Πολυετής έρευνα  ανέδειξε ένα νέο τρόπο αντιμετώπισης  πυρκαγιών σε σχετικά χαμηλή βλάστηση, εγκαταστάσεων  και οικισμών από επερχόμενες πυρκαγιές, που στηρίζεται στη χρήση πυράντοχων  φρακτών.

Οι πυράντοχοι  φράχτες  αποτελούνται από υλικά  υψηλού Σημείου Τήξεως. Οι διαστάσεις του κάθε αντιπυρικού φράχτη  που θα χρησιμοποιηθεί στην επίδειξη  είναι  2 μέτρα μήκος και  3 μέτρα ύψος, οι οποίοι ενώνονται μεταξύ τους, δίνοντας έτσι οποιοδήποτε επιθυμητό μήκος.

Οι λόγοι για τους οποίους  οι φλόγες δεν διαπερνούν τους φράκτες και σβήνουν, είναι οι εξής:

ΑΝΑΧΑΙΤΙΣΗ  ΠΥΡΚΑΓΙΩΝ  ΜΕ  ΠΥΡΑΝΤΟΧΟΥΣ  ΦΡΑΧΤΕΣ ΑΡΙΘΜΟΣ  ΠΑΤΕΝΤΑΣ : 1003126 Α


Ομάδα Έρευνας:

Ε. Λόης, Καθ.,  Σχολή Χημικών Μηχανικών,  Φ. Ζαννίκος, Αν. Καθ.,

Δ. Καρώνης, Επ. Καθ., Α. Κυριακίδης, Υ.Δ.

Είναι γνωστό, ότι κάθε χρόνο, σφοδρές πυρκαγιές καταστρέφουν χιλιάδες στρέμματα δασών. Τα τελευταία 30 χρόνια στην Ελλάδα έχουν προκληθεί βαθμιαία σοβαρά προβλήματα από πυρκαγιές οι οποίες εντείνονται κυρίως γύρω από μητροπολιτικές και τουριστικές περιοχές. Για την αντιμετώπιση των δασικών πυρκαγιών χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνικές με σημαντικότερη τη χρήση χημικών ουσιών όπως: επιβραδυντικά βραχείας και μακράς δράσης, διαβρεκτικά, βελτιωτικά ροής, ξηρή σκόνη κλπ. Τα επιβραδυντικά μακράς δράσης είναι ουσίες οι οποίες ριπτόμενες στην δασική ύλη δρουν και μετά την εξάτμιση του νερού. Χρησιμοποιούνται για έμμεση επέμβαση στην πυρκαγιά και η δράση τους μπορεί να διαρκέσει αρκετές ημέρες ή εβδομάδες ανάλογα με τις επικρατούσες καιρικές συνθήκες και απομακρύνονται με τη βροχή ή μηχανικά από τον άνεμο. Εφαρμόζονται μπροστά από το μέτωπο της φωτιάς για την ελαχιστοποίηση της εξάπλωσης της πυρκαγιάς και της σφοδρότητας της καύσης.


Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα δραστικά συστατικά των χημικών επιβραδυντών μακράς διάρκειας είναι άλατα του αμμωνίου, του φωσφορικού ή του θειικού οξέος (λιπάσματα). Οι παραπάνω ενώσεις αλλάζουν το μηχανισμό θερμικής διάσπασης των δασικών υλών, συμβάλλοντας στο σχηματισμό νερού (Η2Ο), διοξειδίου του άνθρακα (CO2), και καρβουνώδους υπολείμματος (char), με ταυτόχρονη κατανάλωση των εύφλεκτων αερίων συστατικών. Η μεγάλη αποτελεσματικότητα των φωσφορικών αλάτων του αμμωνίου (π.χ. DAP), οφείλεται στη συνέργεια της επιβραδυντικής δράσης του αζώτου και του φωσφόρου, ενώ των θειικών αλάτων του αμμωνίου (π.χ. AS) στη συνέργεια αζώτου και θείου.


Παρόλο που οι παραπάνω επιβραδυντές παρουσιάζουν ικανοποιητική επιβραδυντική απόδοση, έχουν αρκετά υψηλό κόστος. Επιπλέον, η χρήση τους έχει διαπιστωθεί ότι προκαλεί σημαντικά περιβαλλοντικά προβλήματα (π.χ. οξίνιση του εδάφους και έκπλυση βαρέων μετάλλων στο υδροφόρο ορίζοντα). Για το λόγο αυτό, διερευνήσαμε την εφαρμογή νέων επιβραδυντικών ουσιών  δασοπυρόσβεσης, με χαμηλό κόστος τα οποία είναι φιλικά στο περιβάλλον.  Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η  εφαρμογή ανθρακικών ορυκτών ελληνικής προέλευσης, όπως του υδρομαγνησίτη (Mg(CO3)4(OH)2∙4H2O) και του χουντίτη (Mg3Ca(CO3)4). Η εξόρυξη των συγκεκριμένων ορυκτών σε μεγάλες ποσότητες από ελληνικά ορυχεία σε συνδυασμό με το σχετικά χαμηλό κόστος ενισχύει την εμπορική χρήση τους ως επιβραδυντές.


Η αποτελεσματικότητα τόσο των κλασικών επιβραδυντών (π.χ. DAP και AS) όσο και των προαναφερθέντων ορυκτών έχει αξιολογηθεί σε εργαστηριακό επίπεδο. Στην παρούσα εργασία  θα γίνει επίδειξη της δραστικότητάς τους σε κλίμακα πεδίου, με αναμενόμενα αποτελέσματα την καθυστέρηση ανάφλεξης της δασικής ύλης, την μείωση του ύψους της φλόγας και την ελάττωση του θερμικού περιεχομένου της φωτιάς.

ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΔΑΣΙΚΩΝ ΠΥΡΚΑΓΙΩΝ ΜΕ ΕΠΙΒΡΑΔΥΝΤΕΣ ΜΑΚΡΑΣ ΔΙΑΡΚΕΙΑΣ


Ομάδα Έρευνας:

Σ. Λιοδάκης, Καθ., Σχολή Χημικών Μηχανικών, Β. Τσαπάρα, Υ.Δ., Δ. Μπακιρτζής, Δρ.


  1. ๏Τα αντιπυρικά υλικά  απορροφούν  τη θερμότητα της επερχόμενης φλόγας, λόγω της υψηλής θερμο-χωρητικότητας που έχουν, ελαττώνοντας έτσι τη διαθέσιμη θερμότητα,  η οποία είναι απαραίτητη για την περαιτέρω καύση και  διάδοση της φλόγας.

  2. ๏Η φλόγα διαχωρίζεται σε πολυάριθμους μικρούς καυστήρες, η διάμετρος των οποίων είναι μικρότερη της απόστασης ψύξης.

  3. ๏Τυχόν φλεγόμενη βιομάζα και καύτρες που παρασύρονται από τον άνεμο,  συγκρατούνται από τον φράχτη  και δεν μεταδίδουν την πυρκαγιά υποστήριξη στο σχεδιασμό επιχειρήσεων. Σημαντικό επίσης χαρακτηριστικό είναι ο εντελώς ανοικτός χαρακτήρας των υπηρεσιών και των χωρικών δεδομένων, ώστε να μην απαιτείται αγορά "κλειστών" συστημάτων.

α)

β)

Εικονική παρουσίαση διάδοσης φλόγας δασικής  ύλης σε εργαστηριακό επίπεδο:

    α) απουσία και

    β) παρουσία επιβραδυντή (ορυκτού)

σχετικό βίντεο

Στα παρακάτω δυο βίντεο παρουσιάζεται η καύση του δασικού είδους χαλέπιος πέυκη (Pinus halepensis Mill) χωρίς την παρουσία (βίντεο α) και με την παρουσία ορυκτού επιβραδυντή (βίντεο β), με την εργαστηριακή  δοκιμασία διάδοσης φλόγας, σε κλίση 30ο. Χρησιμοποιήθηκε το ορυκτό υδρομαγνησίτης σε αναλογία 10%.

Από τα βίντεο, γίνεται φανερή η επίδραση του επιβραδυντή τόσο στον ρυθμό διάδοσης της φλόγας όσο και στο ύψος αυτής, στα οποία έχουμε σημαντική μείωση.

Ευχαριστούμε τον Διευθυντή Κέντρου Επιχειρήσεων Πολιτικής Προστασίας, Δασολόγο και Δρ. χημικό μηχανικό κ. Βορίση Διονύση, για τις πολύτιμες συμβουλές του. Επίσης, τους δασολόγους και υποψήφιους διδάκτορες Χημ. Μηχανικούς Τσακιράκη Αντώνη και Ευθυμίου Ελπίδα για την  τεχνική τους υποστήριξη.

α)

β)

σχετικά αρχεία σε pdf

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Ηρώων Πολυτεχνείου 9, Τ.Κ: 15780, Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου