فوم آتش‌نشانی (کف خاموش‌کننده) یکی از موثرترین مواد اطفای حریق به ویژه برای آتش‌های مایعات قابل اشتعال است. این ماده در واقع ترکیبی از آب، کف‌ساز (سورفکتانت) و هوا است که پس از ترکیب در نسبت مشخص، تولید کف پایدار می‌کند. حاصل این ترکیب، توده‌ای از حباب‌های کوچک پر از هواست که چگالی کمتری نسبت به آب و نفت دارد و می‌تواند روی سطح سوخت را بپوشاند. فوم به صورت کنسانتره غلیظ عرضه می‌شود و هنگام استفاده، معمولاً به نسبت 1٪، 3٪ یا 6٪ با آب مخلوط شده و سپس در تجهیزات ویژه با هوا ترکیب می‌گردد تا کف نهایی ایجاد شود. در نتیجه‌ی این فرآیند، کفی سبک و پایدار تولید می‌شود که قابلیت جاری‌شدن روی سطوح حریق را دارد.

تعریف علمی و ترکیب فوم آتش‌نشانی

به طور علمی، فوم آتش‌نشانی یک توده پایدار از حباب‌های پر از هواست که از اختلاط آب، ماده کف‌ساز و هوا ایجاد می‌شود. ماده کف‌ساز حاوی سورفکتانت‌هایی است که کشش سطحی آب را کاهش داده و تشکیل حباب‌های پایدار را ممکن می‌سازد. این حباب‌ها به هم پیوسته و یک پتوی کف روی سطح آتش ایجاد می‌کنند. نکته مهم این است که کف آتش‌نشانی برخلاف آب خالص، روی بسیاری از مایعات قابل اشتعال (مانند بنزین یا نفت) شناور می‌ماند چون چگالی آن کمتر از آنهاست.

انواع فوم آتش‌نشانی و سازوکار هر کدام

فوم‌های آتش‌نشانی بر اساس کاربرد و نوع آتش به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. در این بخش مهم‌ترین انواع فوم را معرفی کرده و ویژگی‌ها و مکانیزم عملکرد هر کدام را بررسی می‌کنیم. شناخت تفاوت این فوم‌ها برای انتخاب و خرید فوم آتش‌نشانی مناسب بسیار حائز اهمیت است. انواع اصلی عبارت‌اند از فوم کلاس A که هر یک برای نوع خاصی از حریق طراحی شده‌اند.

فوم کلاس A (جامدات قابل اشتعال)

فوم Class A مخصوص حریق‌های کلاس A یعنی مواد جامد معمولی مانند چوب، کاغذ، پارچه و پلاستیک‌ها است. این فوم در واقع نوعی عامل‌تر‌کننده (Wetting Agent) است که به آب اضافه می‌شود و توانایی نفوذ آب در مواد سوختنی جامد را بیشتر می‌کند. فوم کلاس A معمولا با نسبت ۰٫۱ تا ۱٪ با آب مخلوط می‌شود (مثلاً ۰٫۵٪ رایج است) و باعث می‌شود آب حاصل تا ۲۰ برابر سریع‌تر در مواد نفوذ کند. طبق تحقیقات مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST)، آب حاوی کف Class A بین ۳ تا ۵ برابر موثرتر از آب خالص در خاموش‌کردن آتش است. دلیل این موضوع آن است که حباب‌های کف به محصولات کربنی حاصل از سوختن جذب شده و به سطح مواد می‌چسبند، در حالی که آب معمولی به سرعت از سطح جاری می‌شود. در نتیجه، کف Class A با چسبیدن به سطوح در حال سوختن، حرارت را بهتر جذب کرده و سطح را خنک می‌کند. کاهش حرارت به زیر نقطه اشتعال ماده، آتش را خاموش می‌کند. این فوم همچنین با ایجاد یک لایه کف روی سطح مواد، از رسیدن اکسیژن به سوخت جلوگیری کرده و از شعله‌وری مجدد (Rekindle) ممانعت به عمل می‌آورد. به همین دلیل در اطفای حریق جنگل‌ها، علفزارها و حتی آتش‌سوزی منازل و ساختمان‌ها، افزودن کف کلاس A به آب می‌تواند سرعت اطفا را افزایش داده و از گسترش آتش جلوگیری کند.

فوم کلاس B (مایعات قابل اشتعال)

فوم کلاس B برای اطفای حریق مایعات قابل اشتعال (حریق‌های کلاس B مانند بنزین، گازوئیل، الکل‌ها، حلال‌ها و غیره) طراحی شده است. آب به تنهایی معمولاً برای خاموش کردن این نوع آتش‌ها مؤثر نیست و حتی می‌تواند خطرناک باشد (به دلیل پخش کردن سوخت). فوم‌های کلاس B با سازوکار ویژه خود این مشکل را حل می‌کنند. معروف‌ترین انواع فوم کلاس B عبارت‌اند از AFFF و AR-AFFF:

• فوم AFFF (Aqueous Film Forming Foam): فوم تشکیل‌دهنده لایه‌ی آب یا به اصطلاح فوم فیلم‌ساز آبی، رایج‌ترین فوم برای حریق مایعات هیدروکربنی (مانند فراورده‌های نفتی) است. این فوم حاوی سورفکتانت‌های فلورینه ویژه‌ای است که هنگام تخلیه روی سطح سوخت، یک لایه‌ی نازک فیلم مانند آب روی سوخت تشکیل می‌دهد. این لایه‌ی آبی به سرعت سطح مایع مشتعل را می‌پوشاند و مانند سدی بین سوخت و هوا عمل می‌کند. به این ترتیب، تماس اکسیژن با سوخت قطع شده و آتش خفه می‌شود. در عین حال، خود لایه‌ی کف نیز مانند پتویی شعله را خفه کرده و از رسیدن به سوخت جلوگیری می‌کند. ویژگی دیگر AFFF سرعت عملکرد بالای آن است؛ این فوم قدرت knock-down سریعی دارد، یعنی شعله‌های آتش را به سرعت پایین می‌آورد. علاوه بر این، آب موجود در کف باعث خنک شدن سطح سوخت و مخازن مجاور می‌شود و احتمال شعله‌وری مجدد را کاهش می‌دهد. فوم‌های AFFF معمولاً در غلظت ۳٪ یا ۶٪ استفاده می‌شوند (به عنوان مثال AFFF 3% که با ۳٪ کف‌ساز و ۹۷٪ آب تهیه می‌شود و مطابق استاندارد ICAO Level B برای حریق‌های هوایی است).

• فوم AR-AFFF (Alcohol-Resistant AFFF): این فوم در حقیقت نوعی AFFF تقویت‌شده برای الکل‌ها و سوخت‌های قطبی (محلول در آب) است. سوخت‌هایی مانند اتانول، متانول، استون و … که با آب قابل اختلاط‌اند، می‌توانند کف‌های معمولی را تخریب کنند؛ زیرا الکل، ساختار حباب کف را می‌شکند. فوم AR-AFFF برای حل این مشکل دارای پلیمرهای ویژه‌ای است که در تماس با سوخت‌های قطبی یک لایه محافظ (معمولاً به صورت ژل مقاوم) روی سطح سوخت تشکیل می‌دهند. این لایه از نفوذ الکل به کف جلوگیری کرده و پایداری کف را حفظ می‌کند. بنابراین فوم AR-AFFF امکان اطفای آتش حلال‌های قطبی و الکلی را فراهم می‌سازد، در حالی که AFFF معمولی در چنین مواردی فرو می‌ریزد. فوم‌های AR-AFFF معمولاً به صورت ترکیبی ۳٪/۳٪ یا 3٪/6٪ عرضه می‌شوند (مثلاً 3٪ برای هیدروکربن‌ها و 6٪ برای الکل‌ها). امروزه بسیاری از سازمان‌های آتش‌نشانی، به خصوص در مناطق صنعتی و فرودگاه‌ها، ترجیح می‌دهند مستقیماً از فوم‌های AR-AFFF استفاده کنند چون روی همه انواع حریق کلاس B قابل استفاده‌اند و ایمنی بیشتری در مواجهه با سوخت‌های ترکیبی مدرن (مانند بنزین حاوی اتانول) ایجاد می‌کنند.

• فوم پروتئینی و فلوئوروپروتئینی: فوم‌های پروتئینی از قدیمی‌ترین انواع کف آتش‌نشانی کلاس B هستند که پایه اصلی آن‌ها پروتئین‌های طبیعی است. این فوم‌ها پایداری و مقاومت حرارتی بالایی دارند و پس از تخلیه، پتوی کف ضخیم و پایدار روی سوخت تشکیل می‌دهند که از گسترش آتش جلوگیری می‌کند. مزیت فوم پروتئینی مقاومت خوب در برابر بازگشت شعله (سوختن مجدد) است؛ اما نقطه ضعف آن سرعت گسترش نسبتاً کم و حساسیت به آلودگی با سوخت است. فوم پروتئینی را باید با نازل‌های هواگیر (air-aspirating) به نرمی روی سطح سوخت پخش کرد تا با سوخت مخلوط نشده و حباب‌ها نشکنند. برای بهبود سرعت و قدرت فوم پروتئینی، بعدها فوم فلوئوروپروتئینی (FP) توسعه یافت که شامل افزودن مقدار کمی سورفکتانت فلورینه به فوم پروتئینی است. فوم فلوئوروپروتئینی نسبت به فوم پروتئینی قابلیت انتشار سریع‌تر روی سطح سوخت و مقاومت بیشتر در برابر آلودگی با سوخت را دارد. این فوم اجازه می‌دهد کف را حتی به صورت مستقیم‌تر روی سوخت‌های هیدروکربنی اعمال کنند و در صنایعی مانند پالایشگاه‌ها و مخازن نفت خام به کار می‌رود. نوع دیگری از فوم‌های قدیمی‌تر، فوم FFFP (Film-Forming FluoroProtein) است که ترکیبی از خواص فیلم‌ساز AFFF و پایداری فلوئوروپروتئینی را ارائه می‌دهد. هرچند امروزه با وجود AFFF و AR-AFFF کاربرد فوم‌های پروتئینی کمتر شده، اما به دلیل قابلیت تجزیه‌پذیری زیستی بهتر و برخی مزایای محیط‌زیستی، هنوز در برخی کاربردها (مانند آموزش یا در مناطقی که مسائل زیست‌محیطی اولویت دارد) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• فوم‌های بدون فلوئور (فوم‌های دوستدار محیط ‌زیست): نسل جدید فوم‌های کلاس B به منظور کاهش آسیب‌های زیست‌محیطی معرفی شده‌اند. فوم‌های سنتی AFFF/AR-AFFF حاوی ترکیبات فلورینه مخصوصاً PFAS هستند که به آن‌ها خاصیت فیلم‌سازی و مقاومت می‌دهد، اما این ترکیبات به‌شدت پایدار و تجزیه‌ناپذیر در محیط‌ زیست هستند و به “مواد شیمیایی ابدی” مشهور شده‌اند. تحقیقات نشان داده PFAS در بدن انسان تجمع می‌یابد و می‌تواند اثرات مضری بر سلامت (مانند انواع سرطان و مشکلات ایمنی و هورمونی) داشته باشد. به همین دلیل در سال‌های اخیر محدودیت‌ها و ممنوعیت‌هایی برای استفاده از فوم‌های حاوی فلوئور اعمال شده است (برای مثال ارتش آمریکا استفاده از AFFF را از 2024 ممنوع کرده و بسیاری کشورها آن را کنار گذاشته‌اند). جایگزین‌های جدیدی تحت عنوان فوم‌های FFF (Fluorine-Free Foam) یا فوم دوستدار محیط‌زیست به بازار آمده که کاملاً عاری از ترکیبات PFAS هستند. این فوم‌ها معمولاً ترکیبات سورفکتانت سیلیکونی یا کربنی پیشرفته‌ای دارند که بدون نیاز به فلوئور، عملکرد قابل قبولی در اطفای حریق مایعات ارائه می‌دهند. هرچند فوم‌های بدون فلوئور دقیقاً همان عملکرد AFFF قدیمی را ندارند و ممکن است نیاز به دبی بیشتر یا روش کاربرد متفاوت داشته باشند، اما به سرعت در حال پیشرفت هستند. به عنوان نمونه، شرکت ایمن‌تاش سپاهان (اولین تولیدکننده ایرانی فوم آتش‌نشانی با فرمولاسیون بومی) نیز محصولی به نام Bio Foam (بایو فوم) عرضه کرده که یک فوم فلورین-فری بوده و دوستدار محیط زیست است. این حرکت در جهت همگامی با استانداردهای جهانی و رفع نگرانی‌های زیست‌محیطی ناشی از فوم‌های قدیمی صورت گرفته است.