نظريات الاشتعال والإطفاء

الاشتعال الذي نقصده هنا كرجال إطفاء هو الاشتعال الناتج عن اتحاد المادة بالأوكسجين وليس بغيره والذي تبنى نظريته على تجمع ثلاثة عوامل هي المادة والحرارة والأكسجين ويطلق على هذا التجمع مثلث . ولا يمكن أن يطلق على أي تجمع من هذا النوع لفظ الاشتعال المقصود إلا إذا توفرت بعض الشروط الخاصة في كل عامل من عوامل الاشتعال علاوة على هذا التجمع ونبدأ بأول هذه العوامل:

المادة: وهي الوقود الذي يشتعل والمواد القابلة للإشتعال توجد في الحياة العادية في شتى صور المادة ( صلبة – سائلة – غازية ) ولكنها تشترك جميعاً في أنها تتأثر بالحرارة فتطلق بعض الغازات التي تختلط مع الهواء وتكون صورة المادة الصالحة للإشتعال والتي تشتعل فعلاً .

واللهب الذي نراه يصاحب الاشتعال ما هو إلا مخلوطات هذه الغازات مشتعلة والمواد الصلبة القابلة للإشتعال ومعظمها يتكون من الكربون أساساً،( وتسمى المواد الكربونية ) تتحلل بعض الحرارة وتنتج الغازات والأبخرة القابلة للإشتعال التي تكون مع الهواء المخلوطات التي تشتعل ( مثل الخشب)

المواد السائلة : وهي عبارة عن مركبات من الكربون والإيدروجين وتسمى بالهيدروكربونات قد توجد في أي صورة من صور المادة فهي قد تكون صلبة مثل الشحوم أو سائلة مثل البنزين أو غازية مثل البوتان ( البوتاجاز) وهي تشمل أيضاً مركبات الكحول التي يتغير أغلبها بالرائحة العطرية وهذه المواد جميعها تتطاير في درجات الحرارة العادية وتزيد الحرارة من معدل السرعة بتبخرها وتكون أبخرتها من الهواء والمخلوطات القابلة للاشتعال السريع والذي يصل في بعض الأحيان إلى صورة الإنفجار

أما المواد الغازية فجميعها تحتوي على الإيدروجين كعنصر أساسي أو مركبات من الكربون والإيدروجين وهي إما منتجات صناعية مثل ( الأستيلين والبوتان ) ومخلوطات هذه الغازات تعتبر سريعة الاشتعال جداً واختلاطها بالهواء بدون تحكم قد يؤدي إلى اشتعالها في صورة انفجار قوي جداً .وبصفة عامة فإنه يمكن القول بأن المواد القابلة للإشتعال كلما كانت أجزاؤها صغيرة أو رقيقة كلما كانت أسرع في الاشتعال حتى إذا ما وصلت هذه الأجزاء المتناهية في الصغر حد الذرات أو الغبار تصبح أسرع جداً في اشتعالها وقد يصل اشتعالها إلى صورة الإنفجار .

الحرارة : وهي عامل الاشتعال الثاني ويشترط في مصدرها أن يكون كافياً لتسخين المادة القابلة للإشتعال إلى درجة حرارة اشتعالها وهي الدرجة التي عندها تطلق المادة أبخرتها أو غازاتها بكمية كافية لإحداث الاشتعال واستمراره حتى لو أبعدنا المصدر الحراري بعد ذلك .

- الأوكسجين : وهو عامل الاشتعال الثالث ويعتبر العنصر المساعد على إحداثه واستمراره وقد ثبت أنه يلزم توفره في محيط الاشتعال بنسبة 15% على الأقل حتى يستمر اشتعال معظم المواد ونحن نعلم أن نسبة الأوكسجين في الهواء الجوي المحيط بنا تبلغ حوالي 21% وبذلك تجد المواد المعرضة لهذا الهواء النسبة اللازمة منه لاستمرار اشتعالها وحتى هواء الزفير يعتبر صالحاً لاستمرار اشتعال معظم المواد أيضاً لأنه يحتوي على الأكسجين بنسبة 16% .

أنــواع الحرائق

تنقسم الحرائق من حيث نوع وخواص المواد القابلة للإشتعال التي يترتب عليها اختيار نظرية ومادة الإطفاء المناسبة إلى أربعة أقسام أو مجموعات رئيسية هي:

. المجموعة : أ وتسمى بالحرائق العادية أو المسامية وتتميز موادها عادة بأنها مسامية صلبة وتتكون أساساً من الكربون ولذا قد تسمى ( كربونية ) مثل الخشب والقطن والورق والمحاصيل الزراعية وغيرها وتطفأ هذه الحرائق بنظرية التبريد باستخدام المياه أو محاليل تحوي نسبة كبيرة منها .

2. المجموعة : ب – 2 وتسمى بحرائق المواد البترولية والسريعة الاشتعال ( الملتهبة ) وقد تسمى بحرائق الهيدروكربونات نظراً لأن موادها تتكون من الكربون والإيدروجين وهي تشمل المواد البترولية ومشتقاتها وكذلك الكحوليات وهذه المواد قد تكون صلبة مثل الدهون أو الشحوم وقد تكون سائلة مثل البنزين والكحول كما قد تكون غازية مثل البوتان ( البوتاجاز)،وتتميز حرائق هذه المواد بأن سطح السائل فيها هو الذي يكون ساخنا ويطلق الأبخرة التي تشتغل في حين يكون بقية السائل بارداً أي أن هذه الحرائق تكون مركزة في سطح السائل ولذلك قد يسميها البعض بحرائق السطح ( فيما عدا الزيت الخام ) .

ومعظم هذه المواد أخف كثافة من الماء وذلك يحظر استخدامه في إطفاء حرائقها ولكنها تطفأ عادة بنظرية الخنق باستخدام الرمال أو المواد الرغوية أو غاز ثاني أكسيد الكربون أو البودرة الكيماوية الجافة .

المجموعة ج : وتضم حوادث حريق الأماكن التي تعتمد على استخدام التيار الكهربائي في عملها مثل المحولات والأجهزة الكهربائية وموترات السيارات وجميع توصيلات الدوائر الكهربائية ولذلك يطلق عليها أسم حرائق التركيبات الكهربائية وحرائق هذه المجموعات تطفأ بنظرية الخنق باستخدام مواد إطفاء غير موصلة للتيار الكهربائي مثل البودرة الكيماوية الجافة أو غاز ثاني أكسيد الكربون أو رابع كلوريد الكربون أو الكلور برمومثيان وهذه كلها غير موصلة للتيار حيث أنها تتحول جميعها إلى غازات يكون ثاني أكسيد الكربون العامل المؤثر فيها وبذلك تفسد نسبة الأوكسجين في محيط الاشتعال وتقلله عن النسبة الصالحة لاستمراره ويجب عدم استخدام الماء أو المواد الرغوية في حوادث حريق هذه المجموعة .

المجموعة د : وهي تضم المعادن التي تتميز حرائقها بالحرارة الشديدة جداً والتي تشكل خطراً جسيماً يحتاج إلى دقة ومهارة فائقين في التعامل مثل الصوديوم والبوتاسيوم والثوريوم والمغنيسيوم والزنك وغيرها،ولذلك تسمى حرائق هذه المجموعة بحرائق المعادن . وكثيراً ما تسبب شدة حرارة هذه الحرائق تحلل المياه إلى عناصرها ولذلك يحظر تماماً استخدام الماء معها،كما أن مواد الإطفاء الأخرى لا تجدي معها لأنها تتفاعل معها ولا تؤدي إلى إطفاء ميزانها ولذلك فإنه يستخدم في إطفاء هذه الحرائق كميات من الرمال أو الجرافيت أو أنواع البودرة الجديدة الخاصة بها والتي تسمى باسمها ( بودرة المعادن ) .

ويلاحظ أن هناك بعض حوادث الحريق الأخرى التي قد تباع إلى مواد إطفاء مصبنة أو مصدات بذاتها مثل حرائق الموانئ والسفن التي تحتاج عادة لمعدات لا تستخدم في أماكن أخرى مثل زوارق الإطفاء وكذلك حرائق أماكن المواد المشعة والتي وأن كانت حرائقها لا تغير من طبيعة مكان الحادث أو محتوياته،إلا أنها تضيف إلى أخطار الحريق خطراً جديدا هو أخطر أنواع التلوث ولذلك فهي تحتاج لأسلوب معين للتعامل معها كما تحتاج لدراسات تفصيلية عميقة

لمعرفة خواص وخطورة كل منها حتى يمكن التعامل معها على أساس علمي سليم لتجنب أخطارها التي تتركز في أبخرتها الضارة .

هذا ويتوجب على كل رئيس موقع أن يلم بما لديه من مخاطر لا معان دراستها مع المسؤولين عنها لاتخاذ الإجراءات اللازمة لمواجهة جميع الاحتمالات مع ضرورة تدريب الأفراد المحتمل تعاملهم مع هذه المواد على الطرق الصحيحة لمجابهتها مع تعريفهم بالخطورة المتوقعة والخاصة بكل مكان .

" نظرية الإطفـــاء "

تبني نظرية الإطفاء على عكس نظرية الاشتعال تماما فبينما يتطلب استمرار الاشتعال توافر تجمع عوامله الرئيسية الثلاثة وهي المادة والحرارة والأوكسجين علاوة على ضرورة استمرار سلسلة تفاعل اللهب نفسه نجد أن نظرية الإطفاء تبني على عزل أو إفقار عامل أو أكثر من عوامل مثلث الاشتعال ورغم أن العلم الحديث يجري التجارب العديدة المتواصلة لا مكان الاعتماد على نظرية كسر سلسلة تفاعل اللهب في عمليات الإطفاء وذلك باستخدام ذبذبات معينة سواء عن طريق الطاقة الكهربائية أو عن طريق صدمات الموجات الناتجة عن الانفجارات بالرغم من ذلك فإننا كرجال إطفاء نعتمد في إطفاء الحرائق على واحد أو أكثر من العوامل الآتية :

1- التبريد 2- الخنق 3- التجويع 4- إزاحة اللهب

أولاً: التبريـــد : يعتمد رجال الإطفاء في إطفاء حرائق المجموعة الأولى ( العادية أو الكربونية ) وخاصة الكبيرة منها على تبريد المواد المشتعلة باستخدام المياه حيث يؤدي استمرار إلقاء المياه على هذه المواد إلى امتصاص حرارة الحريق بمعدل أكبر من معدل تولدها إلى أن تصل درجة حرارة المواد المشتعلة إلى أقل من درجة حرارة اشتعالها فتطفئ النيران ، وفي معظم حوادث الحريق يؤدي استخدامها رذاذ أو ضباب المياه إلى نتائج أفضل من استخدام تيارات المياه بشرط أن يلقي هذه الرذاذ على قاع اللهب ليقوم بتبريد الأسطح المشتعلة نفسها .

ثانياً : الخــنق : ويعني منع عامل الاشتعال المساعد أي الأكسجين من الوصول إلى المادة القابلة للإشتعال أو إفساد نسبة وجوده في محيط الاشتعال ويستخدم في ذلك مواد كثيرة منها الرمل والجرافيت وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والمواد الرغوية الميكانيكية أو الكيميائية وغيرها من المواد .

ومعظم المواد القابلة للإشتعال تحتاج لجو يتوفر فيه الأكسجين بنسبة لا تقل عن 15% حتى يستمر اشتعالها وقليل جداً منها يمكنه أن يشتعل في محيط تبلغ نسبة الأكسجين فيه 6% أو أقل ، وهناك مواد لا تحتاج لأكسجين الجو لاشتعالها مثل المواد المفرقعة وقد تتطلب بعض المواد أن تظل نسبة الأكسجين في محيطها غير صالحة للإشتعال لفترات طويلة ويعتبر غاز ثاني أكسيد الكربون مؤثراً قوياً في عمليات الإطفاء حيث يقوم بإفساد نسبة الأكسجين في محيط الاشتعال بسرعة فائقة علاوة على أن درجة حرارته الشديدة الانخفاض ( تحت الصفر) تساعد على امتصاص جزء من حرارة الأجسام المشتعلة وبذلك فإنه يقوم بعملية تبريد لهذه الأجسام ولو أن قدرته في ذلك التبريد تعتبر ضعيفة جداً إذا ما قورنت بقدرة المياه عندما تمتص الحرارة وتتحول إلى بخار ويقوم بخار ا لماء أيضاً بإفساد نسبة الأكسجين في محيط الاشتعال تماماً كما يفعل غاز ثاني أكسيد الكربون،إلا أن عيب استخدام البخار في عمليات الإطفاء هو صعوبة الحصول على كميات كافيه منه في الأماكن المختلفة ولذلك نجده يستخدم بكثرة وبفاعلية في الوسائل البحرية حيث يمكن توليده بالقدر المطلوب لعمليات الإطفاء بسهولة .

ثالثاً : التـجويع :ويقصد به امتداد النيران إلى كميات أو أجزاء جديدة من المواد القابلة للإشتعال حتى لا تجد ما تشعله بعد ذلك وتتوقف عند الحد الذي اشتعلت فيه إلى أن تخبو وتنطفئ ( تماماً كما يحدث عند قفل مفتاح موقد البوتوجاز ) ويمكن الوصول إلى إطفاء الحريق بهذه الطريقة بإتباع أحد الأسباب الآتية :

1. سحب أو إبعاد المادة القابلة للإشتعال التي لم تحترق إلى مكان آخر مثل تفريغ السائل من أسفل الخزان المشتعل أو قيام الأفراد بنقل بالات أو رصات المواد غير المشتعلة إلى خارج المخزن أو بعيداً عن النيران .

2. إبعاد نفس جزء المادة المشتعلة عن المواد الأخرى مثل سحب السيارة المشتعلة من داخل الجراج أو نقل القنبلة الحارقة إلى مكان خال .

3. تفتيت أو تقسيم المادة المشتعلة نفسها إلى أجزاء صغيرة حتى يسهل إطفاءها ورغم أن إطفاء الحرائق بطريقة التجويع هذه قد يكون صعباً أو مستحيلاً في بعض حالات مثل حوادث الطائرات إلا أنه يفيد كثيراُ في حوادث الحريق التي تقع في الأماكن البعيدة عن مواد المياه مثل حرائق القرى أو المحاصيل في الحقول .

رابعاً : إزاحة اللهب ( نفسـه ) : ويتم ذلك بإزاحة اللهب نفسه أو فصله عن مركز الاشتعال كما يحدث عند استخدام المفرقعات في إطفاء حرائق آبار البترول وتعتمد هذه النظرية على يفوق معدل تسرب الغاز معدل تقدم أو حدوث الاشتعال ( كسر سلسلة تفاعل اللهب )،علاوة على أن منطقة اللهب نفسها يتم إزاحتها فجأة عن منطقة تدفق واختلاط الغازات وعند النفخ في عود الثقاب المشتعل يتم إطفاؤه بهذه النظرية بشرط أن تكون قوة النفخ كافية لفصل اللهب عن عود الثقاب حتى يفوق معدل تصاعد الغازات معدل قوة الاشتعال ويحدث هذا النفخ أيضاً شيئاً بسيطاً من التبريد .