Σε όλες τις πυρκαγιές, ειδικά στις δασικές πυρκαγιές, υπάρχουν δύο σημαντικά προβλήματα:
• Η ΑΠΟΣΤΑΣΗ • ΕΛΛΕΙΨΗ ΝΕΡΟΥ
Η ΚΡΙΣΙΜΗ ΡΟΗ (ΚΡΟΣΜΟΣ): ορίζεται ως η ελάχιστη ροή νερού που απαιτείται για την επαρκή κατάσβεση μιας πυρκαγιάς σε μια δεδομένη περιοχή.
Στο εγγύς μέλλον, θα πρέπει να βρούμε λύσεις για να μειώσουμε όσο το δυνατόν περισσότερο την «κρίσιμη ροή» κατά τη διάρκεια δασικών πυρκαγιών και για αυτό θα πρέπει να βρούμε μεθόδους κατάσβεσης που θα εξοικονομούν λιγοστό νερό και θα καλύπτουν μεγάλες αποστάσεις με όλο και μικρότερο βάρος και όγκο εξοπλισμού σε σύντομα χρονικά πλαίσια.
Με την πάροδο των ετών, έχουν αναπτυχθεί νέες τεχνολογίες που επιτρέπουν την παρέμβαση με την ελάχιστη δυνατή ποσότητα νερού, με βάση την ικανότητα κατάσβεσης, και με ολοένα και χαμηλότερο βάρος και όγκο εξοπλισμού. Ο εξοπλισμός υψηλής απόδοσης μπορεί πλέον να μεταβάλλει αποστάσεις σε λιγότερο χρόνο και με μικρότερο βάρος.
Απλή μελέτη φυσικής περίπτωσης
Μελέτες διεξήχθησαν τη δεκαετία του 1930 από την Πυροσβεστική Υπηρεσία του Παρισιού.
Η υπόθεση αφορούσε την επιφάνεια επαφής μιας σταγόνας νερού: Αν μια σταγόνα νερού με ακτίνα 1 mm χωριστεί σε σταγόνες με ακτίνα 0,01 mm, τότε η συνολική επιφάνεια ψύξης θα αυξηθεί από 6 m σε 600 m και ο αριθμός των σταγόνων θα είναι 1,9 τρισεκατομμύρια σταγόνες.
Σύγκριση της απόσβεσης σε χαμηλή πίεση (7 Bar) και υψηλή πίεση (40 Bar) σύμφωνα με τη μελέτη «Svensson και Lundstrom» του 1999.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ : Η υψηλή πίεση προσφέρει μεγαλύτερη εξοικονόμηση νερού, λιγότερη κρίσιμη ροή και σταθερότητα στη σταθεροποίηση των σταγονιδίων νερού σε σχέση με το καύσιμο μέσω τριχοειδούς δράσης.
Για την κατάσβεση 1000 m2 επιφάνειας, η υψηλή πίεση χρησιμοποιεί 50% λιγότερο νερό από τη χαμηλή πίεση.
Αρχές αποτελεσματικότητας κατάσβεσης με νερό ή/και αφρό υψηλής πίεσης
• Απόδοση λόγω της αύξησης της επιφάνειας ανταλλαγής θερμότητας Η ψυκτική ικανότητα αυξάνεται με την επιφάνεια ανταλλαγής θερμότητας των σταγονιδίων. Αυξάνοντας την πίεση στο νερό, αυτό διαιρείται σε μικρότερα σταγονίδια, αλλά αυτό απαιτεί αύξηση της επιφάνειας επαφής.
• Αποδοτικότητα μέσω απορρόφησης θερμότητας Η σβέση μπορεί να επιτευχθεί με την εξάτμιση του νερού, το οποίο απορροφά μεγάλη ποσότητα θερμότητας. Για να ολοκληρωθεί η μετάβαση από υγρό σε ατμό, το νερό απαιτεί 573 kcal (2395 kJ) θερμότητας. Τα συμβατικά συστήματα παράγουν σχετικά μεγάλα σταγονίδια νερού με μικρές επιφάνειες ψύξης. Στη ΛΔΚ, μόνο ένα μικρό ποσοστό νερού εξατμίζεται και χρησιμοποιείται για σβέση. Για αυτόν τον λόγο, απαιτούνται μεγάλες ποσότητες νερού για να ξεπεραστεί η κρίσιμη τιμή.
Εάν η πίεση του πυροσβεστικού μέσου αυξηθεί έτσι ώστε οι σταγόνες νερού να έχουν μόνο τη μισή προηγούμενη διάμετρο, η κατανάλωση του πυροσβεστικού μέσου και οι χρόνοι κατάσβεσης θα μειωθούν κατά το ήμισυ ή ακόμα και σε χαμηλότερες ταχύτητες.
• Αποτελεσματικότητα λόγω ασφυξίας
Ένα άλλο χαρακτηριστικό του νερού που αυξάνει την ικανότητά του να κατασβήνει είναι η τάση του να εξαπλώνεται κατά την εξάτμιση. Έτσι, στους 100°C, ένα μόνο λίτρο νερού μετατρέπεται σε 1700 λίτρα ατμού.
Φυσικά, αυξάνοντας τη θερμοκρασία, αυξάνεται και η ποσότητα του ατμού. Μάλιστα, στους 260°, συμβαίνει το εξής: 1 λίτρο νερού μετατρέπεται σε 2400 λίτρα ατμού και 6500 λίτρα (σε 4200 λίτρα).
Η αρχή με την οποία ο ατμός συμβάλλει στην κατάσβεση της καύσης είναι η πνίξη.
Το κλασματωμένο νερό καταλαμβάνει τον χώρο γύρω από τη φωτιά, στερώντας την από το οξυγόνο που είναι απαραίτητο για την καύση της και εμποδίζοντας την επανενεργοποίησή της.
Ο συμπυκνωμένος ατμός βοηθά επίσης στην εξάλειψη ορισμένων από τα αέρια και τις αναθυμιάσεις κατά την καύση που υπάρχουν σε κλειστούς χώρους. (Συγκρίνοντας το νερό στα 100 bar με το νερό στα 40 bar πίεσης, στα 100 bar δημιουργείται μια κουρτίνα υδρονέφωσης 3 φορές μεγαλύτερη από ό,τι στα 40 bar και με παρόμοια κατανάλωση.)
• Αποτελεσματικότητα βάσει αντίκτυπου Η κατάσβεση μπορεί να επιτευχθεί με την εξάτμιση του νερού, το οποίο απορροφά μεγάλη ποσότητα θερμότητας. Για να συμβεί η μετάβαση από υγρό σε ατμό, το νερό απαιτεί 573 kcal (2395 kJ) θερμότητας.
Τα συμβατικά συστήματα παράγουν σχετικά μεγάλα σταγονίδια νερού με μικρές επιφάνειες ψύξης. Στη ΛΔΚ, μόνο ένα μικρό ποσοστό του νερού εξατμίζεται και χρησιμοποιείται για την κατάσβεση. Για αυτόν τον λόγο, απαιτούνται μεγάλες ποσότητες νερού για να ξεπεραστεί η κρίσιμη τιμή.
Εάν η πίεση του πυροσβεστικού μέσου αυξηθεί έτσι ώστε οι σταγόνες νερού να έχουν μόνο τη μισή προηγούμενη διάμετρο, η κατανάλωση του πυροσβεστικού μέσου και οι χρόνοι κατάσβεσης θα μειωθούν κατά το ήμισυ ή ακόμα και σε χαμηλότερες ταχύτητες.
