Časopis 112 ROČNÍK XXI ČÍSLO 9/2022

Začátkem května byl na Krajské operační a informační středisko Hasičského záchranného sboru hlavního města Prahy ohlášen požár střechy a izolace v bytovém domě v Praze na Chodově. Hasiči se v průběhu zásahu potýkali s rychlým rozvojem požáru a jeho skrytým šířením v konstrukci střechy. V katastru města Stráž pod Ralskem v podniku Diamo, proběhlo takticko-štábní cvičení. V červnu 2022 proběhnul ve výcvikovém prostoru Lešť u Zvolena na Slovensku součinnostní výcvik hasičů-lezců z HZS Královéhradeckého a HZS Libereckého kraje a Hasičského záchranného zboru Slovenské republiky. Znalecký ústav TÚPO se podílel na objasnění okolností vzniku dvou obdobných požárů při chemickém pokusu „Faraonův had“. Mezinárodní hasičskou soutěž CTIF hostilo letos slovinské město Celje. Česká výprava profesionálních i dobrovolných hasičů a hasiček měla ty nejvyšší cíle a nezklamala. 

Znalecký ústav Technického ústavu požární ochrany (TÚPO) se v nedávné době podílel na objasnění okolností vzniku dvou obdobných požárů, ke kterým došlo při chemickém pokusu „Faraonův had“. Oba požáry měly za následek těžké ublížení na zdraví několika nezletilých osob. Formou zpracovaných znaleckých posudků byly Policii České republiky (PČR) v rámci přípravného řízení předloženy důkazy, které jsou již v této fázi důležitou součástí řízení před soudem. Z důvodu stále probíhajících trestních řízení nejsou v článku záměrně uvedeny konkrétní osoby, data ani místa vzniku jednotlivých požárů.

Suroviny potřebné k pokusu a průběh pokusu v čase

„Faraonův had“ je chemický pokus, jenž je pro jeho vizuálně efektivní průběh s oblibou prováděn při výuce chemie ve školách i při mimoškolních akcích organizovaných pro děti. Mnohé osoby, které tento chemický pokus provádějí, často nedostatečně vyhodnotí rizika spojená s manipulací hořlavé kapaliny v blízkosti iniciačního prostředku. Toto pochybení vyvolané jejich neodborností může mít za následek zranění jich samotných či zranění přihlížejících osob.

Nejinak tomu bylo v případech obou požárů, jež byly předmětem znaleckého zkoumání a které zde budou dále v obecné rovině popsány. Tato pochybení osob, které pokus prováděly, vedla ke vzniku těžkých popálenin několika dětí, u nichž byl nutný letecký transport na popáleninové kliniky územně spádových nemocnic.

Popis pokusu „Faraonův had“
„Faraonův had“ je chemický pokus, jehož účelem je vytvoření vizuálního efektu zdánlivého vyrůstání „hada“ z hořícího popela. Tohoto efektu se dosahuje následujícím postupem.

Do porcelánové misky či na jinou nehořlavou podložku se nasype popel (lze také použít např. oxid chromitý nebo jiný inertní sypký materiál). Uprostřed popela se vytvoří důlek, do něhož se nasype směs cukru s hydrogen-uhličitanem sodným (jedlou sodou) v poměru 9:1. Popel se pak zvlhčí etanolem (technickým lihem), který se následně zapálí.

Vyhoříváním etanolu dochází vlivem tepelných účinků k tavení cukru a vzniku karamelu. Zároveň se hydrogenuhličitan sodný obsažený ve směsi s cukrem působením tepla rozkládá na oxid uhličitý a další rozkladné produkty (che­mická rovnice níže).

                                                                         2 NaHCO_{3  →} Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O
  
Vyvíjející se oxid uhličitý napěňuje karamel, který vlivem stálého tepelného působení (vyhoříváním lihu) dále tepelně degraduje a vytváří houbovitý uhlíkatý zbytek. Takto je postupně hmota dále vytlačována, čímž je vytvářen efekt rostoucího hada.

Vznik a průběh předmětných požárů
První z uvedených požárů, které šetřil TÚPO, vznikl na základní škole při výuce chemie. Žáci byli rozděleni do skupin, v nichž byly pokusy s dopomocí učitele prováděny. U jedné ze skupin chemický pokus „Faraonův had“ neprobíhal správně, přičemž nedocházelo k požadovanému vizuálnímu efektu „růstu hada“. Proto učitel do misky, v níž pokus probíhal, dolil etanol. Následkem tohoto úkonu došlo k incidentu, který zapříčinil zapálení jednoho z žáků.

Druhý z šetřených požárů vznikl při mimoškolní organizované akci. V rámci jejího konání byl pro zúčastněné děti chemický pokus „Faraonův had“ taktéž předváděn současně v několika samostatných skupinkách. Jelikož pokus se i v tomto případě zcela nezdařil, organizátor akce se jej rozhodl zopakovat. Při opětovné přípravě, která zahrnovala dolití etanolu do popela, došlo u jedné ze skupin (stejně jako ve zmíněném případě) ke vzniku incidentu, jenž zapříčinil zapálení několika blízko stojících dětí.

Oba uvedené případy mají mnoho společných znaků. Pokusy neprobíhaly podle očekávání, proto ve snaze podpořit požadovaný efekt byl do popela doléván etanol. Osoby, které pokus prováděly, se ze vzniku požáru a z odpovědnosti za způsobené následky vyviňovaly a vznik incidentu záměrně zkreslovaly. V úředních záznamech o výsleších tyto osoby uváděly informace, které nekorespondovaly s reálným průběhem požáru, jenž zapříčinil zranění přihlížejících nezletilých osob.

Vyšetřovací pokus
V rámci obou znaleckých zkoumání bylo rozhodnuto, že za účelem objektivního posouzení vzniku požárů budou realizovány vyšetřovací pokusy, které mají jednoznačně objasnit mechanismus vzniku požárů. Jejich dalším účelem bylo skrze výsledky provedených vyšetřovacích pokusů získat poznatky k dalšímu posouzení věrohodnosti výpovědí osob, jež předmětné pokusy prováděly.

Vyšetřovací pokus byl realizován v areálu TÚPO v Praze Modřanech. Metodikou provedených vyšetřovacích pokusů bylo nalévání etanolu z hrdla jednolitrové láhve na hořící hadr a následné pozorování a vyhodnocení vytvořeného jevu. Tento postup byl zopakován s různými objemy etanolu v láhvi (v rozmezí 50 až 350 ml). Při pokusu byla použita láhev totožného typu, jako byla zajištěna PČR na jednom z šetřených požárů.

	Obr. 5 Provedení zkoušky - nalévání etanolu	Obr. 6 Provedení zkoušky - výstřik etanolu z hrdla láhve

V průběhu vyšetřovacího pokusu došlo v důsledku nalévání etanolu na hořící předmět k iniciaci směsi par etanolu se vzduchem nacházející se uvnitř láhve (nad volnou hladinou etanolu uvnitř láhve). Hořením této hořlavé směsi a s tím související expanzí produktů hoření byl vyvolán nárůst tlaku uvnitř láhve, což vedlo k následnému výstřiku etanolu z hrdla láhve. Intenzivně se odpařující páry rozstříknutého etanolu ihned vzplanuly. K efektu výstřiku a potřísnění země etanolem při provedených zkouškách docházelo do vzdálenosti asi 1 metru. Plamen vytvořený při zkouškách dosahoval do vzdálenosti přibližně 1,7 metru.

Obr. 7 Provedení zkoušky - vytvoření fireballuVyhodnocení vyšetřovacích pokusů
Výsledky vyšetřovacích pokusů poukazují na skutečnost, že výpovědi osob provádějící pokus „Faraonův had“ se v částech popisujících vznik předmětného incidentu nezakládají na pravdě. K tomu muselo dojít při dolévání etanolu do misky s hořícím lihem, resp. popelem, jak bylo prokázáno vyšetřovacím pokusem.

Na základě faktických skutečností získaných provedením vyšetřovacích pokusů, které měly za cíl objasnit mechanismus vzniku předmětných incidentů, lze konstatovat, že při dodatečném nalévání etanolu na popel došlo k iniciaci směsi par etanolu se vzduchem nacházejících se uvnitř láhve (nad volnou hladinou etanolu uvnitř láhve).

Explozivním hořením této směsi a s tím související expanzí produktů hoření došlo k nárůstu tlaku uvnitř láhve, k následnému výstřiku etanolu z hrdla láhve a potřísnění blízko stojících nezletilých dětí (nákres na obr. 8). Intenzivně se odpařující páry rozstříknutého etanolu ihned vzplanuly.

K vytvoření podmínek s výbušnou koncentrací uvnitř prostoru láhve (nad hladinou etanolu) došlo v důsledku předchozího odlévání etanolu z láhve u předchozích skupinek. Následkem tohoto úkonu došlo k promísení dostatečného množství čerstvého vzduchu s parami etanolu ve vnitřním prostoru láhve, a tím k poklesu koncentrace par etanolu ve směsi se vzduchem pod horní koncentrační mez výbušnosti etanolu – pod 19 % obj.

Popsaný průběh na sebe navazujících událostí je jediným racionálním vysvětlením korespondujícím s průběhem předmětného incidentu, který měl za následek popálení dětí.

Zdrojem iniciace par etanolu nacházejících se uvnitř láhve byl v případě požáru na základní škole plamen dohořívajícího etanolu v misce s popelem.

Na mimoškolní organizované akci pro děti zdroj iniciace jednoznačně stanovit nelze. Potenciál iniciovat páry etanolu měl v předmětném případě horký povrch popela, žhnoucí dřevěné uhlíkaté zbytky, které se prokazatelně v popelu nacházely, a ačkoli osoba provádějící pokus uvedla, že plamen v místě popela již nehořel, nelze jej také vyloučit. Plamen dohořívajícího etanolu nebyl za podmínek slunečného počasí, které bylo v okamžiku vzniku požáru, vizuálně dostatečně viditelný.

Závěr
Uvedené požáry jsou pouze zlomkem z mnoha obdobných případů. Značný podíl na nárůstu nehod při pokusu „Faraonův had“ mají návody zveřejněné na internetu, u kterých zpravidla nejsou uvedena rizika, která osobám realizujícím tento pokus i přihlížejícím osobám reálně hrozí. Část těchto návodů lze ve vztahu k popisovanému postupu označit za velmi nebezpečné.

Jeden z takovýchto nebezpečných návodů je dokonce uveřejněn na portálu Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, který je určen pro podporu výuky chemie na středních a základních školách. Tento návod doporučuje doplňovat etanol do misky v průběhu pokusu: „pokud had již moc neroste, příčinou bývá, že dochází etanol, který lze ovšem v průběhu pokusu doplňovat (nejlépe ze stříkačky)“. Tento postup může vést ke vzniku popsaného velmi nebezpečného jevu.
Obr. 8 Grafické znázornění iniciace směsi par etanolu se vzduchem ve vnitřním
prostoru láhve s následnou expanzí produktů hoření a výstřikem etanolu z hrdla láhve

Za účelem zabránění obdobných nehod při pokusu „Faraonův had“ byl TÚPO na MV-generální ředitelství HZS ČR vznesen podnět na Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy České republiky, případně jiné instituce, jehož podstatou bylo zamezení veřejné publikace takto závadných návodů a rozšíření informace o možných rizicích při chemickém pokusu „Faraonův had“.

Jev explozivního hoření uvnitř láhve s následným výstřikem etanolu z hrdla láhve, k němuž dochází v důsledku nalití kapaliny do oblasti s iniciačním zdrojem, může obecně nastat při manipulaci nádoby (tzn. láhve či kanystru) s jakoukoli hořlavou kapalinou v blízkosti iniciá­toru. Pokud má hořlavá kapalina hodnotu teploty vzplanutí nižší, než je její aktuální teplota, pak lze její páry iniciovat jakýmkoli zdrojem zapálení.
Manipulace s hořlavou kapalinou v blízkosti iniciačního zdroje je velice riziková činnost. Osoby, které s hořlavou kapalinou manipulují, často z důvodu jejich nevzdělanosti neodhadnou následky svého jednání.

kpt. Ing. Jiří STRAKOŠ,Technický ústav požární ochrany, foto archiv Technického ústavu požární ochrany

vytisknout  e-mailem  X Corp.   Facebook