thumb|Piana średnia podawana z wytwornicy pianowej Piana gaśnicza – środek gaśniczy w postaci spienionej mieszaniny wody, środka pianotwórczego i powietrza (lub innego gazu), wytwarzany za pomocą prądownicy pianowej, wytwornicy lub agregatu pianotwórczego. Stosowana jest do gaszenia pożarów cieczy palnych oraz ciał stałych, które nie wchodzą w reakcję z wodą. Piana gaśnicza jest podstawowym środkiem stosowanym w gaśnicach pianowych oraz w stacjonarnych i przewoźnych instalacjach gaśniczych w zakładach przemysłu rafineryjnego, petrochemicznego, koksowniczego, chemicznego i spożywczego.

Historia Pierwszy patent na wykorzystanie piany do gaszenia pożarów cieczy palnych zgłoszono w 1877 roku. Praktyczne prace nad środkami pianotwórczymi prowadzono jednak intensywniej na przełomie XIX i XX wieku – w latach 1902–1903 przeprowadzono publiczne próby polewania płonących zbiorników olejowych pianą powstałą z połączenia dwóch proszków z wodą w generatorze piany; wynalazca opatentował tę metodę w 1904 roku, a kilka lat później uzyskał również patent w Stanach Zjednoczonych. W kolejnych dekadach opracowano stacjonarne instalacje gaśnicze dostarczające do miejsca pożaru zarówno roztwór alkaliczny, jak i kwaśny, łączone dopiero w dyszy.

Istotny etap rozwoju technologii pian gaśniczych przypadł na połowę XX wieku, kiedy w Wielkiej Brytanii Instytut Badawczy Bezpieczeństwa Kopalni (Safety in Mines Research Establishment) prowadził szerokie badania nad zastosowaniem piany lekkiej do gaszenia pożarów w kopalniach – między innymi do wypełniania chodników i wentylacji pożarowej dużych kubatur bez konieczności ewakuacji ludzi. Zwiększenie zainteresowania metodą przemysłową spowodowało dalszy rozwój środków pianotwórczych, w tym środków białkowych (proteinowych) oraz – od lat 60. XX wieku – syntetycznych środków fluorowanych typu AFFF, których błonotwórcze właściwości znacząco przyspieszyły gaszenie pożarów cieczy palnych i upowszechniły ich stosowanie na lotniskach, w bazach wojskowych oraz w przemyśle petrochemicznym.

Mechanizm działania gaśniczego thumb|Zastosowanie piany gaśniczej w obronie. Budynek pokryty pianą gaśniczą jest stosunkowo dobrze chroniony przed płomieniami Działanie gaśnicze piany opiera się na kilku równocześnie zachodzących procesach:

izolacji strefy spalania od powietrza – warstwa piany pokrywająca powierzchnię palącego się materiału odcina dopływ tlenu; uniemożliwieniu przenikania palnych par i gazów z powierzchni cieczy do strefy spalania; chłodzeniu powierzchni materiału palnego – wodą, która stopniowo wypływa z piany; rozcieńczaniu strefy spalania parą wodną powstającą na granicy kontaktu piany z płomieniem.

W przypadku środków tworzących film wodny (typu AFFF, AR-AFFF) dochodzi dodatkowo do jego rozprzestrzenienia się na powierzchni cieczy palnej, co sprawia, że samoczynnie rozpływa się po niej szybciej niż sama piana i odcina dopływ tlenu jeszcze przed pokryciem jej pełną warstwą piany.

Rodzaje pian gaśniczych Podział ze względu na sposób wytwarzania Piana chemiczna – powstaje w wyniku energicznej reakcji chemicznej między kwaśnym roztworem (np. kwasem siarkowym) a roztworem alkalicznym zawierającym węglan sodu lub siarczan glinu; obecnie praktycznie wyparta przez pianę mechaniczną, Piana mechaniczna – koloid powstający przez gwałtowne zmieszanie wodnego roztworu środka pianotwórczego (o stężeniu zwykle 1–7%) z powietrzem lub innym gazem za pomocą prądownicy, wytwornicy lub generatora piany.

Podział ze względu na liczbę spienienia Liczba spienienia (Ls) to podstawowy parametr charakteryzujący pianę – stosunek objętości wytworzonej piany (Vp) do objętości zużytego wodnego roztworu środka pianotwórczego (Vr):

Ls = Vp / Vr

Na tej podstawie wyróżnia się: +Rodzaj pianyLiczba spienieniaPiana ciężka< 20Piana średnia20–200Piana lekka> 200 Piana ciężka i średnia stosowane są głównie do gaszenia pożarów cieczy palnych (benzyna, ropa, oleje, rozpuszczalniki, alkohole) za pomocą prądownic i wytwornic pianowych.

Piana lekka wykorzystywana jest przede wszystkim do szybkiego wypełniania dużych kubatur (piwnice, magazyny, statki, kopalnie) w celu odcięcia dopływu powietrza do ogniska pożaru; nie stosuje się jej na otwartej przestrzeni ze względu na dużą podatność na wiatr.

Podział ze względu na kształt pęcherzyków i strukturę Pęcherzyki piany mogą mieć kształt kulisty (przy niższych liczbach spienienia) lub wielościenny (przy pianach o wysokiej liczbie spienienia), w których pojedyncze pęcherzyki tworzą wspólne ścianki (błonki).

Środki pianotwórcze Piana gaśnicza wytwarzana jest z wodnego roztworu środka pianotwórczego o stężeniu roboczym, w zależności od rodzaju środka, najczęściej w granicach 1–6%. Wyróżnia się następujące grupy środków pianotwórczych:

proteinowe (P) – na bazie hydrolizatów białkowych, stosowane do wytwarzania piany ciężkiej i średniej; fluoroproteinowe (FP) – proteinowe wzbogacone o dodatek fluorowanych związków powierzchniowo czynnych, poprawiających odporność piany na zanieczyszczenie paliwem; syntetyczne (S) – na bazie węglowodorowych związków powierzchniowo czynnych, stosowane głównie do wytwarzania piany lekkiej i średniej; fluorosyntetyczne (AFFF) – zawierają fluorowane surfaktanty tworzące na powierzchni cieczy palnej samorozprzestrzeniający się wodny film, dodatkowo odcinający dopływ tlenu; gaszenia cieczy polarnych (AR) – zawierają dodatek polimeru tworzącego membranę ochronną, zapobiegającą rozpuszczaniu piany przez alkohole i inne palne ciecze polarne (np. aceton).

Środki pianotwórcze muszą spełniać wymagania techniczno-użytkowe określone w normach (np. PN-78/C-83603 dla środków syntetycznych i proteinowych), obejmujące m.in. liczbę spienienia, czas wykroplenia 25% i 50% objętości piany, odczyn pH, lepkość, gęstość, korozyjność wobec metali oraz zawartość osadu.

Trwałość i degradacja piany Piana z chwilą wytworzenia zaczyna ulegać stopniowemu zanikowi na skutek trzech współzachodzących procesów fizycznych:

wypływania cieczy z przestrzeni międzybłonkowej; dyfuzji gazu między pęcherzykami; rozrywania się pęcherzyków.

Trwałość piany (czas, po którym zniszczeniu ulega określony procent jej objętości) jest jednym z podstawowych parametrów oceny jakości środka pianotwórczego i zależy m.in. od temperatury otoczenia, wilgotności, obecności zanieczyszczeń w wodzie użytej do przygotowania roztworu oraz promieniowania cieplnego pożaru.

Zastosowanie i intensywność podawania Skuteczność gaszenia pianą zależy od intensywności jej podawania na jednostkę powierzchni, dobieranej indywidualnie dla danego rodzaju materiału palnego i obiektu. Przykładowe wartości intensywności podawania roztworu piany ciężkiej wynoszą: +Ciecz palnaIntensywność podawania [l/(min*m²)]Benzyna0,75Nafta0,5Olej napędowy0,5Ropa0,3Alkohol etylowy (piana AR)ok. 1,0 Piany gaśnicze nie należy stosować do gaszenia:

metali reagujących z wodą (sód, potas, magnez, wapń, karbid) oraz związków glinoorganicznych, pożarów gazów, urządzeń elektrycznych pod napięciem (piana wodna jest przewodnikiem), pożarów cieczy polarnych za pomocą pian niedostosowanych do tego celu.

Zalety i wady Zalety wysoka skuteczność gaszenia pożarów cieczy palnych i materiałów porowatych; możliwość zdalnego podawania na duże powierzchnie; dodatkowy efekt chłodzący i izolujący; mniejsze szkody wtórne niż przy zalaniu wodą (zwłaszcza przy pianie lekkiej).

Wady wyższy koszt wytwarzania w porównaniu z samą wodą; ograniczona trwałość i konieczność systematycznej rotacji zapasów środka pianotwórczego; podatność piany lekkiej na wiatr; negatywny wpływ na środowisko i zdrowie – w przypadku niektórych środków.

Wpływ na zdrowie i środowisko Już w materiałach branżowych z końca lat 90. XX wieku zwracano uwagę, że niektóre składniki środków pianotwórczych mogą wykazywać właściwości drażniące, alergizujące lub toksyczne dla organizmów wodnych, a same środki nie ulegają całkowicie biodegradacji w środowisku.

Problem ten szczególnie dotyczy fluorowanych surfaktantów stosowanych w środkach AFFF i AR-AFFF, zaliczanych do grupy związków per- i polifluoroalkilowych (PFAS). Substancje te charakteryzują się bardzo dużą trwałością chemiczną i skłonnością do bioakumulacji, co doprowadziło do wprowadzenia w Unii Europejskiej rozporządzenia Komisji (UE) 2025/1988 z 2 października 2025 r., zmieniającego załącznik XVII do rozporządzenia REACH i ograniczającego stosowanie PFAS w pianach gaśniczych. Przepisy przewidują wycofywanie środków zawierających PFAS w kilku etapach, w zależności od zastosowania – m.in. zakaz stosowania PFAS w pianach do gaśnic przenośnych od 23 października 2026 r. oraz zaostrzenie wymagań dla piany szkoleniowej i przeciwpożarowej od 23 kwietnia 2027 r., a całkowity zakaz obrotu pianami zawierającymi PFAS w stężeniu przekraczającym 1 mg/l od 23 października 2030 r.

Zobacz też Deteor 1000 Spumogen

Przypisy

Kategoria:Środki i sprzęt gaśniczy