ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΑ ΥΛΙΚΑ ΚΑΤΑΣΒΕΣΗΣ ΠΥΡΚΑΓΙΩΝ

Χρησιμοποίηση Υλικών Κατάσβεσης

Η χρησιμοποίηση υλικών ως μέσων κατάσβεσης δεν πρέπει να γίνει απερίσκεπτα, επειδή για κάθε υλικό κατάσβεσης υπάρχουν ορισμένα όρια εφαρμογής του. Η εφαρμογή αυτή είναι απαγορευτική, περιορίζεται ή και επιβάλλεται ανάλογα με την ηλεκτρική αγωγιμότητα (αλλά και άλλα χαρακτηριστικά π.χ. τοξικότητα) των κατασβεστικών υλικών, τις φυσικές διεργασίες, τις χημικές αντιδράσεις, τις γενικότερες (διαβρωτικές, περιβαλλοντικές κ.λπ.) συνθήκες που σε πυρκαγιά είναι πιθανές.
Ένα εύκολα διαθέσιμο υλικό κατάσβεσης είναι το νερό στα «αρνητικά» της χρησιμοποίησης του ως κατασταλτικού μέσου πυρκαγιάς (εκτός των βασικών μειονεκτημάτων του για ορισμένες πυρκαγιές κ.λπ.) είναι η πρόκληση ζημιών σε περιουσιακά κ.λπ. στοιχεία, π.χ. «μούλιασμα» χαρτιών, καταστροφή χάρτινης συσκευασίας κ.α.
Γνώση των δυνατοτήτων των υλικών και των προβλημάτων πυρασφάλειας οδηγεί σε ορθές εκτιμήσεις για τη χρησιμοποίηση και των λοιπών συνηθισμένων υλικών κατάσβεσης όπως α) διοξειδίου του άνθρακα (CO2), β) σκόνης, γ) αφρού και δ) αλογονωμένων υδρογονανθράκων. Σχετικά με την κατάσβεση πυρκαγιών  είναι γνωστά τα εξής:

Η κατασβεστική ικανότητα του CO2 βασίζεται στα φαινόμενα της απόπνιξης και ψύξης της καιόμενης ύλης.
Η κατασβεστική ικανότητα της σκόνης στηρίζεται, κυρίως, στην αρνητική καταλυτική δράση που μπορεί να πετύχει η σκόνη σε πυρκαγιά.
Στο εμπόριο κυκλοφορούν πολλές σκόνες χρειάζεται όμως προσοχή η κατάσταση τους. Ο αφρός δρα αποπνικτικά ο σχηματισμός του βασίζεται στο χαρακτηριστικό που διαθέτουν ορισμένες ύλες να παράγουν με το νερό αφρό όπως και με τις σκόνες, αφροί υπάρχουν αρκετών τύπων σε πυρκαγιές εύφλεκτων υγρών όπως, αλκοολών, λακκών, μεθυλοαιθυλοκετόνης, ακετόνης, ισοπροπυλαιθέρα,
ακρυλονιτριλίου, οξεικού αιθυλίο», οξεικού βουτυλίου, αμινών και ανυδριτών, συνιστάται (NFPA) ειδικός τύπος αφρού, γνωστός (στις ΗΠΑ) ως «alcohol foam».

Γιο τη σκόνη δισανθρακικής βάσης (όξυνο ανθρακικό νάτριο), ορισμένοι δέχονται τον μηχανισμό:

2NaHC03 +θερμότητα →CO2 + H2O + Na2C03

Na2C03 + Θερμότητα →CO2 + ΝA20

Να20 + Η20 (σε φλογοπυρκαγιές) → 2NaOH

NaOH + Η' (σε φλόγες) →Na + Η20 (αδρανές)

ΝαΟΗ + ΟΗ' (σε φλόγες) → NaO + Η20(αδρανές)

ενώ άλλοι υποστηρίζουν την εξής πορεία (σχηματισμού ελευθέρων ριζών Η' και ΟΗ'):

NaHCO3 + Θερμότητα → C02 + OH' + Na

OH' + Η' (σε φλόγες) → Η2Ο

Na + Η' → NaH

OH' + NaH → Na + H20

και οι δυο απόψεις συγκλίνουν ότι τα ενδιάμεσα προϊόντα (NaO, Na) δίνουν πάλι NaOH για να επαναληφθούν οι αντιδράσεις παραγωγής νερού που ευνοούν την κατάσβεση της φωτιάς
(οι ρίζες Η' και ΟΗ' δρουν ουσιαστικά ως αρνητικοί καταλύτες).
Αποδείχθηκε ότι το δισανθρακικό κάλι (KHC03), ανάλογης με το δισανθρακικό νάτριο (NaHC03) δομής, έχει διπλάσια για το συζητούμενο θέμα ικανότητα από το NaHCO3.
Η μελέτη της κινητικής των αντιδράσεων του Καλίου και των ενώσεων του στις φλόγες έδειξε ότι ο πιθανός μηχανισμός με τον οποίο η φωτιά αντιμετωπίζεται
(βασιζόμενος στη δημιουργία ελευθέρων ριζών) μπορεί να συνυφαίνεται με τις διεργασίες:

2KHC03 + θερμότητα → Η2Ο + C02 + Κ2Ο

Κ20 + Η20 (από καύση) → 2ΚΟΗ

 ΚΟΗ + ΗΟ' → ΚΟ + Η2Ο

ΚΟΗ + Η' →Κ + H2O

ενώ επανακτάται ΚΟΗ από το Κ που παράγεται:

2Κ + Ο - K2O
2Κ20 + Η20 (από την καύση) → 2ΚΟΗ

και η διαδικασία επαναλαμβάνεται

 ΚΟΗ + ΗΟ' → ΚΟ + Η2Ο

Δηλαδή, με τη δέσμευση των λόγω της πυρκαγιάς παραγομένων ελευθέρων ριζών (ΗΟ' και Η') σταματάει η αλυσωτή (αλυσιδωτή) αντίδραση που είναι καθοριστική για τη εξέλιξη της φωτιάς.
 

Η κατασβεστική ικανότητα των αλογονωμένων υδρογονανθράκων, λεπτομέρειες για τους αντιπροσωπευτικότερους τύπους των οποίων θα αναφερθούν πιο κάτω (π.χ. για το Halon 1301), βασίζεται στην αρνητική καταλυτική τους δράση επί των αλυσωτών αντιδράσεων πυρκαγιάς.

Συμβιβαστικότητες

Τα μέσα που είναι αναγνωρισμένα για κατάσβεση πυρκαγιών Κατηγορίας Ε μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά σε πυρκαγιές Κατηγορίας Β και λιγότερο ικανοποιητικά σε πυρκαγιές Κατηγορίας Α. Η αναφορά εδώ, καθώς και εκείνη της επόμενης παραγράφου βασίζεται στη διαίρεση των πυρκαγιών.

Αντενδείξεις

Το διοξείδιο του άνθρακα δεν συνιστάται στο μαγνήσιο· αντίθετα μάλιστα, δεν πρέπει να παραγνωρίζεται ότι δυναμώνει τη φωτιά (όπως συμβαίνει και με τα μέταλλα: κάλιο, νάτριο, ζιρκόνιο).
Μερικά μέταλλα αργίλιο, μαγνήσιο, ασβέστιο μπορούν υπό ορισμένες συνθήκες να καούν σε ατμόσφαιρα αζώτου.
Τα μέσα για πυρκαγιές Κατηγορίας Β μπορεί να είναι επικίνδυνο να χρησιμοποιηθούν σε πυρκαγιές Κατηγορίας Ε.

Απαιτήσεις

Οι πυροσβεστήρες πρέπει να ελέγχονται, συντηρούνται και αναγομώνονται συστηματικά δεν αρκεί να υπάρχουν στις πρέπουσες θέσεις πυροσβεστήρες με το κατάλληλο υλικό κατάσβεσης το κατασβεστικό υλικό πρέπει να είναι σε καλή κατάσταση (π.χ. η σκόνη να μη έχει «σβολιάσει»).

Κατασβεστική Ικανότητα Αλογονωμένων Υδρογονανθράκων

Αλογονωμένοι υδρογονάνθρακες είναι υδρογονάνθρακες (χημικές ενώσεις άνθρακα και υδρογόνου) στο μόριο των οποίων ένα ή περισσότερα άτομα υδρογόνου έχουν αντικατασταθεί από ένα ή περισσότερα άτομα αλογόνου
(φθόριο, χλώριο, βρώμιο, ιώδιο). Έχει επικρατήσει σε εφαρμογές οι ενώσεις αυτές να λέγονται Halon το όνομα Halon προτάθηκε από τον James Malcolm (U.S. Army's Corp of Engineers Laboratory) το 1950.
Τα χημικά ονόματα των αλογονωμένων υδρογονανθράκων απλουστεύονται χρησιμοποιώντας αριθμητικές ενδείξεις (ψηφία) μετά τη λέξη Halon. Στο καθιερωμένο —και στον τομέα της πυρασφάλειας— ψηφιακό σύστημα:
το πρώτο ψηφίο των αριθμών αντιπροσωπεύει τον αριθμό των ατόμων άνθρακα, στο μόριο της ένωσης, τo δεύτερο ψηφίο τον αριθμών αντιπροσωπεύει τον αριθμό των ατόμων φθορίου, το τρίτο ψηφίο των αριθμών
αντιπροσωπεύει τον αριθμό των ατόμων χλωρίου, το τέταρτο ψηφίο των αριθμών αντιπροσωπεύει τον αριθμό των ατόμων του ιωδίου (εάν υπάρχει) στο μόριο της ένωσης.
Εάν ένα αλογόνο στοιχείο λείπει μπαίνει η ένδειξη (αριθμός) μηδέν. Το υδρογόνο δεν αριθμείται. Σε πολλές περιπτώσεις, ένωση που χρησιμεύει ως πλαίσιο αναφοράς είναι το μεθάνιο (CH4).
Από τους αλογονωμένους υδρογονάνθρακες που έχουν χρησιμοποιηθεί για πυροσβέσεις —βλ. πίνακα (22)— ο τετραχωριούχος άνθρακας (CCl4): Halon 104 είναι ο απλούστερα περιγραφόμενος στο σύστημα αυτό,
δεδομένου ότι στο μόριο της η ένωση αυτή έχει 1 άτομο άνθρακα, μηδέν άτομα φθορίου και 4 άτομα χλωρίου.
Το άλλο άκρο αποτελεί το ιωδιούχο μεθύλιο (CH3J): Halon 10001, το μόριο του οποίου έχει 1 άτομο άνθρακα (C = 1), στερείται φθορίου (F = 0), χλωρίου (C1 = 0), βρωμίου (Br = 0) και ενέχει ένα άτομο ιωδίου (J = 1)
υπενθυμίζεται ότι το υδρογόνο δεν αριθμείται.
Δύο από τις ενδιάμεσες περιπτώσεις περιγραφής είναι το βρωμοχλωρο-διφθορομεθάνιο ή Halon 1211 και το βρωμοτριφθορομεθάνιο ή Halon 1301, Οι δύο αυτοί αλογονωμένοι υδρογονάνθρακες εκδηλώνουν
εξαιρετικές ιδιότητες πυρόσβεσης στην κατάσβεση φλογών και εκτιμούσε (NFPA) ότι έχουν αποδεκτά επίπεδα τοξικότητας.
Τα κατασταλτικά μέσα Halon 1211 και Halon 1301 έχουν στην εφαρμογή ορισμένες ομοιότητες με το διοξείδιο του άνθρακα δηλαδή:

Α) δεν ανταποκρίνονται στις κατασβεστικές απαιτήσεις

α) χημικών που παρέχουν οξυγόνο λόγο της δομής τους, π.χ. νιτρική
β) δραστικών μετάλλων, όπως νατρίου, καλίου, μαγνησίου, τιτανίου, ζιρκονίου
γ) υδριδίων μετάλλων

και

Β) μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα στους πυροσβέστες κ.α (οπτική συσκότιση ζαλάδες, έκθεση σε προϊόντα τοξικής αποσύνθεσης- γι' αυτό όσοι επιχειρούν κατάσβεση με τα κατασταλτικά αυτά μέσα πυρκαγιάς πρέπει να φέρουν προσωπίδες κ.λπ. έχουν γνώσεις και ενεργούν συνετά - συγκριτικά, όταν ως πυροσβεστικό μέσο εφαρμόζοταν το Halon 1211 χρειάζοταν μεγαλύτερη προσοχή).

Έχει ενδιαφέρον ότι, με την πάροδο των ετών, αποδείχθηκε πως η κατασβεστική ικανότητα των κατασταλτικών μέσων πυρκαγιάς που περιέχουν αλογόνα είναι αντίθετη της σειράς (διαδοχής) που τα αλογόνα ακολουθούν ως οξειδωτικά μέσα.
'Οταν τα αλογόνα δρουν ως οξειδωτικά μέσα, το φθόριο είναι περισσότερο ενεργό από τα άλλα στοιχεία, ακολουθούμενο σε δραστικότητα από το χλώριο, βρώμιο, και ιώδιο,
το ιώδιο είναι το τελευταίο σε οξειδωτική δραστικότητα αλογόνο.
'Οταν τα αλογόνα είναι ενωμένα με μεθύλιο (-CH3) ή αιθύλιο (-C2H5) διαπιστώθηκε ότι το ιώδιο, π.χ. στο ιωδιούχο μεθύλιο (πολύ τοξική ένωση, κατά συνέπεια μη προσφερόμενη για πυροπροστασία), είναι το πιο δραστι-

κό αλογόνο, ακολουθούμενο σε κατασβεστική ικανότητα από το βρώμιο, χλώριο και φθόριο —το φθόριο έχει τη μικρότερη ικανότητα για σβύσιμο φλογών.

Από τη μελέτη της χημικής κινητικής τον αντιδράσεων των κατασταλτικών αυτών μέσων (αλογονομένων υδρογονανθράκων, ιδιαίτερα των Halons 1301 και 1211) επιζητήθηκε να αποκαλυφθεί ο τρόπος δράσης (επενέργειας) τους
όταν κατασβένουν φλόγες. Αν και ο μηχανισμός με τον οποίο τα μέσα αυτά (π.χ. Halon 1301) κατασβένουν τις φωτιές δεν είναι ολοκληρωτικά γνωστός και δεν έχει λεπτομερειακά εξηγηθεί η διεργασία καύσης τους,
φαίνεται ότι οι αλογονωμένοι υδρογονάνθρακες είναι φυσικοχημικοί αναστολείς των αντιδράσεων καύσης.

To Halon 1301 αναφέρεται, επίσης, ως μέσο διακοπής της αλυσσωτής αντίδραση της διαδικασίας καύσης (πυρκαγιάς). Υπό την επίδραση της θερμότητας, η ένωση (Halon 130J) διΐσταται σε ρίζες (Br', CF3-)
βασικές για τη θεώρηση του μοντέλου που λογίζεται ότι τις περισσότερες φορές αποδίδει την κατάσταση αναφορικά με τις χημικές δράσεις οι οποίες ευοδώνουν την πυρόσβεση. Η πορεία που ακολουθούν οι αντιδράσεις έχει ως εξής:

1. Αρχικά: BrCF3 + θερμότητα - Br' + CF3'
2. Στη συνέχεια: CF3' + θερμότητα — F' + άλλες ρίζες ή /και φθοροενώσεις.
3. Το καύσιμο αντιδρά με το οξυγόνο.
Με το μεθάνιο (CΗ4) π.χ. μπορεί να λάβει χώρα η αντίδραση: 2CH4 + 02 - 4Η' + OH" + CO' + (άλλα CH προϊόντα)
4. Οι ρίζες Br' και F' που προέκυψαν από τις αντιδράσεις (1) και (2) είναι δυνατό να αντιδράσουν με το μεθάνιο
CH4 + Br - CH3 + HBr CH4 + F - CH3 + HF
5. Η ρίζα Η', από την εξίσωση (3) μπορεί να αντιδράσει με τη ρίζα Βr' ώς εξής:
Η' + Br' - HBr
6. Ρίζες Br' και F' μπορούν να ξαναγίνουν με τη συνεργεία της ρίζας ΟΗ' που προέκυψε λόγω της αντίδρασης (3):
ΟΗ' + HBr - Br' + Η20 OH' + HF - F' + H20

Η συλλογιστική κατάληξη είναι ότι η αποτελεσματικότητα των αλογονωμένων υδρογονανθράκων, στις πυρκαγιές, οφείλεται:

i) Στη δέσμευση ριζών υδρογόνου από αλογόνο και αφαίρεση του από τις αντιδράσεις που εκλύουν θερμότητα.
ii) Στην αντίδραση ριζών υδροξυλίου με υδραλογόνα και σχηματισμό νερού (αδρανούς σώματος).
iii) Στη παραγωγή νέων ριζών αλογόνων λόγω της πιο πάνω αντίδρασης, με συνέπεια οι διεργασίες δέσμευσης (σύλληψης) και αφαίρεσης ελευθέρων ριζών να μπορούν να επαναληφθούν.
Ακόμη, γίνεται δεκτό —«ιοντική θεωρία»— ότι η μη παρεμποδιζόμενη διαδικασία καύσης περιλαμβάνει ένα στάδιο σχηματισμού ιόντων οξυγόνου από σύλληψη ηλεκτρονίων που προέρχονται από ιοντισμό μορίων υδρογονανθράκων.
Στην περίπτωση Halon 1301 κ.α. που έχουν βρώμιο, επειδή τα άτομα βρώμιου έχουν μεγαλύτερη ενεργό διατομή για σύλληψη ηλεκτρονίων από ότι το οξυγόνο, το βρώμιο παρεμποδίζει (αναχαιτίζει) την αντίδραση αφαιρώντας τα ηλεκτρόνια που είναι αναγκαία για την ενεργοποίηση του οξυγόνου.