Pianotwórcze środki gaśnicze.
Piana jako środek gaśniczy znajduje zastosowanie przede wszystkim w zwalczaniu pożarów
klasy B, czyli pożarów cieczy palnych, na drugim miejscu zaś sytuują się pożary klasy A.
Tutaj piany stosowane są jednak znacznie rzadziej, chociaż w większości wypadków ich
użycie okazuje się bardzo skutecznym sposobem gaszenia ognia i ograniczania strat
popożarowych.
Obecnie na rynku dostępnych jest naprawdę dużo różnego rodzaju środków pianotwórczych,
o rozmaitym przeznaczeniu. Niekiedy zakres stosowania danego środka ogranicza się do
bardzo specyficznych zagrożeń.
Jednostki ratowniczo-gaśnicze PSP od wielu lat najczęściej wykorzystywały, i wykorzystują
nadal, środki pianotwórcze produkcji krajowej, czyli znany powszechnie Deteor 1000 M
(poprzednio 1000), Roteor i nie produkowany już Spumogen. Deteor i Roteor to środki
pianotwórcze syntetyczne, określane niekiedy mianem uniwersalnych, chociaż zastosowanie
ich było i jest ograniczone. Nie oznacza to, że są to produkty złe. W niektórych sytuacjach
wymaga się jednak stosowania środków gaśniczych, w tym pianotwórczych, o szczególnych
właściwościach, zapewniających szybsze gaszenie i pewne zabezpieczenie przed zapaleniem
lub parowaniem substancji niebezpiecznych. Dobór rodzaju środka pianotwórczego i sposobu
podawania piany wytworzonej z jego wodnego roztworu nabiera wówczas szczególnego
znaczenia. Dotyczy to zwłaszcza rafinerii, zakładów chemicznych, lotnisk, składów paliw
płynnych i wszystkich obiektów, w których występują stałe pianowe urządzenia gaśnicze.
Środki pianotwórcze dzieli się na grupy ze względu na ich właściwości wynikające ze składu
chemicznego i ściśle wiążące się z zakresem ich stosowania. Klasyfikacja ta wygląda nastę-
pująco:
- środki proteinowe (np. Spumogen),
- fluoroproteinowe,
- pianotwórcze typu FFFP (Film Forming Fluoroprotein - fluoropoteinowe tworzące film
wodny),
- syntetyczne (np. Deteor, Roteor),
- środki typu AFFF (Aqueous Film Forming Foam - tworzące film wodny) - syntetyczne,
- alkoholoodporne.
Praktycznie wszystkie środki pianotwórcze (oprócz syntetycznych) stosuje się jedynie do
wytwarzania pian ciężkich.
Z punktu widzenia działań gaśniczych ważne są trzy podstawowe cechy pian:
- szybkość rozpływania,
- odporność na niszczące działanie paliwa,
- odporność na nawrót palenia.
One właśnie decydują o doborze środka pianotwórczego do konkretnych zastosowań, dlatego
też na rynku znajdziemy obecnie szeroki wachlarz środków pianotwórczych - o
najróżniejszych właściwościach.
Proteinowe środki pianotwórcze (P)
P - Protein (ang.)
Są to wodne roztwory zhydrolizowanych białek. Do pełnego składu dodaje się również
stabilizatory, substancje zapobiegające gniciu, zmniejszające działanie korozyjne, chroniące
przed zamarzaniem. Piana otrzymana z tego rodzaju koncentratu jest sztywna, ma
ograniczoną płynność, odznacza się jednak stabilnością nawet przy cienkiej warstwie. Z pian
tych roztwór wycieka bardzo wolno. Struktura pian białkowych (proteinowych) zapewnia im
wysoki stopień odporności na wysoką temperaturę i nawrót palenia. Charakteryzują się one
dobrą przyczepnością do pionowych powierzchni. Odporność pian proteinowych na niszczące
działanie paliwa jest mała, jeśli są one podawane bezpośrednio na płonącą powierzchnię
cieczy palnej.
Fluoroproteinowe środki pianotwórcze (FP)
FP - Fluoroprotein (ang.)
To proteinowe (białkowe) koncentraty pianotwórcze z dodatkami fluorowanych związków
powierzchniowo czynnych. Piana wytworzona z tego rodzaju koncentratu jest bardziej płynna
niż standardowa piana proteinowa, zapewnia szybszą kontrolę i ugaszenie pożaru. Ma
większą niż piana proteinowa zdolność do samo-
uszczelniania powłoki po naruszeniu jej ciągłości. Piana fluoroproteinowa jest odporna na
zanieczyszczenie cieczami węglowodorowymi, dzięki czemu może być z powodzeniem
podawana podpowierzchniowo lub energicznie bezpośrednio na powierzchnię paliwa.
Fluoroproteinowe środki pianotwórcze tworzące film wodny (FFFP)
FFFP - Film Forming Fluoroprotein (ang.)
Są to również środki pianotwórcze proteinowe, wzbogacone dodatkami fluorowanych
związków powierzchniowo czynnych. Celem wprowadzenia do stosowania pian typu FFFP
była chęć połączenia najlepszych własności pian FP i AFFF. Charakterystyka wyciekania
roztworu jest podobna do pian typu AFFF (roztwór wycieka z piany bardzo szybko), a baza
proteinowa nadaje takiej pianie większą od wszystkich syntetycznych pian typu AFFF
odporność na wysoką temperaturę i nawrót palenia.
Co charakterystyczne dla pian FFFP, wyciekający roztwór jest zdolny do tworzenia
pływającego filmu na powierzchni płynnych paliw węglowodorowych (podobnie jak w
przypadku pian typu AFFF). Film ten jest znany z dobrego zabezpieczania przed ponownym
zapaleniem gaszonych rozlewisk paliw, a w przypadku przerwania szczelności pokrywy piany
ma zdolność do szybkiego samouszczelniania. Piana wytworzona z tego rodzaju koncentratu
jest bardziej płynna od pian typu P i FP.
Syntetyczne środki pianotwórcze (S)
S - Synthetic (ang.)
Wprowadzono je do użytku przede wszystkim jako środki do wytwarzania pian średnich i
lekkich. Piany ciężkie wytworzone z węglowodorowych związków powierzchniowo
czynnych (syntetycznych) są na ogół bardziej płynne, ale mniej stabilne od pian ciężkich na
bazie innych typów środków pianotwórczych. Warstwy piany syntetycznej mają względnie
słabą odporność termiczną oraz odporność na nawrót palenia, jak również słabą odporność na
niszczące działanie paliwa. Jednostki straży pożarnej w działaniach operacyjnych stosują
jednak najchętniej środki pianotwórcze właśnie tego typu, a to z uwagi na ich uniwersalność
(możliwość wytwarzania piany średniej i lekkiej, dobre zdolności zwilżające w porównania z
innymi rodzajami środków) i odporność na starzenie.
Syntetyczne środki pianotwórcze tworzące film wodny (AFFF)
AFFF - Aąueous Film Forming Foam (ang.)
Cechą charakterystyczną działania tych pian jest tworzenie filmu wodnego na powierzchni
węglowodorowych paliw płynnych. Film wodny jest to cienka warstewka roztworu
pomagająca uszczelniać i chłodzić powierzchnię paliwa. Może on rozprzestrzeniać się po
powierzchni paliwa nawet nie pokrytej pianą, ma zdolność samoodtwarzania po uszkodzeniu
tak długo, dopóki w pobliżu znajduje się warstwa piany z zapasem roztworu.
Te szczególne właściwości nadaje środkom AFFF zawarta w nich kompozycja syntetycznych
fluorowanych i węglowodorowych związków powierzchniowo czynnych.
Film wodny o grubości rzędu 0,0125 mm może rozpływać się po powierzchni paliwa tylko
wtedy, gdy napięcie powierzchniowe paliwa jest większe od napięcia powierzchniowego
roztworu AFFF o wartość większą niż napięcie międzyfazowe pomiędzy obiema cieczami i
utrzymuje się tylko na  zimnej" powierzchni paliwa, odgrywa mniejszą rolę lub nie bierze w
ogóle udziału w gaszeniu  gorących" pożarów cieczy palnych z dłuższym czasem rozpalania i
rozgrzaną powierzchnią. Badania przeprowadzone przez U.S. Naval Weapon Centre
pokazały, że tworzenie takiego filmu nie będzie zachodziło na powierzchni paliwa lotniczego
rozgrzanego do temp. powyżej 60"C. Piany wytwarzane z koncentratów AFFF są bardziej
płynne od pian typu FP i mogą być podawane przy niskiej liczbie spienienia.
Środki pianotwórcze do wytwarzania pian alkoholoodpornych (AR/ATC)
AR  Alcohol Resistant (ang.)
ATC  Alcohol Type Concentrate (ang)
Niektóre ciecze palne, określane jako rozpuszczalniki polarne, w większym lub mniejszym
stopniu będą powodować niszczenie pian wytworzonych ze środków pianotwórczych różnych
typów przez odwadnianie pęcherzyków pian. Ich działanie destrukcyjne jest różne, w
zależności od stopnia rozpuszczalności w wodzie i lotności, można je uszeregować od braku
efektu dla czystych węglowodorów do znacznych efektów dla izopropyloaminy. Wśród naj-
bardziej popularnych rozpuszczalników polarnych najczęściej spotykane są alkohole
(metanol, etanol, izopropanol), ketony (aceton, metyloetyloketon), octan winylu, akrylonitryl
oraz wiele innych.
Nawet małe ilości tych substancji zmieszane z węglowodorami (jak w przypadku paliw
silnikowych z dodatkiem metanolu) powodują szybkie niszczenie zwykłych pian gaśniczych.
Do gaszenia pożarów takich cieczy stosować należy specjalne piany, określane jako
alkoholoodporne, mimo że alkohole stanowią tylko niewielki odsetek wszystkich cieczy
działających niszcząco na zwykłe piany. Alkoholoodporne środki pianotwórcze bazować
mogą na każdej z powyżej opisanych grup środków pianotwórczych. Szczegółowy opis
działania pian alkoholoodpornych przedstawiony zostanie w jednym z następnych numerów
PP.
Alkoholoodporne środki pianotwórcze mogą być stosowane do gaszenia zarówno cieczy
polarnych, jak i węglowodorowych, gdyż bazują na składzie innych rodzajów środków, a w
zależności od
sytuacji zaleca się jedynie zmianę stężenia dozowania, np. w przypadku koncentratu Light
Water AFFF ATC FC-602 (producent 3M).
- dla cieczy węglowodorowych - 3%,
- dla cieczy polarnych - 6%.
Produkowane są już środki pianotwórcze przystosowane do podawania na ciecze polarne przy
stężeniu 3%.
Na paliwach węglowodorowych właściwości pian alkoholoodpornych zależą od bazy
surowcowej koncentratu (tj. zhydrolizowanych białek czy syntetycznych detergentów) oraz
sposobu podawania.
Po przestudiowaniu powyższej charakterystyki środków pianotwórczych i pian, choć jest ona
krótka i dość ogólna, można już pokusić się o próbę doboru środka pianotwórczego do
konkretnego zastosowania. Trzeba jednak pamiętać o innych aspektach skutecznego
planowania zastosowania pian do celów gaśniczych. Oprócz warunków finansowych i
możliwości sprzętowych musimy uwzględnić możliwe zagrożenie środowiska naturalnego
podczas stosowania pian. Problem ten spędza sen z powiek wielu strażakom w USA i
państwach Europy Zachodniej, a w niedługim czasie dotrze także do nas.
kpt. mgr inż. Bernard KRÓL
Szkoła Główna Służby Pożarniczej - Zakład Środków Gaśniczych
' ATC - nazwa handlowa zastrzeżona przez firmę 3M