Πώς λειτουργεί ένας πυροσβεστήρας;
Όταν πιέζετε το μοχλό στο επάνω μέρος του πυροσβεστήρα, μια βαλβίδα στο εσωτερικό ανοίγει αναγκαστικά, απελευθερώνοντας το υπό πίεση αέριο και τον πυροσβεστικό παράγοντα μέσω του ακροφυσίου. Το ενεργό πυροσβεστικό μέσο είναι συνήθως διττανθρακικό κάλιο (KHCO3), υγρό νερό ή ένας εξατμιζόμενος φθοράνθρακας.
Παρά το γεγονός ότι είναι μια από τις αρχαιότερες ανακαλύψεις της ανθρωπότητας, η φωτιά τυγχάνει επίσης να είναι μια από τις μεγαλύτερες απειλές μας. Μέσα σε λίγα λεπτά, η φωτιά μπορεί να καταπιεί ένα ολόκληρο σπίτι, γραφείο ή άλλη κατασκευή που χρειάστηκε χρόνια για να κατασκευαστεί. Για το λόγο αυτό, οι καλές στρατηγικές για την κατάσβεση των πυρκαγιών είναι κρίσιμες. Τα περισσότερα κτίρια που κατασκευάστηκαν στη σύγχρονη εποχή διαθέτουν πυροσβεστήρες, αλλά έχετε αναρωτηθεί ποτέ πώς λειτουργούν; Ας μάθουμε!
Τι είναι το Fire;
Όταν ρωτάτε τους φίλους ή τους συγγενείς σας τι είναι η φωτιά, είναι πιθανό να λάβετε την απάντηση ότι είναι τρομακτικά πράγματα που μπορούν να μετατρέψουν τις γιγάντιες κατασκευές σε στάχτη. Ωστόσο, όταν ρωτάτε έναν επαγγελματία, όπως έναν επιστήμονα ή έναν πυροσβέστη, ο ορισμός του για τη φωτιά είναι πολύ πιο ακριβής. Επιστημονικά μιλώντας, η φωτιά είναι το αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης που ονομάζεται καύση . Όταν συμβαίνει καύση, ουσίες όπως το ξύλο, το πετρέλαιο, ο άνθρακας, το χαρτί κ.λπ. συνδυάζονται με το οξυγόνο του αέρα για να δημιουργήσουν διοξείδιο του άνθρακα, νερό και απαέρια, μαζί με ένα τεράστιο ποσότητα θερμότητας.
Η καύση δεν είναι μια αυτόματη διαδικασία, δηλαδή, τα πράγματα δεν φλέγονται χωρίς εξωτερική σκανδάλη. Αυτό το έναυσμα είναι συνήθως κάποια μορφή ενέργειας—ενέργεια ενεργοποίησης. Όταν πυροδοτείτε ένα σπίρτο, παρέχετε αυτή την «ενέργεια ενεργοποίησης» για να ξεκινήσει η καύση. Ωστόσο, μόλις ανάψει μια φωτιά, δεν απαιτεί ενέργεια ενεργοποίησης για να συνεχίσει — μπορεί να εξαπλωθεί από μόνη της. Γι' αυτό μερικές φορές γινόμαστε μάρτυρες τέτοιων τρομερών τραγωδιών που σχετίζονται με πυρκαγιές, όπως πυρκαγιές και τεράστιες πυρκαγιές σε κτίρια γραφείων.
(Πίστωση εικόνας:pexels)
Λειτουργία πυροσβεστήρα
Όλοι οι πυροσβεστήρες λειτουργούν με βάση τη βασική αρχή της αφαίρεσης οποιουδήποτε από τα τρία βασικά στοιχεία που χρειάζονται για την καύση—οξυγόνο, θερμότητα ή καύσιμο. Από τη δημιουργία τους πριν από δύο αιώνες, οι πυροσβεστήρες έπαιξαν αναπόσπαστο ρόλο στη διάσωση ζωών που απειλούνται από μια επικίνδυνη πυρκαγιά.
Τρίγωνο της φωτιάς. (Εικόνα:Gustavb/Wkimedia Commons)
Βασικά, υπάρχουν δύο τύποι πυροσβεστήρων:αυτοί με εσωτερική αποθηκευμένη πίεση και εκείνοι όπου χρησιμοποιείται σύστημα φυσιγγίων για την παροχή πίεσης. Τα συστήματα που βασίζονται σε φυσίγγια είναι πιο κοινά και χρησιμοποιούνται συνήθως σε βιομηχανικούς χώρους.
Και οι δύο παραλλαγές λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο - αφαιρώντας ένα από τα τρία στοιχεία της τριάδας της φωτιάς - οξυγόνο, θερμότητα ή καύσιμο. Αυτό επιτυγχάνεται κρατώντας το περιεχόμενο υπό πίεση —είτε από την πίεση μέσα στη δεξαμενή του πυροσβεστήρα είτε από εξωτερικά φυσίγγια— τα οποία μπορούν να απελευθερωθούν σε μια ταχεία έκρηξη πυροσβεστικού παράγοντα όταν χρησιμοποιείται. Όταν πιέζετε το μοχλό στο επάνω μέρος του πυροσβεστήρα, μια βαλβίδα στο εσωτερικό ανοίγει αναγκαστικά, απελευθερώνοντας το πεπιεσμένο αέριο και τον πυροσβεστικό παράγοντα μέσω του ακροφυσίου.
Χημικά μέσα στον πυροσβεστήρα
Τώρα, με βάση την προβλεπόμενη εφαρμογή του, ένας πυροσβεστήρας θα περιέχει διαφορετικές χημικές ουσίες. Για παράδειγμα, οι πυροσβεστήρες (χειρός) που βλέπετε γενικά σε κατοικίες περιέχουν άζωτο ή διοξείδιο του άνθρακα (CO2) υπό πίεση για να ωθήσει ένα πυροσβεστικό μέσο να σβήσει τη φωτιά. Το ενεργό πυροσβεστικό μέσο είναι συνήθως διττανθρακικό κάλιο (KHCO3), υγρό νερό ή ένας εξατμιζόμενος φθοράνθρακας.
Ένας πυροσβεστήρας με ψεκασμό νερού είναι κοινός σε ένα σταθερό σύστημα, όπως ένας πύργος διαμερισμάτων κατοικιών, καθώς είναι φθηνός και ασφαλής για τους ανθρώπους. Ωστόσο, το νερό ως πυροσβεστικό μέσο δεν είναι πάντα χρήσιμο. Σε έναν υπολογιστή ή ένα δωμάτιο ελέγχου, για παράδειγμα, το νερό θα μπορούσε να προκαλέσει βραχυκύκλωμα, ενώ σε ένα σύστημα αποθήκευσης καυσίμου, το νερό μετά βίας θα ήταν αποτελεσματικό. Ομοίως, ένας πυροσβεστήρας με ψεκασμό νερού δεν πρέπει να χρησιμοποιείται σε εφαρμογές όπου το βάρος και ο χώρος είναι περιορισμένοι—όπως σε ένα αεροσκάφος. Σε αυτές τις περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται διαφορετικές χημικές ουσίες. Το CO2 λειτουργεί καλά για ένα δωμάτιο γεμάτο υπολογιστές και διακομιστές, αλλά θα μπορούσε να είναι θανατηφόρο εάν παγιδευτούν άνθρωποι μέσα σε μια αδηφάγα φωτιά.
Οι ερευνητές εργάζονται ενεργά για την ανάπτυξη περισσότερων χημικών συνδυασμών που όχι μόνο θα εμποδίσουν τις φλόγες, αλλά θα παρέχουν επίσης καθαρότερες και ασφαλέστερες εναλλακτικές λύσεις στα πυροσβεστικά μέσα που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος και είναι επιβλαβή για το περιβάλλον. Προσπαθούν επίσης να αναπτύξουν νέα μέσα για την πιο αποτελεσματική απόρριψη συμβατικών χημικών ουσιών, έτσι ώστε η διαδικασία κατάσβεσης να μπορεί να ολοκληρωθεί σε ακόμη λιγότερο χρόνο. Μία από τις ιδέες που κάνει το γύρο των ακαδημαϊκών κύκλων της πυρόσβεσης είναι η χρήση ενός στερεού προωθητικού. Αυτό το στερεό προωθητικό θα δημιουργούσε ένα μείγμα αδρανούς αερίου—μια προσέγγιση παρόμοια με το σύστημα αερόσακων στο αυτοκίνητό σας. Ένα τέτοιο σύστημα, κατά την ενεργοποίηση, θα έσβησε τις φωτιές τόσο εύκολα όσο σβήνουμε ένα κερί!
