باحثون روس يطورون طريقة جديدة ناجحة لمكافحة حرائق النفط

باحثون روس يطورون طريقة جديدة ناجحة لمكافحة حرائق النفط

متابعة / احمد مدنى : شعاع نيوز

طور باحثون في جامعة تومسك التقنية نظامًا آليًا يُطلق مواد الإطفاء على شكل نبضات مُتحكم بها بدلًا من إطلاقها بشكل مستمر، تُقلل هذه التقنية من تناثر الوقود المحترق بشكل خطير، ويمكنها خفض استخدام مواد تكوين الرغوة بنسبة 40-50%.

كما أنها تُبرد خزانات التخزين المُسخنة بشدة بعد إخماد النيران، ما يُساعد على منع اشتعال الحريق مرة أخرى

لماذا تُعد حرائق المنتجات النفطية خطيرة بشكل خاص؟

تُعد الحرائق التي تشمل البنزين أو الديزل أو الكيروسين أو النفط الخام أو البيتومين أو زيت الوقود صعبة السيطرة، إذ يُمكن أن تصل المواد المُشتعلة إلى درجات حرارة عالية، وتنتشر بسرعة، وتُشعل المعدات أو خزانات التخزين القريبة

عادةً ما تستخدم أنظمة مكافحة الحرائق مواد الإطفاء بشكل مستمر. ومع ذلك، وجد باحثون في جامعة تومسك التقنية أن هذا النهج قد يكون غير فعال، بل وقد يزيد من خطورة بعض حرائق المنتجات النفطية، حيث أظهرت تجاربهم أن الاستخدام المستمر يُمكن أن يُسبب تغيرات مفاجئة في الضغط ودرجة الحرارة، ما يجعل السائل المحترق يتناثر خارج منطقة الحريق الأصلية

وفي منشأة تخزين تضم عدة خزانات، يُشكل هذا خطرًا جسيمًا، فقد يؤدي احتراق الوقود المتناثر من أحد الخزانات إلى انتشار النيران نحو الخزانات المجاورة، وتحويل حريق محلي إلى كارثة صناعية أكبر بكثير

نبضات مُتحكَّم بها بدلًا من تدفق مستمر

يستخدم النظام المُطوَّر في جامعة تومسك التقنية نبضات قصيرة ومُوقَّتة بدقة من عامل الإطفاء، ويمكن التحكم في كلٍّ من مدة كل نبضة والفاصل الزمني بينها

اختبر الباحثون هذا النهج يدويًا في البداية لفهم كيفية استجابة أنواع الوقود المختلفة، ودرسوا الهيدروكربونات السائلة، بما في ذلك البنزين والكيروسين والديزل والنفط الخام، بالإضافة إلى المنتجات عالية اللزوجة مثل البيتومين وزيت الوقود. وبعد تحديد الخصائص الرئيسية لعملية الإطفاء، أنشأ الفريق نظام تحكم آلي

لا يقتصر الغرض من الفواصل الزمنية على توفير المواد فحسب، بل يسمح للنظام بالاستجابة لتغيرات حالة الحريق بدلًا من الاستمرار في ضخ نفس كمية عامل الإطفاء بغض النظر عن الظروف

كيف يقرأ النظام الآلي الحريق

تراقب هذه التقنية عدة مؤشرات أثناء مكافحة الحرائق

درجة: الحرارة المحيطة بالمواد المحترقة

الأشعة: تحت الحمراء المنبعثة من اللهب

قراءات: أجهزة تحليل الغازات

يقوم برنامج التحكم بتقييم هذه القياسات ويحدد وقت إطلاق عامل الإطفاء ووقت إيقاف إمداده، ويُنشئ هذا نظام تحكم آلي، فبدلاً من اتباع جدول زمني ثابت، يُعدّل النظام إجراءاته وفقًا لسلوك الحريق الفعلي

رغوة أقل، مكافحة حرائق أكثر فعالية

أفاد الباحثون أن استخدام النبضات في رشّ عامل الإطفاء، يُمكن أن يُقلل كمية عامل تكوين الرغوة المستخدمة بنسبة تتراوح بين 40 و50%

قد يكون هذا التوفير حاسمًا أثناء الحرائق الصناعية الكبيرة. إذ لا تحمل فرق الإطفاء أو تُخزّن سوى كمية محدودة من مواد الإطفاء. وإذا نفدت هذه الكمية بسرعة كبيرة، فقد يستمر الحريق في الاشتعال دون توفر موارد كافية للسيطرة عليه

استخدام كميات أقل من مواد الإطفاء يعني أيضًا أن فرق الطوارئ قد تتمكن من مواصلة عمليات مكافحة الحرائق لفترة أطول، أو إدارة حادث أكبر بنفس الكمية المتاحة

إخماد النيران ليس سوى الخطوة الأولى

قد يشتعل حريق النفط مجددًا حتى بعد اختفاء ألسنة اللهب الظاهرة. أحد الأسباب الرئيسية هو الحرارة المتراكمة في جدران خزان الوقود

يتكون خزان التخزين النموذجي من حاوية داخلية تحتوي على المنتج البترولي، وطبقة عازلة، وغلاف معدني خارجي. أثناء الحريق، قد ترتفع درجة حرارة كل من الهيكلين الداخلي والخارجي إلى 500 درجة مئوية أو أكثر

تبقى هذه الدرجات أعلى بكثير من نطاق الاشتعال الذاتي المُبلغ عنه للمنتجات المخزنة،وتشير المصادر إلى أن الهيدروكربونات السائلة قد تشتعل عند حوالي 100-150 درجة مئوية، بينما قد تشتعل المواد عالية اللزوجة ذاتيًا عند حوالي 200 درجة مئوية. إذا لم يتم تبريد الخزان بعد إخماد الحريق، فقد يشتعل الوقود المتبقي مرة أخرى

التبريد التلقائي يساعد على منع إعادة الاشتعال

لمواجهة هذا الخطر، يتضمن نظام “TPU” مرحلة تبريد. في اللحظة المناسبة، يقوم البرنامج الآلي نفسه بتوجيه سائل التبريد نحو كلٍّ من الجزء الداخلي والخارجي لخزان التخزين

هذا يجعل التقنية عملية تحكم متكاملة وليست مجرد إجراء إطفاء واحد، فهي تعمل أولًا على إخماد اللهب بنبضات زمنية محددة، ثم تخفض درجة حرارة هيكل الخزان لتقليل احتمالية اشتعاله مجددًا

وتُعدّ مرحلة التبريد بالغة الأهمية للخزانات المعزولة، حيث قد تبقى الحرارة محصورة داخل هيكل الخزان حتى بعد أن يبدو الحريق الخارجي تحت السيطرة                    

من البحث إلى إجراءات مكافحة الحرائق

تتعاون جامعة تومسك التقنية حاليًا مع متخصصين من معهد أبحاث الحماية من الحرائق التابع لوزارة الطوارئ الروسية، لتطوير إجراءات مُخصصة لإخماد حرائق البيتومين في خزانات التخزين المعزولة حراريًا، ومن المتوقع أن تُوفر تقنية التحكم النبضي الجديدة الأساس العلمي لهذه الإجراءات

وتُعد هذه الخطوة بالغة الأهمية، إذ لا تكفي التجارب المخبرية الناجحة وحدها للتطبيق الصناعي. يحتاج رجال الإطفاء أيضًا إلى قواعد تشغيل واضحة تُحدد متى يجب تفعيل النظام، وكيفية تفسير قراءات أجهزة الاستشعار، وكيفية تنسيق عملية الإخماد النبضي وتبريد الخزان

المصدر:  بوابة روسيا العلمية