مثبط للهب

هناك عدة طرق يمكن من خلالها إبطاء عملية الاحتراق بفعل فيزيائي:

• عن طريق التبريد : بعض التفاعلات الكيميائية تعمل بالفعل على تبريد المادة.
• عن طريق تشكيل طبقة واقية تمنع المادة الأساسية من الاشتعال.
• عن طريق التخفيف: تطلق بعض مثبطات الاشتعال الماء و/أو ثاني أكسيد الكربون أثناء الاحتراق. قد يؤدي ذلك إلى تخفيف تركيز الجذور الحرة في اللهب بما يكفي لإخماده.

تشمل الإضافات الشائعة الاستخدام لمقاومة الحريق مخاليط من الهونتيت ( Mg₃Ca (CO₃ ₎ ₄ ₎ والهيدرومغنيزيت ( Mg₅ ( CO₃ ₎ ₄ ₍ OH) _₂ · 4H₂O ₎ ، وهيدروكسيد الألومنيوم ( Al(OH) _{₃ )} ، وهيدروكسيد المغنيسيوم ( Mg(OH) _₂ ). عند تسخينه، يفقد هيدروكسيد الألومنيوم _الماء ليُشكّل أكسيد الألومنيوم ( الألومينا، Al₂O₃ ) _، مُطلقًا بخار الماء في هذه العملية. يمتص هذا التفاعل كمية كبيرة من الحرارة ، _مما يُبرّد المادة التي يُضاف إليها. بالإضافة إلى ذلك، تُشكّل بقايا الألومينا طبقة واقية على سطح المادة. تعمل مخاليط الهونتيت والهيدرومغنيزيت بطريقة مماثلة، حيث تتحلل حراريًا مُطلقةً الماء وثاني أكسيد الكربون، ^{[ 3 ] [ 4 ]} مما يُكسب المواد التي تُضاف إليها خصائص مقاومة للحريق ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] .}

• التفاعلات في الطور الغازي: يمكن إيقاف التفاعلات الكيميائية في اللهب (أي الطور الغازي) باستخدام مثبطات اللهب. عادةً ما تكون هذه المثبطات هاليدات عضوية ( هالو ألكانات ) مثل هالون وفوستريكس . غالبًا ما تكون المواد الكيميائية المستخدمة في هذه الأنواع من المثبطات سامة.
• التفاعل في الحالة الصلبة: تعمل بعض مثبطات الاشتعال على تفكيك البوليمرات، مما يؤدي إلى انصهارها وتدفقها بعيدًا عن اللهب. ورغم أن هذا يسمح لبعض المواد باجتياز اختبارات معينة للاشتعال ، إلا أنه من غير المعروف ما إذا كان إنتاج قطرات بلاستيكية قابلة للاشتعال يُحسّن السلامة من الحرائق فعلاً .
• تكوّن الفحم : بالنسبة للوقود الكربوني، تتسبب مثبطات اللهب الصلبة في تكوّن طبقة من الفحم الكربوني على سطح الوقود. يصعب احتراق هذه الطبقة، مما يمنع استمرار الاحتراق. ^{[ 8 ] [ 9 ]}
• المواد المتمددة : تحتوي هذه الأنواع من المواد المثبطة للحريق على مواد كيميائية تُسبب انتفاخًا خلف طبقة الفحم الواقية، مما يوفر عزلًا أفضل بكثير . وهي متوفرة كمضافات بلاستيكية ، وكدهانات لحماية المباني الخشبية أو الهياكل الفولاذية.

تُستخدم رغوة الفئة أ كمادة مثبطة للهب في طفايات الحريق من نوعي APW وCAFS سعة 2.5 جالون لاحتواء حرائق الأعشاب والشجيرات الناشئة عن طريق إنشاء حاجز ناري. كما أن هناك مواد كيميائية مثبطة أخرى قادرة على جعل مواد الفئة أ ووقود الفئة ب غير قابلة للاشتعال، وإخماد حرائق الفئة أ والفئة ب، وبعض حرائق الفئة د. عادةً ما تُلقى مواد مثبطة للهب من الطائرات قبل اندلاع حرائق الغابات لمنع اشتعالها، بينما تُستخدم عوامل إخماد الحرائق لإخمادها.

قد تُطلى الأشياء بمواد مثبطة للهب. على سبيل المثال، تُرش أشجار عيد الميلاد بمواد مثبطة للهب، فعندما تجف الشجرة تصبح شديدة الاشتعال وتشكل خطراً حقيقياً للحريق.

تحتوي الهياكل الفولاذية على طبقة مقاومة للحريق حول الأعمدة والجسور لمنع العناصر الهيكلية من الضعف أثناء الحريق.

تدرس بعض المساكن الطلابية في الولايات المتحدة استخدام هذه المنتجات، أو يُلزمها القانون بذلك. وتُستخدم الطلاءات المقاومة للحريق في العديد من المساكن الطلابية والمباني المدرسية، لا سيما تلك التي تضم هياكل تاريخية تفتقر إلى أنظمة رشاشات إطفاء الحريق . ^{[ 10 ]}

كانت مثبطات الحريق المبكرة عبارة عن مخاليط من الماء وعوامل التكثيف، وشملت لاحقًا البورات ^{[ 11 ]} وفوسفات الأمونيوم.

عادةً ما تُلقى مواد إخماد الحرائق من الطائرات أو تُرشّ بواسطة فرق الإطفاء الأرضية حول حواف حرائق الغابات في محاولة لاحتواء انتشارها. وهذا يتيح لفرق الإطفاء الأرضية الوقت الكافي لإخماد الحريق. ومع ذلك، عند الحاجة، يمكن أيضًا إلقاء مواد الإخماد مباشرةً على اللهب لتبريده وتقليل طوله. ^{[ 12 ]}

تُستخدم مثبطات اللهب في مكافحة حرائق الغابات عادةً كمزيج من الماء والمواد الكيميائية، مصممة لترطيب المنطقة وإبطاء انتشار الحريق كيميائيًا عبر الغطاء النباتي. وعادةً ما تكون ملونة ^{[ 14 ]} ليسهل رؤية منطقة الاستخدام من الجو. كما تُستخدم مثبطات اللهب الهلامية التي تتوافق مع معيار NFPA 1150 ، والتي تُصبغ بألوان أخرى لتمييزها عن مثبط اللهب الأحمر التقليدي. صُممت هذه المواد الهلامية وأصباغها لتتحلل بيولوجيًا بشكل طبيعي. ^{[ 15 ]}

يجب إدراج أي مادة مثبطة للهب معتمدة للاستخدام ضد حرائق الغابات في الأراضي الفيدرالية الأمريكية في قائمة المنتجات المؤهلة التابعة لدائرة الغابات الأمريكية . ^{[ 16 ]} ولإضافة المنتج إلى هذه القائمة، يجب اختباره من قبل قسم أنظمة المواد الكيميائية لمكافحة حرائق الغابات، وهو قسم تابع للبرنامج الوطني للتكنولوجيا والتطوير. قد تستغرق هذه العملية ما يصل إلى عامين. ^{[ 17 ]} فوس-تشيك هي علامة تجارية لمادة مثبطة للهب طويلة الأمد معتمدة حاليًا للاستخدام في مكافحة حرائق الغابات. ^{[ 18 ]}

نشر باحثون من قسم الهندسة المدنية والبيئية بجامعة جنوب كاليفورنيا تقريرًا بعنوان "المعادن في مثبطات حرائق الغابات". ^{[ 19 ]} وقدّم التقرير أول تحليل كيميائي لمثبط الحريق "فوس-تشيك"، الذي درسه فريق البحث لكونه الأكثر استخدامًا. ووجد باحثو جامعة جنوب كاليفورنيا أن "فوس-تشيك" يحتوي على مستويات عالية من المعادن الثقيلة : 14.4  ملغم/لتر من الكادميوم ، و72.7  ملغم/لتر من الكروم ، و119  ملغم/لتر من الفاناديوم . وتتجاوز هذه النسب حدود النفايات السامة في كاليفورنيا بمقدار 14 ضعفًا، و14 ضعفًا، و5 أضعاف على التوالي.

تُنتج شركة فوس-تشيك أيضًا بخاخًا مُثبِّطًا للحريق للاستخدام المنزلي يُسمى "وايلدفاير هوم ديفنس"، وهو فعال فور استخدامه ويستمر مفعوله حتى يُغسل بكمية كبيرة من الماء. صُمِّم هذا البخاخ ليُرش على طبقات الوقود المحيطة بالمنازل والمباني الملحقة لإنشاء حاجز ناري في الوقود المؤدي إلى كل مبنى. ^{[ 20 ]} أما "إمبر بلوك" فهو جل مُثبِّط للحريق آخر للاستخدام المنزلي، يُمكن رشه على واجهة المنزل والمباني المجاورة للمساعدة في الحماية من الشرر واللهب في حرائق الغابات. يتميز هذا الجل بقدرته الفريدة على الالتصاق بجدران المنزل لمقاومة الحرارة العالية والرياح القوية. ^{[ 21 ]}