu arderi explozive. Din acest p.d.v. importa limita inferioara de ardere a pulberii respective, cea maxima fiind practic de neatins. ( prezinta risc de aprindere/explozie in special pulberile la care lim inf < 65 g/mc).

In cazul in care substanta combustibila este divizata in particule mici (cum este cazul pulberilor) vom avea un raport de suprafata/volum foarte mare. Acest lucru ridica probleme deosebite datorita posibilitatilor sporite de aprindere a particulelor combustibile. Prafurile se comporta diferit fata de “substanta-mama” din care provin. Ele pot forma adevarati “nori” ce pot fi aprinsi de o sursa de caldura. Praful combustibil depus pe diferite suprafete ajuta la propagarea incendiului.


2.4. FENOMENUL DE APRINDERE

Toate incendiile incep cu aprinderea. Pentru ca aprinderea sa apara, trebuie satisfacute simultan urmatoarele: trebuie sa fie prezenta suficienta caldura pentru a furniza energia necesara pentru ca reactiile chimice sa inceapa; trebuie sa fie suficienti vapori combustibili in aer. (in limitele de ardere) trebuie sa fie suficient aer

Daca nu este suficienta energie, moleculele nu vor reactiona una cu alta. Energia necesara aprinderii poate fi sub forma de cladura de la un chibrit, o tigareta, o scanteie etc. Energia face ca moleculele de combustibil si oxigen din apropiere sa se miste mai rapid. Aceasta energie s.n. energie cinetica. Daca moleculele se misca suficient de repede, ele vor reactiona la coliziune. Daca moleculele nu se misca suficient de repede, atunci ele vor reactiona doar mecanic (prin impuls) la coliziune, dar nu si chimic.

Toate materialele combustibile necesita diferite cantitati de energie pentru a initia aprinderea: unele mai putina decat altele. Odata initiat, un incendiu devine rapid a self-sustaining "heat engine" (un fel de perpetuum mobile). Un foc este o ardere de

vapori combustibili, care odata arsi produc cladura, care transforma mai mult combustibil in vapori, care sustin si continuua cilcul de ardere.

2.4.1. aprinderea unui amestec combustibil gazos

Aprinderea gazelor este caracterizata de urmatorii parametrii:- temperatura de aprindere spontana (autoaprindere): aprinderea are loc fara contact direct cu sursa de

aprindere;- temperatura de aprindere: aprinderea este initiata prin contact direct cu sursa de aprindere;- energia minima de aprindere: pt o scanteie electrica/mecanica;- timpul de aprindere;

2.4.2. aprinderea corpurilor solide si lichide

Aprinderea lichidelor este caracterizata de urmatorii parametrii:- temperatura de inflamabilitate (flash-point): este temp minima la care, la pres atm normala, deasupra

suprafetei lichidului se formeaza un amestec de vapori cu o anumita conc ce se aprinde la contactul cu o sursa de aprindere (flacara, corp incandescent, scantei etc). OBS.: la temp de inflamabilitate un lichid nu arde ci poate fi aprins (ex. Temp de infl pt benzina este de cca. 400C);

- temperatura de aprindere spontana (autoaprindere);


- energia minima de aprindere;

Aprinderea solidelor este caracterizata de urmatorii parametrii:- temperatura de aprindere: este temp minima la care, la pres atm normala, deasupra suprafetei

lichidului se formeaza un amestec de vapori cu o anumita conc ce se aprinde la contactul cu o sursa de aprindere (flacara, corp incandescent, scantei etc). OBS.: la temp de inflamabilitate un lichid nu arde ci poate fi aprins (ex. Temp de infl pt benzina este de cca. 400C);

- temperatura de aprindere spontana (autoaprindere);

CAP. 3.ETAPELE DEZVOLTARII INCENDIULUI

Cunoasterea fenomenului “Incendiu” se impune ca o necesitate, determinata de consecintele, uneori foarte grave, asupra vietii oamenilor si bunurilor materiale, rezultate in urma aparitiei acestuia.

Studierea si cunoasterea comprehensiva a fenomenului „incendiu” sau a proceselor de ardere trebuie continuata prin trecerea de la nivelul microscopic la nivelul macroscopic.

Dezvoltarea si stingerea sunt legate de modificarile tuturor fenomenelor care au loc pe timpul incendiului. Dezvoltarea incendiului este procesul de crestere a suprafetei de ardere si de accelerare a vitezei de ardere. Depinde de cantitatea, proprietatile chimice si starea de agregare a substantelor combustibile, de conditiile de transfer de caldura si de particularitatile schimbului de gaze.

Viteza maxima de dezvoltare a incendiului se atinge la arderea substantelor gazoase, este mai redusa la arderea lichidelor si minima la solide.

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

In afara conditiilor generale, trebuie mentionat faptul ca dezvoltarea diferitelor incendii poate fi influentata de aparitia exploziilor, de comportamentul elementelor de constructie, de modul de distribuire a incaperilor in interiorul constructiilor, de situatia meteorologica etc.

In raport de forma si dimensiunile obiectivului afectat de incendiu, de natura si proprietatile materialelor si substantelor combustibile, de felul sursei, de aprindere, de situatia meteo si de alti factori, un incendiu se poate dezvolta circular, frontal, unghiular.

3.1. FACTORII CARE FAVORIZEAZA IZBUCNIREA, DEZVOLTAREA SI PROPAGAREA INCENDIILOR IN CLADIRI

Viteza de ardere a materialelor depinde de:- temperatura la care are loc prima reactie (la temp scazute arderea se desfasoara cu dificultate);- compozitia chimica (prezenta unor elemente necombustibile in molecula comb micsoreaza/suprima

combustibilitatea);- umiditatea subst sau a mat comb;- presiunea atmosferica (scaderea pres atm micsoreaza viteza de ardere si invers);- raportul dintre supraf libera a combustibilului si volumul lui ;

3.2. INCENDIUL SI FAZELE SALE

In evolutia unui incendiu in interiorul unei incaperi intervin 5 faze:

aparitia focarului initial; faza de ardere lenta; faza de ardere activa; faza de ardere generalizata; faza de regresie;


In diagrama ce urmeaza sunt indicate etapele dezvoltarii unui incendiu de la aprindere pana la stingerea acestuia. Aceste etape implica un incendiu lasat sa se dezvolte fara a se interveni pentru stingere.

1. Aprinderea

Poate fi foarte rapida, ca in cazul gazelor sau mai lenta, mocnita.Sursa de initiere a incendiului, cea care aduce aportul de caldura necesar declansarii reactiei in lant

poate fi variata: flacara deschisa; conductibilitatea termica; expunerea prelungita la o sursa externa de caldura cu o temperatura relativ putin ridicata; autoincalzirea urmata de autoaprindere; reactii chimice externe; arce si scantei electrice; scantei mecanice sau frecare; comprimarea rapida a unui gaz urmata de o crestere a temperaturii pana la punctul de autoaprindere; incalzirea prin convectie sau radiatie.

2. Arderea lenta / Dezvoltarea

Dupa cum la nivel molecular are loc o reactie in lant, tot asa se intampla si la nivel macroscopic, iar incendiul incepe sa se autoalimenteze. Faza arderii lente poate dura de la cateva minute, la ore sau chiar zile (in cazul arderii lente sau mocnite).

Materialele care ard devin surse de aprindere, duc la incalzirea suprafetelor substantelor combustibile si le aduc la temperatura de aprindere. Temperatura in zona de ardere atinge valori din ce in ce mai ridicate, afectand substantele combustibile direct expuse.

3. Arderea activa

daca incinta este inchisa, cantitatea de aer poate devenii in timp insuficienta, arderea intrand in regresie. Daca in faza de regresie a incendiului are loc o admisie brusca de aer proaspat, se produce fenomenul de backdraft;

in cazul unui incendiu izbucnit intr-un spatiu inchis in care aerul este suficient, se poate ajunge la situatia in care toate materialele combustibile, existente acolo, sunt incalzite suficient pentru a produce vapori combustibili in concentratii critice, astfel incat apare fenomenul de flash-over (momentul in care se instaleaza arderea generalizata a tuturor suprafetelor combustibile din incinta). Ca urmare scade brusc cantitatea de oxigen din aer si se atinge pragul maxim de oxid de carbon (20%). Deasemeni flash-over este caracterizat si de cresterea rapida, exponentiala a temperaturii precum si printr-o masiva si rapida generare de fum.

Dezvoltarea / ardere lenta

Arderea activa/ backdraft Regresia

Flashover

Timp

Tem

pera

tura

Aprindere


Dupa un astfel de flashover incendiul trece in asa numita faza de ardere activa in care nu se mai inregistreaza cresteri spectaculoase de temperatura. Incendiul se dezvolta in continuare, arderea se generalizeaza in intreaga incinta, temperaturile se uniformizeaza spre valorile maxime, structura de rez incepe sa fie afectata, iar incendiul se propaga la constructiile incendiate, cu care ocazie cunoaste, din nou, trecerea prin fazele de dezvoltare si ardere activa.

Si la aceasta faza putem avea dupa fenomenul de flash-over incendii ventilate; incendii neventilate;

4. Regresia

La final, temperaturile nu mai cresc, apoi incep sa scada datorita epuizarii combustibilului, dar scaderea temp nu este brusca, actionand in continuare distructiv asupra structurilor.

CAP. 4.EFECTELE INCENDIULUI

4.1. DEGAJAREA SI TRANSFERUL DE CALDURA.

Caldura degajata in zona de ardere se transmite concomitent in mediul inconjurator prin: conductie, convectie, radiatie.

Transferul se face intotdeauna de la sursa cu temperatura mai ridicata catre cea cu temperatura mai scazuta, procesul avand continuitate pana la egalizarea temperaturilor.

In cazul unui incendiu localizat intr-o camera, caldura are un circuit extrem de sinuos:

- caldura este transferata de la foc la fum prin convectie;- fumul se acumuleaza la partea superioara a camerei;- caldura este transferata de la fumul acumulat la tavan si la pereti prin convectie;- focul radiaza caldura in intreaga incapere;- fumul radiaza caldura in jos catre pardoseala si catre restul materialelor existente in camera;

a) Conductia – (1) consta in transferul caldurii intre doua corpuri cu temperaturi diferite care se afla in contact direct.

(2) transportul direct al caldurii in interiorul aceluiasi corp material, in masa caruia exista diferente de temperatura; sau intre corpuri diferite dar cu un contact intim de suprafata.

Acest mod de transmitere a caldurii este caracteristic corpurilor solide si care joaca un rol esential in faza de initiere a incendiului.

Caldura trece de la corpul cald catre cel rece, in toata masa corpului datorita miscarilor moleculare. Fenomenul se petrece intocmai ca atunci cand se incalzeste o parte a unui corp si caldura se transmite in toata masa sa fara ca materia sa se deplaseze sau sa sufere deformatii. Prin contactul direct intre un corp cu temp ridicata si un corp combustibil, caldura transmisa acestuia ii ridica temp


pana la valoarea de aprindere spontana, cazul cel mai frecvent Nu toate corpurile transmit in aceeasi masura caldura. Metalele au o capacitate de transmitere a caldurii mult mai mare decat alte substante.

b) Convectia – (1) transferul molar de energie intre un curent de fluid (lichid, gaz) si suprafata unui corp solid. (fenomen insoteste fumul si gazele arse)

(2) consta in transferul de caldura intre doua corpuri care nu se afla in contact. In acest caz schimbul de caldura se face prin intermediul fluidului care le desparte (apa, aer, uleiuri de racire etc.). Aceste fluide (lichide sau gaze) au o coeziune moleculara mai mica, deplasandu-se usor in spatiu.

Fluidele, sub influenta caldurii corpului cald, sufera fenomenul de dilatare, micsorandu-si densitatea, ridicandu-se si lasand locul liber unei alte cantitati de fluid mai rece. In acest mod se realizeaza un circuit de fluid, purtator de caldura, care transmite energia termica in spatiu.

c) Radiatia – (1) forma particulara a transferului de caldura, in care purtatorul de energie este reprezentat de undele electromagnetice. Depinde de suprafata emisia facandu-se prin suprafata. O parte din energia ajunsa la un corp partunde in ea, transformandu-se in energie termica, iar restul se reflecta de la suprafata corpului.

(2) consta in propagarea caldurii dupa legi similare cu cele ale propagarii luminii; ea se propaga in linie dreapta cu o viteza de 300.000 km/s si sufera fenomenul de reflectie si refractie ca si lumina. Caldura transmisa prin radiatie joaca un rol insemnat atunci cand temperatura corpului care radiaza caldura depaseste 600-700 o C (vezi flama de la sudura cu arc electric) .

Sub actiunea unei intensitati calorice de 0,25 calorii/cm2 , in decurs de trei minute, pe pielea neprotejata a omului se produce o senzatie dureroasa de arsura.

Rolul radiatiei este redus in initierea incendiului, dar mult mai important in evoluita si propagarea sa ulterioara (prin radiatia flacarilor, corpurilor supraincalzite) in diferite zone ale incintei, departate fata de focarul initial.

4.2. TEMPERATURA INCENDIULUI

Temperatura reala de ardere a unei substante in conditiile de incendiu este intotdeauna mai joasa decat temperatura teoretica de ardere a aceleiasi substante. In cazul unui incendiu arderea nu se face complet din cauza insuficientei oxigenului din aer si a pierderilor de caldura.

Prin temperatura unui incendiu, produs in aer liber, se intelege temperatura flacarilor, iar in cazul unui incendiu din interior, aceasta reprezinta temperatura medie masurata in volumul amestecurilor produselor arderii cu aerul din spatiul respectiv.

Temperaturile de ardere in incendii depind de puterea calorifica a materialului care arde, de cantitatea de caldura ramasa in spatiul incendiat, precum si de modul cum se produce arderea (complet sau incomplet). Valoarea absoluta a temperaturilor incendiilor exterioare este mai mare decat a celor interioare. Temperatura unui incendiu interior variaza in functie de timp. Valoarea absoluta a temperaturii este influentata nu numai de puterea calorifica dar si de raportul intre suprafata golurilor deschise si suprafata de ardere, de inaltimea incaperii si suprafata de ardere raportata la suprafata podelei.

Exemple:

Temperatura medie a unui incendiu este de cca 700-10000C.

DGPSI 001 ART. 11 (3) La lucrările de sudare oxiacetilenică, de lipire cu flacără şi de debitare cu flacără oxiacetilenică temperatura flăcării poate atinge valori cuprinse între 2.000 şi 3.000°C …….. (4) La sudarea sau la debitarea (tăierea) cu arc electric, în centrul arcului temperatura atinge 10.000°C ……. (5) Temperatura flăcării la arderea materialelor combustibile depinde de: natura materialului, înălţimea, compoziţia şi diametrul flăcării, de pierderile de căldură prin radiaţie şi poate atinge următoarele valori: a) flacăra de chibrit - 600-700°C; b) flacăra de lemn - 850-1.400°C; c) flacăra lămpii de petrol - 780-1.300°C; d) flacăra de bumbac - 305°C;


e) flacăra de hârtie - 510°C; f) flacăra de huilă - 1.200°C; g) flacăra de cauciuc natural - 1.100°C; h) flacăra de polistiren - 1.300°C; i) flacăra de sodiu metalic - 900°C; j) flacăra de magneziu - 2.000°C. (6) La gaze temperatura flăcării depinde de conţinutul amestecului, fiind mai scăzută în amestec cu aerul şi mai ridicată în amestec cu oxigenul, astfel: a) flacăra de hidrogen - 2.400-3.080°C; b) flacăra de metan - 2.210-3.030°C; c) flacăra de propan - 1.930°C; d) flacăra de acetilenă - 2.325-3.137°C.

4.3. DEGAJAREA PRODUSELOR DE ARDERE.

Produsele de ardere sunt, in general, parti componente ale fumului, flacarii si o serie de gaze.Fumul, ca produs vizibil al majoritatii produselor de ardere, este format din particule nearse de material

incendiat, din vapori si gaze care ii dau un colorit, miros si gust specific. O ardere incompleta, neeficienta din punct de vedere al mixarii.

De obicei, in compozitia fumului intra oxigenul, oxidul de carbon (monoxid de carbon), bioxidul de carbon, vaporii de apa si carbonul liber sub forma de particule solide fine. Daca in compozitia substantelor care ard intra azotul, sulful, magneziul, fosforul, clorul, fluorul, siliciul si in compozitia fumului vor exista produse ale arderii sub forma de oxizi de azot, bioxid de sulf, oxid de magneziu, anhidrida fosforica, acid cianhidric, hidrogen sulfurat, fosgen etc.

Prin toti acesti produsi de ardere fumul este periculos, intrucat poate sa cauzeze de la simpla tuse, la iritatii ale aparatului respirator, ale ochilor, pana la moarte prin toxicitatea lui.

La un incendiu normal nu se poate stabili cu exactitate procentul de masa combustibila care se transforma in fum. Totusi, este putin probabil ca funinginea formata pe timpul unei arderi incomplete sa depaseasca 10% din masa materialului ars.

In raport de culoarea fumului, de miros si de gust se poate stabili natura materialului care arde: Fumul alb semnaleaza prezenta vaporilor de apa; Fumul cenusiu catre negru provine din arderea lemnului; Fumul galben-alb este emanat pe timpul arderii hartiei; Fumul negru se degaja pe timpul arderii hidrocarburilor; Fumul cenusiu intepator cu miros neplacut provine din arderea diverselor tesaturi; Fumul galben-brun se degaja pe timpul arderii combinatiilor de azot si este foarte toxic; Un gust astringent, dulce sau amar, cu miros de usturoi, de bauturi alcoolice, intepator si de migdale, o culoare albastra, alba, galbena sau de alt fel, indica prezenta in fum unor substante toxice.

Pericolul principal pe care il prezinta fumul consta in ingreunarea evacuarii persoanelor si a bunurilor materiale.

4.4. PROPAGAREA SI EVACUAREA FUMULUI DIN CLADIRI

Fumul este periculos Prin simpla lui prezenta, fumul trebuie sa ne faca sa ne gandim la urmatoarele: Un foc este in apropiere; Fumul contine gaze toxice; Fumul raspandeste caldura prin convectie rapid, iar focul se poate propaga spre Dvs; Fumul reduce nivelul de vizibilitate si de iluminare; Atunci cand va miscati in fum, stati aplecat – si amintitiva ca fumul tinde sa se ridice.

Prin incalzirea mediului pana la 3000C (temperatura medie de aprindere a multor materiale combustibile) se poate evacua o cantitate de gaze egala cu volumul incaperii.


Gazele de ardere sunt mai usoare decat aerul, fapt ce creaza o miscare ascensionala, care pune in miscare fumul, initial spre plafon si apoi pe orizontala pana la limitele incaperii, dupa care incepe acumularea in strat din ce in ce mai gros a fumului. Prin aceasta miscare ascendenta fumul “trage” aer rece in focar, alimentandu-l.

Cu cat incendiul este mai dezvoltat cu atat mai mare este debitul de aer antrenat sau reformulat: O data cu intensificarea schimbului de gaze creste si viteza de dezvoltare a incendiului.

Cu cat incendiul este mai dezvoltat cu atat stratul de fum coboara mai mult si devine mai fierbinte si mai dens.

La 1/3 din inaltime fata de planul 0.00 se afla axa neutra sau planul presiunilor egale, unde presiunea ext = pres int. si nu are loc nici introducerea de aer, nici evacuarea de fum.

Viteza de producere a fumului ca si volumul incaperilor incaperilor invadate de acesta, determina desigur viteza de umplere a spatiilor respective. Un focar de 3*3 mp intr-un magazin de 1000 mp cu inaltimea de 5 m umple spatiul cu fum pana la 3 m sub plafon, in decurs de 60s.

Concentratiile periculoase ale fumului pe caiile de evacuare clasice, executate din mat incomb se pot forma in cel mult 3-4 min, inainte de atingerea parametrilor critici de temperatura si toxicitate si binentales, mult inaintea sosirii pompierilor.

Pentru utilizarea in conditii de securitate a cailor de evacuare se apreciaza ca este necesara o vizibilitate de 10 – 15 m.

Un factor foarte important pentru raspandirea fumului este temperatura care determina dilatarea gazelor. Volumul acestor gaze poate creste de 3 ori si in acest caz 2/3 din aceasta cantitate este transportata in exteriorul camerei/etajului incendiat. Procesul de raspandire a fumului are loc f repede si poate provoca aparitia unor presiuni mari care transporta fumul spre alte parti ale cladirii.

Printr-o usa de 2*0.75 mp la o temp de 2000C, debitul de fum poate fi de 1 kg/s (60 kg/min) adica 40 kg/min si mp de usa.

Pentru reducerea vizibilitatii la 5 m este necesara o conc de fum de 0.025 kg/mc.Daca usa este inchisa, atunci valoarea este 0.01 kg/s (0.6 kg/min) reducerea vizibilitatii la 5 m intr-

un coridor de 30 m lungime se face in 5 min.

Pe orizontala – incepand cu ultimul nivel – fumul se propaga de la casa scarii, de-a lungul coridoarelor de evacure la partea superioara a acestora, cu viteza pasului normal.

4.5. PROPAGAREA INCENDIILOR

Propagarea incendiului depinde de: compozitia chimica si viteza de ardere a materialelor aprinse (prezenta unor elemente necombustibile in

molecula comb micsoreaza/suprima combustibilitatea); temperatura mediului ambiant (la temp scazute arderea se desfasoara cu dificultate); umiditatea substantei sau materialului combustibil;


curentii de aer naturali sau cei ce se formeaza; presiunea atmosferica (scaderea pres atm micsoreaza viteza de ardere si invers); cantitatea de materiale combustibile supusa arderii sau existenta acestora in imprejurimi; raportul dintre suprafata libera a combustibilului si volumul lui ; sursa potentiala de aprindere; configuratia terenului, atat in aer liber cat si in spatii inchise si planul (vertical sau orizontal) in care are loc

arderea; obstacolele in calea arderii.

Dintre toti factorii enumerati mai sus un rol hotarator il au viteza de ardere si alimentarea cu aer.In propagarea incendiului, (ca forma principala de dezvoltare a incendiului) sunt caracterizati trei

parametri de viteza principali: viteza liniara de propagare a arderii; viteza de crestere a suprafetei incendiului; viteza de crestere a perimetrului suprafetei de ardere.

Toate aceste marimi determina situatia dezvoltarii incendiului si servesc ca baza pentru calcului fortelor si mijloacelor de stingere.

Cresterea rapida a vitezei de ardere si a suprafetei incendiate favorizeaza degajarea unei cantitati insemnate de caldura, cresterea temperaturii si marirea cantitatile de produse de ardere (fum). Drept consecinta in zona cuprinsa de fum incendiul intra intr-un ciclu de aprindere-sustinere-incendiere-propagare.

Merita sa fie mentionate vitezele mari de propagare a arderii in cazul unor materiale plastice (polistiren expandat, poliuretan) arderea avand loc cu mare degajare de fum. La o propagare maxima a incendiului, arderea se extinde initial asupra intregii suprafete si apoi in masa materialelor combustibile. Odata cu atingerea suprafetei si vitezei maxime de ardere, se produce si o cedare de caldura in mediul inconjurator, care se stabilizeaza datorita elementelor constructive de delimitare incalzite.

Pe masura dezvoltarii incendiului si a cresterii duratei acestuia, materialele si elementele incombustibile isi reduc rezistenta mecanica, aparand pericolul deformarii si prabusirii constructiilor.

O deosebita atentie 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 caldurii si incendiului de la un etaj la altul, pe partea exterioara a peretilor cladirii.

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 constructie 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 lungi, exista pericolul propagarii incendiului pe verticala. Limbile de foc se transmit pe suprafata exterioara a cladirii la etajul de deasupra.

La arderile mocnite propagarea incendiului se face incet. Astfel se explica de ce incendiile mocnite provocate de brocurile de sudura nu pot fi uneori percepute decat intr-un stadiu avansat.

4.6. EFECTELE FIZIOLOGICE ALE INCENDIULUI.

Experientele de laborator au demonstrat faptul ca, in ipoteza arderii complete a metanului, rezulta doar doua componente: bioxidul de carbon si apa.

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Energie

In incendiile care se produc in viata de zi cu zi arderile nu au loc dupa un sablon rezultand in urma reactiilor de oxidare diverse produse secundare cum ar fi fumul, oxidul de carbon si alte gaze toxice. Prezenta acestor produse intr-o incapere sau in alt spatiu de volum relativ mic poate afecta ireversibil sanatatea si integritatea corporala a eventualelor victime, chiar inainte ca acestea sa sufere de pe urma focului propriu-zis.


In situatia in care o victima este expusa radiatiilor calorice pielea acesteia si tesuturile de suprafata sufera arsuri de diferite grade de severitate. Gazele fierbinti inhalate produc afectiuni ale aparatului respirator.

Fumul si gazele toxice sunt cauza a aproape 50% din decesele inregistrate in urma incendiilor. Exista doua situatii in care o persoana poate deceda din cauza schimbarilor in compozitia aerului atmosferic inspirat, schimbari datorate emisiei de fum si alte produse secundare de ardere: Deces datorat de toxicitatea fumului (mai ales de pe urma continutului de monoxid de carbon); Deces prin asfixie, in cazul in care incendiul reduce volumul de oxigen continut in aer.

Fumul si gazele toxice se raspandesc cu repeziciune in cladirile incendiate, multe dintre victime inregistrandu-se chiar de la inceputul manifestarii incendiului. Starea de lesin iar mai apoi decesul pot surveni, ca rezultat al inhalarii gazelor toxice, chiar inainte ca focul sa ajunga la nivelul victimelor sau chiar inainte ca acestea sa-si dea seama ca s-a produs un incendiu. Instalatiile de detectare a fumului urmaresc reducerea pericolului de victimizare tocmai prin avertizarea asupra concentratiilor anormale de fum si gaze toxice. Statisticile internationale ne arata ca demersurile facute in sensul obligativitatii montarii unor astfel de instalatii in anumite cladiri incep sa aiba efect, inregistrandu-se o crestere cu 164%, intre anii 1988-1991, a incendiilor semnalizate unitatilor de interventie (Home Office, Anglia, 1992).

Fumul este alcatuit din particule microscopice de substante partial carbonizate. Culoarea, marimea si cantitatea de astfel de particule determina densitatea fumului. Principalul pericol reprezentat de prezenta fumului in zona de ardere este legat de faptul ca are ca efect o reducere semnificativa a vizibilitatii. Astfel, nu pot fi observate in timp util semnele de marcare ale cailor de evacuare, panica si confuzia punand repede stapanire pe cei care incearca sa se salveze. Efectul iritant al fumului asupra ochilor si cailor respiratorii contribuie si el la ingreunarea evacuarii si interventiei ducand la producerea de accidente.

Gazele toxice sunt reprezentate in special de compusi ai carbonului. Carbonul se afla prezent in majoritatea materialelor combustibile si este imediat oxidat in conditiile izbucnirii unui incendiu. Daca reactia de oxidare este completa se formeaza bioxidul de carbon. In cazul unei oxidari incomplete apar emisii importante de monoxid de carbon.

Monoxidul de carbon este un gaz incolor, inodor avand o densitatea apropiata de cea a aerului. Cand este inhalat se combina cu hemoglobina din sange si formeaza un produs, carboxihemoglobina, care nu mai realizeaza transportul de oxigen la nivelul globulelor rosii catre organele corpului. Trebuie mentionat faptul ca monoxidul de carbon are o atractivitate/selectivitate mai mare la hemoglobina decat oxigenul, fapt care determina in scurt timp toata hemoglobina din organism sa fie ocupata de monoxid. Ca rezultat, victima moare prin sufocare. Datorita faptului ca gazul este inodor, prezenta acestuia in anumite spatii nu poate fi detectata decat atunci cand este deja prea tarziu. Primele efecte ale intoxicarii cu monoxid de carbon sunt similare starii de euforie alcoolica afectand discernamantul victimei. Continuarea inhalarii de monoxid de carbon duce la pierderea cunostintei urmata de deces. Un procent de 1,3% monoxid de carbon in aer este suficient sa produca lesinul dupa 2-3 miscari de inspiratie, iar un surplus de 0,32% poate cauza moartea in 30 de minute.

Bioxidul de carbon este mai putin toxic, dar actiunea sa negativa se produce pe fondul scaderii proportiei de oxigen din aerul inspirat. Este incolor si inodor cu o densitate mai mare ca a aerului. Se raspandeste usor intr-o constructie cuprinsa de incendiu. Concentratiile mai mari de 3% in aer produc accelerarea procesului respirator favorizand inhalarea altor gaze toxice; la 5% respiratia devine anevoioasa, iar la 9% victima isi pierde cunostinta. Concentratiile de 20% bioxid de carbon in aer provoaca moartea celor expusi in 20-30 minute.

Alte gaze toxice. In cazul in care, in materialele care ard, se gasesc elemente chimice cum ar fi clorul sau azotul se pot degaja si alte gaze toxice care pun in pericol integritatea organismelor vii.

Caldura – efecte asupra pielii. Arsurile sunt semnalate la majoritatea victimelor unui incendiu. Arsurile pe suprafete mari din corp pot produce moartea imediata a victimei sau socuri ireversibile. Recuperarea de pe urma arsurilor este inceata si foarte dureroasa, putand avea ca efect rani permenente, nevindecabile.

Se cunosc patru categorii de arsuri: De gradul I - afecteaza numai stratul superficial al pielii (epiderma); locul expus se inroseste si devine

dureros. De gradul II – afecteaza si derma; apar flictene cu lichid (basici) dureroase si congestionate; De gradul III-IV – arsura afecteaza straturile de tesut in profunzime ajungand pana la grasimea

subcutanata; terminatiile nervoase sunt distruse astfel ca arsurile nu sunt dureroase.Corpul omenesc se apara singur impotriva expunerii la temperaturi mari, de exemplu prin emisia de transpiratie care disipeaza caldura. Incalzirile bruste ale corpului, la temperaturi mari, chiar urmate de raciri la fel de rapide sunt periculoase pentru sistemul natural de aparare a corpului.


Socul termic. Caldura poate ucide si fara sa produca arsuri. Expunerea prelungita la temperaturi mari poate produce soc termic. Supraincalzirea corpului afecteaza sistemul nervos central. Simptomele includ: temperatura mare, piele uscata, delir.

CAP. 5. PANICA LA INCENDII

Din analize a reiesit ca ponderea cea mai mare a decesurilor revine fumului si gazelor toxice de ardere (62%) si doar 26% arderilor/arsurilor.

Pe orizontala – incepand cu ultimul nivel – fumul se propaga de la casa scarii, de-a lungul coridoarelor de evacure la partea superioara a acestora, cu viteza pasului normal.

“CAUZA PANICII NU ESTE FRICA, CI FRICA NESTAPANITA”

Fenomenul panicii se poate produce si fara existenta unei situatii de pericol. La densitatea de 0.26 mp/persoana, cand oamenii aflati unul langa altul se ating intre ei si nu mai pot evita contactul, se creeaza o stare de stres care poate degenera in panica, fara sa intervina nici o alta cauza exterioara.

Cat timp oamenii continua sa se deplaseze spre un loc pe care il considera sigur, posibilitatea aparitiei panicii este redusa. Daca insa deplasarea se incetineste sau se opreste se creeaza pericolul de aparitie imediata a panicii.

P.S. Interesant este faptul ca persoanele existente intr-un hotel cu 25 de etaje, erau in proportie de 4 barbati la 1 femeie (736 pers: 589 b + 147 f), iar victimele de 1 barbat la 6 femei (179 per: 13b + 78 f).

CAP. 6.STINGEREA INCENDIILOR

In cazul unui incendiu la care se intervine se pot distinge trei faze: de dezvoltare libera; de localizare; de lichidare.

Faza de dezvoltare libera a incendiului este determinata de timpul care trece din momentul izbucnirii incendiului pana la introducerea primelor mijloace de stingere. Durata fazei de dezvoltare libera a incendiului depinde de timpul de semnalizare si interventie a acestuia, de aprecierea situatiei si desfasurarea atacului.

Faza de localizare a incendiului. Prin localizarea incendiului se intelege eliminarea posibilitatii de propagare a incendiului, a prabusirii constructiei (slabirea portantei) si crearea premiselor pentru lichidarea lui, concomitent cu luarea masurilor de asigurare a conditiilor optime de indeplinire a misiunii. Ea trebuie sa se caracterizeze prin oprirea cresterii suprafetei incendiului si concentrarea fortelor si mijloacelor de interventie.

Faza de lichidare a incendiului. Este caracterizata de timpul 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 folositi, de caracteristicile tehnico-tactice ale echipamentului unitatilor de interventie si de volumul lucrarilor care sunt necesare pentru excluderea posibilitatii reaprinderii materialelor si substantelor combustibile.

In raport de forma si dimensiunile obiectivului afectat de incendiu, de natura si proprietatile materialelor si substantelor combustibile, de felul sursei, de aprindere, de situatia meteo si de alti factori, un incendiu se poate dezvolta circular, frontal, unghiular.


6.1. CLASIFICAREA INCENDIILOR SI ACTIUNEA PRINCIPALELOR TIPURI DE SUBSTANTE STINGATOARE.

Incendiul este o ardere initiata de o cauza bine definita, in mod voluntar sau accidental, scapata de sub control, in urma careia se produc pierderi materiale si pentru a carei intrerupere si lichidare este necesara o interventie cu mijloace adecvate.

Orice incendiu este insotit de fenomene fizice si chimice cum ar fi: reactii chimice care se produc pe timpul arderii, degajare si transfer de caldura, aparitia flacarilor, separarea si raspandirea produselor arderii, producerea schimbului de gaze. Aceste fenomene nu se produc separat si rigid pe timpul incendiului, ci sunt in relatie de interdependenta, supunandu-se legilor de baza ale chimiei si fizicii.

Aprecierea corecta a dimensiunilor acestor fenomene creeaza posibilitatea evaluarii corecte si reale a situatiei incendiului si permite luarea unor hotarari concrete pentru atacarea acestuia.

In acest context se pot evita producerea de explozii, fierberea si revarsarea lichidelor combustibile din rezervoare, deformarea si distrugerea elementelor de constructie sau a instalatiilor tehnologice.

Una dintre cele mai agreate clasificari ale incendiilor este facuta in standardul britanic BS4547/1972. Cunoasterea acestui gen de clasificare ajuta la identificarea corecta a agentului de stingere ce trebuie folosit.

Standardul BS4547/1972 este echivalentul standardului european EN2.Clasele de incendiu sunt:

Clasa A – incendii de materiale combustibile solide, de obicei de natura organica, care formeaza cenusa si jar fierbinte.

Clasa B – incendii de lichide inflamabile sau solide lichefiabile. Clasa C – incendii de gaze combustibile. Clasa D – incendii de metale.

In definirea incendiilor clasa A s-a urmarit includerea materialelor de tip celulozic (hartie, lemn). Apa si spuma sunt cei mai buni agenti de stingere ai incendiilor din aceasta clasa. Stingatoarele cu pulbere pot fi folosite pentru stingerea incendiilor din aceasta clasa, dar puterea de penetrare scazuta a agentului stingator implica riscul reaprinderii materialului incendiat. Cel mai scazut randament de stingere a fost constatat in cazul folosirii mijloacelor de interventie cu bioxid de cabon; efectul de racire este mic si, in plus, forta gazului imprastie cenusa si jarul ducand la aparitia unor focare noi.

Definitia clasei B este clara. In incendiile din aceasta categorie cei mai indicati agenti de stingere sunt: pulberea si spuma. Apa se va folosi numai ca agent de racire a recipientilor de depozitare a lichidelor inflamabile.

In cazul incendiilor de clasa C atacul se face mai ales prin manevre care au ca scop inchiderea sursei de gaz. Gazul care arde nu trebuie stins inainte de a-i fi oprita curgerea deoarece scurgerile de gaz nearse pot provoca in combinatie cu aerul amestecuri explozive.

Incendiile de clasa D reprezinta o categorie speciala. Agentii de stingere pot intra in reactie cu metalele care ard rezultand efecte negative cu repercusiuni asupra mediului si participantilor la stingere. De aceea alegerea celor mai adecvate substante pentru interventie se va face numai cu concursul specialistilor.

Atentie!

Incendiile la echipamentele electrice nu sunt clasificate separat deoarece electricitatea reprezinta sursa de aprindere si nu materialul care arde. Acolo unde exista echipament electric incendiat, sub tensiune, se va proceda la scoaterea de sub alimentare si se va folosi ca agent de stingere bioxidul de carbon. Este interzisa cu desavarsire stingerea cu apa! Pulberea stingatoare poate fi si ea folosita la interventie dar nu are putere de penetrare si poate afecta echipamentul electronic sensibil. Exista unele marci de stingatoare cu spuma, dotate cu ajutaje speciale de imprastiere si care sunt considerate sigure in stingerea echipamentelor electrice sub tensiune. Nu trebuie insa omis faptul ca spuma are in componenta sa apa. Stingatoarele de acest gen au marcaje speciale care le diferentiaza de cele normale cu spuma si care nu se folosesc la stingerea echipamentelor electrice sub tensiune.

fenomenologia focului si teoria incendiului

Documents