باور کنید یا نه، کپسول های اطفاء حریق نه تنها بخش مهمی از ایمنی روزمره ما هستند، بلکه بخش مهمی از تاریخ و تمدن ما نیز به شمار می‌آیند. در اینجا بطور مختصر به ذکر تاریخچه ای از این مخزن های قرمز رنگ که هر روز آنها را در محیط خانه و کار می‌بینیم، می‌پردازیم.

آب، اولین ماده برای خاموش کردن

در حدود سال 200 قبل از میلاد مسیح، یک مخترع به نام تسیبیوس از اهالی اسکندریه واقع در شمال مصر کنونی، توانست نوعی پمپ دستی اختراع کند که قادر بود هنگام آتش سوزی با ریختن آب بر روی آتش آن را خاموش کند.

همچنین در تاریخ آمده که رومی ها نیز از سطل های بهم زنجیر شده برای خاموش کردن آتش و جلوگیری از سرایت آن به سایر نقاط شهرهایشان استفاده می‌کردند. سپس در قرون وسطی شروع به استفاده از دستگاهی به نام افشانه کردند که در واقع نوعی تفنگ آبی برای اطفاء حریق محسوب می‌شد. این افشانه تقریباً مانند یک پمپ دوچرخه ای کار می‌کرد و طرز کار آن این گونه بود که در ابتدا نازل به درون آب فرو می‌رفت و در ادامه با کشیدن پیستون، حدود یک لیتر مایع جذب دستگاه می‌شد. پس از اینکه افشانه شارژ می‌شد به سوی آتش پرتاب می‌شد، سپس پیستون به مکان اولیه خود برمی‌گشت تا دوباره آب را جذب کند. از این نوع افشانه ها در آتش سوزی بزرگی که در سال 1666 در لندن روی داد نیز استفاده شد.

1670s fire engine

مواد شیمیایی اولیه استفاده شده

اولین نسخه آتش نشانی مدرن و قابل حمل به شکل امروزی توسط کاپیتان جورج ویلیام مانبی در سال 1819 اختراع شد که شامل یک مخزن مسی به ظرفیت 3 گالن (13٫6 لیتر) بود که پر از خاکستر کربنات پتاسیم و هوای فشرده بود.

در حدود سال1912 میلادی نیز مخترعی به نام پیرنه، یک کپسول آتش نشانی حاوی تتراکلریدکربن و یا CTC را ابداع کرد که در آن مایعات از یک مخزن از جنس برنج یا کروم با کمک یک پمپ دستی تحت فشار خارج می‌شدند و بر روی سطح آتش فرو می‌ریختند. گنجایش این پمپ ها معمولاً 1٫1 لیتری، 0٫6 لیتری و یا 9 لیتری بود. ماده CTC در اثر انجام واکنش های شیمیایی، شعله های آتش را خاموش می‌کرد. کاربرد این خاموش کننده برای آتش سوزی های مایع و الکتریکی مناسب بود و هم چنان تا 60 سال بعد نیز در وسایل نقلیه موتوری مورد استفاد قرار می‌گرفت. هم اکنون مشخص شده که بخار و فرآورده های ناشی از احتراق این ماده شیمیائی بسیار سمی است بنابراین استفاده از این خاموش کننده ها در فضاهای محدود کاهش یافته است.

carbon tetrachloride fire extinguisher

بکارگیری گاز و کف در خاموش کننده ها

در اواخر قرن نوزدهم نیز آلمون گرنجر آمریکایی از واکنش میان دو ماده شیمیائی اسید و باز (قلیا) یعنی  بی کربنات سدیم (بعنوان یک باز یا قلیا) و اسید سولفوریک (به عنوان یک اسید) بهره برد که اختراع وی باعث پاشیده شدن آب تحت فشار بر روی آتش و اطفاء آن گردید. مکانیسم کار دستگاه او این گونه بود که این نوع کپسول ها حاوی اسید سولفوریک بودند و از سیلندرهای حاوی 1 یا 2 گالن آب حاوی بی کربنات سدیم تشکیل شده بودند. در سیلندر این نوع کپسول ها یک بطری حاوی اسید سولفوریک فشرده بصورت معلق قرار داشت. پس از اینکه اسید با محلول بی کربنات مخلوط می‌شد، گاز دی اکسید کربن تشکیل می‌شد و درنتیجه آب تحت فشار از مخزن و از طریق یک شیلنگ کوتاه خارج می‌شد.

فوم های شیمیایی که در حال حاضر برای تولید کپسول های اطفاء حریق استفاده می‌شود برای اولین بار توسط الکساندر لورن در سال 1904 ابداع گردید. این فوم ها مانند اسید تولید شده از کربنات سدیم عمل می‌کنند اما در واقعیت با آنها متفاوت هستند. مخزن اصلی آن ها حاوی حجمی مشخص از بی کربنات سدیم محلول در آب است و ظرف داخلی نیز شامل آلومینیوم سولفات است. با ترکیب این مواد و بروز واکنش های شیمیایی بین آن ها، فوم وگاز دی اکسید کربن تولید می‌شود. این گاز باعث خروج سریع فوم و درنتیجه خاموش شدن آتش می‌شود.

در سال ۱۹۲۴ در آمریکا کپسول های اطفاء حریق حاوی دی اکسید کربن که باعث سرد شدن سریع آتش و خاموش شدن آن می‌شد اختراع گردید. مخازن حاوی دی اکسید کربن (در ایالات متحده آمریکا) توسط شرکت والتر کید در سال 1924 و در پاسخ به درخواست آزمایشگاه تلفن (مخترع معروف الکساندر گراهام بل) و به منظور خاموش کردن آتش سوزی که قبلاً در سوکت های تلفن رخ داده بود، ابداع شد. این کپسول شامل یک سیلندر ایستاده است که حاوی 7٫5 پوند (3٫4 کیلوگرم) گاز CO2 با یک دریچه گرد از جنس فلز برنج و یک شیلنگ پوشیده شده با یک قیف کامپوزیتی به عنوان نازل است.

امروزه هنوز هم CO2 ، گازی محبوب است زیرا یک عامل سازگار با لایه ازن بشمار می‌رود و کپسول های آت ش نشانی حاوی این گاز به دلیل اینکه برای طبیعت زیان آور نیست، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. دی اکسید کربن عمدتا با محبوس کردن و خفه کردن اکسیژن منجر به خاموش شدن آتش می‌شود. حتی زمانی تصور می‌شد این ماده با سرد کردن آتش کار می‌کند، اگر چه این تاثیر در اکثر آتش سوزی ها ناچیز است. این ویژگی به خوبی شناخته شده است و منجر به سوء استفاده گسترده از کپسول های اطفاء حریق از نوع دی اکسید کربن برای خنک کردن سریع نوشیدنی های الکلی شده است.

Pyrene apparatus type chemical foam 1960s - Walter Kidde CO2 fire extinguisher made for Bell Telephone 1928

پیدایش مواد شیمیایی خشک

در سال 1928، DuGas (که بعدها توسط شرکت ANSUL خریداری شد) یک کپسول دارای کارتریج مواد شیمیایی خشک به بازار عرضه کرد که بطور خاص از ماده بی کربنات سدیم برای انجام واکنش های شیمیائی منجر به مقاومت در برابر رطوبت و جریان های آزاد استفاده می‌کرد. در این دستگاه، اپراتور یک سوپاپ گرد را به سمت بالا پرتاب می‌کرد تا کارتریج را سوراخ کند و بر اهرم روی سوپاپ واقع در انتهای شیر فشار وارد می‌کرد تا مواد شیمیایی را تخلیه کند. این اولین عامل در دسترس برای آتش سوزی های روی داده در مقیاس بزرگ بود که از مایعات و یا گازهای فشرده ناشی شده بودند و تا حدود زیادی نیز تا سال های 1950 یعنی زمانی که واحدهای شیمیایی کوچک برای استفاده در منزل به بازار عرضه شدند، عمدتاً هم چنان به شکلی خاص باقی ماند.

مواد شیمیایی خشک ABC نیز در دهه 1950 در اروپا ظاهر شدند. بعدها و در اوایل دهه 60، موادی مانند Super-K اختراع شد و در ادامه نیز Purple-K توسط نیروی دریایی ایالات متحده آمریکا در اواخر دهه 1960 توسعه یافت.

در دهه 1970میلادی، Halon 1211 از اروپا به ایالات متحده منتقل شد، جایی که از اواخر دهه 40 یا اوایل دهه 50 استفاده شده بود. Halon 1301 نیز توسط شرکت آمریکائی DuPont و ارتش ایالات متحده در سال 1954 توسعه داده شد. کپسول های مبتنی بر ماده شیمیائی هالون هنوز هم در حال استفاده هستند اما اروپا و استرالیا طبق پروتکل مونترال (سال1987) به دلیل اثرات زیان بار زیست محیطی که این نوع کپسول ها از خود در طبیعت برجای می‌گذارند، استفاده از آن را به شدت محدود کرده اند. محدودیت های شدیدتری نیز برای استفاده از آن در دیگر نقاط جهان مانند ایالات متحده آمریکا، خاورمیانه و آسیا به اجرا گذاشته شده است.

بنابراین در پایان می‌توان گفت شکی نیست که کپسول های اطفاء حریق مسیری طولانی برای رسیدن به تکامل و توسعه پیموده‌اند و بهترین خط دفاعی ما در برای مقاومت در برابر آتش سوزی هستند اما این نکته نیز بسیار مهم است که بدانید چگونه می‌توان از یک کپسول آتش نشانی به شیوه درستی استفاده کرد و یا چگونه از آن حفاظت و نگهداری کرد.