Časopis 112 ROČNÍK XVI ČÍSLO 2/2017

Rubrika POŽÁRNÍ OCHRANA přináší rozbor zásahu z požáru filmových kulis na Barrandově. Poznat proces chování tkání při požáru můžete v článku nazvaném „Zvláštní případy hoření osob“. Představíme vám novelu zákona o požární ochraně, kterou přinesl zákon č. 229/2016 Sb. V rubrice INTEGROVANÝ ZÁCHRANNÝ SYSTÉM se můžete se ZÚ HZS ČR podívat na výcvik potápěčů HZS ČR. Informujeme o 13. ročníku konference Medicína katastrof a o taktickém cvičení v prostředí Švandova divadla na Smíchově. Pokud vás zajímají poznatky z hlediska detekce, dekontaminace a ochrany před CBRN látkami, osloví vás článek z mezinárodního sympozia ochrany proti chemickým a biologickým zbraním ve Stockholmu v rubrice OCHRANA OBYVATELSTVA A KRIZOVÉ ŘÍZENÍ. Představíme nové kontejnery nouzového přežití. O slovenském a maltském předsednictví v Radě EU v oblasti civilní ochrany se dočtete v dalším článku. Únorový časopis uzavírá rozhovor s Mgr. Burešem z Ministerstva zdravotnictví. Přílohou je Metodický pokyn k typovým plánům 

Nejtragičtějším důsledkem požáru je smrt člověka. K úmrtí může dojít v důsledku intoxikace organismu zplodinami hoření, tepelnými účinky, popřípadě vzájemnou kombinací těchto jevů.

V zahraničí i v České republice jsou evidovány případy požárů, kdy zjevně nedojde k tepelné destrukci těla obětí jako důsledek tepelných účinků požáru z vnějšího prostředí. Tyto požáry jsou vymezené svým rozsahem pouze na lidské tělo a bezprostřední okolí mnohdy s celkovou rozsáhlou tepelnou destrukcí tkání do stádia jejich zuhelnatění. Tento způsob hoření lidské tkáně je označován pod pojmem „Spontaneous Human Combustion“ neboli „samovolné vzplanutí osob“.

Vlastnosti a mechanismy hoření většiny látek a materiálů jsou většinou známé a lze předvídat jejich chování při požárech. Je ovšem otázka, jakým způsobem probíhá hoření živočišných tkání, které obsahují značný podíl vody. Všeobecně vžitá je představa o nutnosti velkého množství dodané energie potřebné ke zuhelnatění tkáně. Zda je možné samovolné hoření živočišných tkání a jaké podmínky jej ovlivňují, bylo ověřeno v rámci experimentu, který byl proveden na vzorcích s rozdílnou aplikací textilií a dalších hořlavých látek. Vzorky byly upraveny způsobem napodobujícím podmínky reálných požárů.

Historie

Příčina vysokého stupně poškození tkání, včetně kostní tkáně, bez dalšího rozšíření požáru byla a mnohdy stále je přisuzována vlivu nadpřirozených sil. S rozvojem vědních oborů byla snaha o vysvětlení příčin těchto „zvláštních“ požárů. O první reálné vysvětlení této problematiky se pokusil již v roce 1641 Thomas Bartolin, dánský lékař a matematik, který přisuzoval vznik jevu značné konzumaci alkoholických nápojů. Po dlouhou dobu se tato teorie stala všeobecně uznávaným dogmatem. Další experimenty s tkáněmi uloženými v alkoholu prováděl chemik Justus von Liebig (1803–1873), který prozkoumal zhruba padesát případů, prováděl pokusy a poukázal na to, že i když jsou vzorky tkání uloženy v silném alkoholu, nehoří (Ford, 2012). V podstatě vyvrátil souvislost s případy požárů a alkoholismem. Následovaly série různých teorií sledujících mnohdy mytizaci dané problematiky.

Jedním z mála zdokumentovaných případů v České republice byl požár osoby pokročilého věku v kuchyni rodinného domu v roce 2000 v Táboře. Příčinou vzniku požáru byla nedbalost usmrcené osoby při obsluze tepelného spotřebiče na pevná paliva. Při hoření došlo ke zuhelnatění těla v oblasti hrudníku, pánve, stehen a části lýtek, včetně kostí. Periferní části těla byly požárem zasaženy pouze částečně (hlava, ruce, nohy). Tělo leželo na dřevěné podlaze a podlahové krytině z PVC. Prohořelá podlaha kopírovala místa zuhelnatění tkání s minimálním přesahem do prostoru místnosti, viz obrázek č. 1. V důsledku uvolňovaného tepla při hoření došlo k opálení části dřevěné nohy stolu a plastového ubrusu. Další známky tepelného poškození v místnosti nebyly nalezeny. Osoba byla oblečena v několika vrstvách oděvů. Poslední vrstva byla tvořena pleteným silným svetrem.

Složení a vlastnosti živočišné tkáně

Z hlediska chemického složení lidského těla jsou nejdůležitějšími složkami proteiny, tuky, sacharidy, voda a minerály. Člověk o hmotnosti 65 kg se skládá z přibližně 11 kg proteinů, 9 kg tuků, 1 kg sacharidů, 40 kg vody a 4 kg minerálů. Tyto hodnoty jsou ovšem průměrné a např. podíl tělesného tuku se pohybuje od méně jak 10 % až po více jak 40 % hmotnosti jedince a je závislý na stupni obezity, věku a pohlaví. Hořlavé vlastnosti lidské a živočišné tkáně porovnával tým Johna DeHanna (DeHann et al., 1999), který prováděl experimenty na vepřové a lidské tkáni v kuželovém kalorimetru a v prostoru napodobujícím podmínky reálného požáru (DeHann et al., 2016), kde se potvrdil předpoklad shodných vlastností. Tkáň z prasete domácího byla označena jako vhodná náhrada pro další experimenty. Lidská tuková tkáň má spalné teplo ve výši 24–34 MJ.kg-1, vepřová tuková tkáň 24–32 MJ.kg-1.

 

Obrázek č. 2 Způsob provedení vzorku připraveného k experimentu ve zkušební komoře	Obrázek č. 3 Vzorek č. 5 před provedením zkoušky a aplikací pokrývky

Podmínky hoření tkání

Výše uvedený poznatek o podobnosti tkáně lidské a prasečí byl využit pro experiment provedený v akreditované laboratoři společnosti PAVÚS, a.s., ve Veselí nad Lužnicí v září roku 2015. Tak, aby došlo k napodobení různých podmínek v prostředí reálného požáru, byla k experimentu navržena tkáň z boku prasete domácího s podílem svalové, tukové a kostní tkáně. Pět kusů vzorků bylo vytvarováno do válcového tvaru téměř shodného rozměru a hmotnosti, viz obrázek č. 2. Úprava vzorků byla provedena tak, aby se po ukončení experimentu mohl posoudit vliv vrstveného oblečení, hořlavé podložky a přikrývky při hoření. Před provedením vlastní zkoušky byla u každého vzorku změřena jeho délka, průměr a hmotnost. Tyto veličiny byly opětovně zjištěny po ukončení zkoušky. Dále se měřil čas od počátku iniciace po ukončení procesu hoření. Teplotu vzorku zaznamenávala tři termočlánková čidla umístěná na horním povrchu vzorku. Teplota okolí se měřila dvěma termočlánkovými čidly ve vzdálenosti 200 mm od povrchu vzorku.

Obrázek č. 4 Porovnání poškození všech vzorků po zkoušce (poznámka: vzorky č. 4 a č. 5 se zbytky textilií a měřících čidel)	Obrázek č. 5 Porovnání struktury řezu vzorků č. 3, č. 4 a č. 5 po celkovém ochlazení

Příprava vzorků

Vzorky č. 1 a č. 2 bez aplikace simulující oblečení byly umístěny na nehořlavé podložce z pěnosilikátových tvárnic, rozdíl byl pouze ve způsobu zapálení. Povrch vzorku č. 1 byl zapalován plamenem krbového plynového zapalovače. Vzorek č. 2 byl, tak jako následující vzorky, polit 100 ml gelového podpalovače a zapálen. Na povrch vzorku č. 3 bylo aplikováno několik vrstev látek ve skladbě - dvě vrstvy bavlněné tkaniny a následně látka typu fleece, ukončená tzv. „šusťákovou“ tkaninou z polyesterových vláken. U tohoto a následujících vzorků byla snaha napodobit styl běžného vrstveného oblečení v typické skladbě - spodní prádlo, tepelná a ochranná vrstva oblečení. Vzorek byl opět umístěn na nehořlavé podložce z pěnosilikátových tvárnic. Vzorek č. 4 byl „oblečen“ shodně jako vzorek č. 3, rozdílná však byla podložka, na které vzorek ležel. Ta se skládala z podlahových palubek, koberce typu JEKOR, což napodobuje oblečené lidské tělo na hořlavé podlaze. Poslední vzorek č. 5 se oproti vzorku č. 4 lišil tím, že na palubky byla umístěna deska z tzv. molitanu o tloušťce 40 mm a vzorek byl následně zakryt péřovou pokrývkou způsobem napodobujícím osobu ležící na lůžku, viz obrázek č. 3.

Výsledky zkoušek

Povrch vzorku č. 1 byl zapalován působením plamene krbového plynového zapalovače, ale k zapálení nedošlo. U vzorků č. 2 a č. 3 nedošlo k rozsáhlému poškození tkání v důsledku hoření a hmotnostní úbytek byl zanedbatelný. U vzorku č. 4 došlo k poškození tukové a svalové tkáně do stadia zuhelnatění, kromě kostní tkáně, která nebyla hořením poškozena. U vzorku č. 5 došlo jako u jediného ke zuhelnatění všech typů sledovaných tkání, včetně kostní tkáně. U vzorku č. 4 a č. 5 byl naměřen výrazný hmotnostní úbytek, nejvyšší byl u vzorku č. 5, a to 93 % původní hmotnosti, viz tabulka. Délka hoření zde dosahovala více jak čtyři hodiny, z toho asi tři hodiny probíhalo hoření bez přispění okolních hořlavých látek. Vizuální porovnání výsledků zkoušky, viz obrázek č. 4 a č. 5.

V době intenzivního hoření okolních látek, tj. během prvních 30 minut, hořel vzorek č. 4 a č. 5 převážně plamenem, poté se výška plamene snižovala a v době okolo 60. minuty převažovalo žhnutí lokalizované do spodní úrovně v místě kontaktu s podložkou. První zřetelný vrchol měřených teplot na povrchu vzorku č. 5 představuje hodnotu při plamenném hoření především oblečení a matrace. Následuje výrazný propad teploty způsobený ukončením hoření látek na povrchu vzorku a okolo jedné hodiny opětovný nárůst teploty vznikající již při hoření živočišné tkáně, viz obrázek č. 6 (Petrák, 2016).

Závěr

Výsledky provedených experimentů na vzorcích č. 4 a č. 5 potvrdily možnosti a podmínky hoření živočišné tkáně po dodání určitého množství počáteční tepelné energie uvolňované při hoření okolních látek za současné přítomnosti vhodného hořlavého podkladu. Srovnáním výsledků zkoušky na identicky upravených vzorcích č. 3 a č. 4 lze odvodit závislost vlastností podkladu na dalším průběhu hoření. Vzorek umístěný na nehořlavém podkladu vykazoval hmotnostní úbytek 2,33 %, na rozdíl od vzorku č. 4 umístěném na hořlavé podložce, kde byla naměřena hodnota více jak 66 %. K oddělení tukové tkáně a jejímu zkapalnění došlo v průběhu prvotního hoření textilních materiálů. Po odhoření textilních materiálů a hořlavých látek již docházelo k hoření zkapalněného tuku v uhlíkaté struktuře podložky. Stupeň poškození a destrukce tkání jsou závislé na přítomnosti hořlavých látek a materiálů a na celkovém podílu tukové složky, která je pro další probíhající samovolné hoření zásadní.

Experiment dále potvrdil možnosti hoření živočišné tkáně obklopené hořlavými látkami a materiály bez dalšího volného šíření hoření na navazující okolí. Teploty naměřené na termočlánkových čidlech nedosahovaly ve vzdálenosti 200 mm od povrchu vzorku hodnot schopných zapálení dalších hořlavých látek a materiálů vyskytujících se běžně v životním prostředí člověka a nedosáhly 200 oC.
Poznání procesu chování tkání při požáru v závislosti na okolních látkách a materiálech může pomoci při stanovení příčiny vzniku požáru a zjištění mechanismů hoření. Tyto „zvláštní“ případy nelze označovat termínem spontaneous nebo samovolné vznícení, protože spontánně dochází ke vzniku hoření pouze v případech samovznícení látek. Ve smyslu poškození lidské (živočišné) tkáně je vždy nutné toto hoření označovat termínem požár, protože vždy se jedná o hoření, které je nežádoucí.

 

Literatura

• DEHAAN, John; CAMPBELL; NURBAKHSH. Combustion of animal fat and its implications for the consumption of human bodies in fires. Science and Justice. 1999, 39(1), str. 27-38
• DEHAAN, John; POPE, Elayne. Combustion properties of human and large animal remains [online], 9 str. [cit. 2016-04-19]. Dostupné z: http://fire­ exforensics.com/
• BRIAN, J.Ford. Solving the Mystery of spontaneous Human Combustion. The Microscope. 2012, 60(2), str. 63-72. ISSN 1365-2818
• PETRÁK, Martin. Zvláštní případy hoření osob. České Budějovice 2016. 82 stran. Diplomová práce. Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Zdravotně sociální fakulta, Ústav radiologie, toxikologie a ochrany obyvatelstva. Vedoucí práce Ing. Tereza Česelská, Ph. D., konzultant Ing. Ladislav Karda

 

nprap. Mgr. Martin PETRÁK, HZS Jihočeského kraje,
 Ing. Tereza ČESELSKÁ, Ph. D.,
 VŠB­ Technická univerzita Ostrava,
 Ing. Ladislav KARDA,
 Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích,
 foto nprap. Mgr. Martin PETRÁK
 a archiv HZS Jihočeského kraje

 

 

redakce@grh.izscr.cz

Print  E-mail  X Corp.   Facebook