Transcript כיבוי שריפה

‫איך מכבים שריפה?‬
‫מרכיבי השריפה‬
‫‪ ‬טמפרטורת ההצתה‬
‫‪ ‬חמצן‬
‫‪ ‬חומר בעירה‬
‫ככל שיותר עצים נשרפים ‪ >-‬הטמפרטורה עולה ‪ >-‬לזרמים באוויר (רוחות) ‪>-‬שמזינות חמצן‬
‫היער הופך להיות דליק יותר‪.‬‬
‫סכימה של דליקה‬
‫כיבוי‬
‫‪ ‬כדי שהדליקה תדעך יש להקטין לפחות את אחד‬
‫המרכיבים‪( .‬חומר דליקה‪ ,‬חמצן‪ ,‬טמפרטורה)‪.‬‬
‫‪ ‬עצי אורן‪ .‬עצים בעלי עלים מחטיים ואצטרובלים‬
‫שמפזרים במהירות את האש‪ .‬המחטים בעלי שטח‬
‫פנים גדול מאוד וכאשר אצטרובל מתייבש הוא‬
‫נפתח בעוצמה ויורה את הצנוברים לכל עבר‪.‬‬
‫כיבוי בעזרת מים‬
‫‪ ‬המים מתאדים במהירות (תהליך שקולט אנרגיה –‬
‫אנדותרמי) ובכך האזור מתקרר‪ ,‬הטמפרטורה יורדת‪,‬‬
‫האנרגיה יורדת מתחת לאנרגיה ההתחלתית הדרושה‬
‫להפעלת התהליך (אנרגית השפעול) והאש לא ממשיכה‬
‫להתפתח אלא מעוכבת ‪.‬‬
‫‪ ‬פעולה זו מאיטה את קצב הבעירה גם בגלל שאדי‬
‫המים מדללים את החמצן באוויר באזור הבעירה‬
‫‪ ‬המים הנותרים מרטיבים את חומרי הדלק בשריפה ובכך‬
‫הם הופכים פחות דליקים‪ .‬כל להבה תצטרך קודם כל‬
‫לאדות את המים ורק אז לשרוף את החומר‪.‬‬
‫‪ ‬מים יעילים רק בכמויות מאוד גדולות (המטוס הרוסי או‬
‫אמריקאי)‬
‫מעכבי בעירה‬
‫‪ ‬חומרים שמעכבים בעירה מונעים את ההצתה של‬
‫החומר הדליק (העצים ביער)‪.‬‬
‫‪ ‬מאטים את קצב הבעירה או מפסיקים אותה‪.‬‬
‫סוגים שונים של מעכבי בעירה‬
‫‪ ‬מעכבי בעירה בבגדים (כבאים‪ ,‬פורים)‬
‫‪ ‬מעכבי בעירה בריהוט‬
‫‪ ‬מעכבי בעירה לכיבוי שריפות – בהן נתמקד‬
‫מעכבי בעירה היוצרים רדיקלים חופשיים‬
‫‪ ‬כאשר תרכובות פחמן בוערות‪ ,‬מתרחשות תגובות‬
‫בזו אחר זו אשר במהלכן נוצרים רדיקאלים‬
‫חופשיים (חלקיקים בעלי אלקטרון בלתי מזווג)‬
‫רדיקלים אלו מנוטרלים על‪-‬ידי הרדיקלים שנוצרים‬
‫ממעכבי הבעירה ובכך מונעים את התפתחות‬
‫תגובות השריפה‪.‬‬
‫)‪M-Br (Halon‬‬
‫‪ ‬דוגמה לתגובות של מעכבי בעירה היוצרים רדיקלים ‪M-Br‬‬
‫עם פחמימן ‪R-H‬‬
‫⋅‪R-HR⋅ + H‬‬
‫⋅‪O2 + H⋅ HO⋅ + O‬‬
‫⋅‪M-BrM⋅ +Br‬‬
‫‪Br⋅+ H⋅HBr‬‬
‫‪ ‬קצב הבעירה קטן‬
‫‪ ‬חשש לפליטה של גזים מסוכנים‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫מעכבי בעירה היוצרים תגובה אנדותרמית‬
‫‪ ‬אלומיניום הידרוקסידי ‪ Al(OH)3‬ומגנזיום‬
‫הידרוקסידי ‪ ,Mg(OH)2‬ב‪ 180 -‬מעלות צלזיוס הם‬
‫מתפרקים‪ .‬תגובת התפרקותם הינה אנדותרמית‪,‬‬
‫קולטת אנרגיה מהסביבה‪ ,‬גורמת לירידת‬
‫טמפרטורה באזור‪ ,‬וכתוצאה מכך חלה האטה של‬
‫הבעירה‪.‬‬
‫)‪ 2Mg(OH)2(s)  2MgO(s) + H2O(g‬‬
‫‪ ‬שכבת האפר שנוצרת מהתפרקותם יוצרת מעין‬
‫בידוד (מכניסת חמצן) של האזור הבוער‬
‫תרכובות אמוניה וזרחן‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫בכיבוי אווירי של שריפות יער משתמשים‪ ,‬בתרכובות של‬
‫אמוניה וזרחן‪.‬‬
‫הן מורידות את טמפרטורת הבעירה‬
‫מצמצמות את ההתלקחות‬
‫יוצרות שכבה זגוגיתית ושכבת אפר החונקת את האש‬
‫משמשות גם בייצור דשנים‪ ,‬ונוכחותם ביער מסייעת‬
‫להתאוששותו לאחר השריפה‪.‬‬
‫חומרי הריסוס מהאוויר צבועים בדרך‪-‬כלל באדום‬
‫(תחמוצות ברזל)‪ ,‬בעיקר כדי לסמן את האזורים שכבר‬
‫רוססו‪ ,‬ולהקל על הטייסים והתצפיתנים לתכנן את פעולות‬
‫הכיבוי‪.‬‬
‫תרכובות אמוניה וזרחן‬
‫‪ ‬חומרים נפוצים הם‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪MAP-Mono-Ammonium Phosphate‬‬
‫‪NH4H2PO4‬‬
‫‪(NH4)2HPO4 DiAmmonium Phosphate‬‬
‫ואמון פולי‪-‬זרחתי)‪Ammonium polyphosphate‬‬
‫הם מתפרקים בחמום תוך קבלת אמוניה )‪NH3(g‬‬
‫וחומצה זרחתית )‪.H3PO4(l‬‬
‫האמוניה משתחררת והחומצה מזרזת את פירוק‬
‫התאית בצמחים למים וגרפיט שהם חומרים לא‬
‫דליקים‪.‬‬
‫תהליכי הפירוק ‪ -‬אנדותרמיים‪.‬‬
‫סודה לשתיה ‪NaHCO3 -‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ NaHCO3‬מתפרק ב‪ 270oC -‬תוך פליטת פחמן דו חמצני‬
‫‪ CO2‬מונע מגע בין החומר הדליק והחמצן‪ ,‬בגלל היותו בעל‬
‫משקל סגולי גבוה יחסית לאוויר‪ ,‬אשר גורם לשקיעתו‪.‬‬
‫התהליך אנדותרמי ולכן נקלטת אנרגיה שמקורה באזור‬
‫השריפה‪.‬‬
‫‪ 2NaHCO3  H2O + CO2 + Na2CO3‬‬
‫‪ΔH = 91 kJ/mol‬‬
‫‪ Na2CO3‬מתפרק ב‪ 851oC-‬תוך פליטה נוספת של פחמן‬
‫דו חמצני‪.‬‬
‫לאן הולך המחקר?‬
‫‪ ‬שימוש בחומרים שסופחים כמות גדולה של מים‬
‫(ג'לים)‪ ,‬המצאה שמקורה בעדות של כבאי‬
‫בפלורידה ששם לב שחיתול של תינוק רטוב שרד‬
‫את האש‪.‬‬
‫‪ ‬שימוש בקצף שכולא את הגז שמכבה את הבעירה‬
‫‪ ‬ההיבט הסביבתי‪ ,‬מחקר לאיתור חומרים שלא‬
‫יפגעו ביער המתחדש‪ ,‬במי התהום ובבעלי החיים‬
‫בו‪.‬‬
‫איכות הסביבה והשריפה בכרמל‬
‫‪ ‬רוב המטוסים שפעלו בכרמל שפכו מי ים‪ ,‬בגלל‬
‫הקרבה לים‪ ,‬והמחסור במקורות של מים מתוקים‪.‬‬
‫‪ ‬ה ‪ super tanker‬ששפך כמויות גדולות של מים‬
‫טס לתל נוף למלא מים מתוקים‪.‬‬
‫‪ ‬ו‪ ...‬מזכירו הצבאי של ראש הממשלה‪ ,‬אלוף יוחנן‬
‫לוקר‪ ,‬הוא מי שמצא באמצעות גוגל חברה פרטית‬
‫באריזונה‪ ,‬המפעילה את מטוס הבואינג ‪,747‬‬
‫שהוסב למטוס כיבוי היכול לפעול בלילה‪.‬‬