อัคคีภัย คืออะไร? อธิบายในรูปแบบวิทยาศาสตร์

ในบริบททางวิทยาศาสตร์ อัคคีภัยหมายถึง กระบวนการเผาไหม้โดยไม่ตั้งใจและไม่มีการควบคุม ซึ่งส่งผลให้เกิดความเสียหาย การบาดเจ็บ หรือการสูญเสียชีวิตและทรัพย์สิน ซึ่งแตกต่างจากไฟทั่วไปที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่เป็นประโยชน์

(เช่น การปรุงอาหารหรือการทำความร้อน) อัคคีภัยเกิดขึ้นเมื่อกระบวนการเผาไหม้เกิดขึ้นโดยไม่คาดคิดและลุกลามเกินขอบเขตที่ตั้งใจไว้มักเกิดจากความประมาทความล้มเหลวของมาตรการด้านความปลอดภัยหรือสถานการณ์ที่ไม่คาดฝัน

การทำความเข้าใจว่า อัคคีภัย คืออะไร ในทางวิทยาศาสตร์ จะทำให้คุณสามารถพัฒนามาตรการป้องกันอัคคีภัย และมีความรู้เกี่ยวกับอัคคีภัยมากขึ้น มั่นใจได้ว่าหากเกิดเหตุไม่คาดคิด จะสามารถรับมือได้อย่างถูกต้อง

กระบวนการเผาไหม้

• เชื้อเพลิง : นี่คือ วัสดุที่ติดไฟได้ซึ่งอาจเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ ไม้ น้ำมันเบนซิน และก๊าซธรรมชาติ
• ออกซิเจน : ออกซิเจนรองรับกระบวนการเผาไหม้ ในชั้นบรรยากาศของโลก อากาศประมาณ 21% เป็นออกซิเจน ซึ่งเพียงพอต่อการทำให้เกิดเพลิงไหม้ส่วนใหญ่
• ความร้อน : จำเป็นต้องใช้พลังงานความร้อนเพื่อเริ่มกระบวนการเผาไหม้ มันทำให้อุณหภูมิของเชื้อเพลิงสูงขึ้นจนถึงจุดติดไฟ ทำให้โมเลกุลของเชื้อเพลิงทำปฏิกิริยากับออกซิเจน

ปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยาเคมีที่ก่อให้เกิดไฟมักเกี่ยวข้องกับไฮโดรคาร์บอน (ในเชื้อเพลิงส่วนใหญ่) ที่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนจนเกิดเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ และสารประกอบอื่นๆ โดยเขียนได้ดังนี้ : Fuel+O2​→CO2​+H2​O+heat+light

Heat และ Light

• Heat : ความร้อนที่เกิดจากไฟมาจากปฏิกิริยาคายความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ ความร้อนนี้สามารถแพร่กระจายปฏิกิริยาต่อไปได้โดยการให้ความร้อนแก่เชื้อเพลิงและออกซิเจนเพิ่มเติมไปยังจุดติดไฟ
• Light : แสงที่เกิดขึ้นในระหว่างเกิดเพลิงไหม้ รวมถึงเปลวไฟ เป็นผลมาจากสภาวะของก๊าซและอนุภาคในกระบวนการเผาไหม้ เมื่ออนุภาคเหล่านี้ถูกกระตุ้น พวกมันจะปล่อยโฟตอนออกมาทำให้เกิดแสง สีของเปลวไฟอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวัสดุที่ถูกเผาและอุณหภูมิของไฟ

ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้

• คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) : ผลพลอยได้จากการเผาไหม้ที่สมบูรณ์
• ไอน้ำ (H2O) : เกิดขึ้นเมื่ออะตอมไฮโดรเจนในเชื้อเพลิงรวมกับออกซิเจน
• ควัน : ประกอบด้วยอนุภาคที่ไม่เผาไหม้ อนุภาคคาร์บอน (เขม่า) และผลพลอยได้จากการเผาไหม้อื่นๆ องค์ประกอบของควันอาจแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับเชื้อเพลิง

สาเหตุของอัคคีภัย

• แหล่งกำเนิดประกายไฟ : แหล่งกำเนิดประกายไฟทั่วไป ได้แก่ เปลวไฟ ไฟฟ้าลัดวงจร ประกายไฟจากเครื่องจักร อุปกรณ์ที่มีความร้อนสูงเกินไป และการจัดการกับไฟหรือวัตถุร้อนอย่างไม่ระมัดระวัง
• วัสดุที่ติดไฟได้ : การสะสมของวัสดุที่ติดไฟได้ เช่น กระดาษ สิ่งทอ น้ำมันเบนซิน หรือก๊าซสามารถกระตุ้นให้เกิดเพลิงไหม้ ซึ่งนำไปสู่การแพร่กระจายอย่างรวดเร็วหากไม่ได้รับการจัดการหรือจัดเก็บอย่างเหมาะสม
• ออกซิเจน : ออกซิเจนที่เพียงพอรองรับการเผาไหม้ ในพื้นที่ปิด ระบบระบายอากาศสามารถจ่ายออกซิเจนที่จำเป็นต่อการก่อไฟได้ ในขณะที่ในพื้นที่เปิดโล่ง การไหลเวียนของอากาศตามธรรมชาติก็ทำให้เกิดอัคคีภัยได้เช่นเดียวกัน
• ปฏิกิริยาเคมี : ปฏิกิริยาเคมีบางชนิดสามารถสร้างความร้อนเพียงพอที่จะจุดไฟได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีการเก็บหรือผสมสารเคมีที่เกิดปฏิกิริยาอย่างไม่เหมาะสม

ศาสตร์แห่งการแพร่กระจายของไฟ

ไดนามิคของไฟ

การทำความเข้าใจไดนามิคหรือพลวัตของไฟถือเป็นสิ่งสำคัญในการตรวจสอบอุบัติเหตุจากอัคคีภัยและปรับปรุงความปลอดภัยจากอัคคีภัย

• Flashover : ระยะวิกฤติในการเกิดไฟ โดยที่ห้องหรือพื้นที่ปิดล้อมจะถูกเปลวไฟกลืนกินจนเกือบพร้อมๆ กัน เนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและการเติบโตของไฟอย่างกระทันหัน
• Backdraft : ปรากฏการณ์อันตรายที่อาจเกิดขึ้นเมื่อเพลิงไหม้ขาดออกซิเจนและเกิดการป้อนอากาศใหม่กะทันหัน ส่งผลให้เกิดการระเบิดอย่างรุนแรง
• ควันและก๊าซพิษ : การเผาไหม้สามารถผลิตก๊าซพิษ เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ไฮโดรเจนไซยาไนด์ (HCN) และอื่นๆ ซึ่งก่อให้เกิดอันตรายจากอุบัติเหตุไฟไหม้ การสูดดมควันเป็นสาเหตุสำคัญของการเสียชีวิตจากไฟไหม้เนื่องจากก๊าซพิษเหล่านี้และการขาดออกซิเจน