I. évfolyam, 1. szám március

Átírás

1 I. évfolya, 1. szá árcius Restás Ágosto MÓDSZERTANI TANULMÁNYOK OLTÓHABOK HATÉKONYSÁGÁNAK VIZSGÁLATÁHOZ: AZ OLTÁSI KÉPESSÉG MEGHATÁROZÁSA A FELÜLETEN MARADÁS ARÁNYÁNAK VIZSGÁLATÁVAL Absztrakt Bevezetés: Az erdőtüzekél alkalazott oltóayagok oltóképessége több téyező együttes hatásakét jeleik eg. Ezek közé tartozik a hűtőhatás és a szigetelő hatás, it fő oltóhatások, valait ezek al-oltóhatásai is, it például a párolgási, a takaró vagy az elválasztó hatások. Logikus, hogy iél agyobb eyiség arad a felszíe, aál agyobb az oltási képesség. Módszer: A tesztelésre a habok eseté, a piaco forgalazott terékek közül rado került egy kiválasztásra, íg a felülete aradáshoz a köye égő feyőgally lett eghatározva. A cél az volt, hogy egállapításra kerüljö a övéyzete aradó oltóayag eyisége. A kiválasztott levélzetből azoos töegű csoportok kerültek kialakításra. Elsőkét a kezeletle levélzet töege, ajd a vízbe és habképző ayagokba ártott csoportok töege került egállapításra. Eredéyek: A vizsgálati eredéyek azt utatják, hogy a hab jeletőse agyobb töegbe 1

2 aradt eg a levélzete, it a víz; eek értéke a vizsgálatok alapjá 3,36 3,76 szoros a vízhez viszoyítva. A vizsgálatok azt is egutatták, hogy ez az érték a habkiadósság értékétől e függ szigifikása. Kulcsszavak: hab, habkiadósság, oltási képesség, hab töeg hatékoyság METHODOLOGICAL STUDIES FOR MEASURING FOAM EFFECTIVENESS: SUPPRESSION CAPABILITY WITH THE TEST OF WEIGHT RATE REMAINED ON THE CROWN SURFACE Abstract Itroductio: The effectiveess of the foas used i fightig agaist forest fire depeds o coo effect of soe coefficiets. Coolig ad isolatio effects as ai extiguishig effects as well as side extiguishig effects, like evaporatio, blaket ad separatio effects are also icluded. The ore extiguisher reais o the surface, the ore extiguishig effect it has. Methods: A product for the test was radoly chose out of the oes o the arket. Spruce was chose for the test due to its high flaability. The goal was to deterie the aout of extiguisher at the ed of the braches i the foliage. Groups of the sae size were created i the selected foliage. To start with, the weight of the utreated foliage was easured, followed by the groups of foliage dipped i water ad foaig agets. Results ad discussio: Accordig to the fidigs of research, the aout of foa reaiig o the foliage is rearkably higher tha that of water. Its rate is copared to water. The research also revealed that this rate does ot sigificatly deped o expasio rate. Keywords: foa, expasio rate, suppressio capability, foa weight effectiveess 2

3 1. BEVEZETÉS Az erdőtüzekél alkalazott oltóayagok oltóképessége több téyező együttes hatásakét jeleik eg. Ezek közé tartozik a hűtőhatás és a szigetelő hatás, it fő oltóhatások, valait ezek aloltóhatásai is, it például a párolgási, a takaró vagy az elválasztó hatások. A szigetelő hatás eredéyessége bizoyosa függ az alkalazott oltóayag egységyi felületé ért eyiségétől, ai e vízszites esetbe az oltóayag tapadásával, vagyis a felülete aradás aráyával korrelál. Azoos feltételek eseté iél több oltóayag arad eg a felülete, aál agyobb aak oltóhatása. Mivel az oltóayagok eyisége jeletőse befolyásolja id az alkalazott tűzoltás taktikát, id az alkalazott taktika hatékoyságát (Bleszity, 1990), ezért e csak azok fotossága iatt, de id a beavatkozók biztoságára (Pátya, 2011), id a hatékoyságra gyakorolt hatása iatt előyös a külöböző téyezőket áttekitei. Az oltóayagok hatékoyságával jeleleg is száos kutatás foglalkozik (Batista, 2011; Morris, 2011), illetve külö érési ódszereket is alkottak 1 2, azoba a lobozat felületé egaradó oltóayagra voatkozó célzott kutatások ég a szerző véleéye alapjá valószíűleg hiáyosak. A cikk ehhez próbál egy sajátságos egközelítést adi, ai a víz és hab, it külöböző struktúrájú oltóayagok felülete aradásáak összehasolításával foglalkozik. A kutatás sorá célkitűzéskét fogalazódott eg, hogy az oltóayagok külöböző értékű felülete aradásáak bizoyítására és az ebből levoható következtetések beutatására egy egyszerű, köye reprodukálható, az oktatást és szeléltetést is biztosító ódszer kerüljö kidolgozásra. Ehhez a szerző a felülete egaradó oltóayag töegéek vizsgálatát választotta. A tesztelésre a piaco forgalazott terékek közül rado került egy kiválasztásra. Ez utóbbi 1 Aerica Society for Testig ad Materials. Stadard Test Method for Deteriig Material Igitio ad Flae Spread properties; E (02) 2 Uderwriters Laboratories Ic. Project Reports to USDA Forest Service; 98NK32277, 99NK35219, 01NK12843, 03NK13445, 04NK16188, ad 06CA

4 azért elfogadható, ert a vizsgálat célja e a kiválasztott oltóayag eredéyességéek egállapítására, hae a ódszer alkalazhatóságáak beutatására iráyult. 2. A VIZSGÁLATI MÓDSZER LEÍRÁSA 2.1 A vizsgálatok előkészítése A vizsgálathoz a agas tűzveszélyességgel bíró lucfeyő került kiválasztásra, eek ágvégeire, a levélzetre rakódó oltóayag eyiségéek eghatározása volt a cél. A kiválasztott levélzetből azoos töegű csoportok kerültek kialakításra. Elsőkét a kezeletle levélzet töege, ajd a vízbe és habképző ayagokba ártott csoportok töege került egállapításra. Az utóbbi csoportokál kapott értékekből kivoásra került a yers levélzet töegéek az értékei, aely így egadta az oltóayagok levélzete aradásáak axiális értékét. A habok eseté habkiadósságú habok kerültek alkalazásra. H Túl agas habkiadósság A hab e gördül lejjebb, a fa tetejé arad Magas habkiadósság A hab rosszul gördül, Ideális habkiadósság egyeetle eloszlású A hab eloszlása a lobozat sűrűségéhez igazodik Túl alacsoy habkiadósság A hab lefolyik a fa alá R (; V; %) kg 3-1. sz. ábra. A hab eloszlása külöböző H K habkiadósság eseté a fa agasságáak függvéyébe. Jelleggörbe. Forrás: szerző A vizsgálatokhoz az alábbi előkészítési fázisok szükségesek: 4

5 1. Mitadarabok kiválasztása: Mitadarabkét a agyo tűzveszélyes lucfeyő lett eghatározva. Eek es gallyvégei kerültek leválasztásra (4x10db=40db). Ezáltal a feyő azo része lett vizsgálva, aely id a tűz továbbterjedésébe, id az oltóayag felfogásába a legagyobb szerepet játszik. 2. Mitadarabok előkészítése: a gallyvégeket a leválasztás utá 30 C-o, 4 órá keresztül apo szárítjuk (szikkasztás). Ezáltal a felület teljese szárazzá válik, hasolóa az itezív tüzek időszakára jellező körüléyekhez. 3. Mitatartó átrix elkészítése: a érési sorozatak egfelelőe átrix került kialakításra, aelyre a itadarabok kerültek. Ez agába foglalta a víz, valait a habkiadósságú habok éréséhez az egyedi helyeket (bokszokat), összese 4x10db ita hellyel. 4. Vizsgáladó oltóayagok előkészítése: a vizsgálathoz orál csapvíz, valait habképző ayag került beszerzése. A habképző ayag a korábba általáosa haszált Light Water volt. 5. Az oltóayagok elkészítése. A víz C, orál köryezeti hőérsékletű, 15 k 0 (éet keéységi fok) vízkeéységű volt. Mérőflakookba haboldat készítése: a habképző ayag a Light water, aelyből 3%-os bekeveréssel készültek a külöböző habkiadósságú habok. Ezek: 3 külö flakoba - Hk = 6; Hk = 9; Hk = 12). 2. sz ábra. A itadarabok szikkasztása és a kezeletle iták. Forrás: szerző 5

6 2.2 A érések végrehajtása és a kapott értékek A érések sorá azoal látható, hogy a hab és a víz a levélzet felületé teljese eltérő forába arad eg (Figure 2). A víz e egyeletese, hae cseppek forájába, elkülöülte tapad a felülethez, íg a hab hoogéek látszó burokkal veszi körül a gallyacskát. A látható külöbség elleére azt égse tudjuk, hogy az oltóayag strukturális külöbsége jelet-e szigifikás eltérést az oltóayag felülete aradásáak voatkozásába. Ha ige, akkor az az oltóayag, aely agyobb töegbe arad a felülete, az a töeggel aráyosa agyobb hőelvoó képességet is jelet. 3. sz ábra. A habbal és vízzel kezelt feyőgally közötti látható külöbség. Forrás: szerző Az elvégzett érések eredéyeit és az adatokból száított értékeket az 1. száú táblázat tartalazza. 1. sz. Táblázat A érés jellezése Mért töeg (gra) Kezeletle iták ért (bruttó) töege (=10) 37,74 35,52 36,59 34,86 Mérőedéy töege 1,26 1,26 1,26 1,26 Kezeletle iták ettó töege (átlag34,17) 33,48 34,26 35,33 33,60 1. Mitacsoport 6

7 Maxiális edves töeg (bruttó) 51, Mérőedéy töege 1, Maxiális edves töeg (ettó) 50, Maxiális H2O töeg 17, A ita aráya a ax. H2O töeghez Mitacsoport HK=6 habos töeg (bruttó) - 99, Mérőedéy töege - 1, Maxiális HK=6 habos töeg (ettó) - 98, HK=6 Hab töege - 64, A ita aráya a ax. H2O töeghez - 3, Mitacsoport HK=9 habos töeg (bruttó) ,10 - Mérőedéy töege - - 1,26 - Maxiális HK=9 habos töeg (ettó) ,84 - HK=9 hab töeg ,51 - A ita aráya a ax. H2O töeghez - - 3,49-4. Mitacsoport HK=12 habos töeg (bruttó) ,07 Mérőedéy töege ,26 Maxiális HK=12 habos töeg (ettó) ,81 HK=12 Hab töeg ,21 A ita aráya a ax. H2O töeghez ,36 Jelagyarázat: H2O - csapvíz, egyéb kezelés élkül, t=20c 0 (köryezeti hőérséklet 24 C 0 ); Hab - a éréshez Light Water került felhaszálásra; 3 %-os bekeveréssel; HK - habkiadósság, aely kifejezi, hogy egységyi térfogatú oldatból háyszoros habtérfogat keletkezik (HK= ). 2.3 A száításokál alkalazott rövidítések A száításokhoz az alábbi jelölések és rövidítések kerültek alkalazásra: - P _ Nature = egyedi feyőgallyvég (ita) töege, kezeletle; 7

8 - - - P _ Nature P _ H 2 O P _ H 2O = a kezeletle iták átlagos töege; = vízzel kezelt egyedi iták töege; = a vízzel kezelt iták átlagos töege; - P _ = H K habkiadósságú habbal kezelt egyedi iták töege; Foa _ K k - P Foa _ Kk _ = a H K habkiadósságú habbal kezelt iták átlagos töege; - H 2 O = a itáko axiálisa egaradó víz átlagos töege; - Foa _ H K =a itáko axiálisa egaradó H K habkiadósságú hab átlagos töege; - - R E ku = a itáko ért H K habkiadósságú hab és a axiálisa egaradó víz töege; = összegzett hatékoyság = egységyi felülete axiálisa egaradó víz töege (kostas) = 5 kg; - 2 ax H2 O _ - 2 ax FoaH K _ =egységyi felülete egaradó H K habkiadósságú hab axiális száított töege. 2.4 A száításokhoz alkalazott ateatikai forulák A ért eredéyek értékeléséhez, a száítások elvégzéséhez az alábbi képletek és eghatározások lettek felhaszálva. - A kezeletle feyőita átlagos töegéek eghatározása. P P _ Nature _ i 1 _ Nature (1) - A vízbe ártott feyőita átlagos töegéek eghatározása. P _ H P _ H O _ i O (2) - A H K habkiadósságú habbal kezelt feyőita átlagos töegéek eghatározása. P _ FoaH K _ i P _ Foa _ H 1 K (3) 8

9 - A feyőitá lévő víz átlagos töegéek eghatározása. H O P _ H O 2 2 P _ Nature (4) - A feyőitá lévő H K habkiadósságú hab átlagos töegéek eghatározása. Foa _ H K P _ Foa _ H K P _ Nature (5) - A feyőitáko átlagosa ért H K habkiadósságú hab és víz töegéek aráya. Foa _ H K R (6) H 2O - Az x vastag, y habkiadósságú hab víztartala, vízoszlop agassággal kifejezve. E R (7) ku Y HK 3. SZÁMÍTÁSOK Az eredéyek értékeléséhez a szerző a következő száításokat végezte el. Elsőkét eghatározta a itacsoportok egyedi itáiak átlagos töegét, aelyből átlagolás útjá száította ki az egyedi darabok töegét. Második lépéskét egy itaegység egyedeit a vízbe ártva eghatározásra került a vízzel telíthetőség axiális értéke. Ezáltal a töegkülöbségeket véve eghatározható a itaegyedek axiális vízegtartó képessége. Haradik lépéskét a külöböző Hk habkiadósságú habok felülete egaradása került vizsgálat tárgyává. Az egyedeket habba beleártva, valaeyi egyszerre leérésre kerül, ajd átlagszáítással egkapható a itaegyedekre voatkozó adatok. Valaeyi ért értékből a kezeletle iták saját töegeit kivova adja az oltóayag felülete való egaradásáak axiális értékét. Ezutá ezekek az adatokak és a vízzel kezelt ita adataiak egyszerű összevetésével egkapható az adott habra voatkozó érték. A száítások a következőket eredéyezték: A itacsoportok egyedi itáiak átlagos töege P _ Nature _ i1 33,48g P _ Nature 3, 348g 10 9

10 P _ Nature _ i1 34,26g P _ Nature 3, 426g 10 P _ Nature _ i1 35,33g P _ Nature 3, 533g 10 P _ Nature _ i1 33,60g P _ Nature 3, 360g 10 A itacsoportok átlagos itáiak átlaga 4 P _ Nature _ i1 3,348g 3,426g 3,533g 3,360g P _ Nature 3, 417g 4 A vízbe ártott feyőita átlagos töegéek eghatározása P _ H 2O _ i1 50,52g P _ H O 5, 052g 2 10 A HK habkiadósságú habbal kezelt feyőita átlagos töegéek eghatározása P _ Foa _ H P _ FoaH K _ i1 98,33g 9, 833g K 6 10 P _ Foa _ H P _ FoaH K _ i1 94,84g 9, 484g K

11 P _ Foa _ H P _ FoaH K _ i1 90,81g 9, 081g K A feyőitá lévő víz átlagos töegéek eghatározása. H O P H O P _ Nature 5,052g 3,348g 1, 704g _ 2 2 A feyőitá lévő HK habkiadósságú hab átlagos töegéek eghatározása. Foa _ H K 6 P _ Foa _ H K P _ Nature 9,833g 3,426g 6,407 Foa _ H K 9 P _ Foa _ H K P _ Nature 9,484g 3,533g 5,951 Foa _ H K 12 P _ Foa _ H K P _ Nature 9,081g 3,360g 5,721 A feyőitáko átlagosa ért HK habkiadósságú hab és víz töegéek aráya. R Foa _ H K 6 H 2O 6,407g 1,704g 3,76 R Foa _ H K 9 H 2O 5,951g 1,704g 3,49 R Foa _ H K 12 H 2O 5,721g 1,704g 3,36 11

12 4. AZ EREDMÉNYEK ÉRTÉKELÉSE A vizsgálati eredéyek azt utatják, hogy a hab jeletőse agyobb töegbe aradt eg a levélzete, it a víz; eek értéke a vizsgálatok alapjá 3,36 3,76 szoros a vízhez viszoyítva. A vizsgálatok azt is egutatták, hogy ez az érték a habkiadósság értékétől e függ szigifikása (kb. 10 %). A hab töegéek aráya a axiális vízegtartó képességhez viszoyítva Aráy (-) 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, ,76 3,49 3,36 víz HK=6 HK=9 HK=12 Víz HK=6 habkiadósságú hab HK=9 habkiadósságú hab HK=12 habkiadósságú hab Oltóayag (-) 4. sz ábra. A hab felszíe aradó töegéek aráya a vízéhez viszoyítva. Forrás: szerző A övéyzet felülete kifejlett erdő eseté 4 5 kg -2 vizet képes egtartai, ai kb kw - 1 tűzitezitás egfékezéséig elegedő. Az eredéyekből az a következtetés voható le, hogy aeyibe olya agas a tűzitezitás, hogy a víz hőelvoó képessége ár e elegedő a tűz eloltásához, úgy hab alkalazásával az oltási lehetőségek kitolhatók olya dieziókba is, ahol a vízzel oltás objektíve e lehetséges. Eek oka a fetiek alapjá az, hogy a hab alkalazásával a felülete egaradó töeg, így az oltóayag hőelvoó képessége is legalább eghároszorozható, így az eloltható tűzitezitás agysága is kitolódik. A vizsgálatok eredéyekét eg kell jegyezi azt is, hogy a habok töeghatékoyságáak övekedése ellett a habak hőszigetelő hatása is jeletkezik, ai további többlet oltóhatást 12

13 jelet. A töeghatékoysági téyező és a hőszigetelő hatás e összeadódik, hae összeszorzódik, ai a habok alkalazásáak további előyét biztosítja. A feti eredéyek azt utatják, hogy a habok töeghatékoysági téyezője agyo jeletős, ai az egységyi felületre jutó oltóayag eyiségéek övelési lehetőségét rejti agába. Ezzel a víz elégtele oltóhatását lehet egöveli, illetve az eddig a víz által lehetetle oltási dieziók is elérhetővé, elolthatóvá válak. Restás Ágosto PhD, PhD, habilitált egyetei doces, taszékvezető, Nezeti Közszolgálati Egyete, Katasztrófavédeli Itézet, Tűzvédeli és Metésiráyítási Taszék, H-1101, Budapest, Hugária krt, 9-11; Eail: Restas.Agosto@ui-ke.hu; Orcid: Ágosto Restás PhD, PhD, associate professor, head, Departet of Fire Prevetio ad Rescue Cotrol, Istitute of Disaster Maageet, Natioal Uiversity of Public Service, H-1101, Budapest, Hugaria krt. 9-11; Eail: Restas.Agosto@ui-ke.hu; Orcid: A kézirat beyújtása: A kézirat elfogadása: Lektorálta: Pátya Péter REFERENCES Aerica Society for Testig ad Materials. Stadard Test Method for Deteriig Material Igitio ad Flae Spread properties; E (02). Batista, A.C.: Cobustio characteristics tests of Magolia gradiflora ad Michelia chapaca for potetial use i fuelbreaks i south regio of Brazil, Wildfire 2011 Coferece, Su City, South Africa, Bleszity, J., Zeleák, M.: Tűzvédeli iseretek, Budapest: Szövetkezeti Szervezési Iroda, 272 p

14 Morris C.J.: A siulatio study of fuel treatet effects i dry forests of the wester Uited States: testig the priciples of a fire-safe forest, Wildfire 2011 Coferece, Su City, South Africa, Pátya, P.: A tűzoltói beavatkozás biztoságáak övelése zárttéri tüzekél, HADMÉRNÖK 6: (1) pp dowloaded: Uderwriters Laboratories Ic. Project Reports to USDA Forest Service; 98NK32277, 99NK35219, 01NK12843, 03NK13445, 04NK16188, ad 06CA