Lanie wody - czyli czego nie gasimy najpopularniejszym środkiem gaśniczym.
Kiedy nie można gasić pożaru wodą?
W pożarnictwie stosowane są różne substancje, bezpośrednio odpowiadające za likwidację procesu spalania. Każda z nich ma inne działanie. Powodzenie akcji gaśniczej zależy przede wszystkim od rozpoznania rodzaju pożaru oraz pewnego minimum wiedzy o środkach gaśniczych i ich działaniu.
Woda jest najbardziej rozpowszechnionym środkiem gaśniczym. Stosowana jest również do wytwarzania wielu innych środków gaśniczych, jak para wodna, piana gaśnicza oraz inne roztwory gaśnicze. Wysoką pozycję wody jako środka gaśniczego przypisać należy powszechnej jej dostępności, niskiej cenie, łatwości transportu i podawania do miejsca pożaru, możliwości przepompowywania na duże odległości, a także wielowiekowej tradycji jej stosowania.
Choć woda należy do najpopularniejszych środków gaśniczych, to niekiedy procesowi spalania ulegają materiały zbudowane z pierwiastków i związków chemicznych z nią reagujących. Próba ugaszenia takiego pożaru wodą spowoduje zwiększenie ognia i skutek odwrotny do zamierzonego.
Podstawową wadą tego środka gaśniczego jest przewodzenie prądu oraz wchodzenie w reakcje z niektórymi materiałami, w wyniku czego mogą powstawać palne i wybuchowe gazy lub też proces chemiczny przebiega z wydzielaniem dużej ilości ciepła. W taki sposób reagują na zetknięcie z wodą np. sód, potas, wapń, które rozkładając wodę łączą się z wchodzącym w jej skład tlenem i zapalają się. Powstały w tej reakcji wolny wodór tworzy z tlenem zawartym w powietrzu mieszaninę wybuchową. Tak zwane węgliki, tj. związki metali z węglem, w połączeniu z wodą wydzielają palne i wybuchowe gazy: acetylen z karbidu, matan z węgliku glinu itp. Materiały palące się w wysokiej temperaturze, jak magnez, elektron, glin, rozkładają wodę, tworząc wybuchowe mieszaniny.
Kolejną wadą wody jako środka gaśniczego jest trudność gaszenia strumieniem wody płynnych materiałów palnych, które są lżejsze od wody i nie rozpuszczają się w niej. Do takich płynów należą między innymi benzyna, nafta, ropa naftowa itp.. Trudność ta polega na niedostatecznym oziębianiu i działaniu izolującym wody, gdyż płonące płyny, jako lżejsze od wody, utrzymują się na jej powierzchni, przez co nie oziębiają się i nie tracą kontaktu z powietrzem. Niebezpieczeństwo stosowania wody w postaci zwartych strumieni do gaszenia takich właśnie płynów polega również i na tym, że strumień wody może rozrzucić palącą się ciecz i w ten sposób przyczynić się do dalszego rozprzestrzeniania się ognia.
Oleje i tłuszcze wrzące w temperaturach rzędu kilkuset stopni C, w zetknięciu ze zwartym prądem wody - wskutek jej intensywnego parowania - kipią, co powoduje ich gwałtowny wyrzut z naczyń i zbiorników, w których się znajdują. Powoduje to najczęściej rozprzestrzenienie się pożaru oraz może doprowadzić do oparzeń znajdujących się w pobliżu ludzi. Takie zachowanie się olei i tłuszczów wynika stąd, że woda, jako cięższa, opada na dno, powodując gromadzenie się dużej ilości pary w masie rozgrzanej cieczy. Powoduje to wzrost ciśnienia, a w końcowym efekcie wyrzucenie palnej cieczy na zewnątrz.
Niebezpieczne jest również zetknięcie się wody z kwasami, takimi jak: siarkowy, azotowy, solny. Nie powoduje ono co prawda bezpośredniego zapalenia się i rozkładu, ale sprzyja wydzielaniu dużych ilości ciepła. Ma to miejsce zwłaszcza w odniesieniu do stężonego kwasu siarkowego. Dlatego też kierowanie strumienia wody na powierzchnię kwasu jest niedopuszczalne.
Wadą wody jest także przewodzenie prądu. Gaszenie pożarów wodą w sytuacji, gdy w obrębie płomieni znajdują się urządzenia bądź przewody będące pod napięciem elektrycznym, może stanowić poważne niebezpieczeństwo dla osób gaszących pożar. Niebezpieczeństwo to wynika z możliwości przepływu prądu elektrycznego. Przewodnictwo prądu elektrycznego przez wodę i jego natężenie uzależnione jest od wielu czynników. Tymi czynnikami są między innymi: rozpuszczone w wodzie sole mineralne - ich rodzaje i stężenia, wysokość napięcia prądu elektrycznego, rodzaj prądu elektrycznego - zmienny czy stały, rodzaj strumienia wodnego - zwarty czy rozproszony, średnica strumienia a także odległość człowieka gaszącego strumieniem wody od urządzenia będącego pod napięciem elektrycznym. Jako regułę określającą w przybliżeniu bezpieczne odległości między urządzeniami i instalacjami pod napięciem a prądownikiem przyjęto: najmniejsza odległość w metrach równa się średnicy zastosowanego pyszczka w milimetrach.
Właściwości gaśnicze wody polegają na przerwaniu procesu palenia przez obniżenie temperatury palącego się ciała poniżej temperatury zapalania oraz odcięciu dostępu tlenu. Właściwości ochładzające wody wynikają z jej dużej pojemności cieplnej, a także z bardzo wysokiego ciepła parowania, natomiast działanie rozcieńczające, które powoduje obniżenie stężenia tlenu w strefie spalania, polega na tym, że z jednego litra odparowanej wody powstaje ponad 1700 litrów pary. Duży efekt gaśniczy wywołuje również działanie mechaniczne wody wprowadzonej do ognia pod odpowiednio dużym ciśnieniem. Woda porywa i gasi cząstki płonącego materiału oraz przenikając do wnętrza tego materiału utrudnia proces palenia. Duże znaczenie mają również zdolności zwilżające wody. Woda rozpływając się po powierzchni płonącego materiału przywiera do niego cienką warstwą, uniemożliwiając lub utrudniając dalsze rozszerzanie się pożaru. Wody używa się do gaszenia: drewna, węgla, smoły, słomy, lasów, budynków, a także do ochładzania elementów konstrukcyjnych budowli.
Wodą nie gasimy urządzeń pod napięciem elektrycznym oraz w ich obrębie, a także innych substancji, m.in.:
- ciał wchodzących w reakcje z wodą w wyniku których wytwarzają się palne, wybuchowe gazy (np. karbidu),
- płynów łatwopalnych, lżejszych od wody, np.: benzynę, naftę, olej;
- ciał stałych rozgrzanych do bardzo wysokich temperatur, niektórych metali.
Ponadto, wodą nie należy gasić pożaru w muzeach, archiwach i bibliotekach ze względu na jej niszczące działanie.
Gaszenie wodą – odrobina wiedzy naukowej
Warto przyjrzeć się temu, jak można wykorzystać wodę do kontrolowania i gaszenia pożaru. Jest ona podawana na pożar w formie ciekłej i zamieniana w parę. Pochłonięte ciepło składa się z kilku komponentów:
- Ciepło właściwe wody
Do podgrzania pewnej ilości wody potrzebna jest określona ilość ciepła. Wartość ta znana jest jako ciepło właściwe wody. Kiedy woda wykorzystywana jest do chłodzenia gazów pożarowych, krótkie strzały oddaje się w warstwę dymu. Dym będzie przekazywał energię chłodnym kropelkom wody aż do momentu, gdy osiągnie ona temperaturę 100°C
- Utajone ciepło odparowania wody
Woda pochłonie jeszcze więcej energii na odparowanie. Ta wartość to utajone ciepło odparowania wody. Energia będzie przekazywana od dymu do gorących kropelek wody aż do całkowitego odparowania. Zamiana wody o temperaturze 100°C w parę o temperaturze 100°C pochłania sześć razy więcej energii niż ogrzewanie wody do osiągnięcia temperatury 100°C.
- Ciepło właściwe pary
Kiedy para zostaje rozproszona w warstwie dymu, więcej energii będzie przekazane z dymu do pary wodnej. W konsekwencji wzrośnie temperatura pary, a proces ten będzie trwał aż do zrównoważenia obu temperatur. Para ma inną wartość ciepła właściwego niż woda.
Para jest gazem inertyzującym. Jest to ważnym czynnikiem w gaszeniu pożarów. Zakres palności gazów zmniejsza się, jeśli zostanie do nich dodana para wodna. W pewnym momencie mieszanina przestanie być palna, a zatem zostanie zinertyzowana.
- Wpływ rozmiaru kropelek
Istotnym czynnikiem jest również rozmiar kropelek. Jeśli będą bardzo małe, odparują zbyt szybko i jedynie dym znajdujący się najbliżej strażaka zostanie schłodzony. Jeśli będą zbyt duże – przelecą przez dym i nie odparują całkowicie. Niektóre uderzą w sufit i dopiero tam odparują, odbierając z niego ciepło. Mogą także opaść na podłogę. Przyjmuje się, że 0,3 mm to idealny rozmiar kropelek – powinny one być wystarczająco duże, aby spenetrować warstwę dymu i jednocześnie wystarczająco małe, by skutecznie odparować.
Zrozumienie naukowych podstaw użycia wody to pierwszy krok. Kolejnym jest połączenie tej wiedzy z bieżącą oceną skuteczności strażaków, do czego można wykorzystać pewną miarę. Nauka pokazuje nam, że jest znacząca różnica między strażakami, którzy potrafią podawać wodę w odpowiedniej formie, w odpowiednie miejsce i w odpowiednim czasie, a tymi, którzy tego nie potrafią. Niewprawne oko dostrzeże jedynie nieznaczną różnicę w kącie rozproszenia, kącie nachylenia czy rozmiarze kropelek, choć efekt końcowy bardzo się różni – woda nie trafia tam, gdzie powinna. Z mniejszą zdolnością gaszenia słabo działające zastępy wystawiają się na większe ryzyko, a ich działania trwają dłużej