СУЧАСНИЙ СТАН ВИКОРИСТАННЯ У ПОЖЕЖОГАСІННІ ТА СПОСОБИ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВОДНИХ ВОГНЕГАСНИХ РОЗЧИНІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ЗМОЧУВАЧІВ

Abstract

Гасіння пожеж є ключовим завданням оперативно-рятувальної служби цивільного захисту, спрямованим на запобігання поширенню вогню, мінімізацію збитків і порятунок життів. Вода та водні розчини залишаються найпоширенішими вогнегасними засобами, а їхні властивості можна суттєво покращити шляхом додавання хімічних речовин, зокрема змочувачів, які підвищують змочувальну здатність, зменшують випаровування та посилюють тепловідведення. Незважаючи на прогрес у розробці водних вогнегасних розчинів (ВВР), пошук нових складів залишається актуальним через появу матеріалів із високими температурами займання та специфіку різних класів пожеж. Метою статті є аналіз сучасного стану використання ВВР зі змочувачами та способів підвищення їхньої ефективності. У роботі використано аналітичний метод із обробкою даних про ефективність таких засобів. Дослідження показують, що вода завдяки високій теплоємності (4,19·10³ Дж/кг·К) і теплоті пароутворення (2260 Дж/кг) забезпечує охолодження, але має низьку змочувальну здатність через високий поверхневий натяг. Додавання поверхнево-активних речовин (ПАР) аніонних, неіоногенних, амфотерних чи цвіттер-іонних у концентраціях 0,1-5% знижує натяг до 15-25 мН/м, скорочуючи час гасіння на 20-50% і витрату води до 1/3. Аналіз публікацій і патентів свідчить про ефективність солей d-металів (CuCl₂), які інгібують полум’я, та ПАР для гасіння пожеж класів A, B, пожеж в екосистемах і літій-іонних елементів живлення. Розробки включають гелеутворювальні засоби (Ecofloc A07), низькофлуорні AFFF (гасіння гептану за 30-40 с) і склади з антикорозійними добавками. Висновки підкреслюють потенціал ВВР у підвищенні безпеки та екологічності, а перспективи розвитку пов’язані з оптимізацією складів і адаптацією до складних умов. Firefighting is a key task of the civil protection service aimed at preventing the spread of fire, minimising damage and saving lives. Water and aqueous solutions remain the most common extinguishing agents, and their properties can be significantly improved by adding chemicals, such as wetting agents, which increase wetting capacity, reduce evaporation and enhance heat dissipation. Despite the progress in the development of aqueous fire extinguishing agents (AFAs), the search for new compositions remains relevant due to the emergence of materials with high ignition temperatures and the specifics of different classes of fires. The aim of the article is to analyse the current state of use of water-based fire extinguishing agents with wetting agents and ways to improve their efficiency. The paper uses an analytical method with data processing on the effectiveness of such agents. Studies have shown that water, due to its high heat capacity (4.19-10³ J/kg-K) and heat of vapour (2260 J/kg), provides cooling, but has a low wetting capacity due to its high surface tension. The addition of surfactants (anionic, nonionic, amphoteric or zwitterionic) in concentrations of 0.1-5% reduces the tension to 15-25 mN/m, reducing the extinguishing time by 20-50% and water consumption by up to 1/3. An analysis of publications and patents shows the effectiveness of d-metal salts (CuCl₂), which inhibit flames, and surfactants for extinguishing Class A and B fires, fires in ecosystems, and lithium-ion batteries. The developments include gel-forming agents (Ecofloc A-07), low-fluorine AFFFs (extinguishing heptane in 30-40 seconds) and formulations with anti-corrosion additives. The findings highlight the potential of VWRs to improve safety and environmental performance, and the prospects for development are related to optimising formulations and adapting to challenging conditions.