Αφρός

Αν και το νερό είναι το παραδοσιακό μέσο σβησίματος, η εξέλιξη των παραγώγων αφρού που αυξάνουν τη δραστικότητα του έναντι του απλού νερού, γίνονται περισσότερο δημοφιλή. Ο αφρός έχει τρεις ιδιότητες που τον κάνουν ικανό για το σβήσιμο ή την πρόληψη πυρκαγιών: μόνωση, ψύξη και δημιουργία ενός φράγματος ατμού. Μπορεί να καλύψει την επιφάνεια του καυσίμου, δημιουργώντας ένα στρώμα μόνωσης μεταξύ της πηγής θερμότητας και της παροχής καυσίμου. Αυτό γίνεται φανερό όταν ο αφρός τίθεται σε γρασίδι και βουρτσίζεται ή σε κατασκευές πριν από την επερχόμενη φωτιά. Μπορεί να ψύξει την επιφάνεια του καυσίμου κάτω από τη
θερμοκρασία ανάφλεξης του. Στην περίπτωση υγρών καυσίμων, μπορεί να ελαττώσει τη δημιουργία ατμών, ελαττώνοντας τον ρυθμό ατμοποίησης μέσω της ελάττωσης της θερμότητας. Ο αφρός μπορεί επίσης να δημιουργήσει ένα φράγμα μεταξύ των παραγομένων ατμών και της πηγής έναυσης.
Συστατικά αφρού Τα συστατικά του αφρού είναι το νερό και συμπύκνωμα αφρού. Όταν το συμπύκνωμα υπάρχει αναλογικά στο νερό, στη σωστή αναλογία για τη συγκεκριμένη εφαρμογή, παράγεται διάλυμα αφρού. Όταν αέρας εισάγεται στο διάλυμα του αφρού, ολοκληρωμένος αφρός παράγεται. Ορισμένοι αφροί δεν χρειάζονται μεγάλα ποσά φυσαλίδων για να λειτουργήσουν σωστά. Άλλοι είναι τόσο παχύς, όσο η κρέμα ξυρίσματος.
Τύποι αφρών Δύο βασικοί τύποι αφρών διατίθενται για πυρόσβεση, οι οποίοι έχουν ιδιαίτερη αντοχή ως μέσα καταπολέμησης της φωτιάς. Ο παραδοσιακός σκοπός των αφρών είναι το σβήσιμο πυρκαγιών από εύφλεκτα υγρά (Κατηγορίας Β) με τη διακοπή
δημιουργίας ατμών στην επιφάνεια τους. Τα υγρά πρέπει να παράγουν ατμούς για να καούν. Εάν δεν υπάρχει αρκετός ατμός
πάνω από την επιφάνεια του υγρού, η φωτιά θα σβήσει. Ο αφρός δημιουργεί ένα στρώμα πάνω από την επιφάνεια του υγρού που διακόπτει την παραγωγή ατμών.
Το νερό μόνο του δεν είναι ικανό να κάνει το ίδιο διότι έχει ειδικό βάρος μεγαλύτερο από εκείνα των περισσοτέρων εύφλεκτων υλικών . Εάν έπρεπε να ραντίσετε με νερό την επιφάνεια ενός εύφλεκτου υγρού, αυτό θα βυθιζόταν, αυξάνοντας έτσι τον όγκο της καιόμενης κηλίδας, και θα προκαλούσε στο εύφλεκτο υλικό διασπορά, δημιουργώντας μεγαλύτερο πρόβλημα. Όταν εφαρμόζεται ο αφρός στην επιφάνεια του καιόμενου υγρού, ορισμένη ποσότητα (αφρού) "θυσιάζεται" ως ατμός καθώς ψύχει την επιφάνεια του υγρού.
Οι χημικοί αφροί ήταν οι πρώτοι που παρήχθησαν. Δημιουργήθηκαν χρησιμοποιώντας έναν συλλέκτη (χοάνη) μέσα στον οποίο δυο χημικές σκόνες ρίχνονταν. Οι σκόνες εισάγονταν μέσα στο ρεύμα του συλλέκτη, γινόταν η χημική αντίδραση και ο αφρός παραγόταν. Τα προβλήματα δημιουργήθηκαν όταν οι σκόνες "έπηζαν" και δεν αναμιγνύονταν κανονικά, οδηγώντας σε ασυνεπή ποιότητα αφρού. Οι φυσαλίδες αερίων, που δημιουργούνται από τη χημική αντίδραση, θα σκάσουν μέσα στο σωλήνα εάν το ακροφύσιο κλεισθεί πρόωρα. Οι χημικοί αφροί δεν χρησιμοποιούνται συχνά σήμερα.

Μηχανικοί αφροί, είναι ένα άλλο είδος αφρού. Δημιουργούνται με την εισαγωγή συμπυκνώματος αφρού μέσα στο ρεύμα της σωλήνωσης. Οι φυσαλίδες δημιουργούνται με μηχανικό τρόπο αντί χημικό. Αέρας εισάγεται με τρεις τρόπους για να δημιουργηθούν οι χαρακτηριστικές φυσαλίδες που συναντώνται στον αφρό όταν εφαρμόζεται: (1) το ρεύμα της σωλήνωσης διέρχεται δια μέσου ειδικών εξαρτημάτων αερισμού, (2) συμπιεσμένος αέρας διοχετεύεται στο ρεύμα της σωλήνωσης ή (3) καθώς το διάλυμα φεύγει από το ακροφύσιο, συγχρόνως διοχετεύεται και αέρας.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι μηχανικών αφρών, διαθέσιμοι προς χρήση.

Αφροί πρωτεϊνών, παράγονται από φυσικές στερεές πρωτεΐνες που έχουν διασπασθεί χημικά. Το συμπύκνωμα πρωτεΐνης έχει μεγάλη ομοιότητα στη μυρωδιά και στην εμφάνιση με το αίμα. Ο αφρός πρωτεΐνης είναι μη τοξικός παρά τη μυρωδιά του. Όπως οι περισσότεροι αφροί, οι αφροί πρωτεΐνης χρησιμοποιούνται με συμπύκνωμα 3% έως 5% νερού. Η δυσκαμψία των αφρών πρωτεΐνης μπορεί να είναι ζημιογόνος. Ο αφρός δεν ρέει γύρω και πίσω από εμπόδια πολύ καλά. Αυτή η ιδιότητα τον κάνει (τον αφρό) ευάλωτο στο να εκδιώκεται γύρω από την επιφάνεια του υγρού, από τον αέρα.
Φθόριο αφρός είναι μια βελτιωμένη μορφή πρωτεϊνούχου αφρού που αποτελείται από αφρό πρωτεΐνης με προσθήκη φθοριούχων συστατικών. Αυτό δίδει στον παραγόμενο αφρό καλή ικανότητα διασποράς του καυσίμου, κάνοντας το κατάλληλο για υπόγειες ενέσεις σε μεγάλες δεξαμενές αποθήκευσης καυσίμων. Επίσης "συνεργάζεται" καλά με ξηρά χημικά μέσα κατάσβεσης, δημιουργώντας έτσι την κατάλληλη επιλογή για χρήσεις σε πυρκαγιές εύφλεκτων υγρών τριών διαστάσεων.
Αφροί πρωτεΐνης τύπου αλκοόλης αναπτύχθηκαν για χρήση σε κατηγορία υλικών γνωστών ως πολικών διαλυτικών. Τα πολικά διαλυτικά, όπως η αλκοόλη, είναι αναμίξιμα στο νερό. Υδρογονανθρακούχα καύσιμα, όπως η βενζίνη, δεν είναι αναμίξιμα με το νερό. Όταν κανονικοί αφροί χρησιμοποιούνται σε πολικά διαλύματα, το νερό που υπάρχει στον αφρό διαλύεται μέσα στο πολικό διάλυμα και η επίστρωση του αφρού καταστρέφεται.
Ο πιο γνωστός τύπος συνθετικού αφρού είναι ο αφρός σχηματισμού υδατοειδούς μεμβράνης. Αυτός ο τύπος του αφρού δημιουργεί ένα σαπουνοειδές κάλυμμα παγιδευμένων φυσαλίδων που μετά "σκάνε" σε ένα πολύ λεπτό στρώμα νερού πάνω στην επιφάνεια του καιόμενου υγρού. Είναι αυτοσφραγιζόμενος με την έννοια ότι έχει τη δυνατότητα να περικλείει και να απομονώνει σωλήνες και άλλες κατασκευές που προεξέχουν από την επιφάνεια του καιόμενου υγρού. Επίσης επανασφραγίζει τον εαυτό του όταν το κάλυμμα του αφρού διακόπτεται, εφόσον υπάρχει ικανή ποσότητα αφρού διαθέσιμη πάνω στην επιφάνεια. Όταν παράγεται ως αλκοολούχο συμπύκνωμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολικά διαλύματα. Αυτός, ο τύπος αφρού τυπικά κυκλοφορεί σε συμπυκνωμένη μορφή που χρησιμοποιείται σε ποσοστό 3% επί υδρογονανθρακούχων καυσίμων και 6% επί πολικών διαλυμάτων. Το πρόβλημα με αυτόν τον αφρό είναι ότι δεν είναι πολύ σαπουνοειδής και δύσκολα μπορείς να καταλάβεις αν είναι δραστικός. Είναι επίσης δύσκολο να καταλάβεις εάν το κάλυμμα του αφρού έχει διακοπεί, γεγονός που μπορεί να βάλει σε κίνδυνο τους πυροσβέστες που εργάζονται στην περιοχή που έχει ψεκαστεί με αφρό. Όταν χρησιμοποιείται για την κάλυψη υγρών "λεκέδων" για λόγους πρόληψης δημιουργίας ατμών, τότε πρέπει να χρησιμοποιούνται ενδείκτες εύφλεκτων υλικών (πρόκειται για συσκευές που μετράνε το ποσοστό του χαμηλότερου ορίου εκρηκτικότητα της συγκέντρωσης αερίων. Αυτές οι συσκευές πρέπει να χρησιμοποιούνται από εκπαιδευμένο προσωπικό ώστε να "διαβάζονται" σωστά οι ενδείξεις). Για να είναι δραστικός, ο αφρός πρέπει περιοδικά να επανεφαρμόζεται (να ρίχνεται) ώστε να διατηρείται ένα δραστικό στρώμα ατμού.

Ο καλύτερος τρόπος ενέργειας δεν είναι να περπατήσεις κατά μήκος του εύφλεκτου υγρού "λεκέ", ακόμη και όταν ο αφρός έχει τοποθετηθεί. Εάν όμως πρέπει να κάνετε κάτι τέτοιο, βεβαιωθείτε ότι σέρνετε τα πόδια σας καθώς περπατάτε. Να μην τα σηκώνετε σε κάθε βήμα σας. Αυτό ελαττώνει τις πιθανότητες διάσπασης του καλύμματος του αφρού και δημιουργεί ένα σύννεφο από εύφλεκτο ατμό γύρω σας. Εάν το κάλυμμα αφρού διασπασθεί και δεν αναφλέγει' στιγμιαία, πρέπει να ξανακλείσει και η φωτιά να σβήσει. Η φυσική αντίδραση είναι το τρέξιμο, αλλά αυτό θα διαταράξει περισσότερο το κάλυμμα αφρού, αυξάνοντας την ένταση της φωτιάς γύρω σας.
Υψηλής διαστολής αφροί παράγονται, διοχετεύοντας το διάλυμα του αφρού πάνω από ειδικά σχεδιασμένα πλέγματα ενώ συγχρόνως εξαναγκάζεται αέρας να διέλθει μέσω του πλέγματος με ισχυρό ανεμιστήρα. Αυτό δημιουργεί έναν αφρό με συντελεστή αναλογίας 1000 προς 1. Ο αφρός διοχετεύεται σε έναν χώρο (ένα πάτωμα είναι καλό παράδειγμα) εκτοπίζοντας το οξυγόνο και μονώνοντας τα μη καμένα υλικά από τη θερμότητα. Προσοχή πρέπει να δοθεί στη χρήση φρέσκου αέρα κατά τη δημιουργία του αφρού. Προϊόντα καύσης προκαλούν διάσπαση στον αναδευτήρα του αφρού, προκαλώντας έναν αφρό με εύφλεκτο ατμό μέσα στις φυσαλίδες του. Υψηλής διαστολής αφρός θα ελαττώσει την ορατότητα σχεδόν στο μηδέν και εύκολα μπορεί να χαθεί κανείς ή να σκοντάψει σε αντικείμενα και σε περιοχές που είναι γεμάτες με αφρό.
 

Αφρός Κατηγορίας (Α) Αφρός σχεδιασμένος για φωτιές κατηγορίας (Α) διαφέρει από εκείνον που έχει σχεδιαστεί για φωτιές κατηγορίας (Β). Οι αφροί δεν είναι εναλλακτικοί. Ο αφρός κατηγορίας (Α) σχεδιάζεται για να χρησιμοποιηθεί σε πολύ μικρότερες συγκεντρώσεις υλικών από τον αφρό κατηγορίας (Β). Τα ποσοστά κυμαίνονται στην περιοχή του 0.1 έως 1%. Αυτό ρυθμίζεται για την παραγωγή αφρού με τις επιθυμητές ιδιότητες. Όσο χαμηλότερη είναι η αναλογία της συγκέντρωσης του αφρού, τόσο πιο υγρός θα είναι ο αφρός. Όταν χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με σύστημα αφρού συμπιεσμένου αέρα, αφρός κατηγορίας (Α) μπορεί να δημιουργηθεί ο οποίος θα κολλάει σε κάθετες επιφάνειες και θα τις θωρακίζει από τη θερμότητα της φωτιάς.

 

Συστήματα Αφρού

Τα συστήματα αφρού μπορεί να είναι σταθερά ή εγκατεστημένα σε οχήματα. Υπάρχουν τέσσερις τρόποι που το διάλυμα αφρού δημιουργείται, από συμπύκνωμα αφρού και νερού. Ο πρώτος απ' αυτούς είναι μέσω της επαγωγής, χρησιμοποιώντας μια συσκευή που καλείται επαγωγε'ας. Οι συσκευές αυτές λειτουργούν βάσει της αρχής του VENTURI. Το νερό εξαναγκάζεται να περάσει μέσω ενός μικρού ανοίγματος το οποίο διαστέλλεται όταν περάσει πάνω από οπή, απ' όπου το συμπύκνωμα του αφρού ελευθερώνεται στο ρεύμα πυρόσβεσης (εικόνα 1). Στους φορητούς επαγωγείς, η είσοδος του νερού είναι συνδεδεμένη στη σωλήνωση που έρχεται από το όχημα άντλησης. Η εξαγωγή είναι συνδεδεμένη στη σωλήνωση που οδεύει προς το ακροφύσιο. Υπάρχει και μία πλαστική σωλήνα συνδεδεμένη με τον επαγωγέα που εισέρχεται στο δοχείο το οποίο περιέχει το συμπύκνωμα του αφρού, συνήθως ένα δοχείο 5 γαλονιών ή βαρέλι 55 γαλονιών. Στο σημείο που η πλαστική σωλήνα συν-

 

δέεται με το σώμα του επαγωγέα, υπάρχει μια πλαστική μπάλα στο εσωτερικό του, που έχει σχεδιασθεί να λειτουργεί ως βαλβίδα ελε'γχου, αποτρέποντας στο νερό να εξαναγκασθείνα εισέλθει στο δοχείο συμπυκνώματος του αφρού. Μετά τη χρήση του επαγωγέα, η πλαστική μπάλα πρέπει να αφαιρείται και να καθαρίζεται. Εάν δεν γίνει αυτό, το ξηρό συμπύκνωμα μπορεί να προκαλέσει βλάβη στον επαγωγέα. Αυτές οι συσκευές καλούνται καλούπια και εν σειρά επαγωγείς. Στο επάνω μέρος μπορεί να υπάρχει ρυθμιστικό όργανο για το ποσοστό του παραγομένου διαλύματος αφρού, συνήθως 3% ή 6% ανάλογα με το συμπύκνωμα και τις απαιτήσεις των εφαρμογών.
Ο δεύτερος τρόπος παραγωγής διαλύματος αφρού είναι μέσω εγχύσεως. Σ' αυτό το είδος συστήματος το συμπύκνωμα του αφρού εγχύνεται απ' ευθείας στο νερό.
Αυτά τα συστήματα μπορούν να συναρμοληγηθούν ώστε να εκτελούν την έγχυση πριν ή μετά την αντλία.
Η τρίτη μέθοδος καλείται ανάμειξη κατά παρτίδες. Σ' αυτό το είδος ανάμειξης, το συμπύκνωμα αφρού εισάγεται κατ' ευθείαν στο δοχείο του νερού. Σε επιχειρήσεις πυρόσβεσης άγριας φύσης, οι χειριστές αυτών των συσκευών συχνά μεταφέρουν προμετρημένα ποσά συμπυκνώματος Κατηγορίας (Α), επί του οχήματος. Όταν λαμβάνεται το σήμα του συναγερμού, χύνουν το συμπύκνωμα στη δεξαμενή και αρχίζουν τη συμπίεση για να κυκλοφορήσει το διάλυμα, έτσι ώστε να αναμειχθεί καλά μέχρι να φτάσουν στην περιοχή της πυρκαγιάς. Διάφορα μέσα ύγρανσης προστίθενται συνήθως με αυτό τον τρόπο. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται επίσης και σε ελικόπτερα που φέρουν μια δεξαμενή συμπυκνώματος αφρού. Όταν το φορτίο του νερού ληφθεί με κουβά ή δεξαμενή, το απαιτούμενο ποσό συμπυκνώματος αφρού εισάγεται στο νερό. Το μειονέκτημα είναι ότι για να έχουμε σταθερή συγκέντρωση διαλύματος αφρού, η δεξαμενή πρέπει να αδειάζει τελείως και να ξαναγεμίζει κάθε φορά που δημιουργείται διάλυμα. Με αφρό Κατηγορίας (Α) η προσεκτική αναλογία δεν έχει και τόση σημασία. Με αφρό Κατηγορίας (Β) η συγκέντρωση είναι πολύ σημαντική και δε συνίσταται η ανάμειξη κατά παρτίδες.

 Η τέταρτη μέθοδος είναι η ττρόμειξη (ττρο-ανάμειξη). Στη μέθοδος αυτή το συμπύκνωμα αφρού και το νερό αναμιγνύονται στην κατάλληλη αναλογία και φυλάσσονται με αυτόν τον τρόπο. Οι πυροσβεστήρες αφρού είναι σχεδιασμένοι κατ' αυτόν τον τρόπο. Το πρόβλημα της πρόμειξης (προ-ανάμειξης) είναι ότι τα διαλύματα αφρού και τα μέσα ύγρανσης είναι διαβρωτικά για το χάλυβα και το χυτοσίδηρο. Δεν είναι ορθό να αφήνουμε προαναμεμιγμένο αφρό μέσα σε δεξαμενή οχήματος ή σε συσκευή για μεγάλα διαστήματα χρόνου. Ως γενικός κανόνας, κάθε φορά που χρησιμοποιούνται αφρός ή μέσα ύγρανσης, το σύστημα πρέπει να στραγγίζεται και να καθαρίζεται για την αποφυγή διάβρωσης της δεξαμενής ή των σωληνώσεων. Εάν το όχημα φέρει πλαστική δεξαμενή, η μεταφορά προαναμεμιγμένου αφρού πιθανόν να αποτελεί μια καλή ιδέα. Οι σωληνώσεις όμως, όπως το κέλυφος της αντλίας, είναι από χυτοσίδηρο ή χάλυβα και συνεχίζουν να αποτελούν πρόβλημα. Επί πλέον των συστημάτων αφρού Κατηγορίας (Α), που κερδίζουν συνεχώς έδαφος στη χρησιμοποίηση τους από το κοινό, υπάρχουν και τα συστήματα αφρού συμπιεσμένου αέρα. Το σύστημα είναι εφοδιασμένο με αεροσυμπιεστή που συμπιέζει αέρα μέσα στο ρεύμα της σωλήνωσης μετά την αντλία. Η χρήση αυτού του είδους του συστήματος δεν βασίζεται στο ακροφύσιο ή σε άλλο εξάρτημα για τον αερισμό του αφρού. Κάνει επίσης τις σωληνώσεις ελαφρύτερες, αφού περιέχουν αέρα καθώς και διάλυμα αφρού. Ρυθμίζοντας το επίπεδο της συγκέντρωσης αφρού και του αέρα στο διάλυμα, ο αφρός μπορεί να έχει διαφορετικές χρήσεις. Ένας πολύ στεγνός αφρός θα κολλήσει στις κάθετες επιφάνειες. Ένας υγρός αφρός δεν θα κολλήσει, αλλά
παρέχει καλή διείσδυση στο καύσιμο.  Ο αφρός Κατηγορίας (Β) είναι πολύ υγρός και δεν κολλάει σε κάθετες επιφάνειες.
Λειτουργεί καλά σε πυρκαγιές δύο διαστάσεων - αυτές που έχουν πλάτος και μήκος, όπως μία πισίνα από υγρό. Σε πυρκαγιές τριών διαστάσεων - αυτές που έχουν και κάθετες επιφάνειες - δεν λειτουργεί καλά. Ένα παράδειγμα θα ήταν ένας φλεγόμενος
υγρός πίδακας (σπρέι) από μία φλάντζα ή διαρροή σωλήνα. Σε αυτή την περίπτωση, ένας πυροσβεστήρας ξηρής σκόνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το σβήσιμο της φωτιάς στο πεδίο της διαρροής.
Μ Στην περίπτωση υπόστεγου αεροσκαφών ή άλλης ειδικής κατοικίας, το σύστημα δίφρου είναι προ- σταθμισμένο και βγάζει αφρό από στόμια ραντιστήρων ή ειδικά ακροφύσια. Το σύστημα είναι σχεδιασμένο να "καταβρέχει" τον αφρό προς τα κάτω πάνω στα καιόμενα υλικά. Καθώς ο αφρός φτάνει στο πάτωμα, διασκορπίζεται και μπορεί να σφραγίσει την επιφάνεια των καιομένων υλικών κάτω από τα αεροσκάφη.
Οποτεδήποτε αφρός Κατηγορίας (Β) χρησιμοποιείται σε εύφλεκτα υγρά, δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται ροές καθαρού νερού από σωλήνες πάνω στην επιφάνεια που έχει καλυφτεί από αφρό. Κι αυτό διότι θα αραιώσουν και θα μειώσουν τη δραστικότητα του καλύμματος του αφρού.
 Κάθε φορά που χρησιμοποιείται συμπύκνωμα αφρού, θα πρέπει να τηρούνται πιστά οι οδηγίες του κατασκευαστή σε ότι αφορά τον εμπλουτισμό του. Προσοχή πρέπει επίσης να δίνεται στον προσδιορισμό του τύπου του καυσίμου που πρόκειται να σβηστεί. Ο κανονικός αφρός σχηματισμού υδατοειδούς μεμβράνης δεν θα λειτουργήσει σε πολικά διαλύματα και η κανονική συγκέντρωση αλκοολούχων συμπύκνωματων πρέπει να χρησιμοποιείται όταν πρόκειται για πολικά διαλύματα. Ο αφρός κατηγορίας (Α) δεν είναι σχεδιασμένος να χρησιμοποιηθεί για φωτιές Κατηγορίας (Β) και αντιστρόφως.

Όταν χρησιμοποιούνται επαγωγείς αφρού και άλλες εν σειρά συσκευές, πρέπει να τηρούνται οι προδιαγραφές του κατασκευαοτου σε ότι αφορά την παροχή, την πίεση εισαγωγής, το μήκος της γραμμής σωλήνωσης αμέσως μετά τον επαγωγέας και το υψος μετά τον επαγωγέα. Εάν η παροχή στο ακροφύσιο δεν ρυθμίζεται σωστά ή δεν είναι πλήρως ανοιγμένο, τότε ο αφρός που θα λάβετε δεν θα είναι αυτός που επιθυμείτε. Ο αφρός Κατηγορίας Β δε δίνει πολύ καλές οπτικές ενδείξεις σε ότι αφορά τη συγκέντρωση του. Πιθανόν να νομίζετε ότι δημιουργήσατε ένα προστατευτικό κάλυμμα πάνω από ένα αντικείμενο και αυτό να μην ισχύει.

Οι αεραφροί κατάσβεσης

Με τους κατασβεστικούς αφρούς επιχειρείται απομόνωση της καιόμενης επιφάνειας και ταυτοχρόνως ψύξη, λόγω της εξάτμισης του νερού, που αποτελεί βασικό συστατικό του αφρού.
Η ιδέα της χρησιμοποίσης αφρού, σαν κατασβεστικού μέσου, εφαρμόστηκε για πρώτη φορά το 1900 από κάποιον Laurent ο οποίος κατόρθωσε να σβήσει φωτιά σε νάφθα, χρησιμοποιώντας αφρό που δημιουργήθηκε από την αντίδραση δυο υδατικών διαλυμάτων. Το ένα ήταν διάλυμα θειικού αργιλίου και το άλλο δισσανθρακικής σόδας, με προσθήκη σαπουνίνης, σαν σταθεροποιητικό. Η αρχή αυτής της μεθόδου, σχεδόν αυτούσια, χρησιμοποιείται μέχρι σήμερα.
Ο αεραφρός ή μηχανικός αφρός, είναι σήμερα απαραίτητο μέσο για την αντιμετώπιση πυρκαγιάς σε πετρελαιοειδή, λάδια, χρώματα, διαλυτικά και άλλα οργανικής σύστασης υλικά που υπάρχει κίνδυνος ή έχουν έδη απλωθεί σε μεγάλες επιφάνειες ή βρίσκονται σε δεξαμενές ή αποθήκες.
Η κατασβεστική δράση του αφρού, που πρέπει να αποκτήσει πάχος περίπου 15cm, επιτυγχάνεται:
1 Με την κάλυψη της φλόγας που έτσι "πνίγεται" αφού απομονώνεται από τον αέρα.
2. Με την δραστική ψύξη της επιφανειακής στρώσης της φλεγόμενης επιφάνειας, λόγω της βαθμιαίας αποβολής νερού από τον αεραφρό.
Ενα μίγμα αφροποιητικού υγρού αποτελείται από νερό (95-97%) και ειδικό αφρογόνο υγρό (3-5%). Η μετατροπή του μίγματος σε κατασβεστικό αφρό ετίι-τυγχάνεται με ειδικούς αφρογόνους αναμικτήρες ή αφρογεννήτριες που επιτυγχάνουν βαθμό διόγκωσης 3-1000 φορές.
Από την ανάμιξη του νερού με αφροποιητικό υλικό προκύπτει αφρός σταθερής σύστασης, σε μορφή λεπτότατων φυσαλλίδων, που παρουσιάζει σημαντική αντοχή στις φλόγες και τα καιόμενα αέρια. Οι φυσσαλίδες αυτές έχουν μικρότερο ειδικό βάρος από το νερό ή τα πετρελαιοειδή και επειδή εμφανίζουν ιδιότητες προσκόλησης μπορούν να καλύπτουν οριζόντιες αλλά και κατακόρυφες επιφάνειες.
Άλλη ιδιαίτερα σημαντική ιδιότητα των κατασβεστικών αφρών, είναι η δυνατότητα ελεύθερης εξάπλωσης τους σε μια καιόμενη επιφάνεια ρευστού και ο σχηματισμός ενός συνεχούς και συμπαγούς στρώματος, που εμποδίζει την επαφή της φλεγόμενης επιφάνειας με τον αέρα (απόπνιξη της φλόγας) και ακόμη παρεμποδίζει την διαφυγή των εύφλεκτων θερμών ατμών του καιόμενου ρευστού.
Σε καλής ποιότητας αφρούς υπάρχει επιπλέον αντοχή ώστε να μη μπορεί να παρασυρθούν από ρεύματα αέρα ή θερμικά ρεύματα. Μια ακόμη ικανότητα του αφρού συνίσταται στην δυνατότητα ανασύνθεσης των φυσαλλίδων σε περίπτωση μηχανικής διάσπασης.
Το απαραίτητο νερό για την παραγωγή του αεραφρού, προέρχεται από το δίκτυο του νερού πυρόσβεσης της εγκατάστασης ή από πυροσβεστικό όχημα. Είναι αυτονόητο ότι πρέπει να διασφαλίζεται η ελάχιστη τουλάχιστον αναγκαία πίεση (5 bar) και ανάλογη παροχή. Συνήθως επιδιώκεται πίεση 8-9 bar και παροχή 20Ό.400 ή 800 It/min για φορητές συσκευές και ακόμη μεγαλύτερες τιμές για ρυμουλκούμενες μονάδες ή μόνιμες εγκαταστάσεις.
Το ειδικό αφρογόνο υλικό μεταφέρεται σε βαρέλια και προστίθεται συνήθως σε αναλογία 3% ή 6% ή και 1 % .
Βασικά χαρακτηριστικά στοιχεία της διαδικασίας κατάσβεσης με αφρό, αποτελούν τα:
Συμπύκνωμα αφρού: Είναι το μίγμα νερού και ενεργού αφροποιητικού υλικού το οποίο όταν αναμειχθεί με αέρα δίνει τον τελικό αφρό κατάσβεσης.
Ποσοστό ανάμιξης: Είναι η εκατοστιαία αναλογία ανάμιξης νερού και συμπυκνώματος.
Βαθμός διόγκωσης: Είναι ο όγκος του νερού που χρησιμοποιήθηκε ως προς τον όγκο του αφρού που μπορεί να προκύψει. Ο βαθμός διόγκωσης εξαρτάται από το είδος του συμπυκνώματος που χρησιμοποιείται και την αφροποιητική συσκευή.
Τα είδη αεραφρών ως προς την διόγκωση είναι:
• Αεραφρός χαμηλής διόγκωσης: Είναι αφρός με βαθμό διόγκωσης από 3 μέχρι 12 φορές. Το είδος αυτό πλεονεκτεί ως προς την πυκνότητα του που επιτρέπει εκτοξεύσεις (με κατάλληλη συσκευή) μέχρι και 40 m. Ακόμη η συνεκτικότητα του αεραφρού χαμηλής διόγκωσης αποτελεί πλεονέκτημα, γιατί κατά την εξάπλωση πάνω από φωτιά δίνει αυξημένο ψυκτικό αποτέλεσμα.
Είναι όμως φανερό ότι χρειάζονται μεγάλες ποσότητες αεραφρού για την κάλυψη του μετώπου σοβαρής εκτάσεως πυρκαγιάς.
Οι αεραφροί χαμηλής διόγκωσης, χρησιμοποιούνται όπου δεν είναι απαραίτητη η εκτόξευση από μακριά και όταν δεν χρειάζεται μεγάλη ποσότητα.
Ο αεραφρός χαμηλής διόγκωσης είναι κατάλληλος για χώρους πετρελαιοειδών, διυλιστήρια και με προϋποθέσεις και περιορισμούς στη χημική βιομηχανία.
• Αεραφρός μέσης διόγκωσης: Παρουσιάζει αισθητά μεγαλύτερο βαθμό διόγκωσης, που φθάνει μέχρι το 200, (συνήθως 50-100). Χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις που η εκτόξευση δεν χρειάζεται μεγάλο βαθμό διόγκωσης και κυρίαρχος παράγοντας είναι ο συνδυασμός ποσότητας - χρόνου. Πολύ συχνά χρησιμοποιείται για την τελική εξασφάλιση περιοχής μετά από την κυρίως πυρόσβεση.
• Αεραφρός μεγάλης διόγκωσης: Παρουσιάζει βαθμό διόγκωσης 500 έως 1000. Δεν δίνει τη δυνατότητα εκτόξευσης, αλλά μπορεί να εξασφαλίσει τον ταχύτατο κατακλυσμό κλειστού χώρου ή να σχηματίσει επίστρωση (τάπητα) σε εκτεταμένες επιφάνειες, ώστε να σβήσουν μεγάλης έκτασης φωτιές εύφλεκτων υγρών (όπως π.χ. χυμένα πετρέλαια) ή αποξηραμένων φυτών.
Για την παραγωγή του αφρού χρησιμοποιείται συσκευή που ονομάζεται αφρογεννήτρια. Στην αφρογεννήτρια αναμιγνύεται το αφρογόνο διάλυμα με αέρα για να σχηματιστεί αφρός. Διακρίνουμε αφρογεννήτριες χαμηλής, μέσης και υψηλής διόγκωσης ανάλογα με όσα έχουν αναφερθεί.
Αεραφρό ή μηχανικό αφρό έχουμε  όταν κατάλληλη συσκευή αναμιγνύει αέρα σε ένα υδατικό διάλυμα που περιέχει μια ενεργό επιφανειακή ουσία σε ποσοστά που ποικίλουν. Χημικός αφρός προκύπτει από την αντίδραση ενός αλκαλικού διαλύματος άλατος (συνήθως δισανθρακικής σόδας) και ενός όξινου όμοιου διαλύματος (συνήθως θειικού αργιλίου), που συνοδεύεται από την έκλυση ενός αερίου (στην προκειμένη περίπτωση διοξειδίου του άνθρακα) κατά την εξίσωση:
Al2(SO4)3 + 6NaHCO31 2 ΑΙ(ΟΗ)3 + 3 Na2SO4 + 6 CO2
Πάντως τόσο οι αεραφροί όσο και οι χημικοί αφροί χρησιμοποιούν σαν επιφανειακή ενεργό ουσία το υδροξείδιο του αργιλίου και κατά την κατάσβεση διασπείρουν CO2.

 

Η σύνθεση των αεραφρών

Τα κυριότερα είδη αεραφρών με κριτήριο τη σύνθεση τους είναι:

 Αεραφροί πρωτείνης, που αποτελούν την κλασσική αφετηρία του αερα-φρού. Είναι προϊόν υδρόλυσης πρωτεϊνούχων φυσικών και κυρίως ζωικών ουσιών, με προσθήκη φθοριούχων αλάτων σταθεροποίησης του αφρού, για αύξηση της ψυκτικής και αντιδιαβρωτικής τους ικανότητας και για την αποφυγή κροκίδωσης.
Τα πιθανά ποσοστά ανάμιξης κυμαίνονται από 3% μέχρι 6% και η αναμενόμενη διόγκωση είναι χαμηλή.
Μειονεκτήματα των πρωτεϊνικών αεραφρών είναι:
α) η έντονη δυσοσμία (ακριβώς γιατί προέρχονται από ζωικά υπολείματα που υδρολύονται με ατμό),
β) η ευκολία με την οποία διασπώνται και σχηματίζουν ιζήματα όταν οξειδωθούν, πράγμα που αποκλείει μακροχρόνια αποθήκευση και
γ) η προέλευση τους αποκλείει τη συγκέντρωση μεγάλων ποσοτήτων.
Οι συνθετικοί αεραφροί περιέχουν πέρα από τα προαναφερθέντα φθοριούχα σταθεροποιητικά άλατα, που αυξάνουν την αντοχή του αεραφρού και σουλφονωμένα αλκύλια. Είναι σταθεροί, δεν έχουν δυσοσμία και μπορούν να δώσουν μικρές, μεσαίες και μεγάλες διογκώσεις.
Με τα πλεονεκτήματα αυτά τείνουν να εκτοπίσουν τους πρωτεϊνικούς αεραφρούς.
Ηδη αναφέρθηκε ότι με την προσθήκη φθοριούχων αλάτων και την προσθήκη F (φθορίου) στους υδρογονάνθρακες, τόσο των πρωτεϊνικών όσο και των συνθετικών αεραφρών, βελτιώθηκε σημαντικά η σταθερότητα τους.
Ειδικά με την εισαγωγή του F σε συνηθισμένους δεσμούς C-H (οπότε προκύπτουν δεσμοί C-F), επιτυγχάνονται πολύ χαμηλές επιφανειακές τάσεις, που επιτρέπουν το σχηματισμό λεπτότατων υδάτινων υμένων, που επικαλύπτουν (κατά την πυρόσβεση) τις επιφάνειες υγρών μικρής πυκνότητας (π.χ. βενζίνες) και οι οποίες δεν αναμιγνύονται με το νερό.
Μια ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα μορφή φθοριομένου συνθετικού αφρού είναι το Ελαφρύ Νερό" (L.W. = Light Water), όπως συνήθως αναφέρεται, γνωστό και σαν AFFF (Aqueous Film Forming Foam = αφρός που σχηματίζει υδάτινο υμένα). To L.W. ή AFFF χρησιμοποιείται σήμερα ευρύτατα για την προστασία πετρε-λαιοδεξαμενών. Το κύριο χαρακτηριστικό του AFFF είναι ότι σχηματίζει πάνω στην επιφάνεια του καιόμενου υγρού καυσίμου ένα λεπτότατο (συνήθως πάχους 25 μ = 0,025 m) υμένα που είναι όμως ταυτόχρονα αρκετά ανθεκτικός και ιδιαίτερα αποτελεσματικός.
Μίγμα που αποτελείται  από 6 μέρη AFFF και 94 μέρη νερό έχει εξαιρετική αποτελεσματικότητα για την κατάσβεση πυρκαγιών που προέρχονται από υγρά καύσιμα - υδρογονάνθρακες. Επί πλέον, τo AFFF επαυξάνει τις διαβρεκτικές ικανότητες του γλυκού και θαλασσινού νερού και δίνει στο δεύτερο μεγαλύτερη ισχύ για την κατάσβεση πυρκαγιών κατηγορίας Α. Όταν η διάλυση του υλικού αυτού χρησιμοποιείται στις κοινές συσκευές αφρού, μικρής διόγκωσης, σχηματίζει αφρό με διογκωτική ικανότητα 6-15:1 και απαιτεί χρόνο 2-6 min για 25% αποστράγγιση (Αναλυτικές μέθοδοι αφρού - Τεχνικές προδιαγραφές NFPA 11 Β).
Η πείρα έχει αποδείξει ότι το AFFF είναι το περισσότερο αποτελεσματικό πυροσβεστικό ρευστό για την καταπολέμηση πυρκαγιών κατηγορίας Β. Η χρήση του είναι τόσο απλή ώστε οι πυροσβέστες μπορούν να το χρησιμοποιούν μετά από σύντομη εκπαίδευση. Δίνει τη δυνατότητα να κατασβεστούν πυρκαγιές στο 1/3 ή και το 1/4 του χρόνου που θα χρειάζονταν με χρήση πρωτεϊνικών ή φθοροπρωτεϊνικών ή συνθετικών αφρών. Σε συνδυασμό με χημικές σκόνες, σε κινητές μονάδες ή: μόνιμες εγκαταστάσεις αποκτά ακόμη μεγαλύτερες κατα-σβεστικές ικανότητες.
To L.W. (AFFF) δεν είναι τοξικό και δεν ερεθίζει τα μάτια και το δέρμα, στη συνηθισμένη αραίωση (6%) που χρησιμοποιείται.
Μεγάλος αριθμός δοκιμών, που έγιναν κυρίως από αμερικανικές στρατιωτικές υπηρεσίες, ανέδειξαν το AFFF σαν κατ'εξοχήν κατάλληλο υλικό για κατασβεστικές επεμβάσεις σε:
• σκορπισμένα καύσιμα
• διαρροές καυσίμων
• οχήματα που έχουν υποστεί βίαια σύγκρουση και εμφανίζουν διαρροή ιδιαίτερα εύφλεκτων καυσίμων (π.χ. αεροπλάνα)
• δεξαμενές καυσίμων με ανοικτή οροφή
• καύσιμα σκορπισμένα σε χώμα, άμμο και χλόη
Β καύσιμα στα οποία υψηλές θερμοκρασίες έχουν φθάσει σε βάθος
• καύσιμα που επιπλέουν σε νερό
Μ'αυτό τον αφρό επιτυγχάνεται γρήγορη κατάσβεση από τον λεπτοστιβαδικό αφρό και μέγιστη προστασία από επανάφλεξη, με τη δράση του φθοριοπρωτεϊνικού μείγματος.