Τρίγωνο της φωτιάς

Τα τρίγωνα της φωτιάς ή τρίγωνα ανάφλεξης είναι απλά μοντέλα για την κατανόηση των απαραίτητων συστατικών για τις περισσότερες φωτιές.
Το τρίγωνο δείχνει τα τρία στοιχεία που χρειάζεται μια φωτιά για να ανάψει: θερμότητα, καύσιμο και ένα οξειδωτικό παράγοντα (συνήθως οξυγόνο). Μια πυρκαγιά συνήθως συμβαίνει όταν τα στοιχεία είναι παρόντα και συνδυασμένα σε σωστό μείγμα, που σημαίνει ότι η φωτιά είναι στην πραγματικότητα ένα γεγονός παρά ένα πράγμα. Μια πυρκαγιά μπορεί να προληφθεί ή να σβήσει με την αφαίρεση οποιουδήποτε από τα στοιχεία στο τρίγωνο της φωτιάς. Για παράδειγμα, η κάλυψη μιας φωτιάς με αντιπυρική κουβέρτα αφαιρεί το οξυγόνο από το τρίγωνο και μπορεί να σβήσει την φωτιά.

Τετράεδρο της φωτιάς

Το τετράεδρο φωτιάς αντιπροσωπεύει την προσθήκη ενός στοιχείου, της χημικής αλυσιδωτής αντίδρασης, στα τρία που υπάρχουν ήδη στο τρίγωνο της φωτιάς. Όταν μια φωτιά έχει ξεκινήσει, η εξώθερμη αλυσιδωτή αντίδραση που έχει προκληθεί συντηρεί την φωτιά και επιτρέπει να συνεχιστεί έως ότου ή εκτός εάν τουλάχιστον ένα από τα στοιχεία της φωτιάς αποκλειστεί. Ο αφρός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αποκόψει τη φωτιά από το οξυγόνο που χρειάζεται. Το νερό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μειώσει τη θερμοκρασία του καυσίμου κάτω από το σημείο ανάφλεξης ή να αφαιρέσει ή να διαλύσει το καύσιμο. Το Halon μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αφαιρέσει τις ελεύθερες ρίζες και να δημιουργήσει ένα εμπόδιο αδρανούς αερίου σε μια άμεση επίθεση στην χημική αντίδραση που ευθύνεται για τη φωτιά.
Η καύση είναι η χημική αντίδραση που τροφοδοτεί τη φωτιά με περισσότερη θερμότητα και να της επιτρέπει να συνεχίσει. Όταν η φωτιά περιλαμβάνει καύσιμα μέταλλα όπως το λίθιο, μαγνήσιο, τιτάνιο, κλπ. (γνωστή ως φωτιά κλάσης-Δ), γίνεται ακόμα πιο σημαντικό να ληφθεί υπόψη η απελευθέρωση ενέργειας. Τα μέταλλα αντιδρούν πιο γρήγορα με το νερό παρά με το οξυγόνο και με αυτόν τον τρόπο απελευθερώνεται περισσότερη ενέργεια. Ρίχνοντας νερό στη φωτιά έχει ως αποτέλεσμα η φωτιά να γίνει ακόμη θερμότερη ή ακόμα και να γίνει έκρηξη. Οι πυροσβεστήρες διοξείδιου του άνθρακα είναι αναποτελεσματικοί ενάντια σε ορισμένα μέταλλα όπως το τιτάνιο. Ως εκ τούτου, αδρανείς παράγοντες (π. χ. ξηρή άμμος) πρέπει να χρησιμοποιηθούν για να σπάσουν την αλυσιδωτή αντίδραση καύσης μετάλλων.
Με τον ίδιο τρόπο, μόλις ένα από τα τέσσερα στοιχεία του τετραέδρου αφαιρεθεί, η καύση σταματά.

Οξειδωτικό

Το οξειδωτικό είναι το άλλο αντιδρών συστατικό της χημικής αντίδρασης. Στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι ο αέρας του περιβάλλοντος, και ειδικότερα, ένα από τα συστατικά του, το οξυγόνο (Ο₂). Στερώντας από την φωτιά τον αέρα, μπορεί να σβήσει. Για παράδειγμα, όταν καλύπτεται η φλόγα ενός μικρού κεριού με ένα άδειο ποτήρι, η φωτιά σταματά. Αντίθετα, αν διοχετεύεται αέρας σε μια φωτιά από ξύλα, με φυσούνα, η φωτιά ενεργοποιείται με την εισαγωγή του αέρα. Σε ορισμένους πυρσούς, αέριο οξυγόνο εισάγεται για τη βελτίωση της καύσης.
Ορισμένες χημικές ουσίες, όπως το αέριο φθόριο, υπερχλωρικά άλατα όπως το υπερχλωρικό αμμώνιο, ή τριφθοριούχο χλώριο, δρουν ως οξειδωτικά, μερικές φορές πιο ισχυρά από το το ίδιο οξυγόνο. Μια φωτιά που βασίζεται στην αντίδραση με αυτά τα οξειδωτικά μπορεί να είναι πολύ δύσκολο να σβηστεί μέχρι το οξειδωτικό έχει εξαντληθεί. Αυτό το σκέλος του τριγώνου της φωτιάς δεν μπορεί να σπάσει με τα συνήθη μέσα (δηλαδή, στερώντας της αέρα δεν θα την καταπνίξει).
Σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως κάποια εκρηκτικά, το οξειδωτικό και το καύσιμο είναι το ίδιο (π.χ., η νιτρογλυκερίνη, ένα ασταθές μόριο που έχει οξειδωτικά μέρη στο ίδιο μόριο με οξειδωμούμενα μέρη).
Η αντίδραση ξεκινά με μια ενέργεια ενεργοποίησης, που στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι η θερμότητα. Μερικά παραδείγματα περιλαμβάνουν την τριβή, όπως και στην περίπτωση των σπίρτων, η θέρμανση ηλεκτρικού καλώδιου, μια φλόγα (διάδοση της φωτιάς), ή μια σπίθα (από αναπτήρα ή από οποιαδήποτε ηλεκτρική συσκευή που ανάβει). Υπάρχουν επίσης πολλοί άλλοι τρόποι για να δημιουργηθεί επαρκής ενέργειας ενεργοποίησης, συμπεριλαμβανομένης της ηλεκτρικής ενέργειας, της ακτινοβολίας, και της πίεσης, που όλοι οδηγούν σε αύξηση της θερμοκρασίας. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η παραγωγή θερμότητας επιτρέπει την αυτοβιωσιμότητας της αντίδρασης, και επιτρέπει να αναπτυχθεί μια αλυσιδωτή αντίδραση. Η θερμοκρασία στην οποία ένα υγρό παράγει ικανοποιητικό ατμό, για δημιουργεί ένα εύφλεκτο μείγμα με αυτοβιώσιμη καύση ονομάζεται το σημείο ανάφλεξής του.

Κατάσβεση της φωτιάς

Για να διακοπεί μια αντίδραση καύσης, ένα από τα τρία στοιχεία του τριγώνου φωτιάς πρέπει να αφαιρεθεί.
Χωρίς επαρκή θερμότητα, η φωτιά δεν μπορεί να ξεκινήσει, και δεν μπορεί να συνεχίσει. Η θερμότητα μπορεί να αφαιρεθεί με την εφαρμογή μιας ουσίας η οποία μειώνει το ποσό της θερμότητας που διαθέτει η αντίδραση στη φωτιά. Αυτή η ουσία είναι συχνά το νερό, το οποίο απαιτεί θερμότητα για την αλλαγή φάσης από το νερό σε ατμό. Εισαγωγή επαρκών ποσοτήτων και ειδών σκόνης ή αερίων στη φλόγα μειώνει το ποσό της θερμότητας που διατίθεται για την αντίδραση της φωτιάς με τον ίδιο τρόπο. Η απόξεση κάρβουνων από μια φλεγόμενη δομή επίσης αφαιρεί την πηγή θερμότητας. Απενεργοποίηση της ηλεκτρικής ενέργειας σε ηλεκτρική φωτιά αφαιρεί την πηγή ανάφλεξης.
Χωρίς καύσιμο, η φωτιά θα σταματήσει. Το καύσιμο μπορεί να αφαιρεθεί φυσικά, όπως όπου η φωτιά έχει καταναλώσει όλα τα εύφλεκτο καύσιμο, ή χειροκίνητα, με μηχανική ή χημική αφαίρεση του καυσίμου από τη φωτιά. Ο διαχωρισμός καυσίμων είναι σημαντικός παράγοντας για την κατάσβεση δασικών πυρκαγιών, και είναι η βάση για τις περισσότερες κύριες τακτικές, όπως η ελεγχόμενη καύση. Η φωτιά σταματά επειδή μια χαμηλότερη συγκέντρωση ατμού καυσίμου στη φλόγα οδηγεί σε μια μείωση στην απελευθέρωση της ενέργειας και χαμηλότερη θερμοκρασία. Η αφαίρεση του καυσίμου, συνεπώς, μειώνει τη θερμότητα.
Χωρίς επαρκές οξυγόνο, η φωτιά δεν μπορεί να ξεκινήσει, και δεν μπορεί να συνεχίσει. Με μειωμένη συγκέντρωση οξυγόνου, η διαδικασία καύσης επιβραδύνει. Το οξυγόνο μπορεί να αποκοπεί από μια φωτιά χρησιμοποιώντας πυροσβεστήρα διοξειδίου του άνθρακα, μια αντιπυρική κουβέρτα ή το νερό.