ES3065280T3 - Composition and method for extinguishing fire - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una composición para la extinción de incendios, que comprende una solución acuosa de un tensioactivo y una sal aniónica delicuescente. También se describe un método para la extinción de incendios. El método (100) consiste en mezclar un tensioactivo y una sal aniónica delicuescente en agua para formar una solución acuosa (110) y extender dicha solución sobre una superficie en llamas (120). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Composición y método para extinguir incendios

[0003] Campo de la invención

[0004] Las divulgaciones realizadas en el presente documento se refieren en general al campo de la extinción de incendios y, más particularmente, a una composición y método para extinguir incendios.

[0005] Antecedentes de la invención

[0006] El incendio es un proceso químico de combustión, en donde un material se oxida rápidamente para dar como resultado la liberación de calor, luz y uno o más productos de reacción. Durante la combustión, un material combustible reacciona con oxígeno o un compuesto rico en oxígeno en presencia de calor suficiente para desencadenar el proceso de oxidación. En determinadas circunstancias, el incendio puede ser no deseado e incontrolable, en donde el tamaño y la velocidad de propagación y la dirección del incendio son extensos e impredecibles.

[0007] Desde la antigüedad, el agua ha sido el medio de extinción de incendios más frecuentemente utilizado, debido a su capacidad de enfriar rápidamente una superficie en llamas por debajo de un punto de ignición del material en llamas. Como resultado del enfriamiento de la superficie en llamas, el agua se evapora. Cuando el agua se evapora, las porciones enfriadas de la superficie en llamas pueden volver a calentarse y comenzar a arder.

[0008] Los investigadores han estado implicados en el desarrollo de agentes de extinción de incendios que son más eficaces y eficientes en comparación con el agua. La Patente de los Estados Unidos n.º.: 9.687.686 B2 divulga una espuma de extinción de incendios que contiene un agente tensioactivo que contiene un hidrato de carbono o derivado de hidrato de carbono sustituido o sin sustituir y un oligosiloxano. Dichos agentes tensioactivos facilitan la formación de una película de agua cerrada sobre una superficie de líquido en llamas, por ejemplo, combustible, para evitar que el líquido en llamas se convierta en fase gaseosa. Sin embargo, no es eficiente para extinguir incendios si la superficie en llamas es materiales sólidos, rugosos y porosos como la madera, lo que evita la distribución completa de la formación de espuma sobre la superficie en llamas.

[0009] El documento CN 1820 806 A divulga una composición de extinción de incendios de espuma multifuncional universal que comprende un tensioactivo de silicona de oxietileno y una sal metálica.

[0010] Por ende, existe la necesidad de una composición y un método para extinguir incendios, que sea muy eficaz y eficiente para extinguir incendios en superficies tanto hidrófilas como hidrófobas sin formación de espuma.

[0011] Sumario de la invención

[0012] La presente invención se refiere a una composición de extinción de incendios de superficie en llamas que comprende una solución acuosa, la solución acuosa comprende un tensioactivo y una sal aniónica delicuescente.

[0013] En otro aspecto de la invención, se proporciona un método para extinguir incendios. El método comprende mezclar un tensioactivo y una sal aniónica delicuescente en agua para formar una solución acuosa y, posteriormente, extender la solución acuosa sobre una superficie en llamas.

[0014] El tensioactivo es 3-(3-hidroxipropil)-heptametiltrisiloxano etoxilado terminado en hidroxilo. El tensioactivo está presente en una concentración del 0,5 % en peso, y la sal aniónica delicuescente está presente en una concentración del 5 % en peso.

[0015] En una realización, la sal aniónica delicuescente puede ser una sal aniónica monovalente o divalente. Preferentemente, la sal aniónica delicuescente es una sal aniónica divalente derivada de cloruro de calcio.

[0016] La solución acuosa tiene una tensión superficial extremadamente baja (lo que significa que las moléculas de agua tienen mayores propiedades de movilidad y migración) y un ángulo de contacto de 0° y, por lo tanto, es muy buena en extensión, penetración y humectación, y prácticamente sin formación de espuma al entrar en contacto con una superficie en llamas. Por lo tanto, la presente invención es capaz de bloquear el suministro de oxígeno a la superficie en llamas y reducir rápida e instantáneamente la temperatura de una superficie a través de una rápida intertransferencia de energía térmica a la masa (agua), lo que a su vez ayuda a extinguir incendios más eficaz y eficientemente.

[0017] Breve descripción de los dibujos adjuntos

[0018] La presente invención se entenderá totalmente a partir de la descripción detallada que se proporciona a continuación en el presente documento y de los dibujos adjuntos que se proporcionan sólo a modo de ilustración y, por lo tanto, no son limitantes de la presente invención, en donde:

[0019] En los dibujos adjuntos:

[0020] La FIGURA 1 muestra un diagrama de flujo del método para extinguir incendios, de acuerdo con la realización de ejemplo de la presente invención.

[0021] La FIGURA 2 muestra un diagrama esquemático de un conjunto para extinguir incendios, de acuerdo con la realización de ejemplo de la presente invención.

[0022] Las Figuras 3A - 3B muestran vistas en sección transversal del dispositivo de extinción de incendios de acuerdo con una realización alternativa de la presente invención.

[0023] Descripción detallada de la invención

[0024] En el presente documento se divulga la descripción detallada de realizaciones preferidas de la presente invención. Debe entenderse, sin embargo, que las realizaciones son simplemente de ejemplo de la presente invención, que puede realizarse de diversas formas. Por lo tanto, los detalles divulgados en el presente documento no han de interpretarse como limitantes, sino simplemente como la base para las reivindicaciones y para enseñar a un experto en la materia de la invención. Los datos o intervalos numéricos utilizados en la memoria descriptiva no han de interpretarse como limitantes. La siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas se describirá ahora de acuerdo con los dibujos adjuntos, ya sea individualmente o en combinación.

[0025] A continuación se definen diversos términos como se usan en el presente documento. En la medida en que un término utilizado en una reivindicación no se defina a continuación, debe entenderse con la definición más amplia proporcionada por expertos en la materia pertinente a ese término como se refleja en publicaciones (por ejemplo, diccionarios, artículos o solicitudes de patente publicadas) y patentes concedidas en el momento de la presentación. Definiciones

[0026] Extinción de incendios/lucha contra incendios: Un proceso de prevención o control de la propagación y extinción de incendios no deseados en instalaciones residenciales y comerciales, plantas en alta mar, bosques, etc.

[0027] Composición/formulación: Una mezcla de dos o más elementos o compuestos químicos. Puede presentarse en forma de polvo, líquido, emulsión, solución, coloide, suspensión, espuma, gel y similares.

[0028] Extensión: Un proceso de distribución de un líquido sobre una superficie/material por medio de pulverización, aspersión, rociado, salpicadura, vertido y similares.

[0029] La presente invención se refiere a una composición para extinguir incendios y a un método para ello. La composición comprende una solución acuosa de un tensioactivo y una sal aniónica delicuescente. La solución acuosa tiene una tensión superficial muy baja y un ángulo de contacto de 0° (lo que significa que las moléculas de agua tienen mayores propiedades de movilidad y migración) y es eficaz y eficiente en la extensión, penetración y humectación prácticamente sin formación de espuma al entrar en contacto con una superficie en llamas y, por lo tanto, bloquea el suministro de oxígeno a todas las dimensiones de la superficie en llamas y los poros y reduce instantáneamente la temperatura de la superficie a través de una rápida intertransferencia de energía térmica a la masa (agua), lo que a su vez ayuda a extinguir incendios más eficaz y eficientemente.

[0030] El tensioactivo es un trisiloxano modificado con poliéter, en concreto 3-(3-hidroxipropil)-heptametiltrisiloxano, etoxilado, terminado en hidroxilo.

[0033]

[0036] Trisiloxano modificado con poliéter

[0037] En una realización preferida, los ingredientes de la composición se mezclan en una proporción específica como se enumera en la Tabla 1.

[0038] Tabla 1. Pro orción referida de los in redientes de la com osición

[0041]

[0043] Ha de entenderse que la proporción anterior de ingredientes es con fines experimentales, y la proporción real puede variar según los requisitos. Opcionalmente, puede incluirse en la composición un agente antiespumante, por ejemplo, aceite de silicona, para evitar completamente la formación de espuma.

[0044] En la Tabla 2 se muestran los atributos (tensión superficial y ángulo de contacto) de dos muestras diferentes, la muestra 1 (0,05 % en peso de trisiloxano modificado con poliéter) y la muestra 2 (0,10 % en peso de trisiloxano modificado con poliéter) de la presente invención con respecto al agua y una composición de tensioactivo convencional.

[0045] Tabla 2. Comparación de atributos de la presente invención con respecto a agua y una composición de tensioactivo convencional

[0048]

[0050] mN/m - milinewtons por metro

[0051] A partir de los resultados anteriores, es evidente que la presente invención tiene excelentes capacidades de extensión, penetración y humectación, prácticamente sin formación de espuma al entrar en contacto con una superficie en llamas, lo que ayuda a extinguir incendios más eficaz y eficientemente.

[0052] Adicionalmente, la sal aniónica aumenta el punto de ebullición de la solución acuosa, retrasando de este modo la vaporización (humectación) del agua. Incluso después de la vaporización completa del agua, se forma una película delgada de cristal aniónico delicuescente sobre la superficie en llamas, que continúa bloqueando el suministro de oxígeno a la superficie en llamas. Por lo tanto, la presente invención es eficaz para extinguir incendios tanto en superficies hidrófilas como en superficies hidrófobas.

[0053] Adicionalmente, cuando la solución acuosa se seca debido al calor de la superficie en llamas, los cristales de sal aniónica delicuescente finos absorben el agua resultante de la combustión de hidratos de carbono, lo que convertirá los cristales en una solución acuosa nuevamente que continuará humedeciendo la superficie en llamas. Además, la composición no incluye ningún compuesto tóxico o de metal pesado y, por lo tanto, es respetuosa con el medio ambiente. El proceso completo de extinción de incendios usando la composición se explica en detalle en los párrafos siguientes.

[0054] La Figura 1 muestra un diagrama de flujo del método para extinguir incendios, de acuerdo con una realización de ejemplo de la presente invención. El método (100) comprende las etapas de: mezclar un tensioactivo y una sal aniónica delicuescente en agua para formar una solución acuosa (110) y extender la solución acuosa sobre una superficie en llamas (120). Preferentemente, el tensioactivo es el trisiloxano modificado con poliéter y la sal aniónica delicuescente es cloruro de calcio, en donde la proporción del tensioactivo, la sal aniónica delicuescente y el agua en la solución acuosa son según la Tabla 1.

[0055] El trisiloxano modificado con poliéter es 3-(3-hidroxipropil)-heptametiltrisiloxano, etoxilado, terminado en hidroxilo. De esta manera, la tensión superficial de la solución acuosa se minimiza, mejorando de este modo las capacidades de extensión, penetración y humectación de la solución acuosa sin/con formación mínima de espuma cuando entra en contacto con todas las dimensiones de la superficie en llamas y los materiales porosos y bloqueando por lo tanto el suministro de oxígeno a la superficie en llamas y reduciendo rápidamente la temperatura de la superficie, lo que a su vez ayuda a extinguir incendios más eficaz y eficientemente.

[0056] La sal aniónica delicuescente puede ser una sal aniónica monovalente, sal aniónica divalente o cualquier otra sal. La mezcla del tensioactivo y la sal aniónica delicuescente reduce la tensión superficial de la solución acuosa para permitir que la solución acuosa se extienda rápida y uniformemente sobre la superficie en llamas para bloquear el suministro de oxígeno a la superficie en llamas.

[0057] Además de a las superficies sólidas, la presente invención también puede aplicarse para extinguir incendios sobre materiales fundidos para, por ejemplo, plásticos, caucho y cera, o cualesquier otros incendios que sea necesario extinguir con una formación de espuma mínima o nula, tales como incendios forestales.

[0058] La idea central de esta invención permite convertir el agua en un medio de extinción de incendios a escala masiva simplemente añadiendo algunos productos químicos en el lugar del incendio, lo que es especialmente adecuado para aquellas instalaciones que están bien equipadas con mangueras de agua contra incendios y rociadores de agua contra incendios.

[0059] En una realización preferida, la solución acuosa se extiende sobre la superficie en llamas usando un dispositivo de extinción de incendios, en donde la solución acuosa se carga en el dispositivo de extinción de incendios y se descarga desde el dispositivo de extinción de incendios para extender la solución acuosa sobre la superficie en llamas. Preferentemente, el dispositivo de extinción de incendios es un recipiente a presión cilíndrico de mano, en donde la solución acuosa se presuriza en el recipiente a presión cilíndrico de mano mientras se carga la solución acuosa en el recipiente a presión cilíndrico de mano. Más preferentemente, la solución acuosa se presuriza usando un gas no reactivo a la solución acuosa y/o una superficie interior del recipiente a presión cilíndrico de mano, tal como nitrógeno. La FIGURA 2 muestra un diagrama esquemático de un conjunto para extinguir incendios, de acuerdo con la realización de ejemplo de la presente invención. El conjunto (150) incluye un tanque (151) con una entrada (152) para recibir agua o cualquier boca de incendios convencional. Un recipiente de tensioactivo (153) y un recipiente de sal (154) están conectados al tanque (151), en donde una válvula de control (no mostrada) está conectada entre el tanque (151) y cada uno de los recipientes (153, 154) de manera que el flujo de tensioactivo y sal aniónica al tanque (151) se controla abriendo/cerrando las válvulas.

[0060] Se proporciona un mecanismo de mezcla (155) en forma de un transportador helicoidal para mezclar el contenido dentro del tanque (151), de manera que cuando el tensioactivo y la sal aniónica se transfieren desde los recipientes (153, 154) al tanque (150), el mecanismo de mezcla (155) se hace funcionar para disolver el contenido transferido en el agua. Además, una manguera de descarga (156) está conectada al tanque (150) a través de otra válvula de control (no mostrada), de manera que cuando la válcula de control está abierta, el agua en el tanque (151) se descarga a través de la manguera (156) y se dirige a una superficie en llamas. Preferentemente, las válvulas de control y el mecanismo de mezcla (155) se hacen funcionar a través de cualquier unidad de control electrónico convencional. Como alternativa, las válvulas de control y el mecanismo de mezcla (155) también pueden operarse manualmente para preparar la composición para extinguir incendios y extender la composición sobre la superficie en llamas. Además, el conjunto (150) puede configurarse para ajustarse a un vehículo de extinción de incendios, en donde un cartucho del tensioactivo y la sal aniónica delicuescente se dejan caer en un tanque de agua del vehículo y puede usarse un brazo motorizado para mezclar el contenido en el mismo. Como alternativa, la mezcla del contenido también es posible mediante ondas formadas en el tanque debido a que el vehículo está en movimiento.

[0061] Las Figuras 3A - 3B muestran vistas en sección transversal del dispositivo de extinción de incendios de acuerdo con una realización alternativa de la presente invención. El dispositivo (200) de extinción de incendios comprende un tanque (201) que contiene una composición (202) para extinguir incendios, en donde la composición (202) es una solución acuosa del tensioactivo y una sal aniónica delicuescente. Preferentemente, el tensioactivo es trisiloxano modificado con poliéter y la sal aniónica delicuescente es cloruro de calcio, en donde la proporción del tensioactivo, la sal aniónica delicuescente y el agua en la solución acuosa son según la Tabla 1.

[0062] El dispositivo (200) de extinción de incendios es un recipiente a presión cilíndrico de mano, en donde un cierre (203) forma un sellado hermético con el tanque (201) cuando está cerrado.

[0063] La solución acuosa se presuriza en el recipiente a presión cilíndrico de mano usando un gas no reactivo a la solución acuosa y una superficie interior del tanque (201), preferentemente nitrógeno gaseoso. Una tubería de descarga (204) está fijada al tanque (201) para descargar la solución acuosa, en donde un extremo de entrada de la tubería de descarga (204) está ubicada cerca de una parte inferior del tanque (201) y un extremo de salida de la tubería de descarga (204) está ubicada fuera del tanque (201). Una válvula (205) está fijada cerca del extremo de salida de la tubería de descarga (204), de manera que la válvula (205) puede abrirse/cerrarse fácilmente mientras se dirige el extremo de salida hacia una superficie en llamas. La solución acuosa se presuriza a un nivel que permite la descarga de la solución acuosa cuando se abre la válvula (205), como se muestra en la Figura 3B.

[0064] La presente invención se sometió a ensayo en TAIWAN FIRE TECHNOLOGY FOUNDATION, en donde un recipiente a presión cilíndrico de mano se carga con la composición de la proporción mencionada anteriormente y se presuriza usando nitrógeno gaseoso, mientras que otro recipiente a presión cilíndrico de mano se carga con agua corriente y se presuriza con nitrógeno gaseoso. Ambos recipientes a presión se usan para extinguir un modelo de incendio A-2 según la norma reconocida de Extintores de Incendios 1.4, en donde la presente invención extinguió con éxito el incendio, mientras que el agua corriente no logró extinguir el incendio.

[0065] La terminología utilizada en el presente documento tiene el fin de describir realizaciones de ejemplo particulares solamente y no pretende ser limitante. Como se usan en el presente documento, las formas en singular "un", "una", "el" y "la" pueden pretender incluir las formas en plural también, a menos que el contexto indique claramente otra cosa. Las expresiones "comprende", "que comprende", "que incluye" y "que tiene" son inclusivas y, por lo tanto, especifican la presencia de características, partes integrantes, etapas, operaciones, elementos y/o componentes indicados, pero no excluyen la presencia ni la adición de otra u otras características, partes integrantes, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos.

[0067] Las etapas, procesos y operaciones del método descritos en el presente documento no han de interpretarse como que requieren necesariamente su realización en el orden particular analizado o ilustrado, a menos que se identifique específicamente como un orden de realización. También ha de entenderse que pueden emplearse etapas adicionales o alternativas. El uso de la expresión "al menos" o "al menos uno" sugiere usar uno o más elementos, ya que el uso puede ser en una de las realizaciones para conseguir uno o más de los objetos o resultados deseados.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES

1. Una composición de extinción de incendios de superficie en llamas, que comprende una solución acuosa, comprendiendo dicha solución acuosa un tensioactivo y una sal aniónica delicuescente, caracterizado por que dicho tensioactivo es 3-(3-hidroxipropil)-heptametiltrisiloxano etoxilado terminado en hidroxilo;

en donde dicha solución acuosa comprende el 0,5 % en peso de dicho tensioactivo y en donde dicha solución acuosa comprende el 5 % en peso de dicha sal aniónica delicuescente.

2. La composición de la reivindicación 1, en donde dicha sal aniónica delicuescente es una sal aniónica monovalente.

3. La composición de la reivindicación 1, en donde dicha sal aniónica delicuescente es una sal aniónica divalente.

4. La composición de la reivindicación 3, en donde dicha sal aniónica divalente es cloruro de calcio.

5. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha superficie en llamas es una superficie hidrófila.

6. La composición de una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde dicha superficie en llamas es una superficie hidrófoba.

7. Un método (100) para extinguir incendios, que comprende la etapa de:

a) mezclar un tensioactivo y una sal aniónica delicuescente en agua para formar una solución acuosa (110); y b) extender dicha solución acuosa sobre una superficie en llamas (120),

caracterizado por que dicho tensioactivo es 3-(3-hidroxipropil)-heptametiltrisiloxano etoxilado terminado en hidroxilo, en donde dicha solución acuosa comprende el 0,5 % en peso de dicho tensioactivo, y en donde dicha solución acuosa comprende el 5 % en peso de dicha sal aniónica delicuescente.

8. El método (100) de la reivindicación 7, en donde dicha sal aniónica delicuescente es una sal aniónica monovalente.

9. El método (100) de la reivindicación 7, en donde dicha sal aniónica delicuescente es una sal aniónica divalente.

10. El método (100) de una cualquiera de las reivindicaciones 7 o 9, en donde dicha sal aniónica delicuescente es cloruro de calcio.

11. El método (100) de la reivindicación 7, en donde dicha etapa de esparcir dicha solución acuosa sobre dicha superficie en llamas (120) comprende llenar un dispositivo de extinción de incendios con dicha solución acuosa y descargar dicha solución acuosa de dicho dispositivo de extinción de incendios para esparcir dicha solución acuosa sobre dicha superficie en llamas.

12. El método (100) de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en donde dicha superficie en llamas es una superficie hidrófila.

13. El método (100) de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en donde dicha superficie en llamas es una superficie hidrófoba.