Surse de autoaprindere

Surse de autoaprindere

Marea majoritate a substantelor gazoase, lichide sau solide nu ard in contact cu aerul la temperatura normala si presiune atmosferica. Un mare numar dintre acestea sufera doar o oxidare, foarte adesea lenta sau limitata de un strat superficial. Reactiile de oxidare sunt exoterme, dar cantitatea de caldura degajata este prea mica pentru a aduce intreaga masa de substanta la temperatura de aprindere.

Anumite substante se aprind insa spontan, in urma autoincalzirii, fara un aport de caldura sau alta sursa de initiere. Caldura necesara autoincalzirii si apoi a autoaprinderii rezulta din reactiile chimice sau biologice ce se produc in insasi masa substantei (materialului) respective.

Autoaprinderea este deci fenomenul de declansare a procesului de ardere prin autoincalzirea unei substante combustibile pana la valoarea temperaturii de autoaprindere, specifica, fara a veni in contact direct cu o sursa exterioara de aprindere. Dupa natura proceselor sau reactiilor ce produc autoincalzirea se deosebesc autoaprinderi de natura chimica, fizico-chimica si biologica.

Fenomenul autoaprinderii prin autoincalzire genereaza incendii in stare ascunsa, mocnite, aparitia si dezvoltarea acestora fiind favorizata de o serie de factori aleatori (umiditate, aerare, prezenta unor impuritati, grad de concasare etc.).

Reactiile chimice care au loc cu degajare de caldura (reactii exoterme) se pot produce in cursul fabricatiei, utilizarii, transportului, depozitarii substantelor care reactioneaza atunci cand intra in contact cu anumite substante fara de care sunt inflamabile.

Manifestarea efectului de aprindere sau chiar explozie se realizeaza fie asupra substantelor care reactioneaza, fie asupra altor substante sau materiale combustibile.

Fenomenul de autoaprindere nu trebuie insa neglijat, putand avea consecinte importante daca nu este sesizat si inlaturat operativ.

1. Autoaprinderea de natura chimica

Autoaprinderea de natura chimica se defineste ca fiind aprinderea spontana a unor substante la contactul cu oxigenul din aer, cu apa sau cu compusi organici, cu care majoritatea substantelor nu reactioneaza in conditii normale.

Conform definitiei deosebim trei grupe de substante:

1.1. Substante care se aprind spontan in contact cu aerul la temperatura normala (substante piroforice)

Sunt considerate substante piroforice: fosforul alb, fosforul rosu, metalele alcaline (sodiu, potasiu s.a.), hidruri de siliciu, unii compusi organici ai anumitor metale, sulfura de fier, pulberile de aluminiu, de zinc, de titan, de zirconiu s.a. Aceste substante reactioneaza puternic cu oxigenul din aer, cu degajari importante de caldura, capabile sa initieze procesul de autoaprindere in conditii normale de temperatura. Astfel, fosforul alb se autoaprinde la circa 45sC.

Cantitatea de caldura degajata este in unele cazuri atat de mare incat provoaca aprinderea unor materiale din apropiere.

Pulberea de zirconiu cu particule avand diametrul sub 3 μm se poate aprinde spontan la temperatura camerei. La diametre mai mari ale particulelor sau in cazul spanului, zirconiul nu are tendinta de autoaprindere, chiar la incalzire pana la incandescenta.

Si alte metale, in stare de dispersie avansata (suprafata specifica mai mare), capata proprietati piroforice, dependente de gradul de macinare sau faramitare, avand suprafata libera mai mare in contact cu oxigenul din aer.

Prezenta umiditatii constituie un alt factor favorizant (autoaprindere pulberii de aluminiu, a sulfurii de fier s.a.). Un exemplu semnificativ il reprezinta autoaprinderea sulfurii de fier FeS₂ (pirita), fenomen observat de fabrici de acid sulfuric sau depozite chimice. Reactiile de oxidare a piritei in contact cu oxigenul atmosferic au loc cu degajarea unor cantitati importante de caldura:

FeS₂ + O₂ → FeS + SO₂ + 222, 27 kJ

FeS + 3/2 O₂ → FeO + SO₂ + 49 kJ

In prezenta umiditatii are loc reactia:

2 FeS₂ + 7 O₂ + 2 H₂O → 2 FeSO₄ + 2 H₂SO₄

Sulfatul de fier care se formeaza, marind volumul, provoaca fisurarea si faramitarea piritei, fapt care favorizeaza procesul de autoaprindere al piritei, asa cum s-a aratat mai sus.

Actiunea de oxidare a fierului este puternic exoterma, putand duce la atingerea incandescentei unor conducte, rezervoare sau elemente de instalatii, la contactul cu aerul (revizii dupa o perioada indelungata de functionare).

Metalele piroforice reactioneaza cu intensitati variate cu clorul si alti halogeni, precum si cu substante halogenate de origine organica. Foarte violente sunt si reactiile metalelor piroforice cu substante organice si anorganice oxidante. Metalele piroforice alcaline intra in reactii energice cu sulful, fosforul si arseniul.

Pulberile de aluminiu si de magneziu se autoaprind in contact cu tetraclorura de carbon si cu hidrocarburile clorurate. Fenomenul se explica prin formarea unor compusi intermediari metaloorganici foarte susceptibili la autoaprindere.

Pulberea de titatn se autoaprinde in contact cu acidul azotic fumans.

1.2. Substante care se aprind spontan in contact cu apa

In aceasta categorie sunt incluse: oxidul de calciu, carbura de calciu (carbidul), fosfura de calciu si de sodiu, pulberea de aluminiu, metalele alcaline. Prin reactia acestora substante cu apa se eliberea o cantitate mare de caldura, care poate provoca aprinderea materialelor combustibile din apropiere prin aducerea lor la temperatura de autoaprindere.

La contactul metalelor alcaline sau a pulberii de aluminiu cu apa se degaja hidrogen, caldura de reactie degajata fiind suficienta pentru aprinderea acestuia. De exemplu in cazul sodiului:

2 Na + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂

Metalele alcaline se autoaprind la temperaturi care depasesc cu putin punctul lor de topire. Temperatura de autoaprindere depinde si in acest caz de suprafata specifica, deci de raportul intre suprafata libera si volum.

Un exemplu tipic pentru "stingerea varului". Varul nestins este un praf alb, amorf, puternic higroscopic. Umezit cu ala degaja o mare cantitate de caldura, trecand in hidroxid de calciu. Acest proces (stingerea varului) este insotit de o crestere brusca de temperatura, pana la 300 - 450sC. Disiparea caldurii poate provoca arsuri, dar si incendierea materialelor combustibile din apropiere. Reactia care are loc este:

CaO + H₂O → Ca (OH)₂ + 1155 kJ/kg

In unele conditii avantajoase pentru acumularea caldurii, temperatura poate creste pana la valoarea de 700 - 800sC, superioara temperaturii de autoaprindere a majoritatii materialelor uzualte (fan, paie 200 - 220sC, hartie 180 - 230sC, lemn 225 - 300sC etc.). Unele din aceste (paie, saci, hartie, bucati de lemn s.a.) se pot afla in apropierea sau deasupra gropii de var, conditii ce pot favoriza autoaprinderea (deshidratate, preincalzite s.a.).

1.3. Substante care se aprind spontan in contact cu oxidantii

Oxidantii, in contact cu unele substante, in special organice, produc autoaprinderea acestora. Astfel cloruratul de potasiu in contact cuu acidul oxalic genereaza explozii prin autoaprinderea dioxidului de clor, producand si aprinderea substantelor combustibile din apropiere.

Acidul azotic si acidul sulfuric provoaca autoaprinderea unor materiale cu care intra in contact fie prin deshidratare brusa si aducere la piroforicitate (paie, talas), fie prin reactia chimica (terebentina, alcool etilic s.a.).

Oxidantii solizi ca: peroxizii de sodiu, de bariu, anhidrica cromica, permanganatul de potasiu, cloratii si perclorarii provoaca autoaprinderea alcoolilor, acetonei, glicerinei si a altor lichide usor inflamabile.

In contact cu peroxidul de sodiu si in prezenta apei se autoaprind instantaneu: acetona, acidul acetic, alcoolii (butilic, etilic, metilic, propilic), terebentina, iar benzina, glicerina, petrolul lampant, anilina se autoaprind cu explozie. Un oxidant puternic este si apa oxigenata, ce poate initia aprinderea materialelor celulozice cu care intra in contact.

Asemanator cu oxidantii actioneaza si halogenii si unii compusi halogenati care provoaca prin contact autoaprinderea acetilenei, metanului, hidrogenului, metalelor alcaline, percloratilor, permanganatului de bariu s.a.

1.4. Reactii chimice exoterme

Reactiile chimice exoterme se pot produce pe timpul fabricatiei, transportului, manipularii si depozitarii substantelor care reactioneaza reciproc, atunci cand vin contact. Reactiile pot fi favorizate de factori externi: scantei, lumina solara, caldura, umiditate, socuri mecanice. Efectul de aprindere sau explozie se manifesta fie asupra unor substante sau materiale combustibile prin transmiterea unor cantitati mari de caldura (disipata prin reactie) sau a flacarii initiale.

Problema incompatibilitatii substantelor chimice este deosebit de complexa si necesita deseori o specializare stricta.

2. Autoaprinderea de natura fizico-chimica

Autoaprinderea de natura fizico-chimica se defineste ca fiind autoaprinderea unor substante combustibile in urma actiunii atat a unor procese chimice, cat si a unor factori de natura fizica (suprafata specifica, acumulare de caldur, concentrare de lumina, prezenta unor impuritati s.a.). Autoaprinderea se datoreste in acest caz unor fenomene fizice, ca de exemplu adsorbtia de oxigen din atmosfera in masa materialului combustibil, ruperea sau formarea unor legaturi de natura fizica s.a., care au loc cu degajare mare de caldura. Aceasta caldura se acumuleaza in sistem, favorizand in reactii punctiforme descopuneri chimice oxidative.

Factorii care influenteaza mecanismul autoaprinderii fizico-chimice pot fi clasificati in doua grupe: cei care intervin in reactiile de oxidare se deci asupra vitezei de degajare a caldurii si cei care actioneaza asupra disiparii caldurii. Pentru ca fenomenul de oxidare sa se transforme in ardere este necesar ca viteza de degajare a caldurii rezultata din reactie sa fie mai mare decat viteza de disipare a acesteia. Acumularea de caldura duce la cresterea temperaturii, care contribuie la marirea vitezei de reactie, deci a cantitatii de caldura degajate, si astfel fenomenul se amplifica, transformandu-se spontan in ardere.

Principalii factori influenteaza reactiile de oxidare sunt: natura compusului, marimea si starea suprafetei libere, prezenta unor impuritati. Compozitia chimica a materialului intervine atat prin puterea calorifica, cat si prin viteza de oxidare, care difera mult chiar pentru materiale cu o compozitie chimica apropiata (de exemplu, viteza de oxidare pentru turba este superioara celei antracitului). Oxidarea unui material solid, la contactul cu aerul, are loc prin suprafata sa, raportul suprafata volum avand un rol important. Autoaprinderea nu se observa la un corp masiv, compact de carbon, insa fisurile si pulverizarile favorizeaza fenomenul. La fel, plutoniul, thoriul, uraniul nu se autoaprind in stare masiva. In cazul acumularilor de materiale, autoaprinderea depinde de circulatia aerului si de modul de izolare termica. Cand circulatia aerului este lenta, este influentat doar debitul de caldura; daca aceasta este mai rapida, oxidarea nu mai depinde decat de natura materialului. La o noua crestere, excesul de aer antreneaza o parte din caldura disipata, masa materialului racindu-se. Valoarea optima a vitezei de circulatie a aerului se situeaza in limite extrem de inguste, de aceea fenomenul are loc rar.

Factorii care actioneaza asupra disiparii caldurii constau, in primul rand in modul cum este realizata izolarea termica, care la randul ei depinde de starea lacunara a materialului si de masa acestuia. Poate fi definit un volum critic peste care oxidarea se accelereaza si se transforma in ardere normala, corespunzator pentru o anumita circulatie de aer si un anumit coeficient de conductibilitate termica. Acest volum critic variaza de la cativa cm³, pentru fierul piroforic, la zeci m³ pentru anumite sorturi de carbuni. Un exemplu il constituie azotatul de amoniu care se poate autoaprinde numai la depasirea volumului critic sau daca in masa lui se gasesc impuritati piroforice (fier, zinc).

Exemplele tipice de autoaprinderi fizico-chimice intalnim la carbune, bumbac, lemn, azotat de amoniu, uleiuri si vopsele.

2.1. Autoaprinderea carbunelui

In cazul carbunelui depozitat, intervine, in principal, tendinta spre oxidare puternica. Are loc atat o adsorbtie de oxigen ce ridica temperatura intregii mase, cat si o chemisorbtie prin saturarea legaturilor chimice ale carbonului, favorizata de cresterea temperaturii. Procesul de oxidare este foarte lent si poate dura saptamani sau luni. Acumularea caldurii duce la cresterea temperaturii peste cea de autoaprindere. Indeosebi dupa depasirea valorii de 50sC, focarele de autoaprindere se multiplica rapid. Fenomenul este accentuat de factori cum ar fi:

- continutul de cenusa; carbunii cu continut ridicat de cenusa se autoincalzesc mai lent;

- continutul de umiditate; continutul ridicat de umiditate impiedica procesul de autoincalzire; precipitatiile atmosferice - ploaie, zapada - nu influenteaza direct cresterea pericolului de incendiu;

- marimea (inaltimea) haldei; cele cu inaltimea peste 4 m au tendinta mai mare de autoaprindere;

- caldura solara, ca si influentarea temperaturii interioare prin conducte de apa calda sau abur tehnologic ce trec pe sub halda, favorizeaza autoarpinderea;

- vantul are un rol favorizator prin afluxul de aer adus;

- existenta fisurilor, prin permiterea unui aport suplimentar de aer favorizeaza autoaprinderea;

- impuritati de materiale organice (lemn, frunze, paie) sau chimice (in special sulfura de fier). Sulfura de fier (pirita) favorizeaza autoaprinderea carbunelui atat prin caldura degajata la oxidare, cat si prin marimea suprafetei active a carbunelui, degredandu-se usor sub influenta intemperiilor;

- sortul de carbune; antracitul, continand putine substante volatile, nu prezinta tendinta de autoaprindere, huila si lignitul prezinta insa aceasta proprietate;

- granulometria; praful de carbune depozitat in bucare se poate autoaprinde rapid, chiar in 24 de ore, in conditii favorizante, cum ar fi patrunderea unor cantitati de aer proaspat prin neetanseitati sau guri de golire.

Se creaza un efect de cos, care atrage cantitati noi de aer, intensificand procesul de ardere. Alti factori favorizanti sunt granulometria mai fina si prezenta unor cavitati in masa carbunelui, datorita introducerii lui in stare umeda in buncare (urma caracteristica in cercetarea incendiilor de acest fel).

Cercetari efectuate in tara referitoare la autoaprinderea carbunilor depozitati in buncare au concluzionat ca, in conditiile unei circulatii de aer in buncar sub 0,1 m³/min, apare in timp o depreciere a carbunelui care se manifesta printr-o degradare granulometrica, cu o crestere de temperatura, cu aparitia de puncte de jar care antreneaza o ardere mocnita, fara flacara. Procesul de ardere mocnita, o data initiat, nu evolueaza uniform in masa carbunelui, ci pe zone, cu transformarea finala a carbunelui in cenusa. In cazul carbunilor cu granulatie mare nu exista tendinte de autoaprindere.

Introducerea de carbune cu punctele de jar in moara, poate genera insa incendii si explozii.

In evaluarea autoaprinderii ca sursa a unui incendiu trebuie cercetati toti factorii caracteristici mentionati mai sus. Lipsa de control periodic temperaturii in interiorul stratului de carbune depozitat reprezinta un risc de incendiu ce nu trebuie neglijat.

2.2.Autoaprinderea bumbacului

Autoaprinderea bumbacului, sub forma de fibre sau fire, este favorizata de impregnarea in uleiuri sicative si de depozitarea materialelor in straturi groase, care, prin circulatia redusa de aer nu asigura o racire suficienta. Caldura degajata prin oxidarea uleiului se acumuleaza in masa bumbacului datorita conductibilitatii termice mici a acestuia. Un caz asemanator il prezinta tesaturile (in special din bumbac) impregnate cu grasimi, uleiuri sau lacuri (caz frecvent in diferite fabrici sau ateliere unde bumbacul este utilizat pentru curatirea mainilor de uleiuri, grasimi sau lichide petroliere). Atunci cand aceste produse sunt adsorbite de materiale poroase, cum sunt tesaturile, creste suprafata uleiului in contact direct cu aerul, viteza de oxidare se mareste considerabil, la fel debitul de caldura. Suportul poros asigura izolarea termica necesara, incat cresterea de temperatura devine importanta, se produce autoaprinderea. Autoaprinderea tesaturilor imbibate cu uleiuri poate avea loc si la temperaturi ale mediului mai coborate, chiar negative. Temperatura bumbacului, sub diferite forme, la care incepe autoaprinderea, este de circa 220sC, in interiorul materialului.

Durata procesului de autoaprindere este de minim 2 - 3 ore, limita superioara variind mult functie de temperatura mediului ambiant, de aportul de aer proaspat, de cantitatea de material implicata. Risc sporit de incendiu prezinta de aceea baloturile de bumbac (in special crud sau umezit) cu urme de ulei sau grasimi, depozitat in stive mari sau lipsite de aer.

2.3. Autoaprinderea uleiurilor, grasimilor, lacurilor

Lacurile si vopselele sub forma de depuneri in cabinele de vopsire, uleiurile si grasimile prezinta tendinta de autoaprindere la contactul cu aerul, in timp.

In cazul vopselelor si lacurilor, utilizarea unor pigmenti cu reactivitate mare, mai ales in combinatie cu diluanti avand continut de toluen (sau alte lichide inflamabile), mai mare decat limitele admise duce la initierea unor incendii atat in cabinele de vopsire (depuneri), cat si la locul de depozitare (in conditii favorizante: temperatura, lipsa de ventilatie, tip recipient s.a.).

Asa cum s-a aratat mai sus, numai absorbtia uleiurilor de materiale poroase permite procesul de autoaprindere. Cand suportul poros este incombustibil, deci nu are loc piroliza celulozei din structura tesuturilor, cresterea temperaturii, chiar importanta, nu determina initierea unui incendiu. La fel in cazul materialelor cu conductibilitate termica mare, cand disiparea rapida a caldurii nu permite crearea unor acumulari locale de caldura.

Grasimile de origine animala, cu exceptia uleiului de peste, sunt putin periculoase ca surse de autoaprindere. Acest pericol creste pentru uleiuri vegetale (masline, soia s.a.), fiind mare in cazul uleiurilor sicative ce contin catalizatori pentru accelerarea oxidarii. O indicatie asupra capacitatii uleiurilor de a se autoaprinde o constituie indicele de iod, respectiv numarul de grame de iod care se combina cu 100 g ulei.

Tabelul 11. Valorile indicelui de iod pentru unele uleiuri si grasimi

Se considera susceptibile de autoaprindere uleiurile cu cifra de iod peste 80.

In conditii favorabile (temperatura, izolare termica, aport aer) materialele impregnate cu ulei prin autoaprindere pot initia incendii dupa 2 - 4 h, functie de natura materialului.

2.4. Autoaprinderea ingrasamintelor artificiale

Ingrasamintele artificiale pot constitui surse de initiere a unui incendiu prin autoaprinderea lor in cazul unei depozitari sau manipulari necorespunzatoare. In acest caz au loc reactii chimice ce degaja cantitati mari de caldura si gaze ce se aprind usor in aer. In cercetarea cauzei de incendiului trebuie analizate atat conditiile de depozitare, cat si proprietatile ingrasamantului respectiv.

Dintre ingrasamintele utilizate uzual (cu azot, fosfor, potasiu s.a.) un pericol de incendiu mai ridicat il prezinta azotatul de amoniu.

Azotatul de amoniu este o substanta solida, incolora, solubila in apa, etanol, metanol, de regula utilizat sub forma granulata. Este instabil din punct de vedere termic, se topeste la circa 170sC si se descompune rapid la temperaturi de 190 - 200sC. La temperaturi de peste 400sC descompunerea este sub forma de explozii puternice.

Azotatul de amoniu se poate autoaprinde numai daca depaseste masa critica. Prezenta unor corpuri straine sau substante chimice in masa azotatului de amoniu (bucati de fier, zinc, sticla, precum si acid azotic, pulberi de aluminiu, de cupru, de bicromat de potasiu s.a.) accelereaza descompunerea si in plus ii schimba radical proprietatile, devenind un material puternic exploziv.

Prezenta unor substante anorganice (piatra de var macinata, azotat de calciuc etc.) are un efect contrar.

Alte ingrasaminte cum ar fi superfosfatul (numai amestecat cu salpetru in prezenta materialelor organice) si cianamida de calciu (in prezenta apei) prin caldura reactiilor declansate in amestec pot initia autoaprinderea paielor, fanului, talasului cu care sunt in contact. Negasirea urmelor de salpetru exclude acestea cauza de incendiu.

2.5. Autoaprinderea lemnului

Autoaprinderea lemnului este un proces complex, in care intervine si fenomenul de acumulare de caldura. Acumularea de caldura are loc datorita expunerii prelungite in timp (permanenta sau periodica) la actiunea unei surse de caldura si este favorizata de existenta unor straturi exterioare din alte materiale (de exemplu mortar) care impiedica disiparea caldurii, precum si absenta unor cantitati suficiente de oxigen, mai ales in spatii inchise. In aceste conditii are loc cresterea temperaturii in interiorul masei lemnoase. Prin distilarea uscata a lemnului se degaja gaze si vapori (CO, alcool metilic s.a.), se formeaza gudroane si alti produsi de piroliza, lemnul se innegreste, se carbonizeaza, capatand un aspect poros (carbune de lemn). Datorita oxigenului provenit atat din piroliza celulozei, cat si din aerul exterior, patruns prin fisurile create, are loc autoaprinderea. In unele cazuri, temperatura de autoaprindere poate cobora pana la circa 100sC (lemn piroforic). Fenomenul poate dura uneori ani de zile.

Evidentierea acestei surse de autoaprindere, mai rar intalnita, necesita o examinare foarte atenta a amprentei incendiului si identificarea corecta a focarului.

3. Autoaprinderea de natura biologica

Autoaprinderea de natura biologica este caracterizata atat unor produse vegetale (furaje, fibre, borhot, rumegus de lemn, tutun s.a.), cat si a unor produse de natura animala (lana, par de animale, balegar etc.) care, sub influenta actiunii unor microorganisme, produc caldura necesara declansarii procesului de autoaprindere.

3.1. Autoaprinderea furajelor

Se poate aprecia ca autoaprinderea produselor vegetale este un fenomen relativ frecvent. Asezarea si depozitarea necorespunzatoare a produselor vegetale duce la initierea unor incendii dezvoltate.

Mecanismele de reactie caracteristice autoaprinderii biologice sunt foarte complexe si se desfasoara intr-un timp relativ lung. Elementele fundamentale ale acestui tip de autoaprindere il prezinta pe de o parte existenta a numeroase specii de microorganisme: bacterii, ciuperci, mucegai, alge s.a. din sol, aer, apa, care traiesc in simbioza cu plantele si pe de alta parte conductibilitatea termica redusa a produselor vegetale, care conduce la acumularea caldurii, favorizand autoaprinderea.

Procesele fundamentale de fotosinteza si respiratie care au loc in plante nu inceteaza dupa taiere. Celulele vegetale continua sa traiasca un timp pana la uscare totala. De exemplu, in cazul fanului (dar, similar, si a altor vegetale) intr-o prima faza, respiratia ridica temperatura la circa 35s, favorabila dezvoltarii microorganismelor ce descompun masa vegetala organica. Procesul de respiratie dureaza cu atat mai mult cu cat masa depozitata se afla mai multe parti groase care contin apa (frunze groase, tulpini etc.). Temperatura creste in continuare ca urmare a activitatii biologice a microorganismelor, in special bacteriile mezofile (Bacterium coli, forma foenicola).

Dupa 45 - 50sC incepe dezvoltarea rapida a microorganismelor termofile, in special bacteria sporogena Bacterium solfactor, care se poate dezvolta pana la temperaturi de 70 - 80sC si este unul din principalii factori ai procesului de termogeneza.

In fanul autoincalzit se mai mai intalnesc si alte forme de microorganisme termofile, cum sunt: Actinomyces thermophilus, Thermoyces lanuginosus si altele, care se dezvolta pana la temperatura de 60sC. Este importanta si actiunea diverselor enzime continute. De exemplu, boabele de grau existente in masa de paie contin ca enzima activa catalaza.

Prezenta apei si a microorganismelor determina inceperea proceselor de putrezire si fermentatie. Incepe descompunerea substantelor mai complexe in unele mai simple, procese initiate de degajarea unor cantitati mari de caldura. Datorita conductibilitatii termice scazute a masei vegetale, caldura se acumuleaza, ducand la crestera in continuare a temperaturii.

La atingerea temperaturii de 80sC activitatea microorganismelor si cea enzimatica inceteaza, urmand un proces pur chimice, cum ar fi autooxidarea.

Pana la valoarea de 90sC are loc umflarea si craparea tulpinilor, ca urmare a elimenarii bruste de apa, precum si descompunerea pectinelor si separarea acizilor acetic, formic si a amoniacului. Fanul capata culoarea bruna si are un miros aromatic.

Intre 90 - 100sC are loc descompunerea in continuare a substantelor proteinice, se degaja hidrogen sulfurat si furfurol, plantele se usuca si se faramiteaza.

Intre 100 - 120sC are loc evaporarea apei si incepe distilarea uscata a partilor lemnoase.

Dupa 180sC are loc descompunerea celulozei, se degaja gaze (metan, etilena s.a.) crescand presiunea gazelor in interior.

Dupa 250sC are loc descompunerea hidrantilor de carbon si apar focare de autoaprindere, de obiecei in partile inferioare ale stogului (sirii sau claii) de fan. Se formeaza, lateral si in sus, canale de fum, care la contactul cu aerul atmosferic determina aprinderea masei vegetale.

Examinarea unui astfel de incendiu (recomandabil in sectiune verticala din sira de paie) presupune dezvelirea vetrei (focarului) si a canalelor de fum. Marginile canalelor si a vetrei au un aspect caracteristic asemanator unei mase de zgura, sfaramicioase, care se pot distinge tulpini sau fire de plante carbonizate. Gauri arse pot apare ca urmare a arderii unor constructii de lemn (grinzi din hambare, barne transversale, suporturi pentru stoguri, despartituri s.a.) si pot fi puse in evidenta prin ramasite de lemn arse cu carbune de lemn. In contrast, incendiile initiate de flacara se dezvolta de la straturile exterioare spre cele interioare.

Factorii care influenteaza fenomenul de autoaprindere al furajelor sunt:

- utilizarea in faza de recoltare a unor elemente taietoare necorespunzatoare, care provoaca strivirea plantelor si defribarea tulpinii, ceea ce conduce la regimuri de uscare diferite in sira (fibra se usuca mai repede decat tulpina, care distrusa fiind, modifica procentul de umiditate);

- recoltarea furajelor in stare umeda sau in stare verde cand contin 75 - 85% apa sau dupa ploaie;

- compozitia si natura solului de pe care s-au recoltat furajele; un teren umed sau irigat mareste tendinta spre autoaprindere;

- folosirea unor ingrasaminte in concentratie mare (ingrasaminte pe baza de azot, must de balegar);

- balotarea furajelor avand umiditate mai mare de 25 - 30% si realizarea unei uscari incomplete pe sol sau in clai formate din 3 - 4 baloti;

- gradul ridicat de uscaciune a terenului pe care se depoziteaza fanul;

- umiditatea masei vegetale cu rol determinant in initierea autoaprinderii; valorile peste 16% sunt periculoase. Experimental s-au stabilit urmatoarele nivele ale temperaturii, corelate cu umiditatea furajelor: 18% - 43sC, 20% - 68sC,30% - 81sC. Limita de pericol implica valori de temperatura peste 60sC, ceea ce impune executarea unei interventii in vederea limitarii cresterii ei in continuare si respectiv a aparitiei autoaprinderii. Umezirea furajelor se poate produce in perioadele cu precipitatii chiar daca s-au luat masuri de acoperire a sirelor, si anume prin infiltrarea apei meteorice in sol si absorbtia ei ulterioara in furaje. In acest fel, in practica, s-au inregistrat umidificari ale sirelor pana la inaltimea de 2 - 2,5 m.

- depozitarea compacta a furajelor conduce, datorita presiunilor interne mari dezvoltate, la o descompunere celulara care favorizeaza activitatea enzimelor cu acumularea caldurii datorita conductibilitatii termice reduse a furajelor;

- temperatura mediului exterior; verile calde favorizeaza autoincalzirea masei de furaje la temperaturi de peste 60sC, frecventa fenomenului fiind de 5 ori mai mare comparativ cu anii reci;

- compozitia floristica; trifoiul, lucerna, paiele de orz si ovaz verde, sorgul zaharat si loliumul au o tendinta accentuata de autoincalzire, realizand in sortimente si in special a celor de pe soluri azotoase.

In examinarea unor incendii avand drept sursa posibila de initiere autoaprinderea furajor, pe langa investigarea elementelor prezentate mai sus (calitate fan, starea vremii, conditii de recoltare etc.), un element esential il reprezinta timpul derulat de la formarea claii. Se considera imposibila autoaprinderea inainte de trecerea a 8 - 10 zile din momentul formarii claii, iar initierea unui incendiu dupa 30 - 70 zile, foarte rar dupa 23 saptamani.

3.2. Autoaprinderea taiteilor din sfecla de zahar

In acest caz, caracteristic este faptul ca pana la temperatura de 60sC dupa autoincalzirea este determinata de activitatea biologica a microorganismelor, dupa depasirea acestei temperaturi producandu-se reactii chimice de oxidare specifice. In urma acestor reactii, are loc descompunerea produsilor organici cu formare de carbonati si degajare de dioxid de carbon. Reactia se extinde in intreaga masa, se creaza centre de autoaprindere care se transforma in focare de ardere, la circa 250sC.

Factorii favorizanti sunt: umiditatea - peste 10%, temperatura - peste 30sC; grosime mare a stratului de depozitare, amestecul de taitei supraincalziti (dupa uscarea pe tamburi).

Melasa din sfecla de zahar prezinta, de asemenea, tendinta de autoaprindere, zaharul continut fiind un mediu propice pentru dezvoltarea microorganismelor.

4. Recomandari preventive

- Cunoasterea si respectarea stricta a regulilor de depozitare, transport, manipulare si utilizare a substantelor cu actiune reciproca;

- Evidenta precisa a materialelor si substantelor depozitate si a proprietatilor fizico-chimice ale acestora; notificarea cantitatilor periculoase conform prevederilor legale, inclusiv, in viitor, cele ale Comunitatii Europene;

- Depozitarea acizilor in incaperi separate, rezistente la foc, cu rafturi antiseismice pentru evitarea deteriorarii ambalajelor si a deversarilor, fara prezenta materialelor combustibile (lemn, talas etc.), cu ventilarea spatiului de depozitare, cu protejarea fata de actiunea razelor solare (in special in aer liber);

- Transportarea si depozitarea acizilor cu o puternica actiune oxidanta in recipiente metalice;

- Ambalarea corespunzatoare a produselor chimice; substantele care reactioneaza chimic nu vor fi ambalate niciodata impreune, iar in timpul transportului si depozitarii nu trebuie sa intre in contact;

- Masurarea periodica a temperaturii si gradului de umiditate a produselor cu tendinta la autoaprindere din depozite (carbuni, produse vegetale, azotat de amoniu etc.);

- Ventilarea corecta a spatiilor de depozitate;

- Stivuirea corecta a produselor si materialelor in depozite; evitarea unor inaltimi periculoase din punct de vedere al favorizarii fenomenului de autoaprindere;

- Inlaturarea diverselor impuritati (hartie, paie, crengi, frunze) din produsele depozitate in vrac sau sub diverse forme;

- Nepozarea conductelor de abur sau altor tevi incalzite in apropierea materialelor depozitate;

- Mentinerea unei temperaturi scazute in depozite; produsele nu trebuie introduse in depozit in stare lichida;

- Asigurarea unei distante suficiente fata de diferite surse de cladura a elementelor de constructie din lemn;

- Depozitarea in conditii de siguranta a carpelor imbibate in ulei, vopsea etc. in ateliere mecanice, vopsitorii, garaje s.a.