שישי הגיע, והפינה 'טעימה של מדע לסופש' שוב כאן - מספר 111.
והפעם - מדוע מים הם לא תמיד הפתרון לכיבוי שריפות, ואיך גלי קול עשויים לפתור את הבעיה.
-
כדי שאש תוכל לבעור היא זקוקה לשלושה מרכיבים: דלק, חום וחמצן.
החום מפרק את הדלק לגז, והגז מגיב עם החמצן ליצירת אש. חום האש ממשיך את התהליך בתגובת שרשרת עד שהדלק נגמר.
שיטות שונות לכיבוי אש מתמקדות בדרך כלל בצלע אחת או שתיים של משולש המרכיבים הזה. מים למשל, חומר הכיבוי האולטימטיבי, גם מבודדים את הגז מאספקת חמצן וגם מקררים את חומר הדלק עד שהוא מפסיק להפוך לגז.
הבעיה היא שמים הם משאב מוגבל ויקר לשינוע, והנזק שהם גורמים לריהוט ומכשירים אלקטרוניים עולה לפעמים בהיקפו על זה של האש עצמה.
מערכות ספרינקלרים מציפות חדרי מגורים במים ועשויות לדלוף גם כשאין שריפה.
במטבחים תעשייתיים מסוכן לכבות באמצעות מים, משום שהם עלולים לפגוע בשמן רותח, להתאדות מיד ולהתיז אותו לכל עבר. כתחליף נעשה שימוש בכימיקלים צמיגיים שמונעים מהאש לקבל חמצן, אבל קשים מאוד להסרה אחר כך.
בחוות שרתים לא ניתן להשתמש במים משום שהם פוגעים בציוד האלקטרוני והורסים אותו. כתחליף נעשה שימוש בקצף מיוחד או במערכות גז שמורידות את ריכוז החמצן באוויר, אך מחייבות מערכות לאיטום החדר ופינוי מוקדם של כל בני האדם.
אחד האתגרים הגדולים ביותר בשנים האחרונות הוא כיבוי סוללות ליתיום של רכבים חשמליים ומתקני אגירה. בריחה תרמית נוצרת כשהמחיצה הפנימית של הסוללה נהרסת, ומתרחשת תגובה כימית אלימה שגם יוצרת את החמצן הדרוש לבעירה. מכיוון שהתהליך יוצר חום רב ולא דורש חמצן מהסביבה, כמעט בלתי אפשרי לכבות אותו באמצעות מים.
-
שימוש בגלי קול כאמצעי כיבוי נשמע כחסר היגיון, אבל הוא פועל היטב.
פיתוח השיטה החל במקור בדרפ״א ב-2008, ותרמו לו בהמשך גם מחקרים שנעשו בנאס״א על מנועים תרמו-אקוסטיים.
כשמכוונים גלי קול בתדר נמוך לעבר האש, הם גורמים לצפיפות האוויר לגדול ולקטון סביב האש באופן מחזורי, מה שמקשה עליה לשאוב זרם יציב של חמצן. תנועת האוויר תולשת את הלהבה ממקור הדלק, ומקררת אותה באמצעות הגדלת שטח הפנים שלה.
-
המכשירים הראשונים היו מגושמים, הם זללו אנרגיה ופעלו בטווח השמיעה האנושי, מה שהפך אותם לבלתי שמישים בסביבות מגורים.
הדור החדש מפותח כיום על ידי סטארטאפ אמריקאי, שמשתמש בצינורות כדי למקד גלי קול בתדר של בערך 20 הרץ לעבר מקור האש. התדר הזה נמוך מסף השמיעה של בני אדם ואפילו חיות מחמד, מה שמאפשר למערכת לפעול בשקט מוחלט.
גילוי האש מתבצע בתוך שניות ספורות באמצעות גלאי אינפרא אדום, ומערכת הכיבוי נכנסת לפעולה מיד משום שאין חשש לנזק סביבתי.
ההסתמכות על חשמל במקום מים הופכת את המערכת למתאימה מאוד לאזורים יבשים, וניתן למקם אותה מחוץ לבית ולהפעיל אותה ככיפת הגנה במקרה של שריפה, כשכל גחל בוער שפוגע בבית כבה כמעט מיד.
הטכנולוגיה עברה בהצלחה את הבחינות הראשונות של הרשויות בארצות הברית, ורמת האמינות שלה תואמת לזו של מערכות ספרינקלרים קיימות. פרויקטים ראשונים כבר עושים בה שימוש, והצלחה שלה תשפיע באופן מהותי על יכולת ההתמודדות עם שריפות ואפילו על עלויות ביטוחי הדירה.
שבת שלום 😊
בסרטון: הדגמת המערכת של חברת Sonic FIre Tech האמריקאית.
--
👋 היי, אני שלמה שטראוס והפוסטים שלי לא נכתבים על ידי בינה מלאכותית.
מוזמנים לעקוב אחריי לעוד תוכן מעניין בנושאי מדע וטכנולוגיה, או לחפש ׳הבלוג של שלמה שטראוס׳ בגוגל.
#טעימה_של_מדע_לסופש