Voda

- nejrozšířenější

- ochlazovací účinky

Voda je nejdostupnějším, ekonomicky výhodným a důležitým hasivem, ale s ohledem na některé své vlastnosti není hasivem univerzálním. Pro svůj značný ochlazovací účinek se kromě hašení používá také k ochlazování ještě nehořících materiálů, zařízení a objektů. Velmi dobrý hasící účinek a dávná tradice v používání vody k hašení, jsou pravděpodobně důvody, proč voda byla, je a bude stále nejužívanějším hasícím prostředkem.

Voda (H₂O) je jedna z nejrozšířenějších látek v přírodě. Vyskytuje se v podobě oceánů, vodních toků, přehrad, jezer, rybníků, zaujímá cca dvě třetiny zemského povrchu a je základním stavebním kamenem těl živočichů a rostlin. V čistém stavu je voda bezbarvá kapalina (v silnějších vrstvách nad 15 m namodralá), bez chuti a zápachu. Silným ochlazením voda tuhne na led. Při tuhnutí vody se o 1/11 zvětšuje její objem. To je příčinou roztržení nádob, nádrží, potrubí a hasičských hadic. Teplota tání vody je 0 °C a teplota varu 100 °C. Voda má největší měrné teploz kapalných a tuhých látek (měrné teplo je množství tepla potřebného k ohřátí 1 kilogramu látky o 1 teplotní stupeň). Voda má taktéž velké skupenské teplo výparné (skupenské teplo výparné je teplo, které přijme 1 kilogram kapaliny, jestliže se za teploty varu celý přemění na plyn téže teploty). Voda je elektricky vodivá, vodivost vody závisí na množství látek, schopných disociace (štěpení), které jsou ve vodě rozpuštěny. Čím je ve vodě více rozpuštěných různých přísad, tím je voda vodivější. Měrná hmotnost vody se mění s měnící se teplotou, max. hodnoty měrné hmotnosti dosahuje voda při teplotě 4 °C a tato měrná hmotnost se rovná jedné. Nad teplotou 4 °C a pod 4 °C je měrná hmotnost vody menší, tomuto chování vody říkáme anomálie vody, tzn., voda o teplotě 4 °C klesá ke dnu a lehčí led plave na povrchu.

Velmi dobrý hasicí účinek vody je založený na ochlazování. Tento ochlazovací účinek je způsoben velkým měrným teplem vody a také jejím velkým skupenským teplem výparným a proto voda z požářiště pohltí velké množství tepla. Hořlavou látku ochlazujeme pod teplotu vzplanutí a tímto postupným ochlazováním dojde k přerušení hoření. Ochlazením pásma hoření a pásma přípravy dochází ke snížení rychlosti uvolňování hořlavých plynů a par z hořlavého materiálu, snižuje se tím koncentrace hořlavé směsi. Mimo ochlazovací účinek má voda ještě účinek dusivý. Přechodem kapalné vody na vodní páru se mění její objem. Z 1 litru vody se vytvoří cca 1 700 litrů vodní páry při 100 °C a pokud dosahuje teplota v místě požáru 650 °C, vytvoří se cca 4 200 l vodní páry. Vzniklá vodní pára snižuje koncentraci látek v chemické reakci a vytěsňuje z místa požáru vzdušný kyslík. Voda je také výborné rozpouštědlo a říkáme, že na řadu hořlavých kapalin (např. aceton, líh, kyselina octová) má zřeďovací účinek, neboť se s těmito hořlavými kapalinami mísí a snižuje jejich koncentraci. Voda také dokáže působit tzv. dělícím efektem, kdy díky mechanickému účinku vodní clony dokážeme oddělit hořlavou látku od zdroje požáru.

Pro hašení se voda používá buď bez jakýchkoliv přísad, nebo ve směsi s různými chemikáliemi, které její vlastnosti zlepšují.

Mrazuvzdorné přísady – přidáním mrazuvzdorných přísad do vody docílíme snížení teploty tuhnutí vody, změní se její korozivní vlastnosti a v neposlední řadě se zvýší cena hasební látky. Jako mrazuvzdorná přísada se používá např. uhličitan draselný (potaš – K₂CO₃), nebo alkoholy (glykol – pozor je hořlavý, použití glykolu v koncentraci nad 30 % je nepřípustné).

Inhibitory koroze (antikorodanty) – jsou to chemické látky, které snižují korozivní aktivitu prostředí, např. chroman sodný Na₂CrO₄, hydrogenuhličitan vápenatý Ca(HCO₃)₂, nebo benzoan sodný C₆H₅COONa. Korozi kovů v hasební technice také předcházíme volbou vhodného materiálu požárních nádrží a nádob (plastické, nerezové), povrchovou úpravou stěn nádrží a nádob (pozinkování, nástřik plastu). Pokud je voda v hasících nádržích často vyměňována, je výhodnější provést povrchovou úpravu nádrže než přidávat antikorodanty. Jsou vhodné jen tam, kde se voda dlouhou dobu nevyměňuje, a dále tam, kde nevadí jejich zdravotní závadnost.

Konzervační přísady – vodu, kterou je nutno uchovat např. v požární nádrži delší dobu, je vhodné konzervovat, aby nedocházelo k tvorbě plísní a řas. Pokud tato voda již obsahuje mrazuvzdornou přísadu potaš, který má také konzervační vlastnosti, není nutné použití jiných látek. Jinými konzervačními přísadami jsou deriváty fenolu, síran měďnatý nebo fluoridy.

Přísady pro zvýšení hasebního účinku vody – např. netoxický, neutrální, nealergický Hydrex. Jedná se o látku, která se ve vodě rozpustí na gelovitou hmotu, vzniklý gel zvyšuje viskozitu vody, čímž zadržuje vodu na hořící látce, která nestéká. Po vypaření vody se vytváří na hašeném povrchu povlak anorganické soli, který brání znovu rozhoření. Asi 800 litrů vody s Hydrexem má stejnou účinnost jako 4 800 l vody bez přísad, mísící poměr je cca 1-1,5 kg Hydrexu na 100 l vody. Hydrex se používá ve stabilních hasicích zařízeních, pro hašení lesních požárů, požárů budov a požárů na volném prostranství.

Velká část hořlavých materiálů třídy požáru A je hydrofobní (odpuzuje vodu), a proto voda nesnadno proniká do hloubky jejich hmoty a většina jí odtéká bezúčinně po jejich povrchu, aniž by se využil její chladící účinek. Výše uvedené můžeme spatřit při hašení gumy, rašeliny, dřevité moučky, uhelného prachu, tkanin, nebo požárů jehličí a listí. Příčinu nalezneme ve velkém povrchovém napětí vody. Ke zvýšení hasícího účinku na hydrofobní materiály je tedy nutné u vody snížit její povrchové napětí. Toto lze provést přidáním povrchově aktivních látek nebo-li smáčedel (tenzidů) do vody. Nejstarší známou povrchově aktivní látkou je mýdlo. V dnešní době se celá řada těchto látek připravuje synteticky. Smáčedla se přiměšují do vody zpravidla v cca 0,3-1% koncentraci. Používanými smáčedly jsou Abeson NAM, smáčecí olej K, Slovafol 909, Neokal OZ ale nejdostupnějším prostředkem, který lze použít jako smáčedlo je pěnidlo na výrobu lehké, střednía těžké pěny, které je dostupné u každého zásahu, neboť se nachází v nádržích cisternových automobilových stříkaček. Použitím smáčedel se sníží nejen povrchové napětí vody, ale zvýší se kultura hašení, sníží se spotřeba vody a sníží se taktéž škody způsobené vodou.

Hasební účinek vody je ovlivněn:

• vlastnostmi hořlavých látek
• přísadami chemikálií
• intenzitou dodávky vody (proudnicemi proteče 50-12 000 l/min.)
• velikostí kapiček vody – optimální účinnosti dosahují kapičky o průměru 0,1 až 1 mm, této velikosti je dosaženo u proudnic při tlaku kolem 0,4-0,6 MPa
• hasební účinek vody je rovněž závislý na způsobu, jakým je hasební látka k ohnisku požáru přivedena (plný, sprchový, clonový, rozprášený)

Plný proud

Sprchový proud

Clonový proud

Rozprášený (dříve mlhový) proud

Další způsob aplikace vody jako hasební látky je např. pomocí impulzního hašení (IFEX, tankové bateriové zařízení IMPULS 3M, impulzní hašení na letadlových lodích), nebo pomocí řezacího a hasícího vysokotlakého zařízení Cobra.

Vodu jako hasivo dopravujeme na místo požáru pomocí čerpadel a hadicového vedení, které je zakončeno proudnicí. Požární proudnice je zařízení užívané pro tvarování a usměrňování proudu hasiva, která je zakončená hubicí, jenž zmenšuje její průměr a tím zvyšuje rychlost hasiva. V současné době se používá celá řada proudnic různých typů (ruční, upevněné, s uzávěrem, bez uzávěru, sklopné, lafetové, přenosné, přívěsné, oscilační, vysokotlaké, deflektory) největší oblibě se ovšem těší proudnice kombinované, které nabízí možnost plynulé nebo skokové změny průtoku a tvaru proudu.

Požáry, při kterých je použití vody spojeno s rizikem:

• Alkalické kovy – např. sodík a draslík reagují již s vodní párou obsaženou v ovzduší. S kapalnou vodou reagují za vývinu vodíku, přičemž unikající vodík se může vznítit uvolněným reakčním teplem. Dochází k silným explozím a rozstřikování hořícího kovu do okolí. Z dalších kovů je to ještě vápník, hořčík, hliník, kdy při styku s vodou dochází taktéž k uvolňování vodíku. Tyto kovy jsou schopny získat kyslík za vyšších teplot nejen z vody, ale také z oxidu uhličitého, nebo z hasících prášků na bázi hydrogenuhličitanů, proto se nesmí hasit vodou, ani CO₂, ani prášky BC. Totéž platí pro ostatní hořlavé kovy lithium, cesium, rubidium, zirkon, stroncium, baryum, titan, uran, aj. Reakcí rozžhaveného železa s vodou se uvolňuje opět vodík a hrozí tak nebezpečí výbuchu. Rozžhavený materiál obsahující uhlík např. žhnoucí uhlí, koks, saze v komíně, reaguje s vodou za současného uvolňování vodíku a navíc ještě oxidu uhelnatého.
• Sloučeniny reagující s vodou – např. u oxidu vápenatého, boritého, fosforečného a sírového stykem s vodou dochází k uvolňování tepla a prudké odpařování vody může vést k fyzikálním výbuchům. K silnému místnímu přehřátí dochází tehdy, přijde-li do styku menší množství vody s velkým množstvím oxidu. U peroxidu sodíku a draslíku se chemickou reakcí s vodou uvolňuje vodík a kyslík. U karbidu vápenatého se reakcí s vodou uvolňuje acetylen a u karbidu hliníku se reakcí s vodou uvolňuje methan.
• Koncentrované kyseliny – při styku vody s kyselinou sírovou (H₂SO₄) může dojít k jejímu silnému ohřevu a vlivem přetlaku pak k rozstřikování kyseliny do okolí. Reakcí vody s kyselinou dusičnou (HNO₃) dochází kromě uvolnění velkého množství tepelné energie k silnému vývinu toxických nitrozních plynů, hlavně oxidu dusičitého (NO₂). Velmi prudká reakce nastane také při styku vody s kyselinou chlorosírovou HSO₃Cl. U ostatních kyselin je vývin zřeďovacího tepla poměrně malý, neboť se tyto kyseliny v praxi používají již zředěné.
• Látky zahřáté na teplotu vyšší než teplota varu vody – jedná se o látky lehčí než voda, např. ropa, asfalt, tuky, oleje, které, přijdou-li do styku s kapalnou vodou, způsobí její rychlé vypaření a může tak dojít ke vzkypění nebo je-li vody větší množství, až k vyvření (vystřikování) těchto látek. V případě hašení nádrží např. s ropou, voda použitá pro hašení je těžší, klesá ke dnu, kde se zahřívá a mění v páru, dochází k utajenému varu a k explozivnímu vývinu vodní páry, která má za následek výše uvedené.
• Kapaliny s nízkou teplotou varu (zkapalněné plyny) – jedná se hlavně o methan, propan, buthan, ethylen, propylen, které mají nízký bod varu a to v rozmezí od -48 °C do -161 °C. Voda o teplotě 20 °C, má teplotu daleko vyšší než jsou teploty varu zkapalněných plynů. Když přijde voda do styku se zkapalněným plynem, předá mu svou tepelnou energii, způsobí jeho ohřev a tím i zvýšené vypařování.
• Hořlavé kapaliny mísitelné s vodou (polární) – mezi hořlavé kapaliny mísitelné s vodou patří např. líh, aceton, kyselina mravenčí, kyselina octová, estery, aminy atd. Hašení polárních kapalin ředěním vodou, jsou-li skladovány v nádržích, je velmi málo účinné. I při silném naředění lze např. u lihu ještě naměřit teplotu vzplanutí a vznícení.
• Elektrická zařízení pod napětím – hašení elektrických zařízení pod napětím vodou je možné pouze pomocí proudnic, k tomu účelu schválených, při dodržení bezpečných vzdáleností v závislosti na velikosti napětí a typu vodního proudu a zásad Bojového řádu jednotek požární ochrany – Metodický list č. 25/P a č. 14/N. Je nutné zohlednit konkrétní podmínky na požářišti, včetně stupně zakouření vnitřních prostor (kouř zvyšuje vodivost prostředí).
• Usazený prach – plné proudy vody se nesmí používat při požárech objektů, kde se nacházejí usazené hořlavé prachy, protože hrozí nebezpečí zvíření prachu a následného výbuchu.

Shrnutí:

Za velkou výhodu považujeme u vody vysoký chladicí efekt, dostupnou cenu, téměř všude přítomný výskyt, relativně jednoduchou dopravitelnost, chemickou neutralitu a nejedovatost, v neposlední řadě pak možnost využití její destrukční energie pomocí správné proudnice. Na druhou stranu jako nedostatek můžeme vnímat to, že při nízkých teplotách tuhne a mění svůj objem, dále velmi nízkou účinnost při hašení prašných produktů a hydrofobních materiálů bez smáčedel, elektrickou vodivost, korozivní vlastnosti a nezanedbatelné mohou být také škody způsobené vodou na budovách, zařízeních a skladovacích materiálech v důsledku nevhodné kultury hašení.