São frequentes os casos de incêndios em caldeiras elétricas, lâmpadas incandescentes, fluorescentes e de mercúrio de alta pressão. A temperatura na superfície externa das lâmpadas incandescentes atinge, dependendo da potência: 40 W - 145 0 C, 75 W - 250 0 C, 100 W - 290 0 C, 200 W - 330 0 C. Além disso, o fator determinante a possibilidade de ignição de material combustível sob a influência calor é a distância de sua superfície à fonte de radiação.

As lâmpadas fluorescentes são fonte de ignição devido a mau funcionamento dos equipamentos de partida e controle, superaquecimento dos elementos operacionais da lâmpada (acelerador, motor de partida) devido à violação dos requisitos de instalação das lâmpadas.

Causas de incêndios associados à combustão espontânea
substâncias e materiais

A combustão espontânea é uma causa bastante comum de incêndios, apesar de apenas alguns materiais e substâncias serem propensos à combustão espontânea e em graus variados.

A combustão espontânea é um aumento acentuado na taxa de processos exotérmicos em uma substância, levando ao surgimento de uma fonte de combustão.

Os casos mais conhecidos de combustão espontânea de óleos vegetais, óleo de peixe, turfa, carvão e fuligem recém-preparados, alguns tipos de carvão fóssil, sulfetos de ferro e produtos de origem vegetal pouco secos.

A combustão espontânea ocorre durante o seu armazenamento e utilização, durante o transporte, bem como nos casos em que os materiais são propensos a isso (por exemplo, turfa e carvão) e estão localizados em estruturas de edifícios.

O estudo de um incêndio resultante de combustão espontânea requer certo conhecimento da teoria da combustão espontânea, bem como habilidades forenses na condução de experimentos relevantes. Os tipos de combustão espontânea são geralmente classificados de acordo com o tipo de impulso inicial (térmico, microbiológico e químico). Por motivo, os incêndios de combustão espontânea são divididos em grupos principais:

1. Combustão química espontânea de substâncias e materiais.

2. Combustão espontânea microbiológica de substâncias e materiais.

3. Combustão térmica espontânea de substâncias e materiais:

Combustão térmica espontânea de elementos estruturais de edifícios na ausência ou insuficiência de cortes, deslocamentos, distâncias entre dispositivos de aquecimento;

Combustão térmica espontânea de substâncias e materiais localizados em uma sala e nas proximidades de dispositivos de aquecimento aquecidos e peças de equipamentos tecnológicos.

A combustão química espontânea ocorre como resultado da ação do oxigênio, da água ou da interação direta de outras substâncias sobre as substâncias.

A combustão espontânea microbiológica ocorre quando, com umidade e temperatura adequadas nos produtos vegetais, a atividade vital dos microrganismos é ativada, enquanto a temperatura aumenta e as formas dos microrganismos mudam. A 75 0 C, os microrganismos morrem, mas já a 60-70 0 C ocorre a oxidação e carbonização de alguns compostos orgânicos inflamáveis ​​​​com a formação de carvões finamente porosos. Devido à adsorção do oxigênio atmosférico, esses carvões são aquecidos à temperatura de decomposição e oxidação ativa dos compostos orgânicos, o que leva à ignição.

A combustão térmica espontânea ocorre como resultado da ação prolongada de uma fonte de calor sobre substâncias e materiais nos quais ocorrem alterações que, por decomposição, adsorção ou processos oxidativos, provocam autoaquecimento. Portanto, a combustão espontânea ocorre na presença de condições favoráveis ​​ao processo de oxidação e acúmulo de calor. Isso só é possível em certas áreas, em que a combustão espontânea tem um caráter focal.

Incêndios causados ​​pela concentração da luz solar

À medida que o comprimento da cadeia de hidrocarbonetos em séries homólogas aumenta, a temperatura de autoignição diminui.

A este respeito, surge um problema: por um lado, a temperatura de autoignição depende fortemente de muitos fatores, por outro lado, ainda é necessário analisar de alguma forma o risco de incêndio de processos, aparelhos ou tecnologias com circulação de gás ou líquidos gasosos e fornecer medidas preventivas.

Para eliminar este ponto negativo, em nosso país e no exterior, são estabelecidas por lei condições de testes idênticas para todos os laboratórios, registradas em GOST 12.1.044. Deve-se notar que esta técnica é universal e é usada para determinar a temperatura de autoignição de gases, líquidos e substâncias combustíveis sólidas.

A essência do método para determinar a temperatura de autoignição consiste em introduzir uma determinada massa de uma substância em um volume aquecido e avaliar os resultados do teste. Alterando a temperatura de teste, encontre seu valor mínimo no qual ocorre a ignição espontânea da substância.

4. O mecanismo do processo de combustão térmica espontânea de substâncias

Todos sabemos que os incêndios nas turfeiras, as explosões nas minas de carvão, etc., causam grandes problemas. A dificuldade em preveni-los reside no fato de que muitas vezes os incêndios ocorrem sem fontes externas de ignição. Isto também inclui incêndios em palheiros, celeiros e muito, muito mais.

Em alguns casos, a combustão de materiais combustíveis sólidos pode ocorrer devido ao autoaquecimento, que é causado por processos físicos, químicos e biológicos que ocorrem em substâncias em temperaturas baixas (até 70 ° C) (oxidação, decomposição, adsorção, condensação, vital atividade de microrganismos, etc.). Este processo é chamado combustão espontânea.

Combustão espontânea- um aumento acentuado na taxa de processos exotérmicos em uma substância, levando ao surgimento de uma fonte de combustão.

A combustão espontânea de substâncias e materiais costuma causar incêndios em instalações industriais.

A separação das substâncias espontaneamente combustíveis de todas as substâncias inflamáveis ​​​​é explicada pelo seu perigo acrescido em comparação com outras substâncias inflamáveis ​​​​e pela necessidade de medidas preventivas adicionais, pelo que é dada especial atenção ao estudo destes processos.

Todas as substâncias inflamáveis ​​​​que entram em contato com o ar começam a oxidar em determinadas temperaturas. Este processo é acompanhado pela liberação de calor. Em alguns casos, a remoção do calor gerado é bastante limitada e, em uma certa proporção entre as taxas de liberação e remoção de calor, é possível o autoaquecimento do material combustível.

O autoaquecimento de algumas substâncias pode ocorrer não apenas como resultado da oxidação, mas também de outras reações exotérmicas (decomposição), bem como de uma série de fenômenos físicos e biológicos.

O autoaquecimento de substâncias pode ocorrer pelos seguintes motivos:

a) a ocorrência de reações químicas exotérmicas

b) processos biológicos de microrganismos (bactérias, células vegetais, etc.)

c) processos físicos com liberação de calor, adsorção e condensação.

Sob certas condições, o processo de autoaquecimento pode levar à combustão, semelhante ao fenômeno da autoignição.

A diferença entre combustão espontânea e combustão espontânea é a seguinte:

1. A combustão espontânea ocorre em substâncias sólidas e condensadas, enquanto a combustão espontânea ocorre em sistemas gás-vapor-ar.

2. Os processos de autoaquecimento durante a combustão espontânea começam em temperaturas “baixas” (até 70°C), e a autoignição ocorre em temperaturas relativamente altas (mais de 150°C)

3. A combustão espontânea passa por um estágio de combustão lenta.

4. Com combustão espontânea, o período de indução pode demorar muito, mas com combustão espontânea - segundos

Um grande número de substâncias e materiais são propensos à combustão espontânea. Eles são divididos em três grupos:

1. substâncias que se inflamam espontaneamente no ar. Este grupo inclui substâncias: óleos, gorduras, fósforo branco, pós metálicos, sulfetos de ferro, combustíveis fósseis, produtos vegetais.

2. substâncias que se inflamam espontaneamente quando expostas à água. Este grupo inclui substâncias: metais alcalinos, hidretos de metais alcalinos, carbonetos de metais alcalinos, carboneto de cálcio, óxido de cálcio, peróxidos, silicietos e hidrossulfito de sódio.

3. Misturas espontaneamente combustíveis. Na composição dessas misturas, os componentes obrigatórios são um agente oxidante e uma substância combustível. Agentes oxidantes: oxigênio comprimido, cloro, bromo, flúor, ácido nítrico, peróxido de sódio e bário, permanganato de potássio, anidrido crômico, nitrato, cloratos, percloratos e alvejantes. Substâncias combustíveis: açúcar, enxofre, glicerina, álcoois, etc.

A teoria moderna da combustão térmica espontânea de substâncias e materiais é baseada na ideia de “pontos quentes” errantes que se formam de acordo com certos padrões. Imaginemos um sistema disperso de tamanho limitado (fardos de algodão, fardos de farinha de peixe, etc.). O sistema e o ambiente têm uma temperatura T o, e dentro dele formou-se uma pequena zona na qual se iniciaram os processos oxidativos.

Esquema da ocorrência de um “ponto quente”

Com a oxidação, começou a ser liberado calor, que se espalha em todas as direções (não levaremos em consideração a convecção). A temperatura na zona de reação aumentará gradativamente e atingirá valores nos quais se iniciam os processos de destruição térmica do material sólido com a liberação dos produtos de decomposição. Este último irá condensar e adsorver na superfície da substância. Um pré-requisito para tal processo é a presença de oxigênio e uma superfície desenvolvida da substância combustível. Quanto maior a dispersão do material, maior sua área superficial específica e, portanto, maior a taxa de processos de oxidação, decomposição, condensação e adsorção, como resultado dos quais o calor é liberado e acumulado no interior do material:

q + = q р + q destr + q cond + q anúncios,

onde q + é o efeito térmico das reações de oxidação;

q destr - efeito térmico das reações de destruição térmica;

q cond - calor de condensação dos produtos de decomposição;

q ad c é o calor de adsorção dos produtos da reação.

Se a taxa de remoção de calor for inferior à taxa de liberação de calor na zona de reação, então começará o processo de autoaquecimento dentro do volume da substância. Com o aumento da temperatura, este processo irá acelerar devido ao aumento na taxa de reações e na intensidade da liberação de calor. Se houver oxigênio suficiente na zona de reação e a remoção de calor para o ambiente for difícil, então o processo contínuo de autoaquecimento pode passar para um estágio qualitativamente novo - a combustão espontânea. Os processos de autoaquecimento e combustão espontânea desenvolvem-se, via de regra, na região de difusão, e sua velocidade depende da taxa de entrada (difusão) do oxigênio de fora para a zona de reação. Substâncias porosas e fibrosas facilmente oxidantes e materiais que contêm um grande suprimento de oxigênio molecular são suscetíveis à combustão espontânea.

A estrutura dos materiais combustíveis é heterogênea em volume: diferentes densidades de embalagem, densidades, umidade, etc. Isto leva ao fato de que em um grande volume de material a zona de reação se moverá em diferentes velocidades e em diferentes direções. Na parte onde é retirado menos calor, a temperatura será mais elevada. Esta seção será como um centro térmico móvel da zona de reação, sua "ponto quente" errante. A temperatura máxima será observada na parte mais profunda do material.

O período inicial de combustão espontânea é muitas vezes invisível do lado de fora, uma vez que os produtos da destruição termo-oxidativa são completamente adsorvidos no interior da substância. Via de regra, vários “pontos quentes” aparecem simultaneamente no volume do material, que, à medida que o processo se desenvolve, se fundem entre si para formar queimaduras cegas que não se comunicam com a superfície da substância. o estudo de um incêndio é um sinal inequívoco de sua ocorrência como resultado de combustão espontânea.

Os pontos quentes em alguns materiais vegetais são causados ​​por processos microbiológicos. Em substâncias orgânicas como grãos, lã, farinha de peixe, feno, turfa, etc., devido à atividade de microrganismos o calor é liberado e acumulado no volume do material. Quando a temperatura atinge 60-70 °C, os microrganismos morrem. Porém, a essa altura, “pontos quentes” errantes já se formaram e o processo de combustão térmica espontânea começa.

A análise da expressão acima mostra que as condições de combustão espontânea dependem da natureza química do material, de sua forma e massa, e das condições iniciais e de contorno de troca de calor com o meio ambiente. Cada material a granel ou fibroso tem suas próprias condições críticas para combustão espontânea. Não existem métodos computacionais para a sua determinação, embora tenha sido acumulado uma grande quantidade de material experimental, com base no qual estão sendo desenvolvidas medidas para prevenir incêndios por combustão espontânea. Para tal, é necessário, em primeiro lugar, o conhecimento dos parâmetros de risco de incêndio de substâncias e materiais nas condições específicas do seu processamento, armazenamento e transporte. Esses parâmetros incluem temperatura de autoaquecimento, temperatura de combustão lenta e condições térmicas de combustão espontânea. Esses parâmetros são determinados usando métodos experimentais especiais estabelecidos em GOST 12.1.044.

Temperatura de autoaquecimento - esta é a temperatura a partir da qual ocorrem processos praticamente discerníveis de oxidação, decomposição, etc. em uma substância ou material localizado em uma atmosfera de ar. A temperatura de autoaquecimento é a temperatura mais baixa de uma substância na qual o aquecimento pode potencialmente levar à combustão espontânea. Uma temperatura segura para aquecimento prolongado de uma substância é considerada uma temperatura não superior a 90% da temperatura de autoaquecimento.

Temperatura de combustão lenta durante a combustão espontânea - Esta é a temperatura de um sólido na qual ocorre um aumento acentuado na taxa de reações exotérmicas de oxidação dos produtos de decomposição sólida, levando ao aparecimento de um centro fumegante.

Condições para combustão espontânea térmica - Esta é uma relação revelada experimentalmente entre a temperatura ambiente, a massa da substância e o tempo até a sua combustão espontânea. A metodologia de teste permite obter expressões analíticas bastante confiáveis ​​e práticas para as condições críticas de combustão térmica espontânea t c = f(S) e t c = f(r) em pequenas amostras (S.N. Taubkin e V.T. Monakhov). A amostra é colocada em cestos de malha cúbica com comprimento de borda de 35 a 200 mm (seis tamanhos no total), aquecida em termostato de ar em condições isotérmicas, e para cada tamanho é determinada a temperatura mínima na qual a amostra entra em ignição espontânea. Com base nos resultados dos testes, são traçados gráficos da dependência do logaritmo da temperatura de combustão espontânea no logaritmo da área superficial específica do cesto, bem como no logaritmo do tempo antes da combustão espontânea (Fig. 2.2 ). As retas obtidas nos gráficos são aproximadas na forma de equações:

log Т c = А р + n р ×log S (1) condições térmicas

log T c = A s + n s ×lg t (2) combustão espontânea,

onde A r, A s, n r, n s são coeficientes determinados a partir dos gráficos da Fig. Essas equações facilitam o cálculo do tempo e da temperatura de combustão espontânea de substâncias em recipientes, despejadas em pilhas, empilhadas, etc.

Gráficos de temperatura Tc versus específica

superfície S e do tempo t até a combustão espontânea da amostra

No entanto, há o processo de ignição de materiais sem fonte de ignição, ou seja, em sifogo, que pode ser dos seguintes tipos: térmico, químico E microbiológico.

Térmico a combustão espontânea se expressa no acúmulo de calor pelo material, durante o qual ocorre o autoaquecimento do material. A temperatura de autoaquecimento de uma substância ou material é um indicador do seu risco de incêndio™. Para a maioria dos materiais combustíveis este indicador varia de 80 a 150°C. Longa combustão antes do início do fogo

a combustão é um personagem distintivoestabilidade dos processos térmicos de combustão espontânea, que são detectados pelo cheiro duradouro e persistente de material em combustão lenta.

Químico a combustão espontânea manifesta-se imediatamente na combustão flamejante, típica quando substâncias orgânicas se combinam com ácidos, óleos vegetais e industriais. Óleos e gorduras, por sua vez, são capazes de combustão espontânea em ambiente de oxigênio.

Na prática, os processos combinados de combustão espontânea ocorrem com mais frequência: térmicoe químico.

Dinâmica do fogo

Avaliando a dinâmica do desenvolvimento do fogo, podemos distinguir várias das suas fases principais:

1ª fase (até 10 minL - Estado inicial, inclui a transição de fogo para fogo em aproximadamente 1-3 minutos. e crescimento da zona de combustão durante 5-6 minutos. Neste caso, ocorre uma propagação predominantemente linear do fogo ao longo de substâncias e materiais inflamáveis, que é acompanhada por abundante emissão de fumaça. Nesta fase é muito importante garantir que a divisão está isolada do ar exterior, pois... em alguns casos, o incêndio se autoextingue em uma sala lacrada.

2ª fase - estágio de desenvolvimento volumétrico do corpora, leva 30 ^ 40 minutos. É caracterizado por um processo de combustão violento com transição para a combustão volumétrica, o processo de propagação da chama ocorre remotamente devido à transferência de energia de combustão para outros materiais.

Após 15-20 minutos. o vidro é destruído, o fluxo de oxigênio aumenta acentuadamente, a temperatura (até 800-900°C) e a taxa de queima atingem valores máximos. A estabilização do fogo em seus valores máximos ocorre dentro de 20 a 25 minutos. e continua por mais 20-30 minutos. Neste caso, a maior parte dos materiais combustíveis queima.

3ª fase - estágio de extinção de incêndio aqueles. pós-combustão na forma de combustão lenta, após a qual o fogo cessa.

Analisando a dinâmica do desenvolvimento do fogo, a OMScertas conclusões podem ser tiradas:

1. Os sistemas técnicos de segurança contra incêndio (alarmes e extinção automática de incêndio) devem funcionar até atingir a intensidade máxima de queima, ou melhor ainda -

na fase inicial do incêndio. Isso permitirá que o chefe da instituição de ensino tenha tempo para organizar medidas de proteção às pessoas.

2. Os bombeiros geralmente chegam dentro de 10 a 15 minutos. após a chamada, ou seja, em 15-20 minutos. após a ocorrência de um incêndio, quando este assume forma tridimensional e intensidade máxima.

Agentes extintores de incêndio

Existe uma classificação dos incêndios de acordo com as características do meio inflamável, e tem importante significado prático na escolha dos tipos de agentes extintores primários:

Classe A- combustão de sólidos (madeira, papel, têxteis, plásticos);

Classe B- combustão de substâncias líquidas;

Classe C- combustão de gases;

Aula D - combustão de metais e substâncias contendo metais;

Classe E- queima de instalações elétricas.

As classes designadas de incêndios sugerem formas adequadas de extingui-los. Por exemplo, em edifícios e estruturas são utilizados agentes extintores de incêndio.

A interrupção da combustão (método de extinção) é realizada com base nos seguintes princípios bem conhecidos:

"- resfriamento de substâncias reagentes;

»-» isolamento de substâncias reagentes da zona de combustão;

»-* diluição de substâncias reagentes a concentrações não inflamáveis;

"-" inibição química da reação de combustão.

Na prática, os princípios indicados de cessação da combustão são geralmente implementados de forma abrangente.

Ao extinguir um incêndio, podemos distinguir condicionalmente os períodos de sua localização e liquidação.

Um incêndio é considerado localizado quando:

Não há ameaça para pessoas e animais;

Não há ameaça de explosões ou colapso;

O desenvolvimento do fogo é limitado;

Está assegurada a possibilidade da sua eliminação com recurso às forças e meios disponíveis.

O incêndio é considerado extinto quando:

A combustão parou;

A prevenção de sua ocorrência é garantida.

Os funcionários das instituições de ensino precisam conhecer esses sinais de localização e extinção de incêndio para tomar as decisões corretas em caso de incêndio.

Aos principais agentes extintores de incêndiorelacionar:

Água e suas soluções;

Espumas químicas e aeromecânicas;

Água e suas soluções tem sido mais utilizado devido à sua disponibilidade, baixo custo e eficiência com o princípio dominante de resfriamento para interromper a combustão. Mas você deve ter em mente que não pode:

■* extinguir instalações elétricas sob tensão com água;

■" usar água para extinguir produtos petrolíferos em chamas;

** use água ao extinguir produtos químicos que reagem com ela.

No entanto, a água tem uma tensão superficial elevada, por isso não molha bem os sólidos, especialmente os fibrosos. Esta propriedade da água deve ser levada em consideração ao utilizar o abastecimento interno de água contra incêndio durante um incêndio em instituições de ensino. Para reduzir as desvantagens da água como principal agente extintor de incêndio, vários aditivos são adicionados a ela.

Compostos extintores de incêndio em pó possuem um mecanismo diversificado de terminação de combustão, alta eficiência e são capazes de interromper a combustão de quase qualquer classe. Isso determina seu uso generalizado em extintores de incêndio. Mas eles têm tendência a endurecer, por isso requerem agitação periódica como parte dos extintores de incêndio. Também pode ser usado para extinguir instalações elétricas sob tensão.

Dióxido carbono (CO 2) - sua fração sólida, quando utilizada em extintores, transforma-se imediatamente em gás, contornando a fase líquida. Implementa vários mecanismos de terminação de combustão e é muito eficaz. É recomendado para extinção de instalações elétricas sob tensão, embora seja capaz de interromper a combustão de quase todos os materiais inflamáveis, com exceção do sódio e potássio metálicos, magnésio e suas ligas.

Os agentes extintores listados são os principais quando utilizados em instituições de ensino, embora os bombeiros utilizem amplamente diversas espumas com propriedades únicas.

O problema de determinar a quantidade necessáriaqualidade dos agentes primários de extinção de incêndiocem, mas você precisa manter algumas coisas em mentede pé.

O equipamento de equipamentos tecnológicos com extintores de incêndio é realizado de acordo com os requisitos dos passaportes para estes equipamentos ou as normas de segurança contra incêndio pertinentes.

Recomenda-se selecionar o tipo e calcular o número necessário de extintores de incêndio em função da capacidade de extinção de incêndio, da área máxima das instalações e da classe de incêndio das substâncias inflamáveis.

Em edifícios e estruturas públicas, devem existir pelo menos dois extintores manuais em cada andar.

Se existirem várias instalações pequenas da mesma categoria de risco de incêndio, o número de extintores necessários é determinado tendo em conta a área total dessas instalações.

Assim, “Regras de Segurança contra Incêndios na Federação Russa” PPB 01-03 recomenda para edifícios públicos com área de 800 m2 o uso de quatro extintores de pó da marca OP-5, ou dois OP-10, ou quatro OU -2 ou dois OU-5. É preferível, em nossa opinião, utilizar extintores OP-5 como os mais eficazes em termos de áreas protegidas, com colocação adicional de extintores OU-2 (OU-5) nas aulas de informática, ou seja, onde. Existem instalações elétricas energizadas. Esta abordagem não reduz as recomendações das “Regras de Segurança contra Incêndios na Federação Russa”, mas apenas as fortalece, com base nas características das instituições de ensino.

Combustão espontânea: 1) aumento acentuado na taxa de processos exotérmicos na substância, levando ao surgimento de um incêndio; 2) banhos de sol sem externo, ocorrendo como resultado de processos exotérmicos auto-iniciados. A peculiaridade da combustão espontânea é que ela ocorre como resultado oxidação a temperaturas relativamente baixas (ver Temperatura de autoignição) em ambientes que são substâncias e materiais finamente dispersos. As condições mais importantes para a combustão espontânea são a capacidade das substâncias de passarem pelos processos indicados e o acúmulo de energia liberada, o que é mais típico de materiais a granel quando acumulados em grandes volumes (ver. Tendência à combustão espontânea). O processo de surgimento queimando a combustão espontânea é precedida por um estágio lento auto aquecimento. A combustão espontânea ocorre onde o processo de autoaquecimento proporciona um aumento da temperatura até um determinado valor crítico. Diferença significativa no processo de bronzeamento e combustão espontânea consiste em diferentes períodos de indução: durante a combustão este período é calculado em segundos e minutos, e durante a combustão espontânea - horas e até dias e meses. Dependendo da fonte de autoaquecimento, os processos de combustão espontânea são divididos em microbiológicos, térmicos e químicos. A combustão espontânea microbiológica é característica de materiais orgânicos dispersos e fibrosos, dentro dos quais é possível a atividade vital de bactérias e microrganismos, acompanhada de manifestações exotérmicas. A combustão espontânea é promovida por: aumento da umidade dos materiais; teor de óleo; contaminação com corpos estranhos; porosidade permitindo difusão oxigênio ao acúmulo de substâncias e materiais dispersos e alta capacidade de sorção de produtos de decomposição térmica e termo-oxidativa, catalisando o processo de autoaquecimento e combustão espontânea. Quando a temperatura muda no volume do material, geralmente são registrados 2 máximos de temperatura, separados um do outro por um período de tempo. O primeiro máximo ocorre no intervalo de um dia a uma semana a partir do início do surto e atinge a temperatura de 40-45°C. Nesta faixa de temperatura, a liberação de calor ocorre devido à atividade vital da microflora, que não consegue existir em temperaturas acima de 45 °C. O segundo máximo, atingindo 75-85 °C, ocorre devido ao desenvolvimento de bactérias termofílicas. O processo de liberação de calor é influenciado principalmente por 2 fatores - o tamanho da população de microrganismos (o tamanho do centro de autoaquecimento) e a temperatura máxima na qual eles podem existir. Uma fonte adicional de calor nos materiais vegetais é a sua respiração (por exemplo, o rápido aumento da temperatura em pequenas pilhas de grama recém-cortada ou na formação de palheiros). Os materiais dispersos têm um limite claro de contato com o meio ambiente. Ao longo desta fronteira, o ar penetra entre as partículas na massa do material e é adsorvido nos poros das partículas ou fibras. A presença de uma superfície desenvolvida de um material sólido com oxigênio do ar adsorvido é uma das condições para a combustão térmica espontânea, à qual são mais propensos materiais com alta porosidade e estrutura que garantem a penetração do oxigênio na zona de reação. A tendência à combustão espontânea aumenta com o aumento da capacidade de adsorção do material. Como o produto intermediário na combustão espontânea da maioria dos materiais orgânicos é o carvão, os padrões de sua combustão espontânea têm um impacto significativo no processo como um todo. Neste caso, um papel significativo na combustão espontânea do carvão é desempenhado pela sua capacidade de absorver vapor e umidade na fase inicial do processo, o que ocorre com efeito exotérmico. Quanto maior o volume do material disperso, melhores serão as condições para acúmulo de calor nele e maior será a probabilidade de isso acontecer. ignição . Com o aumento da porosidade das partículas e da porosidade da camada (densidade inicial), a transferência de oxigênio para a superfície interfacial na zona de reação de oxidação melhora. Isso contribui para um autoaquecimento mais intenso do material, pois a condutividade térmica da mistura de partículas com o ar diminui e a taxa de aquecimento aumenta devido à diminuição da capacidade térmica por unidade de volume do material. Pelo contrário, a compactação da camada de partículas promove a remoção de calor da zona de reação devido ao seu aumento condutividade térmica. A umidade desempenha um papel importante no processo de autoaquecimento e combustão espontânea de substâncias e materiais. A combustão térmica espontânea é caracterizada pelo fato de começar com um aquecimento preliminar moderado. Um exemplo deste tipo de combustão espontânea é a combustão espontânea de painéis de fibra e materiais isolantes de fibra de vidro durante o armazenamento de grandes quantidades de produtos após um processo de produção associado a temperaturas elevadas. A combustão química espontânea baseia-se nos processos de interação química de substâncias e materiais ou na sua oxidação, que são acompanhados pela liberação de grande quantidade de calor. Exemplos de reações químicas que causam combustão durante a combustão espontânea são: a ação dos ácidos sulfúrico e nítrico concentrados sobre materiais orgânicos; combustão espontânea de trapos oleados; a ocorrência de combustão de materiais pirofóricos: alguns metais, hidretos metálicos, compostos organometálicos e outros (ver. Piroforicidade ). Os métodos de determinação da suscetibilidade de substâncias e materiais à combustão espontânea baseiam-se na determinação das condições críticas de ignição de uma substância (material), caracterizando a cinética desse processo. A prevenção da combustão espontânea baseia-se na utilização de métodos e meios que reduzam a atividade química dos reagentes ou proporcionem condições estacionárias de troca de calor entre o material e o ambiente a uma temperatura inferior à temperatura de combustão espontânea para determinadas condições de uso, armazenamento ou transporte de materiais. A escolha do método de proteção é determinada pelas propriedades do material, pelas características do processo tecnológico e pela viabilidade econômica. Para detectar a fonte de combustão espontânea dentro da massa do produto armazenado, é instalado um sistema de sensores que respondem ao aumento da temperatura. Este sistema de monitoramento remoto é muitas vezes ineficaz devido à baixa condutividade térmica e alta capacidade térmica do material disperso, fazendo com que a fonte de autoaquecimento e combustão espontânea seja detectada com grande atraso. Uma maneira mais eficiente de detectar uma fonte de aumento de atividade de temperatura que surge por vários motivos em um aterro de material disperso é um método baseado na análise de produtos de destruição térmica e termo-oxidativa (por exemplo, monóxido de carbono, metano, hidrogênio) , cuja nomenclatura e conteúdo determinam as etapas de autoaquecimento e combustão espontânea, bem como a localização da fonte de combustão espontânea. Se uma fonte de combustão espontânea não for detectada em tempo hábil, gases inflamáveis ​​liberados em um espaço confinado, misturados ao ar e na presença de uma fonte de ignição (por exemplo, uma fonte de combustão espontânea) podem levar a uma explosão. Aceso.: GOST 12.1.044-89. SSBT. Risco de incêndio e explosão de substâncias e materiais. Nomenclatura de indicadores e métodos para sua determinação: Koltsov K.S., Popov B.G. Combustão espontânea de sólidos e materiais e sua prevenção. Moscou, 1978; Gorshkov V.I. Combustão espontânea de substâncias e materiais. M., 2003.

A correta organização das medidas de prevenção e extinção de incêndios é impossível sem a compreensão da essência dos processos químicos e físicos que ocorrem durante a combustão. O conhecimento destes processos permite combater o fogo com sucesso.

A combustão é uma reação de oxidação química acompanhada pela liberação de grandes quantidades de calor e geralmente de brilho. O agente oxidante no processo de combustão pode ser oxigênio, bem como cloro, bromo e outras substâncias.

Na maioria dos casos, durante um incêndio, ocorre a oxidação de substâncias combustíveis com o oxigênio atmosférico. Este tipo de agente oxidante é adotado na apresentação a seguir. A combustão é possível na presença de uma substância capaz de queimar, oxigênio (ar) e uma fonte de ignição. Neste caso, é necessário que a substância combustível e o oxigênio estejam em certas proporções quantitativas, e a fonte de ignição tenha a reserva necessária de energia térmica.

Sabe-se que o ar contém cerca de 21% de oxigênio. A combustão da maioria das substâncias torna-se impossível quando o teor de oxigênio no ar cai para 14-18%, e apenas algumas substâncias inflamáveis ​​​​(hidrogênio, etileno, acetileno, etc.) podem queimar quando o teor de oxigênio no ar é de 10% ou menos . Com uma diminuição adicional no teor de oxigênio, a combustão da maioria das substâncias é interrompida.

A substância combustível e o oxigênio são substâncias reagentes e constituem um sistema combustível, e a fonte de ignição causa nele uma reação de combustão. A fonte de ignição pode ser um corpo em chamas ou incandescente, bem como uma descarga elétrica com reserva de energia suficiente para causar combustão, etc.

Os sistemas combustíveis são divididos em homogêneos e heterogêneos. Sistemas homogêneos são sistemas nos quais uma substância inflamável e o ar são misturados uniformemente (misturas de gases inflamáveis, vapores com ar). A combustão de tais sistemas é chamada de combustão cinética. Sua velocidade é determinada pela velocidade da reação química, que é significativa em altas temperaturas. Sob certas condições, tal combustão pode ter o caráter de uma explosão ou detonação. Sistemas heterogêneos são sistemas nos quais a substância inflamável e o ar não se misturam e possuem interfaces (materiais combustíveis sólidos e líquidos não atomizados). Durante a combustão de sistemas combustíveis não homogêneos, o oxigênio do ar penetra (difunde-se) através dos produtos de combustão até a substância combustível e reage com ela. Essa combustão é chamada de combustão por difusão, pois sua velocidade é determinada principalmente pelo processo de difusão relativamente lento.

Para que ocorra a combustão, o calor da fonte de ignição deve ser suficiente para converter substâncias combustíveis em vapores e gases e aquecê-los até a temperatura de autoignição. Com base na proporção de combustível e oxidante, os processos de combustão de misturas combustíveis pobres e ricas são diferenciados. As misturas pobres contêm excesso de agente oxidante e carecem de componente combustível. As misturas ricas, ao contrário, apresentam excesso do componente combustível e deficiência do agente oxidante.

A ocorrência de combustão está associada à autoaceleração obrigatória da reação no sistema. O processo de autoaceleração da reação de oxidação com sua transição para a combustão é denominado autoignição. A autoaceleração de uma reação química durante a combustão é dividida em três tipos principais: térmica, em cadeia e combinada - térmica em cadeia. Segundo a teoria térmica, o processo de autoignição é explicado pela ativação do processo de oxidação com aumento na taxa da reação química. Segundo a teoria das cadeias, o processo de autoignição é explicado pela ramificação das cadeias de reações químicas. Na prática, os processos de combustão são realizados principalmente por um mecanismo térmico de cadeia combinado.

A combustão é diferenciada entre completa e incompleta. Com a combustão completa, formam-se produtos que não são mais capazes de queimar: dióxido de carbono, dióxido de enxofre, vapor d'água. A combustão incompleta ocorre quando o acesso do oxigênio do ar à zona de combustão é difícil, resultando na formação de produtos de combustão incompleta: monóxido de carbono, álcoois, aldeídos, etc.

Aproximadamente a quantidade de ar (m 3) necessária para a combustão de 1 kg de substância (ou 1 m 3 de gás),

onde Q é o calor de combustão, kJ/kg ou kJ/m 3.

Calor de combustão de algumas substâncias: gasolina - 47.000 kJ/kg; madeira seca ao ar -14.600 kJ/kg; acetileno - 54.400 kJ/m 3; metano - 39.400 kJ/m 3; monóxido de carbono - 12.600 kJ/m 3.

Pelo calor de combustão de uma substância inflamável, é possível determinar quanto calor é liberado durante sua combustão, temperatura de combustão, pressão durante uma explosão em volume fechado e outros dados.

A temperatura de combustão de uma substância é determinada tanto teórica quanto real. Teórica é a temperatura de combustão à qual os produtos da combustão são aquecidos, partindo do pressuposto de que todo o calor liberado durante a combustão é utilizado para aquecê-los.

Temperatura teórica de combustão

onde m é a quantidade de produtos de combustão formados durante a combustão de 1 kg de substância; с - capacidade calorífica dos produtos de combustão, kJ/ (kg*K); θ - temperatura do ar, K; Q - valor calorífico, kJ/kg.

A temperatura real de combustão é 30-50% inferior à teórica, pois uma parte significativa do calor liberado durante a combustão é dissipada no meio ambiente.

Uma alta temperatura de combustão contribui para a propagação do fogo, durante o qual uma grande quantidade de calor é irradiada para o ambiente e ocorre a preparação intensiva de substâncias combustíveis para combustão. Extinguir um incêndio em altas temperaturas de combustão é difícil.

Ao considerar os processos de combustão, devem ser distinguidos os seguintes tipos: flash, combustão, ignição, combustão espontânea, combustão espontânea, explosão.

Flash é a combustão rápida de uma mistura inflamável, não acompanhada pela formação de gases comprimidos.

Fogo é a ocorrência de combustão sob a influência de uma fonte de ignição.

A ignição é um incêndio acompanhado pelo aparecimento de uma chama.

Inflamabilidade - a capacidade de inflamar (acender) sob a influência de uma fonte de ignição.

A combustão espontânea é um fenômeno de aumento acentuado na taxa de reações exotérmicas, levando à combustão de substâncias (material, mistura) na ausência de fonte de ignição.

A combustão espontânea é a combustão espontânea acompanhada pelo aparecimento de uma chama.

Uma explosão é uma transformação química (explosiva) extremamente rápida de uma substância, acompanhada pela liberação de energia e pela formação de gases comprimidos capazes de produzir trabalho mecânico.

É necessário entender a diferença entre os processos de combustão (ignição) e combustão espontânea (combustão espontânea). Para que ocorra a ignição, é necessário introduzir no sistema combustível um impulso térmico com temperatura superior à temperatura de autoignição da substância. A ocorrência de combustão em temperaturas abaixo da temperatura de autoignição é chamada de processo de combustão espontânea (autoignição).

Neste caso, a combustão ocorre sem introdução de fonte de ignição - devido à combustão espontânea térmica ou microbiológica.

Combustão térmica espontânea as substâncias surgem como resultado do autoaquecimento sob a influência de uma fonte de aquecimento oculta ou externa. A autoignição só é possível se a quantidade de calor liberada durante o processo de autooxidação exceder a transferência de calor para o meio ambiente.

Combustão espontânea microbiológica ocorre como resultado do autoaquecimento sob a influência da atividade vital de microrganismos na massa de uma substância (material, mistura). A temperatura de autoignição é uma característica importante de uma substância inflamável.

A temperatura de autoignição é a temperatura mais baixa de uma substância na qual ocorre um aumento acentuado na taxa de reações exotérmicas, terminando na ocorrência de combustão flamejante.

As temperaturas de autoignição de alguns líquidos, gases e sólidos utilizados na indústria de engenharia são fornecidas na Tabela. 28.

Tabela 28 Temperaturas de autoignição de alguns líquidos

Substância	Temperatura de autoignição, °C
Fósforo branco	20
Dissulfeto de carbono	112
Celulóide	140-180
Sulfato de hidrogênio	246
Óleos de petróleo	250-400
	250
Gasolina A-76	255
	380-420
Carvão	400
Acetileno	406
Etanol	421
Carvão	450
Nitrobenzeno	482
	530
	612
	625
Monóxido de carbono	644
	700

Além da temperatura de autoignição, as substâncias inflamáveis ​​​​são caracterizadas por um período de indução ou tempo de atraso de autoignição. O período de indução é o período de tempo

durante o qual ocorre o autoaquecimento até que ocorra a ignição. O período de indução para a mesma substância combustível não é o mesmo e depende da composição da mistura, temperatura e pressão iniciais.

O período de indução é de importância prática quando uma substância inflamável é exposta a fontes de ignição de baixa potência (faíscas). Uma faísca que entra em uma mistura inflamável de vapores ou gases com o ar aquece um certo volume da mistura e, ao mesmo tempo, a faísca esfria. A ignição da mistura depende da relação entre o período de indução da mistura e o tempo de resfriamento da faísca. Além disso, se o período de indução for maior que o tempo de resfriamento da faísca, a mistura não acenderá.

O período de indução é adotado como base para a classificação das misturas de gases de acordo com o grau de risco de ignição. O período de indução de misturas de poeiras depende do tamanho das partículas de poeira, da quantidade de substâncias voláteis, da umidade e de outros fatores.

Algumas substâncias podem inflamar-se espontaneamente em temperaturas normais. Trata-se principalmente de substâncias sólidas porosas, principalmente de origem orgânica (serragem, turfa, carvão fóssil, etc.). Os óleos distribuídos em uma camada fina sobre uma grande superfície também são propensos à combustão espontânea. Isso determina a possibilidade de combustão espontânea de trapos oleosos. A razão para a combustão espontânea de materiais fibrosos oleados é a distribuição de substâncias gordurosas em uma fina camada em sua superfície e a absorção de oxigênio do ar. A oxidação do óleo pelo oxigênio atmosférico é acompanhada pela liberação de calor. Se a quantidade de calor gerada exceder a perda de calor para o ambiente, poderá ocorrer um incêndio.

O risco de incêndio de substâncias propensas à combustão espontânea é muito elevado, uma vez que podem inflamar-se sem qualquer fornecimento de calor a uma temperatura ambiente inferior à temperatura de ignição espontânea das substâncias, e o período de indução de substâncias espontaneamente combustíveis pode ser de várias horas, dias e até meses. O processo de aceleração da oxidação (aquecimento da substância) iniciado só pode ser interrompido quando for detectado um aumento perigoso de temperatura, o que indica a grande importância das medidas de prevenção de incêndios.

As empresas de construção de máquinas utilizam muitas substâncias capazes de combustão espontânea. Sulfetos de ferro, fuligem, pó de alumínio e zinco, etc. podem inflamar-se espontaneamente ao interagir com o ar. Metais alcalinos, carbonetos metálicos, etc. podem inflamar-se espontaneamente ao interagir com a água. O carboneto de cálcio (CaC2), reagindo com a água, forma acetileno (C 2H2).