Časopis 112 ROČNÍK XVI ČÍSLO 10/2017

V rubrice POŽÁRNÍ OCHRANA přinášíme reportáž o rozsáhlém požáru stáčírny hořlavých kapalin ze dne 29. května 2017 ve výrobním objektu firmy Severochema Liberec. Dále vás seznámíme s činností HZS Dopravního podniku hlavního města Prahy, a. s. V rubrice INTEGROVANÝ ZÁCHRANNÝ SYSTÉM informujeme o aktualizaci typových činností STČ 04/IZS a STČ 09/IZS. Na přelomu června a července 2017 se v Polsku konaly „dny vyprošťování“ Rescue Days Poland.Základním tématem bylo vyprošťování osob z havarovaných vozidel u dopravních nehod. V rubrice OCHRANY OBYVATELSTVA A KRIZOVÉHO ŘÍZENÍ se dočtete o vzdělávání úředníků veřejné správy. . V informacích uvádíme výsledky ze 46. Mistrovství České republiky družstev Hasičského záchranného sboru ČR a 64. Mistrovství České republiky družstev Sdružení hasičů Čech, Moravy a Slezska v požárním sportu. Nový příběh z Nadace policistů a hasičů je tentokrát věnován Jaroslavu Klimkovi, bývalému hasiči z otrokovické stanice HZS Zlínského kraje. 

V současné době již popisuje problematiku biologického samovznícení rostlinných materiálů řada odborných článků a knih, a to jak v zahraničí, tak v České republice. Více či méně podrobně popisují jednotlivé fáze samovznícení a děje, které požáry způsobené samovznícením předcházejí a eventuálně je doprovázejí.

Obr. 1 Skladováno 395 tun pšeničné slámy z roku 2012 a 2013Veškeré informace jsou uváděny přehledně a srozumitelně, nicméně pro účely ohledání místa události, u kterého lze předpokládat biologické samovznícení rostlinných materiálů, nejsou zcela dobře použitelné, neboť postrádají jednoznačné znaky a přehlednou fotodokumentaci a vyšetřovatelé jsou pak odkázání na svou obrazotvornost.
Do podobné situace jsme se s por. Bc. Marikou Zelinkovou (vyšetřovatelkou požárů z HZS ČR Olomouckého kraje) dostali také. Byli jsme přizváni k ohledání několika požárů naskladněné slámy, při kterých jsme narazili na znaky signalizující možnost biologického samovznícení. Některé z těchto znaků jsou v literatuře popsány, avšak chybí jejich fotodokumentace. Vzhledem k tomu, že jde o opomíjené téma, nedostalo se nám rady ani od služebně starších a zkušenějších kolegů z řad Policie ČR a HZS ČR. Proto jsme se rozhodli této problematice věnovat podrobněji a o část nabytých informací se podělit s našimi kolegy, zabývajícími se zjišťováním příčin vzniku požárů.
Biologické (někdy též biochemické) samovznícení vysoce převyšuje ostatní příčiny samovznícení [1]. Bývá pozorováno u vlhkých nebo špatně usušených rostlinných materiálů, zejména stonkového charakteru, jako jsou seno, sláma, konopí, len, obilí, také obilné výrobky, tabák, bavlna, ale též např. dřevěná štěpka, tedy materiály snadno podléhající oxidaci a z požárního hlediska je také důležitá jejich schopnost tlít [2].
Faktory významně ovlivňující proces biologického samovznícení jsou zejména vlhkost, množství skladovaného materiálu, doba naskladnění [3], ale také druh materiálu, stupeň zralosti, způsob hnojení a skladování [1]. Rovněž je uváděn stupeň slehnutí materiálu [2].
Jde o velmi složitý proces, který do dnešního dne nebyl podrobně prostudován, a který je v literatuře nejčastěji rozdělen do čtyř vzájemně se prolínajících fází.

1. fáze – fyziologická nebo též fáze pocení - dochází k Obr. 2 Skladováno 600 tun pšeničné a řepkové slámy - červenec 2013postupnému doznívání metabolismu buněk v rostlinných pletivech a k záhřevu materiálu přibližně na teplotu 40 °C. Při této teplotě dýchání buněk ustává a dochází k množení mikroorganismů, jako jsou plísně hub (cidis lactis) a termofilních bakterií (bacilius subtilis). Teplota narůstá a typická vůně fermentovaného materiálu se mění na poněkud kyselejší pach [1]. Tato fáze pak volně přechází ve fázi mikrobiologickou (2. fáze).

2. fáze - mikrobiologická - v přibližném intervalu teplot 40 až 80 °C, při které dochází k intenzivnímu rozvoji termofilních hub a bakterií, jako jsou Mucor rusillus, Actinomyces termofilius a Bacilius calfaetor. Uvedené mikroorganismy mají značně omezené nároky na kyslík a jsou schopny vegetovat i ve spodních vrstvách materiálu [1]. Při anaerobních biologických procesech dochází k uvolňování vodíku a metanu. V rozmezí teplot 70 až 80 °C mikroorganismy hynou.
V této etapě při teplotě nad 80 °C již rostlinný materiál hnědne a jeho vůně připomíná fermentovaný tabák a začíná být cítit zápach kyseliny octové [1]. Děj přechází do třetí fáze.

Obr. 33. fáze - chemická nebo fáze chemických procesů a rozpadu organické hmoty - dochází k přechodu z neutrální nebo mírně zásadité reakce rostlinného materiálu v kyselou na pH 3 až 4. V intervalu teplot 70 až 135 °C dochází k adsorpčním jevům a rozkladu pektinů a v intervalu 135 až 200 °C k adsorpčním jevům a rozkladu bílkovin. Uvolňuje se adsorpční a oxidační teplo. Chemickou fázi lze též charakterizovat jako suchou destilaci, při které se tvoří těkavé uhlovodíky a hlavně aktivní uhlí, které vzniká při teplotě asi 120 °C a vyšší [2]. Proces je doprovázen zápachem po pražené kávě.

4. fáze - etapa zuhelnatění, zpopelnění a samovznícení, nebo též fáze tvorby porézního uhlíku – začíná se rozkládat celulóza a vzniklý uhlík je natolik porézní, že začíná ve větší míře oxidovat [3]. Dochází tedy k zuhelnatění hmoty, jejímu žhnutí a šíření ložiska kanály až k povrchu skladovaného materiálu. Uvolňuje se zejména oxid uhelnatý a další hořlavé plyny. Při prohoření k povrchu stohu, tedy při kontaktu se vzduchem, dojde k bezprostřednímu vzplanutí celé skládky. Tento proces může být doprovázen prudkou reakcí směsi vzniklých plynů se vzduchem s příslušným akustickým efektem.

Obr. 4Odborná literatura uvádí, že k biologickému samovznícení dochází od tří dnů do jednoho roku od uskladnění. Nejčastěji však k němu dochází v průběhu prvního až šestého měsíce skladování a později ve stále menší míře. U materiálu staršího než jeden rok již jen ojediněle [1].
Pro názornou ukázku znaků, které můžeme na místě požáru s rostlinným materiálem najít a které poukazují na možnost iniciace požáru samovznícením, jsme s por. Bc. Zelinkovou vybrali fotografie pořízené při ohledání místa požáru dvou stohů slámy v roce 2013. Sláma byla balíkována do kvádrů. V prvním případě byla naskladněna do tzv. ocelokolny s betonovou podlahou (obr. 1) a v případě druhém se jednalo o rozsáhlý stoh na otevřeném prostranství (obr. 2). Stohy byly nedaleko od sebe a bylo možné uvažovat shodné meteorologické podmínky (konstrukce ocelokolny nebránila povětrnostním vlivům – zejména zatékání srážkové vody).
V obou případech byly nalezeny obdobné znaky nebo jevy, zjištěné při vyhodnocení fotografií pořízených během hasebního zásahu, při vytěžení dotčených osob a při ohledání samotném:

• Obr. 5velmi rychlý rozvoj požáru,
• atypické odhořívání materiálu, tedy v celé nebo téměř celé půdorysné ploše a v celém objemu, a to proti směru větru, zejména ze spodních úrovní stohu,
• v případě „ocelokolny“ byl pozorován dlouhodobý intenzivní plamen poukazující na tzv. komínový efekt v kanálu vytvořeném při tlení k povrchu,
• při hašení pozorován silný propad materiálu, ke kterému by při běžném povrchovém odhořívání nedošlo,
• kanály nebo pozůstatky kanálů tlení (žhnutí),
• tzv. rostlinné slínky – vznikající slinutím rostlinného popela, mnohdy přilnuté k podkladu (beton nebo půda)
• fermentovaná značně zahnědlá sláma,
• u stavebních prvků lokálně viditelná degradace vlivem působení vznikajících kyselin v ložisku samozahřívání,
• vzhledem ke způsobu skladování byla velmi pravděpodobná retence srážkové vody v rostlinné hmotě a její neustálá macerace mohla vést k vytvoření podmínek optimálních pro rozvoj mikroorganismů,
• skladování materiálu odlišné kvality (stáří a druh),
• v případě stohu na volném prostranství byl materiál údajně naskladněn na shnilé zbytky starého stohu a nevhodně uspořádán,
• vzhledem k množství rostlinné hmoty byl velmi špatný odvod tepla z ložisek samozáhřevu a nemožný monitoring teploty mimo povrchové vrstvy.
  
  Vytěžované osoby nezaznamenaly výše popisovaný zápach ani propad materiálu, ke kterému dochází vlivem jeho degradace.

  Obr. 6	Obr. 7
  Obr. 9	Obr. 10

  Obr. 8Obr. 11Na uvedených fotografiích jsou zachyceny útvary a děje, jež mohou být pozorovány při samovznícení stohů:

• odhořívání materiálu v celém objemu a mnohdy odspodu (obr. 3),
• lokální dlouhodobě silný plamen způsobený tzv. komínovým efektem v kanálu tlení (obr. 4),
• silně zahnědlá fermentovaná sláma nestabilní struktury ostře ohraničená od samovznícením nezasažené hmoty (obr. 5),
• rostlinné slínky, které mohou být různých barevných odstínů od růžové, nazelenalé, červenohnědé až hnědé po černou (obr. 6),
• karbonizovaná sláma ve struktuře slínku (obr. 7),
• kanál tlení (žhnutí) zhroucený do sebe (obr. 8),
• kyselinami narušená struktura betonové podlahy s typickým zahnědnutím způsobeným jejich zahřátím (obr. 9).

Při porovnávání materiálů zajištěných při obou šetřených událostech byly rovněž provedeny vizuální a chemické analýzy rostlinných slínků, a to majoritně zastoupené sklovité hmoty (obr. 10), která vykazuje vyšší tvrdost než tabulové sklo a bílých sférických útvarů nalezených v jejich struktuře (obr. 11). Bílé sférické útvary jsou tvořeny oxidem vápenatým a hydroxidem vápenatým. Vzhledem k hygroskopické povaze došlo k jejich nabobtnání a rozpadu.
Chemická analýza uvedených složek slínků byla provedena metodou energodisperzní rentgenové spektrometrie na přístroji Spectro Xepos a méně vhodnou metodou infračervené spektrometrie. Slínky z obou případů jsou prvkovým zastoupením a samotnou strukturou velmi podobné.

Závěr
Každý, kdo již nějakou dobu působí v oblasti zjišťování příčin vzniku požáru, ví, že určení pravé příčiny zahoření zasaženého objektu není snadnou záležitostí. Vždy se musí pohlížet na zjištěné skutečnosti objektivně a neinklinovat od prvopočátku pouze k jediné vyšetřovací verzi. I v případě podezření na biologické samovznícení tomu není jinak.
Teprve po vyloučení všech ostatních vyšetřovacích verzí a po nálezu alespoň některých rysů charakteristických pro biologické samovznícení (např. fermentovaná sláma, rostlinné slínky, naleptané stavební prvky, charakteristické odhořívání, kanály tlení) můžeme konstatovat, že příčinou vzniku požáru je právě určitý jev. V ostatních případech většinou nemůžeme vyloučit souběh několika událostí. Tedy procesy, které by v posledním stádiu vedly k samovznícení a nedbalostnímu nebo úmyslnému založení požáru.

Literatura
[1] kpt. Zdeněk Havel: Požární chemie, Kriminalistický ústav Veřejné bezpečnosti 110 01 Praha, 1. vydání, Praha 1988
[2] Prof. Ing. Karol Balog, PhD.:Samovznietenie, Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství, 1. vydání, Ostrava 1999, ISBN: 80-86111-43-1
[3] Brumovská, I.: Speciální chemie pro požární ochranu. Učební texty, MV-generální ředitelství Hasičského záchranného sboru ČR, 3. vydání, Praha 2008, ISBN: 978-80-86640-88-4


kpt. Ing. Radim KŘIKAVA, Krajské ředitelství policie Moravskoslezského kraje, por. Bc. Marika JAKUBČOVÁ, HZS Olomouckého kraje, foto autoři

Print  E-mail  X Corp.   Facebook