Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) сравнили четыре вида пены для тушения горящего битума и определили, какие составы лучше охлаждают нефтепродукт и снижают выбросы токсичных веществ. По совокупности показателей лидерами стали углекислотная и гидратная пены. Их расчетная эффективность оказалась в 1,3–2 раза выше, чем у традиционного воздушно-компрессионного состава. На иллюстрации: пожарный тушит пеной горящий битум. Изображение создано алгоритмом ChatGPT.
Нефтеперерабатывающие предприятия — источник пожарной и экологической угрозы по умолчанию. Летучие углеводороды особенно опасны — они легко воспламеняются и образуют взрывоопасные смеси с воздухом. На их фоне вязкий или даже твердый битум (тяжелые смолистые фракции нефти) кажется почти безобидным, но это не так. Будучи разогретым для дополнительной текучести, битум прекрасно горит и испаряется. Продукты горения и испарения битума не только токсичны, но и канцерогенны — в них присутствуют полициклические углеводороды и всевозможные органические соединения, содержащие атомы азота, кислорода, серы, тяжелых металлов.
Потушить горящий битум — еще не значит победить пожар. Разогретый нефтепродукт продолжает выделять опасные газы, а пламя способно вспыхнуть снова. Томские ученые проверили четыре вида огнетушащей пены и выяснили, какой состав лучше справляется с огнем, охлаждает битум и помогает уменьшить токсичные выбросы при пожаре.
Исследование специалистов Томского политехнического университета (ТПУ), поддержанное Российским научным фондом, опубликовано в Journal of Hazardous Materials («Опасные материалы»).
Графический экстракт из научного журнала.Рекорд — 0,4 секунды, но победитель другой
В лабораторных испытаниях сравнивали воздушно-эмульсионную, азотную, углекислотную и гидратную компрессионные пены. Для экспериментов использовали два модельных резервуара объемом 0,1 и 0,4 кубометра. В емкости заливали битум, нагревали его, поджигали и подавали пену короткими импульсами.
Быстрее всех с открытым пламенем справилась азотная пена: ей понадобилось около 0,4 секунды при расходе 0,4 литра. Углекислотная погасила огонь примерно за секунду, гидратная — за 2,2 секунды, воздушная — за три секунды.
Испытания на полигоне главного управления МЧС России по Томской области, весна 2026 года. Служба новостей ТПУНо в борьбе с битумом секундомер — не единственный судья. Исследователи оценивали еще и охлаждение нефтепродукта, снижение температуры газов, расход состава и экологические показатели.
Пламя ушло, температура тоже должна упасть
Лучше всего битум охлаждала углекислотная пена: за три минуты температура нефтепродукта снизилась на 127 °C. Гидратный состав показал другой сильный результат — в среднем на 27 °C за 10–30 секунд он охлаждал дымовые газы.
В итоге именно углекислотная и гидратная пены получили наиболее высокую комплексную оценку. Их расчетный коэффициент эффективности составил 0,72–0,87 — в 1,3–2 раза больше, чем у традиционной воздушно-компрессионной пены.
Емкости для хранения битумаЧтобы оценить не только видимое пламя, но и то, что происходит после его исчезновения, ученые измеряли температуру битума, стенок резервуаров и газов над поверхностью. Датчики также фиксировали концентрации кислорода, угарного и углекислого газов, оксидов азота и серы, а также метана.
Возгорание считали ликвидированным, если пламя не возвращалось в течение 30 секунд. После этого наблюдения продолжались еще 10 минут.
По результатам опытов исследователи разработали методику расчета продолжительности горения битума и необходимого количества огнетушащего вещества. Она учитывает параметры промышленных резервуаров объемом от 200 до 5000 кубометров.
Дорожное строительство — основная сфера применения битума. Он привозится на объекты в подогретом виде, что допускает опасность возгорания.Разработку в перспективе можно использовать при проектировании противопожарной защиты битумных хранилищ, нефтяных терминалов и нефтеперерабатывающих предприятий. Пока речь идет о результатах экспериментов и методике расчета, а не о массовом внедрении новой технологии.
Спутниковый мониторинг показал, что изменение климата увеличило сезон пожаров в Сибири. Подробнее об этом — в материале Hi-Tech Mail.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
