7/24/2019 Tema Nr.5.Incendiul Si Evolutia Sa Procese de Ardere Si de Oxidare

1/7

INCENDIUL I EVOLUIA SA. PROCESE DE ARDEREI DE OXIDARE

Incendiul este unprocescomplexde ardere, cuevoluienedeterminat, incluzndi alte fenomene de natur fizic i chimic (transfer de caldur, formarea flcrilor,schimbulde gaze cumediulnconjurtor , transformri structuraleprodusenmaterialele

de construciei elementelede rezistenetc..!geniitermici, chimici, electromagneticioribiologicirezultainurmaincendiuluiacioneaz asupra construciilor, instalaiilor i utilizatorilorputndproduce multipleefectenegative(deformaii, reducerearezistenei, instabilitate,prbusire, respectivarsuri,intoxicaii, traumatisme, panic s.a.

"entru definirea noiunii de incendiu sunt necesare urmtoarele elemente careinteracioneaza ntre ele#

$ existena substanelor i%sau materialelor combustibile i aciunea unei surse deaprindere&

$ iniierea i dezvoltarea necontrolat n spaiu i n timp a procesului de ardere&$ necesitatea unei intervenii organizate n scopul ntreruperii i lichidriiprocesului de ardere&

$ producerea de pierderi n urma arderii de viei, de materiale sau de alt natur."rin urmare, nu orice ardere constituie un incendiu.

De exemplu, nu suntincendii' arderea produselor n cuptoare sau alte instalaii similare&' unele aprinderi rezultate n urma funcionrii instalaiilor electrice&' arderea sub control a gunoaielor, ierburilor s.a.&

' fumigaii care nu necesit intervenii de stingere s.a.atorita evoluiei aleatoare nu pot exista dou incendii la fel, deci a cror evoluie

s fie paralela. )n dezvoltarea unui incendiu intervin numeroi factori# forma sidimensiunile ncperii, sarcina termic, deschiderile spre exterior, natura i poziionareamaterialelor combustibile, locul i modul de iniiere a incendiilor, dispunerea ncperii ncldire etc. *hiar urmrind similitudinea acestor numeroi factori, experimentrile deincendiu la scar natural dau rezultate foarte variate, uneori chiar contradictorii. +e poatetotui considera c n evoluia unui incendiu n interiorul unei ncperi intervin cinci faze#

apariia focarului iniialste faza n care, datorit unor mprejurri favorabile sunt puse n contact materialul

combustibil cu sursa de aprindere, a crei energie, acumulat n timpul perioadei decontact, duce la iniierea incendiului.

faza de ardere lent!re o durat extrem de variat. !bsent n numeroase cazuri, ea poate dura cteva

minute, ore i n unele situaii, chiar zile i sptmni (n cazul arderii mocnite. urataacestei faze depinde de natura, cantitatea i modul de distribuie a materialelorcombustibile n incint, de dimensiunile i amplasarea surselor de aprindere i decantitatea de cldur transmis de acestea. *u ct materialul combustibil se aprinde maiuor, cu att cldura degajat este mai mare i propagarea are loc mai rapid.

!ria de combustie este limitat la zona focarului (incendiu local.-emperatura crete relativ lent, fr a atinge valori importante. !rderea se propag

la materialele din vecintatea sursei de iniiere, care sunt termodegradate profund, dar nu

7/24/2019 Tema Nr.5.Incendiul Si Evolutia Sa Procese de Ardere Si de Oxidare

2/7

distruse complet. in descompunerea materialelor se degaj gaze care se acumuleaz natmosfera ambiant i formeaz cu aerul un amestec combustibil, precum i gudroane, carecontribuie la propagarea incendiului.

faza de dezvoltare a incendiului

)n aceast faz, arderea se propag la toate obiectele nvecinate cu focarul, avndaerul necesar nc n cantitate suficient.

atorit diferenei de densitate i curenilor de convecie, gazele calde mai uoare se

acumuleaz sub tavan i ies din incint pe la partea superioar a deschiderilor, fiindnlocuite de un curent de aer rece care ptrunde prin partea inferioar. xist un anumitnivel n deschideri'planul neutru'deasupra cruia gazele calde ies n permanen.

adiaia devine principalul factor al transferului de caldur, n principal prin stratulde gaze fierbini i fum acumulat sub tavan, propagnd incendiul i n zone maindeprtate de focar, prin nclzirea materialelor din aceste zone la temperatura deaprindere. /atura i finisajul pereilor joac un rol esenial datorit aportului suplimentarnsemnat de radiaie termic (radiaie reciproc ntre perei.

-emperaturile n diferite puncte ale incintei difer mult unele fa de altele n acelai

moment, suferind importante i rapide fluctuaii. 0aza de ardere poate evolua n mai multedirectii#

' ac aerul necesar arderii este n cantitate suficient, apare fenomenul de flash-over (termen anglosaxon intraductibil, preluat ca atare n literatura de specialitateeuropean.

0lash'over este un fenomen care nu are loc instantaneu, n care se instaleaz bruscarderea generalizat a tuturor suprafeelor combustibile din incint. *a urmare, scade

brusc cantitatea de comburant (oxigenul din aer, iar procentul de oxid de carbon atingevaloarea maxim (pn la 123 fiind momentul cel mai periculos al interveniei pentru

pompieri.0enomenul de flash'over este caracterizat i prin creterea rapid, exponenial atemperaturii i printr'o masiv i rapid generare de fum, mai ales cnd finisajul pereiloreste combustibil.

' ac incinta este nchis, cantitatea de aer necesar arderii devine n timpinsuficient. ezult o ncetinire, apoi o regresie n dezvoltarea focului, care poate s sesting spontan. !cest fenomen este posibil i n cazul unei deprtri relativ mari ntremasele combustibile, transferul de caldur prin conducie nemaifiind posibil.

' ac n situaia de regresie a incendiului, are loc o admisie brusc de aer (prinspargerea geamului, deschiderea uii, sprturi sub planul neutru s.a. are loc o admisie

brusc de aer proaspat i se produce fenomenul de backdraft(termen intraductibil care aremanifestri similare celui de flash'over# creterea brusc a suprafeelor n combustie, nntreaga incint, cu reducerea procentului de oxigen i creterea celui de oxid de carbon,creterea rapid a temperaturii, masiv generare de fum.

faza de incendiu generalizatup producerea fenomenului de flash'over (sau, mult mai rar, bac4draft arderea se

generalizeaz n ntreaga incint. -emperaturile se uniformizeaz spre valori maxime,transferul de cldur prin radiaie devenind net preponderent. )n cursul acestei faze,structurile de rezisten sunt cele mai afectate de incendiu# se fisureaz i se disloc

pereii, se lrgesc deschiderile s.a., avnd ca urmare propagarea incendiului n incintelealturate i apoi n ntreaga cldire.

7/24/2019 Tema Nr.5.Incendiul Si Evolutia Sa Procese de Ardere Si de Oxidare

3/7

egimul de ardere se stabilizeaz i este condiionat fie de suprafaa materialelorcombustibile, fie de dimensiunile deschiderilor, deci de regimul admisiei aerului.

)n primul caz, viteza de ardere este limitat de mrimea suprafeei combustibilului,cnd aerul circul n exces, n raport cu suprafaa de contact dintre combustibil i aer(incendii ventilate' care sunt intense i de mic durat.

)n al doilea caz, cnd cantitatea de aer din incint este mai mic dect valoareacritic necesar combustiei (incendii neventilate viteza de ardere depinde de dimensiunile

deschiderilor (ferestrelor din incint./u numai suprafaa ferestrei influeneaz regimul arderii, dar i forma ei. 5

fereastr nalt asigur un aflux mai mare de aer dect una joas cu aceeai suprafa.faza de regresieIn cursul acestei faze, temperatura nceteaz s mai creasc, apoi ncepe s scad,

datorit epuizrii combustibilului, dar scderea nu este brusc, acionnd n continuaredistructiv asupra structurilor.

"entru fiecare faz pot fi formulate ecuaii de stare complexe ce caracterizeazfenomene specifice care delimiteaz clar aceste faze.

65789)! :) -;"!-8! )/*/)878). "58+7 !

voluia incendiului n spaiu nchis se produce ca n figura urmtoare.0ig.

7/24/2019 Tema Nr.5.Incendiul Si Evolutia Sa Procese de Ardere Si de Oxidare

4/7

corespunde unui incendiu de < h, cu creterea temperaturii astfel# @22A* dup 12 min&@@2A* dup C2 min& D12A* la < h.

)ncendiul convenional izbucnit n spatii deschise evolueaz aproape similar cu celn spaii nchise, prezentnd ns urmtoarele particulariti#

' se dezvolt de la nceput pe ntreaga suprafa a materialului cuprins de flcri&' mrimea flcrilor depinde de condiiile meteorologice i de aerodinamica

curenilor care converg ctre locul incendiului&

' produsele de ardere sunt bogate n particule de crbune.

"e timpul unui incendiu !e"lse pot distinge E faze#

7/24/2019 Tema Nr.5.Incendiul Si Evolutia Sa Procese de Ardere Si de Oxidare

5/7

1 *lasa G > incendiile de lichide combustibile mprite n subclase Gh ahidrocarburilor (benzina, motorina, ulei, iei, petrol etc. i n subclasa Gp a produselor

polare (alcool etilic, alcool metilic, acetona etc., precum i substane solide care se topescuor (ceara, parafina etc.. +e sting de regul cu spume, pulberi stingtoare, gaze inerte,abur, pulberi, produse organohalogenate i uneori cu ap pulverizat. )n cazul lichidelor

polare o eficien mai mare au spumele speciale de tipul ap uoar (light Hater,aerospumantul romnesc !!5 si altele. *oncomitent se asigur rcirea zonei incendiate

cu ap pulverizata ori sub form de pelicula (perdea. )n aceast clasa intra iechipamentele electrice la care arde ulei, dup scoaterea de sub tensiune, stingerearealizndu'se cu apa ori spume.

E *lasa * > incendiile de substane combustibile gazoase, cum sunt acetilena,hidrogenul, metanul, propanul, butanul, gazul de sonda etc., pentru stingerea crora sefolosesc pulberile stingtoare, gazele inerte, produsele organohalogenate si altele dublatede o rcire corespunztoare a elementelor instalaiilor i de ntreruperea accesului n zonade ardere a gazelor combustibile.

C *lasa > incendiile de substane care n contact cu apa sau cu soluii apoase

reacioneaz violent, punnd n libertate gaze periculoase, cum sunt carbidul (degajaacetilena, pulberea de aluminiu (elibereaz hidrogen, pentasulfura de fosfor, magneziul,sodiul, potasiu si altele pentru a cror stingere se folosesc pulberi speciale i gaze inerte.

c+ Cl"siic"!e" incendiil%! dup' %!m" l%! de m"niest"!e /n sp"iu#

7/24/2019 Tema Nr.5.Incendiul Si Evolutia Sa Procese de Ardere Si de Oxidare

6/7

mare de cldur din exterior, degajarea substanelor combustibilevolatile prin distilare seface mai ncet.

*el mai important efect fizic produs n urmaarderii estetemperatura care creste pemsur ce arderea se intensific. eseori, creterea temperaturii substanelor combustibiledetermin schimbarea strii de agregare a acestora. 0r aceste schimbri nu este posibilarderea. e aceea nainte de ardere corpurile solide se transform n stare lichid igazoas sau numai gazoas.

"rocesul de ardere pentru materialele i substanele combustibile solide, lichide sigazoase se desfoar la fel i se produce n Itrei fazeJ# oxidarea, aprinderea i arderea

propriu'zis.atorit oxidrii gazelor si vaporilor, cldura se acumuleaz n mod continuu, fapt

care conduce la mrirea vitezei reaciilor, la aprinderea materialului i apariia flcrilor.-emperatura de ardere se poate defini prin temperatura minim la care un

combustibil solid sau lichid arde pn la epuizare. -emperatura teoretic de arderecorespunde unei arderi fr pierderi de cldur n exterior i este mai ridicat decttemperatura real de ardere. -emperaturile de ardere pe timpul incendiilor sunt direct

influenate de puterea calorific a materialului combustibil care arde, de cantitatea decldur rmas n spaiul incendiat, precum i de modul cum se produce arderea.

Vite#" de "!de!e arderea substanelor i materialelor combustibile se producediferit& ea reprezint cantitatea de combustibil care se consum prin ardere n unitatea detimp i suprafa.

0ipu!i de "!de!e arderile pot fi clasificate din mai multe puncte de vedere.

a) Din punct de vedere al tipului de reacie se deosebesc arderi complete i arderi

incomplete.

A!de!e" c%mplet'se produce atunci cnd substana combustibil arde complet,existnd cantitatea suficient de oxigen pentru procesul de oxidare. *a produi de ardererezult bioxid de carbon, vapori de ap, bioxid de sulf, etc.

A!de!e" inc%mplet' are loc atunci cnd substana combustibil nu arde nntregime, datorit faptului c nu are la dispoziie ntreaga cantitate de oxigen. *a produseale arderii rezult oxid de carbon, alcool, vapori de ap i compui organici compleci.

b) Din punct de vedere al propagri flcrii, deci al vitezei de reacie se deosebesc

arderi uniforme, normale sau deflagraii i arderi rapide.

A!de!e" uni%!m' 1del"*!"i"+se propag cu vitez relativ redus (de la civacentimetri pe secund pn la un metru pe secund. !ceste arderi se caracterizeazprintr'o transmitere de cldur i prin centrii activi, din aproape n aproape, ceea ceasigur o propagare destul de uniform. !rderile uniforme au loc, n general, n spaiideschise, unde accesul oxigenului spre zona de ardere se face n mod constant.

A!de!e" !"pid' 1det%n"i"+se produce, n general, n spaii nchise, se dezvolt cuviteze supersonice (C 4m%s, propagarea flcrilor fiind nsoit de o und decompresiune care nainteaz, n funcie de substana care arde cu aceeai vitez pedistan pn la < m, ca apoi datorit arderii i dilatrii produselor de ardere, propagareaei s se accelereze.

7/24/2019 Tema Nr.5.Incendiul Si Evolutia Sa Procese de Ardere Si de Oxidare

7/7

c) Din punct de vedere al posibilitilor de percepere, arderile se pot clasifica n

2 "!de!e cu l"c'!'care este combustie n faza gazoas cu emisie de lumin. stecea mai des ntlnit&

2 "!de!e" cu inc"ndescen'> combustie fr flacr a unui material combustibil,cu emisie de lumin vizibil la suprafaa acestuia&

2 "!de!e" m%cnit'> combustia unui material fr emisie de lumin vizibil adeseapus n eviden de fum i de creterea temperaturii.

ste bine s fie reinut faptul c arderile au loc numai n faza gazoas, indiferentdac substanele i materialele combustibile, sunt solide, lichide sau gazoase.

Oxid"!e"5xidarea este un fenomen chimic i constituie o reacie n care o substan se

combin cu oxigenul sau cedeaz hidrogen. +e cunosc, de exemplu, oxidri lente, oxidribiochimice, oxidri chimicei oxidri electrolitice.

Oxid"!e" lent'este o combinare a unei substane cu oxigenul care se produce latemperatura ambiant sau mai joas, fr dezvoltare de lumin i aparent dezvoltare de

cldur *ldura dezvoltat fiind cedat treptat mediul exterior, temperatura se meninepractic constant (exemplu ruginirea fierului, putrezirea lemnului, respiraia fiinelor,oxidarea unor metale etc.

Oxid"!e" &i%c(imic'se refer la oxidarea grsimilor, proteinelor i a hidrailor decarbon provenii din alimente. 5xidarea biochimic se folosete i la scar industrial.

Oxid"!e" c(imic' are domeniul de aplicare la protecia fierului i oelului, amagneziului, a cuprului i aliajelor lui. 5xidarea chimic, este o oxidare de protecie lametalele feroase i la cupru i este de cele mai multe ori o brunare.

Oxid"!e" elect!%litic'se aplic de obicei, la protecia aluminiului i a aliajelor lui.