Efectele focului

I. Noţiuni fundamentale. Caldura

Focul , una din cele mai vechi descoperiri ale omului, elementul care a însoţit necontenit progresul umanităţii, devine deseori un factor de distrugere, aducător de nenorociri. Pentru a putea preveni si combate cu succes dezlănţuirea forţelor potrivnice, este necesar să fie cunoscute o serie de noţiuni şi manifestări, caracteristice proceselor termice.
Spre deosebire de alte domenii ale fizicii care sunt mai puţin accesibile, fenomenele legate de căldură sunt uşor sesizabile, ele constituind o prezenţă cotidiană în viaţa omului. Chiar dacă nu se intuieşte cu exactitate sensul lor fizic, noţiunile de căldură, temperatura,fierbere,etc. intră în vocabularul uzual,fiind folosite destul de corect de majoritatea oamenilor.
Se impune însă o sistematizare a cunostinţelor deja existente şi, în acelaşi timp, completarea acestora cu altele noi pentru a facilita înţelegerea fenomenelor fizice care însoţesc incendiul.
Căldura este o formă de energie, o manifestare a stării de agitatie mecanică a moleculelor şi atomilor unui corp.
În mod absolut nu putem sesiza cu simţurile noastre existenţa cantitativă a acestei forme de energie, dar ne putem da seama de efectul ei în mod relativ, prin variaţia temperaturii unui corp.
Noţiunile “cald” şi “rece” ne sunt familiare şi prin urmare, se poate construi un sistem logic de cunoştinţe pornind de la anumite elemente concrete legate de aceste notiuni.
Studiul căldurii şi al trnsformărilor sale a început printr-o observaţie atentă asupra naturii. Astfel, oamenii au putut constata că topirea unei bucăti de gheaţă se produce întotdeauna la o aceeaşi stare termică, adica este tot atât de cald sau tot atât de rece ori de câte ori se topesc gheţurile. Aceeaşi obsrvaţie este valabilă şi la fierberea apei.

II. Producerea căldurii şi măsurarea ei

Pentru activitatea de prevenire a incendiilor este foarte important să fie cunoscute principalele moduri de producere a căldurii şi, în special, condiţiile de acumulare a energiei termice, factorul de bază in crearea unui focar de incendiu.
Distingem mai multe categorii de fenomene care pot favoriza aparitia unei concentrări de energie termică:
• Reacţiile termice exoterme, având ca exponent principal reacţiile de ardere (de oxidare),constituie cea mai frecventă cale de producere a căldurii şi impliucit cea mai răspândită cauză de incendiu. Putem diferenţia reacţii exotermice lente în care acumularea de căldură se produce într-un timp îndelungat sua reaţii violente cu puternică degajare de căldură şi lumină într-un interval foarte scurt.
• Trecerea curentului electric prin rezistenţe este însoţită de apariţia unei anumite cantităţi de căldură a cărei valoare depinde de caracteristicile circuitului şi ale curentului. Efectul caloric al curentului electric ests tratat în mod detaliat în partea a II-a.
• Transformarea lucrului mecanic prin frecare ests însoţită de asemenea de degajarea unei cantităţi de căldură direct proporţională cu forţa de frecare, cu timpul şi cu viteza relativă a suprafeţelor în contact. Acest fenomen se află la originea a numeroase incendii izbucnite la transmisiile cu curele, la lagăre de alunecare sau la diverse instalaţii unde se freacă piese din materiale combustibile.
• Răcirea unui corp cald, care se face prin cedare de căldură , poate duce la crearea unui focar de incendiu în vecinătatea , în masa unor materiale a căror temperatură de aprindere este inferioară temperaturii corpului care se răceşte. Spre exemplu,o piesă scoasă de la forjă, având temperatura de câteva sute de grade, poate provoca aprinderea unui combustibil peste care piesa ar fi aruncată.
• Răcirea solară, consecinţă a unor puternice reactii termonucleare, constituie cea mai importantă sursă de căldură , la scara sistemului solar. În anumite condiţii radiaţia solară poate determina aparitia unui incendiu.
O serie de alte fenomene fizice , cum ar fi condensarea şi solidificarea, sunt însoţite de eliberarea unei cantităţi importante de căldură ,dar acestea nu prezintă importanţă din punct de vedere al protectiei contra incendiilor.
Pericolul de incendiu apare atunci când există o puternică degajare de căldură , într-un timp scurt şi intr-un volum restrâns , fapt care nu permite răspândirea ei în spaţiul înconjurător , favorizâmd crearea unor puncte calde, cu potenţial termic ridicat, care pot provoca aprinderea substanţelor.


III. Notiunea de foc sau incendiu

Din cele mai vechi timpuri, focul a fost un ajutor neprecupeţit al omului , slujindu-i în cele mai diferite activităţi desfăşurate de acesta. Şi în prezent, în epoca modernă,deşi sunt cunoscute numeroase alte sure de energie, arderea combustibililor solizi, lichizi sau gazoşi, în scopuri tehnologice sau netehnologice deţine , încă, o pondere însemnată.
Focul este o combustie caracterizată prin emisie de căldură însoţită de fum şi de flacără.
În trecut,cauzele aparitiei unui incendiu erau legate, în principal de nesupravegherea unui foc aprins sau de acţiunea unor fenomene atmosferice , astăzi , însă, aceste cauze s-au diversificat intr-o mare măsură. Neglijenţa oamenilor, jocul copiilor cu focul sau cu chibriturile, folosirea necorespunzătoare a flăcărilor şi corpurilor incandescente (chibrit,lampa de lipit, flacăra oxiacetilenică, ţigara) , utilizarea coşurilor defecte ale sobelor, radiatoarelor electrice, conductori supraîncălziţi,radiaţiile luminoase şi solare, scurtcircuitele,trăsnetele,exploziile,autoaprinderile,reacţiile chimice-iată câteva din cauzele care dua naştere la incendii şi produc anual, pe întreg glob,ierderi de vieţi omeneşti şi pagube materiale enorme.
Incendiul poate fi definit ca o combustie rapidă , ce se propagă , fără control , în timp şi spaţiu şi care pune în pericol oameni şi bunuri materiale.
Incendiul este deci o însumare de procese fizice şi chimice, care se amplifică şi devin mai complexe pe măsură ce înaintează în timp. Principalul fenomen întâlnit este arderea unor materiale combustibile,însoţită de degajarea unei cantităţi mari de căldură. Căldura produsă încălzeşte aerul din zona arderii, pregăteşte materialele combustibile pentru combustie şi se acumulează în materialele incombustibile (elemente de construcţii, instalaţii tehnologice) . aceste efecte conduc la accelerarea procesului de ardere şi, implicit,la ridicarea pagubelor , prin deformarea şi distrugerea materialelor incombustibile.