تاریخچه سیستم فوم هوای فشرده CAFS

ایده ای که آب را ابزاری نا کارامد و نامناسب برای خاموش کردن آتش های مختلف می داند به سال ها قبل باز می گردد. همانطور که کلارک(W. E. Clark)  در سال۱۹۹۱ در این خصوص می گوید: روند خاموش کردن آتش با آب به طورکلی پر هزینه و گران است. هزینه نصب شبکه های آب که به اندازه کافی جوابگو باشند و بتوانند میزان حجم مناسب آب را برای خاموش کردن آتش فراهم کنند، نصب و نگهداری هیدرانت ها، خرید و نگهداری پمپ ها، شیلنگ ها و نازل های آتش نشانی و غیره باعث می شود تا آب به عاملی بسیار گران برای خاموش کردن آتش تبدیل شود.

ضمن اینکه خود آب به سختی می تواند انتخاب ایده آلی برای خاموش کردن آتش باشد. باید روش بهتری کشف می شد. لیبسون (Liebson ) در سال ۱۹۹۶ در این خصوص اضافه می کند: آب یک عامل خاموش کننده نا کارآمد است و مقدار زیادی هم هزینه های مالی و فیزیکی به همراه دارد.  هزینه هایی که نه تنها به آتش نشانان بلکه به جامعه نیز تحمیل می شود.

اضافه کردن فوم به آب برای خاموش کردن آتش به یک ثبت اختراع انگلیسی در سال ۱۸۷۷ باز می گردد که در این روش از نوعی فوم شیمیایی استفاده شده بود (Liebson, 1991, p. xi ). نیروی دریایی انگلیس از ماده فوم مانند با نوعی هوای فشرده در دهه ۱۹۳۰ استفاده کرد (Darley, 1995 ) و نیروی دریایی ایالات متحده  برای اولین بار در دهه ۱۹۴۰ از سیستم فوم هوای فشرده یا کفس (CAFS ) برای مهار آتش سوزی های مایع بهره گرفت.

در اواسط سال دهه ۱۹۷۰  Texas Forest Service ( خدمات جنگل داری  تگزاس ) یک سیستم آب منبسط را ایجاد کرد که به نام Texas Snow Job ( کار برفی تگزاس ) شناخته می شد.

این سیستم در واقع پیش درآمدی برای فوم کلاس A سیستم CAFS بود که از مشتقات صابون کاج گرفته شده بود. این فوم  به میزان ۸ تا ۹ واحد به ازاء هر ۹۱ تا ۹۲ واحد آب ، به آب اضافه می شد و این سیستم قدرت جریان آب تا حدود ۳۰ گالن در دقیقه را پوشش می داد. مدت زمان استفاده از این سیستم با استفاده از سیلندر هوای فشرده به جای کمپرسور کاهش یافته بود.

در اواسط دهه ۱۹۸۰ اداره مدیریت زمین  ایالات متحده (US Bureau of Land Management ) به یک طراحی مدرن کمپرسور های چرخان هوایی با استفاده از پمپ های سانتریفیوژ و سیستم اندازه گیری فوم با ترزیق مستقیم  به آب دست پیدا کرد. (Fornell, 1991; IFSTA, 1966 )

در سال ۱۹۸۸، زمانی که از سیستم CAFS برای مهار آتش سوزی پارک یولوستون مورد استفاده قرار گرفت  مورد توجه ملی قرار گفت. در این زمان استفاده از CAFS باعث شد تا ۴ بنا تاریخی  و قدیمی شهر به دلیل استفاده از این سیستم از حریق در امان بمانند و به خوبی و با ایمنی بالا این آتش سوزی مهیب کنترل شد.

از این زمان داده ها و پژوهش های بسیاری برای بررسی دقیق تر و توسعه بیشتر سیستم CAFS آغاز شد.

استفاده از سیستم فوم هوای فشرده (CAFS)به عنوان یک ابزار اصلی اطفا حریق در سال ۲۰۰۵ در انگلستان مطرح شد.  ESFRدو سال سابقه آزمایش عملیاتی در این مورد داشت. آن ها به این نتیجه رسیدند که سیستمی همچون سیستم فوم و هوای فشرده میتواند عملکردی بسیار موثرتر نسبت به دیگر سیستم ها در اطفا حریق ارائه دهد. استفاده از آب کمتر برای سرکوب اکثر آتش سوزی ها لازمه یک سیستم اطفا حریق است؛ بنابراین منابع آب، موتور های آتش نشانی و پمپ ها می توانند کوچک تر، یا به کل از سیستم حذف شوند. علاوه بر این به آتش نشانان کمتری به هنگام اطفا حریق نیاز می شود و نیز به دلیل پرتاب بالا مواد به سبب فشار هوای داخل این سیستم (بدون نیاز به برق و پمپ)، مهم ترین سرمایه یعنی سرمایه نیرو انسانی با فاصله ایمن تری از تهدید در امنیت بسیار بیشتری قرار می گیرد. همچنین این یعنی صرفه جویی در هزینه های مربوط به تهیه، تعمیر و نگهداری موتور ها و پمپ ها و هزینه های مربوط به آموزش نیرو ها در امر خاموش کردن آتش.

 

در سال ۲۰۰۶ ، توسط  Merseyside Fire & Rescue آزمایشاتی بر روی CAFS انجام گرفت. گزارش MFR در مورد این عملکردآزمایی، مزایای عمده CAFS را به شرح زیر ارائه می دهد :

  • سیستم فوم هوای فشرده (CAFS)، سیستم خنک کننده ای کارآمدتر از مه آب (Water Fog) است که حین تسریع بالا در مهار آتش ، این سیستم به میزان قابل توجهی، نیاز به آب کمتر دارد.
  • برد پرتاب این سیستم به میزان قابل توجهی از سیستم های دیگر از جمله سیستم های واترمیست افزایش یافته است که نتیجه آن فاصله بیشتر اطفا کنندگان تا محل آتش سوزی را مهیا کرده است. در نتیجه محفظه ها و مخازن مشتعل را میتوان از فاصله زیادی خنک کرده و اکسیژن رسانی را به آنها متوقف نمود. این امر احتمال آسیب دیدن عملگر ها را از گرما، تشعشع و حتی انفجار کاهش می دهد.
  • بر خلاف آب، فوم هوای فشرده بر روی سقف ها و دیوار ها می چسبد و مادامی که بر روی سطح باقیست و تمام آب درون آن تبخیر نشده، گرما را از سطح و گازهای آتش زا جذب می کند. این اثر باعث تسریع در کاهش شعله و حرارت می شود و نیز احتمال بازگشت حریق را تا چهار برابر بیشتر از واترمیست کاهش می دهد.
  • از CAFS می توان برای کنترل شرایط مشکوک به backdraft و شرایط flashover استفاده کرد که در این موارد CAFS در مقایسه با واترمیست قدرت نفوذ بالاتر و همچنین فاصله بیشتری از محل حادثه به دست می دهد.

نتیجه گیری

بدیهی است که CAFS  ، اطفا سریع تری را ارائه داده و نیز توان اطفا از فاصله ای ایمن تر و گاها از موقعیتی خارج از محدوده حریق ارائه می کند. استفاده از CAFS  در آتش سوزی های flashover بدون شک اثر بخش تر از استفاده مستقیم از جریان آب می باشد .

 

پل گریموود Paul Grimwood

بعدها مشخص شد که این سیستم توانایی بالاتر از انچه که به نظر می رسید دارد. حتی با استفاده از این کپسول ها می شد تعداد ماموران آتش نشانی را کاهش داد. استفاده از موتورهای سیستم آلمانی Schmitz GmbH One Seven کمک می کرد تا قدرت پرتاب فوم ها به بیش از چندین متر برسد که ایمن کننده جان آتش نشانان بود و به آنها کمک می کرد تا از راه دور آتش را اطفا کنند بدون اینکه به نزدیک منطقه خطر بروند.

 

سیستم جدید CAFS

بنابراین همانگونه که متوجه شدید سیستم CAFS یک سیستم جدید نیست و تقریبا از ۶۰ سال پیش این سیستم در حال ایجاد و توسعه بوده است.  هر چند نیروی دریایی انگلیس و پس از آن نیروی دریایی آمریکا برای اولین بار از سیستم مشابهی برای خاموش کردن آتش های اغلب مربوط به مایعات از آن استفاده کردند اما این سیستم در طول زمان تغییرات زیادی کرد و شرکت های زیادی در خصوص آن تحقیق و مطالعه کردند.

در آن زمان سیستم CAFS بسیار محدود بود و برای سرکوب کردن همه انواع حریق ها مناسب نبود.

بعد ها شرکت جنگل داری تگزاس توانست کمی این سیستم را ارتقا دهد  اما باز هم در مقایسه با سیستم های امروزی کارایی بالایی نداشت هر چند بسیار بهتر از آب عمل می کرد.

به اعتقاد بسیاری از کارشناسان از مشکلات اساسی سیستم های اولینه و حتی سیستم تگزاس این بود که این سیستم فوم مناسبی نداشت. در آن زمان چیزی به نام فوم کلاس A ساخته نشده بود و اغلب از فوم های صابونی پروتئینی و یا فوم های هیدرو کربن (AFFF ) برای خاموش کردن آتش استفاده می شد.

هر چند در آن زمان این فوم خیلی خوب توانست بهتر از آب کار اطفا را انجام دهد اما اطمینان داریم بهتر از فوم های مدرن کلاس A عمل نمی کرد. حتی بعضا برای برخی از آتش ها اعتقاد بر این است که ممکن بود این نوع فوم اشتعال آتش را حتی کمی بیشتر کند.

آنچه مشخص است این است که تمامی سیستم مورد استفاده در آن زمان مثبت هم نبود و موارد منفی در آن وجود داشت. همین موضوع باعث شد تا شرکت های آمریکایی و آلمانی و حتی برخی از شرکت های دیگر اقدام به بررسی و شناخت فوم های قوی تر و مکانیزم های بهتر برای خاموش کردن آتش بکنند.

از طرفی نیز مصرف کنندگان این نوع سیستم به دلیل عدم تطابق نمونه اولیه CAFS با برخی از آتش ها و مشکلات حمل و نقل و غیره شکایات زیادی را مطرح می کردند. همین امر باعث شد بر تحقیقات با دامنه بیشتر تاکید شود.

یکی از راه حل هایی که در این زمان مطرح شد مخلوط کردن فوم های مختلف بود تا انواع آتش را بتوان با یک نوع فوم خاموش کرد. اگر شرایط خاصی وجود نداشت این ایده می توانست ایده خوبی باشد اما شرایط عدم همخوانی فوم ها و ترکیبات آنها باعث شد این ایده شکل نگیرد.

راه حل دیگر این بود که در هر مخزن نوع خاصی از کلاس فوم را تزریق کنند. مثلا کلاس A در یک مخزن و کلاس B در مخزن دیگر . موضوعی که در کپسول های آتش نشانی معمولی هم دیده می شد.

اما در این جا هم مشکل دیگری وجود داشت و آن هم این بود که ممکن بود به خصوص مردم معمولی به اشتباه یک کلاس فوم را تشخیص دهند و یا نوع حریق را به خوبی تشخیص ندهند. این موضوع باعث می شد که این نوع فوم تازه به عنوان یک منبع انرژی تازه برای تشدید آتش عمل کند.

مشکل دیگر سازگار نبودن فوم با طبیعت بود و آثار شیمیایی فوم ها اغلب باعث آسیب به محیط زیست می شد و بسیاری دیگر از مشکلات که هر چند راه حل تازه و موثرتری از آب را برای اطفا حریق سیستم CAFS ارائه می داد  اما نقاط ضعف بسیاری داشت که باید حل می شد.

همین امر باعث شد تا تولید کنندگان این سیستم به دنبال توسعه و تقویت این نوع سیستم باشند. آنها با تقویت پمپ ها و استفاده از نازل ها و فوم های کلاس A موفق شدند یک سیستم بسیار قوی تر و موثر تر را رونمایی کنند.

سیستم های CAFS امروزی دیگر نیازی به ترکیب فوم با آب از قبل ندارند و با استفاده از یک مکانیزم پیشرفته در زمان استفاده بصورت اتوماتیک فوم مورد نیاز به مسیر آب در اندازه دقیق تزریق می شود و با استفاده از یک سیستم دقیق و استفاده از پمپ های جابه جایی مثبت قوی از فاصله بسیار دور کار اطفا حریق را انجام می دهند و نوع فوم کلاس A در این سیستم ها برای اغلب انواع حریق ها مناسب بوده و به صورتی عمل می کند که باعث خنک شدن خیلی فوری حریق و خاموش  شدن آتش در کمترین زمان و با کمترین میزان خسارت می باشد.

مکانیزم منحصر به فرد جدید این سیستم با طراحی بسیار هوشمندانه برای اولین بار توسط مهندسین شرکت Mini Max  آلمان در سال ۲۰۱۵ تولید و گسترش یافت. پس از کشور آلمان ایالات متحده آمریکا دومین کشوریست که به این تکنولوژی دست یافته و این سیستم را به عنوان یک سیستم اطفایی بسیار قوی در زمینه ی اطفا حریق در صنعت نظامی و دفاعی خود به کار گرفته است.

 

سیستم فوم هوای فشرده( CAFS )  در ایران

در ایران نیز  شرکت اعتماد سازان ایمن صنعت آیندگان  (E-men)از سال ۱۳۹۳ با همراهی جمعی از مهندسان نخبه کشوری از دانشگاه های معتبر علمی از جمله دانشگاه صنعتی شریف، فعالیت خود را در زمینه خدمات اطفاء حریق به صورت علمی آغاز نموده و در سال ۱۳۹۶ موفق به ثبت اختراع “سیلندر آتش نشانی با تکنولوژی سیستم فوم هوای فشرده” ( CAFS )  شد.

در حال حاضر شرکت ایمن صنعت با تکیه بر تیم تحقیق و توسعه (R&D) خود در حال تولید و خلق محصولات خلاقانه و نوآورانه دیگر در کارخانه ای به مساحت ۳۰۰۰ متر مربع واقع در شهرک صنعتی لبن می باشد.

در خصوص تکنولوژی سیستم فوم هوای فشرده باید گفت امروزه اگر از مجرب ترین مهندسان حریق در کشورهای پیشرو در زمینه اطفا حریق، قوی ترین ، موثر ترین و به روزترین تکنولوژی اطفای حریق را بخواهید بی شک به شما سیستم فوم هوای فشرده یا همان  Compressed Air Foam System  را معرفی میکنند.

شرکت اعتماد سازان ایمن صنعت آیندگان ( E-men ) با دست یافتن به این تکنولوژی ، با افتخار توانسته است تا کشور عزیزمان ایران را به عنوان سومین کشور تولید کننده این تکنولوژی به جهانیان معرفی نماید.

لازم به ذکر است این سیستم به عنوان اولین سیلندر کفس اختراعی در ایران توسط مهندسین این شرکت ثبت اختراع گردیده است و امتیاز آن به مدت ۲۰ سال در انحصار این شرکت خواهد بود.