Jak dochodzi do samozapłonu?

Samozapłon to samorzutne zapoczątkowanie procesu spalania bez zainicjowania go za pomocą ognia lub iskry. Jest to sytuacja, w której bez dodatkowego źródła ognia dochodzi do zapłonu i w konsekwencji często rozprzestrzenia się pożar lub powstaje wybuch. Samozapłon to samoistne rozpoczęcie procesu spalania, które może przybrać formę eksplozji, nie wymagające ognia ani iskry elektrycznej.

Ważnym parametrem jest temperatura samozapłonu. Po jej przekroczeniu ma miejsce samozapalenie. Jest ona w istotnym stopniu uzależniona od składu, rodzaju oraz ciśnienia mieszanki palnej. Podatne na samozapłon są substancje o wysokiej klasie palności oraz substancje o szczególnych właściwościach utleniających, np. automaty/generatory tlenu do awaryjnego oddychania w samolocie.

Mechanizmy i przyczyny samozapłonu

Reakcje chemiczne i fizyczne

Samozapłon może być wywołany przez szereg reakcji chemicznych i fizycznych. Na przykład, w silnikach wysokoprężnych proces samoczynnego zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej następuje pod wpływem wysokiej temperatury, rzędu 700 °C. Samozapłon występuje również podczas zapalania zapałek, choć z chwilowym opóźnieniem rzędu kilkudziesięciu sekund. Etanol ulega samozapłonowi podczas reakcji z tlenkiem chromu(VI), CrO3.

Zdolność do wywołania samozapłonu niektórych substancji ma także gazowy chlor. Na przykład, po umieszczeniu w atmosferze chloru waty nasączonej terpentyną, zaczyna ona dymić i świecić, a po wyjęciu ze słoja zapala się. Istnieją też reakcje samozapłonowe, w których inicjatorem jest woda. Należy odpowiednią mieszaninę skropić wodą, by doszło do samozapłonu. Kolejną reakcją z wodą w roli zapalnika jest reakcja azotanu miedzi z papierem. W tym celu należy nasypać nieco azotanu miedzi na kartkę papieru i całość zwinąć w małą kopertę.

Procesy biologiczne i naturalne

Samozapłon składowanych materiałów łatwopalnych może być efektem osiągnięcia wysokiej temperatury w naturalnych procesach. W okresie długotrwałych suszy mamy do czynienia z pożarami lasów. Wilgotność ściółki leśnej (igły, suche liście, gałązki) w tym okresie drastycznie spada do wartości 1,2%. Liczne w lasach bakterie powodują wytwarzanie ciepła i nagrzewają w ten sposób ściółkę.

Innym powodem samozapłonu może być siano oraz słoma, która natychmiast po zebraniu jest gromadzona w stodole pozbawionej okien. Siano jest w stanie identycznie się zapalić jak ściółka leśna, ponieważ występują takie same reakcje. Roztocza oraz liczne bakterie, które egzystują w słomie oraz sianie, są zdolne do przeprowadzania oddychania i innych czynności życiowych, co w ten sposób wytwarza ciepło. W wyniku nadmiernego zgromadzenia ciepła dochodzi do samozapłonu i słoma zaczyna się palić.

Równie niebezpiecznym miejscem do zajścia samozapłonu jest młyn. Gromadzone tam jest ziarno zbóż i mąka, które także łatwo mogą się zapalić. Przyczyna jest ta sama: mikroorganizmy odżywiające się ziarnami oraz mąką. W tym przypadku uniemożliwienie samozapłonu jest znacznie skomplikowane.

Tereny górnicze i urządzenia elektroniczne

Tereny górnicze, zwłaszcza hałdy śląskie, są narażone na samozapłon. Wielkie pokłady węgla oraz resztki skał mogą pocierać się wzajemnie, generując ciepło. Znane z doniesień medialnych są samozapłony niektórych telefonów komórkowych, głównie z powodu przegrzania baterii. Z uwagi na swój skład, baterie są niebezpieczne pod względem pożarowym.

Samozapłon w transporcie

Samochody

Samozapłon samochodu to niestety zdarzenie, które może mieć katastrofalne skutki dla pojazdu oraz osób znajdujących się w pobliżu. Jest to proces, podczas którego dochodzi do samoistnego zapłonu pojazdu, bez udziału zewnętrznych źródeł ognia. Nie zawsze musi wiązać się z celowym podpaleniem czy wypadkiem, często to efekt samozapłonu. Każdego roku w Polsce dochodzi do około 9-10 tys. pożarów aut, a najczęstszą przyczyną samozapłonów są usterki techniczne. Są to zazwyczaj splot niekorzystnych czynników wynikających z m.in. awarii, błędów podczas serwisowania, wad konstrukcyjnych czy niedbalstwa użytkownika pojazdu. Pożar auta nie zawsze musi wiązać się z celowym podpaleniem czy wypadkiem, często to efekt samozapłonu.

Przyczyny samozapłonu samochodu

• Problemy z układem elektrycznym: Jedną z najczęstszych przyczyn samozapłonu samochodu są problemy z układem elektrycznym. Uszkodzenia w instalacji elektrycznej, zwarcia czy przeciążenia mogą spowodować nagrzewanie się przewodów, a w konsekwencji - pożar. Często to też pokłosie niefachowo wykonanej usługi przez domorosłego elektryka samochodowego albo po prostu niekompetentnej ingerencji w instalację elektryczną przy np. montażu alarmu czy sprzętu car audio. Problemem może być także niepoprawnie zamocowany akumulator, którego klemy zwierają się z blachą.
• Wycieki cieczy palnych: Kolejną potencjalną przyczyną samozapłonu samochodu są wycieki cieczy palnych, takich jak benzyna czy olej silnikowy. Jeśli dojdzie do wycieku tych substancji na gorące elementy silnika lub układu wydechowego, istnieje ryzyko wybuchu ognia. Pamiętajmy, że prawidłowa temperatura pracy silnika oscyluje w granicach 90 stopni Celsjusza, jednak niektóre elementy pod maską, takie jak turbosprężarka, katalizator, kolektor wydechowy czy filtr DPF, rozgrzewają się do zdecydowanie wyższych temperatur, rzędu nawet 500-600 stopni Celsjusza. W momencie, gdy dochodzi do wycieku oleju silnikowego na te rozgrzane elementy, mamy efekt samozapłonu. Dzięki działaniu płynu chłodniczego, którego zadaniem jest obniżenie temperatury jednostki napędowej, wyciek oleju na rozgrzany silnik nie spowoduje pożaru. Jednak jeśli olej silnikowy lub paliwo wycieknie na piekielnie gorący, np. katalizator - pożar gotowy. Temperatury samozapłonu w przypadku paliw wynoszą: 247-280 stopni Celsjusza dla benzyny i 210 stopni Celsjusza dla oleju napędowego. Oczywiście pożar wywołać mogą także niezwykle niebezpieczne opary benzyny lub gazu (olej napędowy zapala się trudniej). Skumulowanie oparów paliwa w połączeniu z małą iskierką z rozrusznika czy alternatora może doprowadzić do nieszczęścia.
• Uszkodzenia mechaniczne: Nieszczelności w układzie paliwowym czy przegrzewanie się elementów silnika to kolejne potencjalne przyczyny samozapłonu pojazdu. Takie problemy mogą prowadzić do nagrzewania się pojazdu oraz gromadzenia się pary wodnej, co z kolei sprzyja wystąpieniu pożaru.
• Sucha trawa: Auto może się zapalić także od suchej trawy. Eksperci radzą, aby unikać parkowania pojazdu np. na wysokiej, suchej trawie. Po długiej trasie wydech samochodu jest mocno rozgrzany, a sucha trawa może się bardzo łatwo od niego zapalić. Do zajęcia się całego pojazdu droga krótka.

Zapobieganie i postępowanie w przypadku samozapłonu samochodu

Aby uniknąć ryzyka samozapłonu samochodu, należy regularnie dbać o stan techniczny pojazdu. Zaleca się regularne przeglądy techniczne, kontrolę stanu instalacji elektrycznej oraz układu paliwowego. W przypadku samozapłonu samochodu należy działać szybko i zdecydowanie. W pierwszej kolejności należy zatrzymać pojazd, ewakuować się z niego oraz wezwać pomoc. Warto regularnie kontrolować stan techniczny pojazdu oraz reagować natychmiast na wszelkie nieprawidłowości.

Samoloty

Niejednokrotnie powstawały katastrofy, których przyczyną było nieprawidłowe składowanie materiałów. Jedną z najbardziej nietypowych i doniosłych jest tragedia lotu ValuJet 592. Przyczyną katastrofy i śmierci 110 osób była aktywacja chemicznych generatorów tlenu. Były one nieprawidłowo zabezpieczone na czas lotu oraz wypełnione substancją generującą tlen. Do powstania zapłonu konieczne jest: tlen, źródło zapłonu oraz materiał palny. Same generatory tlenu dostarczyły tlen oraz wysoką temperaturę (wytwarzaną podczas procesu chemicznego zachodzącego w uruchomionym generatorze). W ich otoczeniu znajdował się ładunek łatwopalny, co doprowadziło do samozapłonu i pożaru.

Kontrowersyjne zjawisko: Samozapłon człowieka (SHC)

Samozapłon człowieka, czyli spontaneous human combustion (SHC), potocznie jest definiowany jako niewyjaśniony przypadek zgonu w następstwie spopielenia, w którym brakuje śladów źródła ognia, substancji zapalającej i ingerencji z zewnątrz. W takich przypadkach ogień ma pojawiać się wewnątrz ciała bez żadnej konkretnej przyczyny. Może wydawać się, że samozapłon człowieka jest jedną z miejskich legend. Tymczasem nie brakuje raportów straży pożarnej, w których opisywane są przypadki niewyjaśnionego spopielenia ciała. Większość opisów zawiera dokładnie te same elementy: brak oznak pożaru w pomieszczeniu, doszczętnie lub w znacznym stopniu spalone ciało, zapłon nastąpił od środka. Często pojawia się też wzmianka o nogach, jako o jednych częściach ciała, które nie uległy spopieleniu. Pierwsze doniesienia o przypadkach samozapłonu ludzi zaczęły pojawiać się w XVII wieku. I choć dziś wiadomo, że niektóre z nich nie były żadnym fenomenem, a samobójstwem lub sprawnie zaaranżowaną zbrodnią, to wiele nigdy nie doczekało się wyjaśnienia. Istnieje hipoteza, że do takich przypadków ma dochodzić w wyniku przyspieszenia metabolizmu. Brzmi jak wymysł wybujałej wyobraźni? Być może, jednak w tym miejscu należy wspomnieć o wielu niewyjaśnionych przypadkach spopielenia. Niewyjaśnionych, ale czy rzeczywiście tajemniczych?

Sceptycyzm naukowy i próby wyjaśnienia SHC

Środowisko akademickie kwestionuje istnienie zjawiska samozapłonu. Naukowcy wskazują, że najbardziej prawdopodobną przyczyną są niewykryte źródła ognia, które ulegają spopieleniu wraz z ciałem. Rzeczywiście, niektóre ofiary rzekomego SHC były nałogowymi palaczami tytoniu, co pozwala przypuszczać, że źródłem ognia mógł być żar. Niektóre ciała odnajdywano też w pobliżu kominka, pieca lub innych możliwych źródeł ognia. Naukowy sceptycyzm nie oznacza to jednak, że na przestrzeni lat nie podejmowano prób wyjaśnienia rzekomego fenomenu.

John Abrahamson z Uniwersytetu Canterbury stwierdził, że przypadki rzekomego samozapłonu mogą mieć związek z piorunami kulistymi. To rodzaj rzadkiego wyładowania atmosferycznego o średnicy od kilku do kilkudziesięciu centymetrów. Ta teza nie doczekała się jednak potwierdzenia, a samo zjawisko piorunów kulistych do dziś pozostaje słabo zbadane.

Teorie dotyczące samozapłonu ciała

Przez pewien czas dominował pogląd, że samozapłon ma być wynikiem znacznego nadużywania alkoholu. Nad tą tezą pochylił się Brian J. Ford. Biolog doszedł do wniosku, że takie przypadki mogą mieć związek z wysokim poziomem acetonu w organizmie, który w procesie ketozy powstaje między innymi u osób uzależnionych od alkoholu. Wskazał też na cukrzycę i dietę niskocukrową jako na możliwe przyczyny wytwarzania acetonu w organizmie. W celach doświadczalnych Ford posłużył się mięsem wieprzowym marynowanym w acetonie. Nasycone substancją modele płonęły przez 30 minut, ale to doświadczenie nie wyjaśniło modelu powstawania zapłonu. Inna sprawa, niektóre przypadki rzekomego samozapłonu mają dotyczyć małych dzieci. Należy więc uznać, że samozapłon człowieka po alkoholu nie jest możliwy.

W 2000 roku na łamach Journal of Clinical Forensic Medicine, wskazano, że ludzki tłuszcz może być możliwą pożywką dla ognia. Autorzy podkreślili, że tłuszcz potrafi spalać się w dość niskich temperaturach i przez długi czas. W 2012 roku fińscy naukowcy zaproponowali zmianę terminu „spontaniczny samozapłon” na „spalanie tłuszczowego knota”. Ich zdaniem, nawet niewielka otwarta rana może sprawić, że płomień (np. z płonącego ubrania) przedostanie się do organizmu.

Powstało kilka teorii na temat sposobu spopielania ciała, a ich wspólnym mianownikiem jest właśnie tkanka tłuszczowa. Żadna nie wyjaśnia natomiast pochodzenia źródła ognia. Tezy na temat wpływu alkoholu, procesów metabolicznych czy przyczyn genetycznych (bo pojawiła się opinia, że do wystąpienia takiego zjawiska może prowadzić mutacja w obszarze niektórych genów), nigdy nie doczekały się potwierdzenia. A że niektóre osoby, w przypadku śmierci których mówi się o samozapłonie znajdowały się pod wpływem działania alkoholu? To oznacza tylko tyle, że przez stan upojenia nie mogły podjąć właściwych działań, gdy doszło do zapalenia, niekoniecznie samoistnego. Zwolennicy tezy o istnieniu tego zjawiska podnoszą, że nadnaturalnych fenomenów nie da się wyjaśnić. Logika nakazuje jednak zakładać, że fakt, iż zgon nie doczekał się wyjaśnienia przyczyny, wcale nie oznacza, że mamy do czynienia z nieznanym fenomenem. Po prostu gdy ciało zostaje niemal całkowicie spopielone, nierzadko nie da się ustalić źródła zapłonu.

Zapobieganie samozapłonowi

Skuteczne zapobieganie samozapłonowi opiera się przede wszystkim na analizie. Ocena zagrożenia wybuchem, sporządzona przez specjalistę w zakresie ochrony pożarowej, może okazać się niezbędna. W ocenie szacuje się, jakie jest prawdopodobieństwo wybuchu w związku z magazynowaniem lub użytkowaniem materiałów i substancji palnych. Na przykład, ładowanie akumulatorów wytwarza wodór, a niekontrolowany zapłon może spowodować wybuch. Istnieją również inne sposoby analizy, np. audyt firmy zewnętrznej, specjalizującej się w bezpieczeństwie i magazynowaniu. Poza samym audytem i oceną, ważne jest rozważenie potraktowania składowanych materiałów jako substancji niebezpiecznych. Bardziej od samej oceny kluczowe jest zabezpieczenie. Po odpowiedniej analizie można dobrać właściwe środki.

Kluczowe środki zapobiegawcze

• Należyte składowanie: Przede wszystkim należyte składowanie w odpowiednich przestrzeniach. Pomocne mogą okazać się szafy ognioodporne. Chronią one nie tylko przed pożarem, ale też przed dostępem osób niepożądanych do przedmiotów mogących zapłonąć. Często producent wskazuje dodatkowe środki ostrożności.
• Świadomość i szkolenia: Często pracownicy i pracodawcy nie są świadomi, jakie ryzyko stanowi możliwość samozapłonu. W codziennej pracy specjalistów bhp można zaobserwować, że pracownicy tłumaczą się „to tylko na chwilę” albo „liczy się produkcja”. Otóż nie. Właśnie kilka chwil jest potrzebnych do samozapłonu. Pozostawienie w sposób niebezpieczny materiałów „tylko na weekend” może spowodować, że nie wróci się już po weekendzie do przedsiębiorstwa, bo jego już nie będzie. Poruszanie zagadnienia samozapłonu na szkoleniach, uświadamianie pracowników, badanie zawartości magazynów w firmie jest kluczowe.
• Przepisy i audyty: Przepisy przeciwpożarowe stanowią, że jeśli mamy do czynienia z substancją łatwopalną, to należy przeprowadzić ocenę zagrożenia wybuchem. Taka ocena musi być sporządzona przez kompetentną osobę. Często zdarza się, że tematem samozapłonu zainteresuje się ubezpieczyciel. W takim wypadku najczęściej zleca audyt pod względem bezpieczeństwa pożarowego.

tags: #jak #pozar #wybuchl #samoistnie