فوم آتشنشانی از نظر مکانیزم عملکرد، یک ماده اطفایی چندمنظوره به شمار میآید و به صورت ترکیبی از چند اثر آتش را خاموش میکند. به طور خلاصه، چهار مکانیزم اصلی در عملکرد فوم وجود دارد:
- خفهکردن (Smothering): لایه کف روی سطح سوخت را میپوشاند و مانع رسیدن اکسیژن هوا به آتش و سوخت میشود. در واقع فوم یک سد فیزیکی بین سوخت و اکسیژن ایجاد میکند که نتیجه آن خفهشدن شعلهها است. این اثر به ویژه در فومهای کلاس B مشهود است که مانند یک پتو سطح مایع مشتعل را فرا میگیرند.
- جدا کردن منبع حرارت از سوخت: کف بین شعلههای آتش (منبع احتراق) و سطح ماده سوختنی فاصله میاندازد. بدین ترتیب دیگر حرارت شعله به سطح سوخت نمیرسد تا تبخیر و تغذیه آتش ادامه یابد. این مکانیسم نیز در فومهای مایع نقش مهمی دارد؛ مثلاً فوم روی سطح بنزین باعث میشود شعله نتواند به بنزین مایع برسد و آن را گرم و تبخیر کند.
- سرد کردن (Cooling): بخش اعظم فوم از آب تشکیل شده است. آب موجود در کف هنگام برخورد با سطوح داغ و شعلهور، تبخیر شده و گرمای زیادی را جذب میکند و در نتیجه سطح سوخت و محیط اطراف را خنک میسازد. کاهش دمای سوخت به زیر نقطه اشتعال، فرآیند احتراق را متوقف میکند. همچنین خنکسازی تجهیزات و سازههای مجاور آتش، از سرایت و گسترش حریق جلوگیری میکند. اثر خنککنندگی فوم به ویژه در حریق کلاس A و نیز در کنترل دمای مخازن سوخت مجاور آتش بسیار حیاتی است.
- سرکوب بخارات قابل اشتعال (Vapor Suppression): فوم آتشنشانی با پوشاندن سطح مایعات، مانع تبخیر سوخت و انتشار بخارات قابل اشتعال میشود. در حریق مایعات، بخارات سوخت هستند که میسوزند؛ اگر بتوان از تبخیر بیشتر جلوگیری کرد، آتش کمکم خاموش میشود. لایه کف با نگهداشتن سوخت در زیر خود، مانند سرپوشی از انتشار گازها و بخارات اشتعالپذیر جلوگیری کرده و محیط را ایمنتر میکند.
- ترکیب این چهار عامل باعث میشود کف آتشنشانی بتواند برخلاف بسیاری از خاموشکنندههای دیگر، آتش را به شکل موثرتری مهار و خاموش کند. به عنوان مثال پودرهای شیمیایی خشک عمدتاً با قطع واکنشهای زنجیرهای آتش عمل میکنند و اثر خنککنندگی یا خفهکنندگی ندارند، یا CO2 فقط با حذف اکسیژن و کمی سرد کردن لحظهای آتش را فرو مینشاند اما تاثیری بر کاهش دمای سوخت یا مهار بخارات سوخت ندارد. این در حالی است که فوم به طور همزمان چندین جبههی آتش را هدف قرار میدهد و حتی پس از خاموششدن آتش نیز با باقیماندن روی سطح، از شعلهوری مجدد جلوگیری میکند.نکته: فوم برخلاف پودر و برخی گازهای خاموشکننده، در واکنش شیمیایی احتراق دخالتی ندارد و فقط از طرق فیزیکی (چهار مکانیسم بالا) آتش را مهار میکند. همین ویژگی فیزیکی بودن باعث میشود که فوم پس از تخلیه، محیط را برای مدت بیشتری ایمن نگه دارد؛ چون تا وقتی لایه کف دستنخورده باقی بماند، سوخت از تماس با هوا مصون است.مقایسه عملکرد فوم با سایر مواد اطفای حریق (آب، پودر، CO2)
برای درک بهتر مزایا و محدودیتهای فوم آتشنشانی، مقایسه آن با دیگر خاموشکنندههای رایج مفید است. در ادامه، فوم را در برابر آب، پودر خشک شیمیایی و گاز CO2 مقایسه میکنیم:
فوم در برابر آب
آب سادهترین و در دسترسترین ماده اطفای حریق است و برای آتشهای معمولی کلاس A عملکرد خوبی دارد (با خنک کردن سوخت). اما در برابر آتش مایعات قابل اشتعال (کلاس B)، آب کارایی بسیار کمی دارد و میتواند خطرناک نیز باشد. اولاً آب روی مایعات سبکتر از خود (مانند نفت و بنزین) شناور نمیماند و به پایین ظرف میرود. در نتیجه مستقیماً آتش را خاموش نمیکند. ثانیاً اگر سوخت داغتر از 100°C باشد، آب به سرعت بخار شده و ممکن است قطرات سوخت را به اطراف پرت کند و آتش گسترش یابد. در مقابل، فوم به دلیل سبکی روی سوخت میایستد و بدون آمیختهشدن با مایع، آتش را خاموش میکند. همچنین کف بخش زیادی از حرارت سوخت را میگیرد و از تبخیر آن جلوگیری میکند. به همین دلایل در حریق مخازن سوخت، چاههای نفت، پالایشگاهها و سکوهای نفتی تقریباً همیشه به جای آب از فوم استفاده میشود. حتی در آتشسوزیهای جنگلی، اضافه کردن کف کلاس A به آب اثربخشی آب را چند برابر میکند و مصرف آب را کاهش میدهد. در مجموع، آب برای آتش کلاس A مناسب است اما برای آتش مایعات حتماً نیاز به کف دارد تا موثر واقع شود.
فوم در برابر پودر خشک شیمیایی
پودرهای خاموشکننده (مانند پودر ABC یا BC) از مواد شیمیایی خشک تشکیل شدهاند که با تخلیه روی آتش، واکنش زنجیرهای احتراق را متوقف میکنند. پودرها مزیت سرعت در خاموش کردن شعله را دارند؛ به خصوص برای حریقهای گازی و مایعات، یک لایه پودر میتواند فوراً شعله را خفه کند. اما مشکلی که وجود دارد این است که پودر پس از خاموش کردن اولیه، هیچ اثر پایدار محافظتی بر جای نمیگذارد. سوخت ممکن است هنوز گرم باشد و به محض اینکه غبار پودر تهنشین شود یا اکسیژن دوباره به سوخت برسد، احتمال شعلهور شدن مجدد وجود دارد. در واقع پودر آتش را سریع خاموش میکند اما محیط را سرد نمیکند و از تبخیر یا تماس مجدد سوخت با هوا جلوگیری نمیکند. به همین دلیل در بسیاری از آتشسوزیهای مایعات، پس از استفاده از خاموشکننده پودری، باید بلافاصله اقداماتی برای سرد کردن و پوشاندن سوخت انجام شود وگرنه آتش دوباره روشن میشود. در مقابل، فوم با پوشاندن سوخت و خنکسازی آن، احتمال روشن شدن مجدد آتش را به شدت کاهش میدهد. مزیت دیگر فوم نسبت به پودر، عدم ایجاد گرد و غبار و دید بهتر در صحنه آتشسوزی است. پودر هنگام تخلیه، یک ابر غلیظ ایجاد میکند که میتواند دید آتشنشان و افراد را کم کند و حتی استنشاق آن برای سلامتی مضر است. کف چنین مشکلی ندارد و ایمنی تنفسی بیشتری فراهم میکند. البته پودرها مزیتهایی هم دارند؛ از جمله اینکه چندمنظوره بوده و اکثر آنها برای کلاس A، B، C قابل استفادهاند و نیز در محیطهای باز بادخور، پودر کمتر از کف تحت تاثیر باد قرار میگیرد. ولی در محیطهای بسته و حساس (مثلاً اتاق سرور یا کارگاهها) معمولاً فوم به دلیل تمیزی نسبی و عدم آسیب به تجهیزات، گزینه مناسبتری از پودر است. پس میتوان گفت فوم و پودر رقیب هم نیستند بلکه مکملاند؛ هر کدام بسته به نوع آتش و شرایط کاربرد، مزایای خود را دارند. در آتشهای وسیع مایعات اغلب از هر دو به شکل ترکیبی استفاده میشود (ابتدا پودر برای خاموش کردن شعلههای شدید اولیه و سپس فوم برای جلوگیری از بازگشت آتش).
فوم در برابر گاز CO2
خاموشکنندههای CO2 (دیاکسید کربن) با تزریق گاز خنثی و سنگین در محل آتش، اکسیژن را از اطراف آتش دور کرده و آن را خفه میکنند. CO2 همچنین هنگام خروج از کپسول به صورت برفک سرد ظاهر میشود و کمی خاصیت سردکنندگی دارد. مزیت بزرگ CO2 این است که پس از تخلیه هیچ اثری از خود باقی نمیگذارد؛ نه پسماندی مثل پودر دارد و نه خیسکنندگی مثل آب و کف. بنابراین برای تجهیزات الکتریکی و محیطهای تمیز (اتاق سرور، آزمایشگاهها و …) بسیار مناسب است. اما CO2 یک عیب اساسی دارد: عدم ماندگاری اثر. به محض اینکه تهویه صورت گیرد یا CO2 پراکنده شود، اگر سوخت هنوز گرم و قابل اشتعال باشد، ممکن است دوباره آتش بگیرد. CO2 نه سوخت را سرد میکند، نه سطح آن را میپوشاند. بنابراین توان جلوگیری از بازگشت شعله را ندارد. از این رو، CO2 بیشتر برای آتشسوزیهای کوچک موضعی یا محیطهای بسته به کار میرود که پس از تخلیه، آتش فوراً مهار شده و فرصت بازگشت ندارد. در مقایسه با فوم، CO2 دامنه کاربرد محدودتری دارد (عمدتاً کلاس B کوچک و کلاس C الکتریکی). در آتش مایعات گسترده، CO2 کارآمد نیست چون به سرعت در هوا رقیق میشود و به علاوه حجم زیادی CO2 لازم است که از نظر عملی تامین آن دشوار است. فوم در این شرایط موثرتر است چون محیط آتش را تا رسیدن به ایمنی کامل تحت پوشش نگه میدارد. البته در آتشهای الکتریکی فعال، فومهای آبپایه به دلیل رسانا بودن قابل استفاده نیستند و CO2 ایمنتر است. در کل میتوان گفت CO2 یک خاموشکننده تمیز برای موارد خاص است، اما فوم برای کنترل و سرکوب طولانیمدت آتشهای مایعات گزینهی بهتری است.
کاربردهای فوم آتشنشانی در صنایع مختلف
فوم آتشنشانی به دلیل ویژگیهای منحصربهفردش، در صنایع و حوزههای مختلفی به کار میرود. هر نوع فوم کاربرد خاص خود را دارد و انتخاب نوع مناسب میتواند نقش تعیینکنندهای در ایمنی صنعت داشته باشد. در اینجا به برخی از مهمترین کاربردهای انواع فوم در صنایع مختلف اشاره میکنیم:
- صنایع نفت و گاز: در تاسیسات نفتی ( پالایشگاهها، مخازن و خطوط لوله) حجم بالایی از مایعات بسیار قابل اشتعال وجود دارد. فومهای کلاس B خصوصاً AFFF و فلوئوروپروتئینی به طور گسترده در این صنایع برای حفاظت از مخازن و حوضچههای نفت خام به کار میروند. سیستمهای فوم ثابت (مانند Foam Chamber روی مخازن) در تانکفارمها تعبیه میشوند تا در صورت آتشسوزی بتوانند سریعاً لایهای از کف روی سطح نفت تشکیل دهند و آتش را خفه کنند. همچنین واحدهای سیار فوم (مانند کامیونهای فوماتیک) در سکوهای حفاری دریایی و پالایشگاهها مستقر هستند. بدون فوم، اطفای آتش مخازن بزرگ تقریباً غیرممکن است.
- صنایع پتروشیمی و شیمیایی: در کارخانجات پتروشیمی به دلیل وجود انواع حلالها، الکلها و مواد شیمیایی آتشزا، استفاده از فومهای AR-AFFF حیاتی است. این فومها میتوانند آتش مواد قطبی (مانند الکلها، استون، اتیلنگلایکول و…) را که در حلالهای صنعتی یافت میشوند خاموش کنند. واحدهای تولید رنگ، رزین، تینر و الکل از جمله مکانهایی هستند که سیستم اطفای حریق فوم ضدالکل برای آنها نصب میشود. همچنین در انبارهای مواد شیمیایی خطرناک، سیستم بارانی فوم (اسپرینکلر ترکیب آب و کف) یک لایه کف روی کف سالن جاری میکند تا از سرایت آتش جلوگیری کند. فوم در صنایع شیمیایی نه تنها برای اطفای حریق، بلکه برای کنترل بخارات سمی و قابل اشتعال در حوادث نشت مواد شیمیایی نیز به کار میرود (با پوشاندن سطح مایع ریختهشده).
- حملونقل دریایی (کشتیها و بنادر): در کشتیهای نفتکش، شناورها و سکوهای دریایی، فوم یک جزء جداییناپذیر از سیستم ایمنی حریق است. مخازن نفتکشها مجهز به سیستم کف هستند تا در صورت بروز آتشسوزی در انبار کشتی، بتوانند آتش را مهار کنند. سکوهای نفت و گاز دریایی نیز به دلیل فاصله از نیروهای کمکی آتشنشانی، معمولاً سیستمهای اتوماتیک فوم دارند. حتی در کشتیهای مسافربری، قسمت موتورخانه و انبار سوخت به کپسولها یا سیستمهای ثابت کف مجهز میشود. در بنادر نفتی و پایانههای سوخترسانی کشتیها هم واحدهای آتشنشانی بندر از فوم برای مقابله با آتش احتمالی در کشتی یا اسکله استفاده میکنند. فومهای پروتئینی و فلوئوروپروتئینی هنوز در برخی کاربردهای دریایی محبوبند زیرا در آب دریا نیز قابل استفادهاند و پایداری خوبی روی امواج دارند.
- فرودگاهها و صنایع هوایی: طبق مقررات بینالمللی (ICAO)، تمامی فرودگاهها باید به خودروهای آتشنشانی ویژه فرودگاهی (خوروی Crash Truck) مجهز باشند که از فوم برای اطفای آتش هواپیماها استفاده میکنند. سوخت هواپیما (جت A1) یک هیدروکربن بسیار اشتعالپذیر است و تنها ظرف چند دقیقه میتواند کل هواپیما را در بر گیرد. فومهای نوع AFFF با استاندارد ICAO Level B یا C برای این منظور طراحی شدهاند و قادرند در زمانی کوتاه آتش سوانح هوایی را فرونشانند. در آشیانههای تعمیراتی هواپیما نیز سیستمهای بارانی فوم نصب میشود تا در صورت حریق در هواپیمای پارکشده، سریعتاً حریق کنترل شود. فوم در فرودگاهها هم برای محافظت از جان مسافران و خدمه حیاتی است و هم از گسترش آتش به تاسیسات اطراف جلوگیری میکند. به جز هواپیما، در آتشسوزیهای سوخترسانهای فرودگاهی، انبارهای سوخت و مخازن فرودگاه هم از فوم استفاده میشود. به طور خلاصه، فوم آتشنشانی ستون فقرات ایمنی حریق فرودگاهی است.
- ساختمانها و آتشنشانی شهری: هرچند استفاده از فوم در محیطهای شهری به گستردگی صنایع نفتی نیست، اما باز هم نقش مهمی ایفا میکند. کف آتشنشانی کلاس A توسط آتشنشانان برای اطفای حریق منازل، انبارهای کالا، جنگلها و مراتع به کار گرفته میشود تا سرعت نفوذ آب و خاموشکردن افزایش یابد. در برخی ساختمانهای تجاری و پارکینگهای طبقاتی که احتمال آتشسوزی مایعات (مثلاً بنزین خودروها) وجود دارد، از کپسولهای آتشنشانی فوم به جای پودر استفاده میشود. این کپسولها (معمولاً حاوی کف AFFF ۳٪ یا ۶٪) مزیت تمیزتر بودن نسبت به پودر را دارند و برای محیط داخل ساختمان مناسبترند (چون پس از استفاده، کف به راحتی تمیز میشود ولی پودر میتواند به تجهیزات الکتریکی آسیب یا به فضاهای مخفی نفوذ کند). علاوه بر این، نیروهای آتشنشانی شهری در مواجهه با حوادث خاص مانند نشت بنزین در پی تصادفات جادهای از فوم برای جلوگیری از آتشسوزی استفاده میکنند. حتی در سیستمهای اسپرینکلر برخی ساختمانهای صنعتی که مایعات قابل اشتعال نگهداری میشود، محلول آب و کف به عنوان عامل اطفا در لولهها جاری است. بنابراین در حوزه شهری و ساختمانی نیز، هر جا خطر حریق مایعات یا نیاز به خاموشسازی سریع و موثر باشد، کف آتشنشانی حضور دارد.
نتیجهگیری
فوم آتشنشانی به عنوان یک فناوری کلیدی در ایمنی حریق، نقش غیرقابل انکاری در محافظت از جان و مال در بسیاری از صنایع و محیطها ایفا میکند. این ماده با بهرهگیری از ترکیب علوم شیمی و فیزیک، توانسته ضعفهای آب، پودر و سایر خاموشکنندهها را جبران کرده و راهحلی همهجانبه برای مهار آتش ارائه دهد. از آتشسوزیهای گسترده پالایشگاهها گرفته تا حریق یک خودرو در پارکینگ، فوم مناسب میتواند تفاوت بین یک فاجعه بزرگ و یک حادثه مهارشده را رقم بزند.
در انتخاب و خرید فوم آتشنشانی باید به نوع حریقهای محتمل و نیازهای محیط کاری خود توجه ویژهای داشت. انواع مختلف کف (AFFF، AR-AFFF، کلاس A، پروتئینی و…) هر کدام برای سناریوهای مشخصی طراحی شدهاند. همچنین ملاحظات جدید زیستمحیطی ایجاب میکند که به سمت استفاده از فومهای ایمنتر برای محیط زیست حرکت کنیم و در عین حال آموزشهای لازم برای استفاده صحیح از سیستمهای کف را به پرسنل مربوطه بدهیم. با رعایت این نکات و بهرهگیری از دانش روز (برگرفته از جدیدترین منابع و استانداردهای بینالمللی تا سال ۲۰۲۵)، میتوانیم اطمینان حاصل کنیم که سیستمهای اطفای حریق با فوم در لحظات بحرانی، حداکثر کارایی و ایمنی را فراهم خواهند کرد.
با توجه به مطالب بیانشده، روشن است که فوم آتشنشانی چیست و چگونه عمل میکند – ترکیبی هوشمندانه از علم و تجربه که امروز به یکی از ارکان اساسی صنعت ایمنی و آتشنشانی تبدیل شده است. 🚒🧯 کف مناسب، سپری مستحکم در برابر شعلههای سوزان!
