سه شنبه ۳ مهر ۱۳۹۷ - Tuesday 25 September 2018
کد خبر : 19246
تاریخ انتشار : شنبه ۱ مهر ۱۳۹۶ - ۱۰:۰۰
بازدید: -

مقاله

آتش‌نشان‌ها و استرس‌های حرارتی (fire fighters & heat stresses)


۲
آتش‌نشان‌ها متناسب با وظیفه‌شان در معرض محیط‌هایی با شرایط دمایی متفاوتی فعالیت می‌کنند. پاسخ‌دهی به حوادث آتش‌سوزی ساختمان، جنگل و دیگر شرایط اضطراری شامل حوادث صنعتی، خودرو، هواپیما، حمل و نقل دریایی، مواد خطرناک (HAZMAT) و عملیات امداد و نجات در بلایای طبیعی مثل سیل، طوفان‌، زلزله و ... از جمله آن‌ها است‌.

به گزارش پایگاه خبری بهداشت، ایمنی و محیط زیست "بامنا"؛

آتش‌نشان‌ها متناسب با وظیفه‌شان در معرض محیط‌هایی با شرایط دمایی متفاوتی فعالیت می‌کنند. پاسخ‌دهی به حوادث آتش‌سوزی ساختمان، جنگل و دیگر شرایط اضطراری شامل حوادث صنعتی، خودرو، هواپیما، حمل و نقل دریایی، مواد خطرناک (HAZMAT) و عملیات امداد و نجات در بلایای طبیعی مثل سیل، طوفان‌، زلزله و … از جمله آن‌ها است‌. قرارگرفتن در معرض فاکتورهای مختلف محیطی، در موارد دیگری همانند فعالیت‌های‌آموزشی و برنامه‌های آمادگی جسمانی نیز ازجمله مواجهه‌های بدیهی است‌. اگر در برنامه‌های آموزشی آتش‌نشان‌ها، عامل مساعدبودن شرایط آب و هوایی لحاظ شود‌، یکی از فاکتورهای بحرانی که عملیات طولانی در معرض متغیرهای شدید دمای محیط است، نادیده گرفته خواهد شد‌. بنابراین تعریف محیط آتش‌نشان‌ها اولین قدم مهم و اساسی در توسعه اثربخش استراتژی‌ها و فعالیت‌های کاری جهت پیشگیری از بیماری‌ها و آسیب‌های ناشی از استرس‌های محیطی است‌.

شدت مواجهه محیطی با چندین عامل که در مقدار یا نرخ حرارت جذب یا دفع شده به محیط خارج دخالت دارد‌، مرتبط می‌باشد‌. تصور اینکه آتش‌نشان‌ها در محیط‌های به شدت گرم، دچار استرس حرارتی می‌شوند، آسان است. اما این نکته که محیط‌های به شدت سرد نیز می‌توانند استرس‌های دمایی ایجاد کنند و به همان اندازه خطرناکند‌، کمی دور از ذهن است‌. در این مقاله هدف ما پرداختن به تأثیرات محیط داغ بر آتش‌نشان‌ها است که عمومیت دارد‌.

مفهوم استرس حرارتی‌:

واضح‌ترین عامل دخیل در استرس حرارتی، دمای محیط است که در تعریفی ساده، معیاری برای مقدار حرارت اشیاء و مواد فضای اطراف بدن در نظر گرفته می‌شود. گاهی اوقات از آن به عنوان ambient temperature نام برده شده و در منابع استاندارد، با واحدهای فارنهایت و سلسیوس اندازه‌گیری می‌گردد‌.

عامل مهم دیگر، حرارت تشعشعی است که مابین اجسامی با تفاوت دمایی که به صورت امواج مادون قرمزی که با چشم دیده نمی‌شوند، منتقل می‌شود و تنها به اختلاف پتانسیل دمایی مابین اجسام مرتبط است. مثل ارتباط لباس حفاظتی آتش‌نشان‌ها و شعله آتش‌. اندازه‌گیری حرارت تشعشعی شامل نرخ حرارت منتقل شده به واحد سطح در واحد زمان می‌باشد و به صورت وات بر سانتی‌متر مربع (watts/cm2) یا کالری بر سانتی‌متر مربع بر ثانیه (cal/cm2/sec اندازه‌گیری می‌شود. به صورتی که ۱٫۰ watt/cm2 تقریباً برابر ۰٫۲۴cal/cm2/sec می‌باشد‌. حرارت تشعشعی می‌تواند مابین اشیاء گرم و بدن و بالعکس منتقل شود و تنها به اختلاف حرارت بستگی دارد‌. تحقیقات نشان می‌دهد که حرارت تشعشعی مهم‌ترین عامل تأثیرات دمایی بر روی آتش‌نشان‌هایی است که در حال عملیات در محیط داغ بوده و در معرض حرارت هستند.

حرارت همچنین می‌تواند مابین اشیاء با اختلاف پتانسیل دمایی به روش رسانش (conduction) منتقل گردد‌. انتقال حرارت به روش رسانش نیازمند اتصال مابین اشیاء است‌. مصداق‌های این روش زمانی‌ است که آتش‌نشان‌ها در حال خزیدن‌، زانو زدن یا لمس‌کردن سطوح داغ یا سرد می‌باشند‌. باید در نظر داشت که نرخ انتقال حرارت مواد‌، مختلف است مثلاً حرارت در فلزات سریع‌تر از غیرفلزات منتقل می‌گردد‌.
[auth]
روش دیگر انتقال حرارت‌، جابه‌جایی (convection) است. اگر سیالات اطراف بدن مثل آب یا هوا جابه‌جا شوند، نرخ انتقال حرارت در مقایسه با حالتی که ثابت باشند، به شدت تغییر می‌کند. یک مثال معمول از انتقال به روش جابه‌جایی، شاخص سرمای باد (wind chill index) است. این شاخص سیستمی است که سعی دارد تأثیرات سرمایی حرکت هوا بر روی انسان‌هایی که در معرض دمای پایین قرار می‌گیرند را در واحدی معادل با دمای باد بیان نماید‌. برای مثال برای محیطی با دمای ۳۲^ F (0^ c) و بادی باسرعت ۴۰ mile/hour شاخص دمای باد برابر ۲^ F یا -۱۶٫۷^ C می‌باشد‌. این بدان معنا است که اگرچه دمای سطح پوست به زیردمای محیط نرسیده ولی بدن با همان سرعتی که دمای شاخص باد نشان می‌دهد، در حال ازدست‌دادن گرما است‌. در دماهای بالای محیط نیز همین اتفاق به صورت مشابه صورت می‌پذیرد‌. بالای ۱۰۰^F (37.8^ C) حرکت هوا با سرعت بالاتر از ۱۰ mph باعث انتقال حرارت شدید به بدن می‌شود. این دقیقاً همان مکانیسمی است که اجاق‌های کانوکشنی با آن کار می‌کنند. آنها کارایی بسیار بالاتری نسبت به اجاق‌های معمولی دارند و زمان پخت غذا در آن‌ها به مراتب کمتر است‌.

البته باید در نظر داشت که صرف نظر از روش انتقال‌، همیشه حرارت از محل گرم‌تر به محلی با گرمای کمتر (سردتر) حرکت می‌کند و به صورت فیزیکی غیرممکن است که سرما به محل گرم‌تر منتقل شود‌. شیء گرم‌تر همیشه با از انتقال حرارت به جسم سردتر‌، مقداری از دمایش را از دست می‌دهد‌.

رطوبت نسبی نیز یک عامل تشدیدکننده است. زیرا تعیین‌کننده نرخ انتقال حرارت به وسیله تبخیر است‌. هنگامی که آب مایع به بخار تبدیل می‌شود، حرارت نیز جذب و پراکنده می‌شود‌. مثال آن، خنک‌شدن سطح پوست با تبخیر عرق یا آبی است که از نازل در حالت فوگ خارج می‌شود. این آب با حرارت تشعشعی حریق تبخیر شده و باعث خنک‌سازی سریع محیط می‌گردد‌. با رطوبت نسبی بالاتر‌، تبخیر کمتری جهت جذب حرارت صورت می‌گیرد‌. رطوبت نسبی به صورت واحدی از رطوبت که در هوا وجود دارد، نسبت به حداکثر مقداری که می‌تواند در دمای خاصی در همان حجم هوا وجود داشته باشد، اندازه‌گیری می‌شود‌. برای مثال اگر دمای هوا ۶۰^ F (15.6^ C) باشد و رطوبت نسبی ۵۰ درصد‌، هوا دارای نصف مقدار بخار آبی است که ظرفیت دارد و می‌تواند در آن دما در خود نگه دارد.

شاخص STA (Steadman apparent temperature) بیان‌کننده تأثیرات ترکیبی دما و رطوبت نسبی محیط بر روی بدن است که در جدول زیر آورده شده:

شکل ۱

۱

باید در نظر داشت که قرارگرفتن در معرض نور مستقیم خورشید، باعث افزایش شاخص به اندازه ۱۰ درجه فارنهایت می‌گردد. شاخص STA با روشی مشابه wind chill تعیین می‌شود. برای مثال در دمای محیط ۹۰^ F(32.2^ C) و رطوبت نسبی ۹۰ درصد، شاخص STA برابر با ۱۲۲^ F (50^ C) می‌باشد. بنابراین آتش‌نشانی که در این شرایط کار می‌کند، همانند کسی تحت تاثیر حرارت قرار می‌گیرد که در دمای ۱۲۲^ F با رطوبت نسبی کمتر قرار گرفته است.

آتش‌نشان‌ها در شرایط محیط و شرایط آتش‌سوزی که دو تقسیم‌بندی اساسی است، در معرض سطوح مختلفی از حرارت قرار می‌گیرند که درک تاثیر هرکدام از این وضعیت‌ها، بسیار مهم است.

تاثیر حرارت محیط

قرارگرفتن در معرض دمای محیط، مستقیماً مربوط به وضعیت آب و هوایی و فصل است. آتش‌نشان‌ها وابسته به کارهایی که انجام می‌دهند، معمولاً در معرض شرایط دمای محیطی هستند. مناطقی را تصور کنید که آب و هوایی گرم دارند و در اغلب ماه‌های سال، دمای هوا بالاتر از ۱۰۰ درجه فارنهایت یا ۳۷ درجه سانتی‌گراد است. برخلاف فعالیت‌ ورزشکاران یا کارگران صنعتی، ذات بحرانی عملیات در شرایط اضطراری اجازه نمی‌دهد که در شرایط بد آب و هوایی عملیات را مختصر و کوتاه کرد. مهم نیست که چقدر گرم است، به هر حال آتش‌نشان‌ها باید کارشان را انجام دهند. شاید تنها شغل دیگر با چنین مواجهه محیطی، شغل افراد نظامی است که کارشناسان‌شان تحقیقات گسترده‌ای در مورد تاثیرات شدید محیط بر عملکرد شاغلین آنها انجام داده‌اند. ارتش آمریکا مواجهات آب و هوایی را به چهار دسته تقسیم‌بندی کرده است: گرم و مرطوب، گرم و خشک، سرد و مرطوب، سرد و خشک.

گرم و مرطوب: شرایطی که دمای محیط متجاوز از ۲۰^ C بوده و بندرت از ۳۷^C  بالاتر می‌رود. رطوبت نسبی بیشتر از ۷۵ درصد بوده و معمولاً باران بصورت رگباری می‌بارد.

گرم و خشک: شرایطی که دمای محیط متجاوز از ۲۰^ C بوده و معمولاً از ۳۷^C  بالاتر می‌رود. رطوبت نسبی کمتر از ۷۵ درصد و معمولاً زیر ۲۵ درصد است. دوره‌های طویل بی‌بارانی در این مناطق معمول است.

سرد و مرطوب: شرایطی که دمای محیط مابین ۱۴ تا ۶۸ درجه فارنهایت (-۱۰  تا ۲۰ سانتیگراد) است. دما می‌تواند به سرعت تغییر کند و انجماد رخ دهد. بارش‌ها معمولاً بصورت تگرگ و برف وجود دارد.

سرد و خشک: شرایطی که دمای محیط کمتر از -۱۰^ C بوده و در بسیاری از مناطق، بادهای شدید و دماهای کمتر از -۵۱^C نیز ثبت گردیده است. دماهای بالای صفر غیرمعمول بوده و بارش‌ها بصورت برف خشک است. آلاسکا نمونه‌ای برای این‌گونه مناطق است.

به خاطر داشته باشید که تعاریف بالا توصیف‌کننده شرایط آب و هوایی است، نه انواع آب و هوای مناطق مختلف. بسیاری از مناطق دو یا چندین مورد از شرایط آب و هوایی را در یک دوره فصلی تجربه می‌کنند. به‌علاوه در بعضی موارد، شرایط غیرمعمول در نواحی مختلف آب و هوایی حاکم شده و شدیدتر از حالت‌های عادی بروز می‌کند. از آنجا که آتش‌نشان‌ها مجبور به عملیات در هر شرایطی هستند، ضروری‌ست که آموزش‌ها و تجهیزات لازم جهت برخورد با شرایط سخت آب و هوایی را فراگرفته و همراه داشته باشند.

شرایط آتش سوزی:

عمده‌ترین و مهم‌ترین مواجهه حرارتی که ممکن است برای یک آتش‌نشان پیش آید، آتش‌سوزی‌ست که در

] و فعالیت‌های امدادی در صحنه‌های پیش‌رو رخ می‌دهد. تحقیقاتی که توسط NIST و USFA در محیط‌های آتش و آزمایشگاه‌های شبیه‌سازی با قراردادن ترموکوپل و سنسورهای حرارتی بر روی آتش‌نشان‌هایی که در حریق‌های ساختمانی فعالیت می‌کنند، انجام گرفته، منتج به تقسیم‌بندی محیط‌های آتش‌سوزی به چهار نمونه شرایط مختلف گردیده است:

کلاس ۱: شرایطی که یک آتش‌سوزی کوچک در یک اتاق روی می‌دهد. دمای محیط بالاتر از ۶۰ درجه سانتی‌گراد است. میزان تشعشع بالاتر از ۰٫۰۵ watt/cm2 و مواجهه برای زمانی معادل ۳۰ دقیقه صورت می‌گیرد.

کلاس ۲ : شرایطی که در آن کل فضای اتاق درگیر حریق شده، آتش خاموش گردیده و در این شرایط دمای محیط مابین ۴۰ تا ۹۵ درجه سانتی‌گراد است. میزان تشعشع از ۰٫۰۵۰watt/cm2 تا  ۰٫۱۰۰بوده و مدت مواجهه بیشتر از ۱۵ دقیقه می‌باشد.

کلاس ۳: این شرایط در اتاقی روی می‌دهد که کاملاً درگیر حریق بوده و دمای محیط مابین ۹۵ تا ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد است. میزان

تشعشع نیز ۰٫۱۷۵ – ۴٫۲ watt/cm2 و مدت مواجهه بیشتر از پنج دقیقه می‌باشد.

کلاس ۴ : این شرایط درflash-over  و backdraft رخ می‌دهد. جایی که دمای محیط از ۲۵۰ تا ۸۱۵ درجه سانتی‌گراد بوده، میزان تشعشع ۰٫۱۷۵ – ۴٫۲ watt/cm2 و مدت مواجهه حدود ۵ ثانیه می‌باشد.

در صنایع شیمیایی برای آتش‌نشان‌های صنعتی مواردی پیش می‌آید که در آتش‌سوزی‌های مایعات قابل‌اشتعال و احتراق، دمای محیط به ۱۰۹۳درجه سانتی‌گراد و شدت تشعشع به ۵٫۰ watt/cm2 می‌رسد.

۲

این مبحث ادامه دارد.
[/auth]

نویسنده :

چه امتیازی می دهید؟
5 / 0
[ 0 رای ]
ارسال نظر شما
انتشار یافته : ۰ در انتظار بررسی : 0
  • نظرات ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط مدیران سایت منتشر خواهد شد.
  • نظراتی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • نظراتی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با خبر باشد منتشر نخواهد شد.

test