Ultra Alta Pressão

Tecnologia de combate a incêndios de Ultra Alta Pressão

 

2012/11/05

 

Por Gregory G. NOLL
A Força Aérea dos EUA (USAF) está implementando uma nova ferramenta em sua caixa de ferramentas de proteção contraincêndio para bombeiros de aeródromo(ARFF). Durante a última década, a USAF realizadou testes sobre a aplicação e uso de ultra alta pressão (UHP), tecnologia de combate a incêndios para operações ARFF. Este teste resultou na entrega de um novo veículo ARFF para a USAF, com uma capacidade operacional, que provavelmente vai influenciar a protecção contra incêndios em ambas as comunidades civis e militares durante a próxima década.
Este artigo fornece uma visão geral do programa UHP USAF, a Força Aérea novo P-34 veículo de intervenção rápida (RIV) (foto 1) que implanta a capacidade UHP, e aplicação da USAF e uso de UHP para fins ARFF.

(1) Fotos cortesia da Força Aérea dos EUA / Eddie Green.

O QUE É UHP?
O uso de UHP para aplicações ARFF foi pesquisado e testado pelo Laboratório de Pesquisas da Força Aérea (AFRL) em Tyndall Air Force Base (AFB), na Flórida durante a última década. Embora os conceitos básicos da aplicação de correntes de alta pressão de água permaneçam os mesmos, há diferenças significativas na capacidade operacional da UHP e as unidades de alta pressão usadas anteriormente pelos bombeiros hoje. Ambos AFRL e investigadores descobriram que a indústria, aumentando a pressão e as taxas de fluxo,pode resultar num aumento dramático no desempenho de protecção contra incêndios para fogos da classe B.
Ativos da aviação militar são implantados em locais em todo o mundo; proteção contra incêndio é um dos requisitos operacionais iniciais para estabelecer um campo de pouso. Com isto em mente, o objetivo do projeto de pesquisa USAF foi desenvolver um sistema de combate a incêndios ARFF que excedeu a eficácia da tecnologia atual, reduzindo a quantidade de agente necessário para extinguir um avião em chamas. Em última análise, o projecto UHP AFRL demonstrado que, através do dimensionamento cuidadoso da tecnologia UHP, pode ser obtida uma melhoria em torno de eficiência de 300%  de combate a incêndios.
Como é que esta melhoria de desempenho é realizada? UHP expele gotículas mais pequenas de água do que um sistema de baixa pressão, o que aumenta a área de superfície total de até quatro vezes e a produção de mais área de superfície de contacto com a utilização de menos água. Quando combinada com as espumas de combate a incêndios da Classe B, esta tecnologia permite a um veículo equipado com a tecnologia UHP de três a três vezes e meia mais eficazmente do que um veículo ARFF convencional equipado com um sistema de aplicação de espuma de baixa pressão.

A USAF SISTEMA DE UHP

A P-34 RIV é a mais nova adição à frota resposta acidente USAF e é o primeiro veículo a utilizar a tecnologia UHP no campo militar. Aproveitando as capacidades do sistema UHP, a P-34 foi desenvolvido como uma ferramenta mais rápida, mais eficiente para substituir o envelhecimento P-19 veículos ARFF que estiveram em uso desde meados da década de 1980. A P-34 é uma norma RIV Ford chassi F-550 com um peso bruto 19.500 libras (GVW) combinado com o sistema de combate a incêndios UHP. Formada por até três bombeiros, o RIV tem uma capacidade de pump-and-roll especialmente adequada para operações ARFF, dentro e fora da pista.
Os componentes do sistema de combate a incêndios P-34 da UHP incluem o seguinte:
Da bomba de água de quatro estágios, de alta pressão da bomba de água centrífuga alimentado por um seis cilindros Deutz, 174 cavalos de potência (cv) a diesel, motor refrigerado a ar.
Capacidade de tanque de água 400 litros.
Espuma de dosagem do sistema de dosagem do sistema electrónico de espuma com concentrações que variam de zero a sete por cento.
Tanque de 56 litros de espuma com uma capacidade de 7,5 litros por minuto capacidade de preenchimento (gpm) tanque.

 

Carros montado bico revólver (foto 2)-operado por um joystick na cabine, ele flui 60 gpm @ £ 1.350 por polegada quadrada (psi).

 

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Linhas manuais e dois de uma polegada, 200 metros de linhas manuais mangueira carretel fluindo 15 gpm @ 1.100 a 1.500 psi.
UHP TÁTICOS CONSIDERAÇÕES DE RESPOSTA
Como RIV, a P-34 pode facilmente e de forma eficiente e manobrar em torno de um ambiente de linha de vôo, bem como ter a capacidade de operar em áreas aeródromo de perímetro. Não se destina a substituir os fluxos elevados de incêndio que podem ser alcançados pelas unidades de maiores dimensões, tais como o ARFF P-23 e assim por diante. No entanto, ele fornece a USAF com outra ferramenta em sua caixa de ferramentas de proteção contra incêndio para garantir que a proteção de incêndio aeroporto pode ser fornecido em uma ampla gama de locais em todo o mundo.
Dependendo do cenário de resposta, Classe A ou espumas de combate ao fogo da classe B pode ser utilizado na P-34 como se segue:
Concentrado de espuma pode ser utilizada através do veículo "sistema fixo de dosagem" ou através da utilização de um doseador de espuma portátil in-line.
A classe de espumas pode ser aplicado a uma concentração de um por cento para os cenários de incêndio wildland.
A USAF usa "regulares" aquosas de formação de película espumas (AFFF) para queda de aeronaves e operações de resgate. A P-34 está equipado com 56 galões de três por cento-AFFF. AFFF para aplicações ARFF é normalmente aplicado em três por cento, quando se utiliza concentrações de sistemas de baixa pressão. No entanto, ensaios de campo e USAF AFRL mostram que AFFF proporcionado a uma concentração de seis por cento, produz um cobertor de espuma mais fluido e estável.
Como resultado do processo de AFRL de testes extensivos, a P-34 e do seu sistema UHP têm demonstrado uma capacidade operacional eficaz para um certo número de cenários de resposta ARFF, incluindo o seguinte:
Apoio de fogo aeronaves inicial e operações de resgate. A P-34 tem demonstrado a capacidade de controlar e extinguir cenários moderado de tamanho derramamento comuns para acidentes aéreos. AFRL coordenou mais de 125 fogos de teste em fogueiras de treinamento que variam de 65 pés (3.318 feet2) a 100 metros de diâmetro (7,854 ft2), que incluíam tanto lutador e adereços de aeronaves de grande estrutura. Resultados de teste de fogo incluíram o seguinte:
-Os sistemas de UHP revólver e handline desde taxa de expansão bem e tempos de drenagem, indicando uma espuma de boa qualidade.
-Os sistemas de UHP revólver e handline mostrou distâncias lance excelentes. A torre UHP proporcionou uma melhoria de 50 por cento na distância de projeção em comparação com a National Fire Protection Association (NFPA) requisitos mínimos para carros sistemas de revólver.
-AFRL teste da torre UHP menos quatro, cinco, seis por cento e as concentrações de espuma mostrou que a quantidade de três por cento de concentrado de espuma pode ser aumentado para quatro por cento sem afectar o desempenho de combate a incêndios ou protecção burnback.
Aplicando-espuma de combate a incêndios, na base do incêndio é uma técnica de aplicação mais eficaz e resulta em mais rápida do que a extinção tradicional técnica de "gota de chuva" que tem sido utilizado com AFFF a partir de dispositivos de baixa pressão de aplicação.
-Fogo operações devem ser realizadas a partir de uma posição contra o vento.
Motor e tridimensionais fogos de combustível de corrida. A aplicação de espuma UHP e correntes de água no motor dispara resulta em menos danos no jacto e sistemas de motores de turbina que a utilização de espuma de Classe B e os agentes químicos secos de extinção. Além disso, linhas manuais UHP funcionamento consistente e extingue incêndios compartimento de combustível (fotografias 3 e 4). UHP espuma e água utilizada agente de aproximadamente 50 por cento menos peso em comparação com Halon 1211. UHP de espuma e água é um agente aceitável para incêndios de combustível tridimensionais e oculta, tais como aqueles em barquinhas de motor.

 

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Penetra incêndios ocultas dentro da estrutura da aeronave. Isto é verdade especialmente nos aviões constituídos por fibras compostas (por exemplo, B-2, Boeing 787, e assim por diante).
UHP também tem sido uma ferramenta eficaz para diversos riscos de proteção contra incêndio. Embora tenha sido desenvolvido especificamente para aplicações ARFF, a P-34 também vai ser eficaz no combate a incêndios florestais de apoio às operações em instalações da USAF. A USAF comunidade proteção contra incêndio está em processo de aquisição de 238 P-34, com a rodada inicial de entregas já em curso. Cada instalação USAF (isto é, da ativa, reserva da força aérea, a Air National Guard) receberá pelo menos um RIV; bases maiores receberá dois.

O FUTURO DA UHP

Este projeto marca o início de UHP para aplicações ARFF. A USAF também realizados testes com a tecnologia UHP aplicada ao veículo actual P-19 ARFF, servindo assim o banco de ensaio para a próxima geração de veículos ARFF implantáveis. Como a P-34 é a unidade ARFF primeiro baseado na tecnologia UHP, a USAF espera finalmente ver o seu uso reflete na Administração Federal de Aviação e as normas NFPA e exigências.
Em 2010, o AFRL publicaram os resultados de testes de campo relativas à instalação de sistemas protótipo UHP no veículo P-19 ARFF. O processo de teste de campo incluiu uma pesquisa realizada em AFRL no Tyndall AFB, bem como a implantação de UHP-configurado P-19s a cinco USAF contíguos Unidos departamentos Estados fogo que nunca empregadas tecnologia UHP. Esses locais de teste para variação no clima local e das condições ambientais, especialmente com ventos e temperaturas ambientes.
Entre as conclusões do relatório AFRL 2010 foram os seguintes:
UHP espuma e água deve ser considerado um substituto adequado para o produto químico seco e agentes gasosos usado para compartimento escondido e correndo fogos de combustível.
UHP espuma torreta e água deve ser considerado como um substituto adequado para torres de telhado de baixa pressão, de alto fluxo.
UHP handline espuma e água deve ser considerado como um substituto adequado para a baixa pressão e de alto fluxo bicos handline.
Continue a metro a AFFF três por cento se concentrar em três por cento para a CAF, quatro por cento para UHP torre, e seis por cento para operações UHP handline.
Use um sistema de espuma eletrônica proporcionando mais precisão metros a espuma, especialmente se estiver usando a UPH ea CAF revólver e sistemas handline, que exigem três diferentes taxas de dosagem de.
A comunidade ARFF testemunhou inúmeras inovações e mudanças desde o seu crescimento e maturidade no mundo pós-era da II Guerra. Eles tiveram impacto a concepção e construção de aparelhos, a selecção dos agentes de extinção (por exemplo, o movimento a partir de espuma de proteína para AFFF), e as correspondentes estratégias e táticas. O desenvolvimento do P-34 e a utilização de sistemas de extinção UHP são etapas em que a viagem contínua. Não é a "bala de prata" da ARFF de proteção contra incêndio, mas mais uma ferramenta na caixa de ferramentas comunidade ARFF de ferramentas e recursos disponíveis à medida que explorarmos as mudanças na tecnologia e aplicá-los no campo.
GREGORY G. NOLL é o gerente de programa para o Centro-Sul Task Force (PA) Regional e sócio sênior da Hildebrand e Associados Noll, uma empresa de consultoria especializada em planejamento de emergência, resposta e questões de gestão de incidentes. Ele atua como presidente para o Comitê Técnico National Fire Protection Association sobre Materiais Perigosos / pessoal de resposta de ADM e como um estado / local co-presidente para o Conselho Interagências-Formação e Exercício subgrupo. Noll recentemente se aposentou após 29 anos de serviço com a Força Aérea dos EUA Reserve, com o seu trabalho final na Sede-fogo e de Serviços de Emergência no Tyndall Air Force Base, na Flórida. Ele serviu como um especialista no assunto para o Departamento de Defesa dos vários materiais perigosos e programas de treinamento de contraterrorismo resposta. Ele é membro do conselho editorial de Engenharia Fogo consultivo ea FDIC Educacional Conselho Consultivo.

 

 

 Abaixo matéria original

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Ultra High Pressure Firefighting Technology

11/05/2012

By GREGORY G. NOLL

The United States Air Force (USAF) is imple-menting a new tool in its fire protection toolbox for aircraft rescue firefighting (ARFF) applications. Over the past decade, the USAF has conducted extensive testing on the application and use of ultra high pressure (UHP) firefighting technology for ARFF operations. This testing has resulted in the delivery of a new ARFF vehicle in the USAF's fire protection community, an operational capability that will likely influence ARFF fire protection in both the military and civilian communities over the next decade.

This article provides an overview of the USAF UHP program, the new USAF P-34 rapid intervention vehicle (RIV) (photo 1) that deploys the UHP capability, and the USAF's application and use of UHP for ARFF purposes.

(1) Photos courtesy of U.S. Air Force/Eddie Green.

WHAT IS UHP?

The use of UHP for ARFF applications has been researched and tested by the Air Force Research Laboratory (AFRL) at Tyndall Air Force Base (AFB) in Florida over the past decade. Although the basic concepts of applying high-pressure water streams remain the same, there are significant differences in the operational capability of UHP and the high-pressure units previously used by the fire service today. Both AFRL and industry researchers have found that by increasing the pressure and flow rates, dramatic increases in fire protection performance for Class B fires can result.

Military aviation assets are deployed in locations throughout the world; fire protection is one of the initial operational requirements in establishing an airfield. With this in mind, the goal of the USAF research project was to develop an ARFF firefighting system that exceeded the effectiveness of current technology while reducing the amount of agent needed to extinguish a burning aircraft. Ultimately, the AFRL UHP project demonstrated that through the careful scaling of the UHP technology, a 300-percent improvement in firefighting efficiency could be obtained.

How is this performance improvement accomplished? UHP expels smaller water droplets than a low-pressure system, thereby increasing the total surface area up to four times and producing more surface area contact with less water usage. When combined with Class B firefighting foams, this technology allows a vehicle equipped with UHP technology to perform three to 3½ times more effectively than a conventional ARFF vehicle equipped with a low-pressure foam application system.

THE USAF UHP DELIVERY SYSTEM

The P-34 RIV is the newest addition to the USAF crash response fleet and is the first vehicle to employ the UHP technology in the military field. Leveraging the capabilities of the UHP system, the P-34 was developed as a faster, more efficient tool for replacing the aging P-19 ARFF vehicles that have been in use since the mid-1980s. The P-34 RIV is a standard Ford F-550 chassis with a 19,500-pound gross vehicle weight (GVW) combined with the UHP firefighting system. Staffed by up to three firefighters, the RIV has a pump-and-roll capability especially suited for ARFF operations both on and off the airfield.

Components of the P-34's UHP firefighting system include the following:

• Water pump—four-stage, high-pressure centrifugal water pump powered by a Deutz six-cylinder, 174-horsepower (hp) diesel-powered, air-cooled engine.
• Water tank—400-gallon capacity.
• Foam proportioning system—electronic foam proportioning system with concentrations ranging from zero to seven percent.
• Foam tank—56-gallon capacity with a 7.5 gallon-per-minute (gpm) tank fill capability.
• Bumper-mounted turret nozzle (photo 2)—operated by a joy stick in the cab, it flows 60 gpm @ 1,350 pounds per square inch (psi).

  (2)

• Handlines—two one-inch, 200-foot hose reel handlines flowing 15 gpm @ 1,100 to 1,500 psi.

UHP TACTICAL RESPONSE CONSIDERATIONS

As a RIV, the P-34 can easily and efficiently maneuver in and around a flight-line environment as well as have the capability to operate in airfield perimeter areas. It is not designed to replace the high fire flows that can be achieved by the larger ARFF units such as the P-23 and so on. However, it does provide the USAF with another tool in its fire protection toolbox to ensure that airfield fire protection can be provided at a wide range of worldwide locations.

Depending on the response scenario, Class A or Class B firefighting foams can be used on the P-34 as follows:

• Foam concentrate can be employed through the vehicle's "fixed proportioning system" or through the use of a portable in-line foam proportioner.
• Class A foams can be applied at a one-percent concentration for wildland fire scenarios.
• The USAF uses "regular" aqueous film-forming foams (AFFF) for aircraft crash and rescue operations. The P-34 is equipped with 56 gallons of three-percent AFFF. AFFF for ARFF applications is normally applied at three-percent concentrations when using low-pressure systems. However, USAF and AFRL field tests show that AFFF proportioned at a six-percent concentration produces a more fluid and stable foam blanket.

As a result of AFRL's extensive testing process, the P-34 and its UHP system have demonstrated an effective operational capability for a number of ARFF response scenarios, including the following:

• Support initial aircraft fire and rescue operations. The P-34 has demonstrated the ability to control and extinguish moderate-size spill scenarios common to aircraft accidents. AFRL coordinated more than 125 test fires on fire training pits ranging from 65 feet (3,318 feet2) to 100 feet in diameter (7,854 ft2), which included both fighter and large frame aircraft props. Test fire findings included the following:

  —The UHP turret and handline systems provided good expansion ratio and drain times, indicating a good quality foam.

  —The UHP turret and handline systems showed excellent throw distances. The UHP turret provided a 50-percent improvement in throw distance compared to the National Fire Protection Association (NFPA) minimum requirements for bumper turret systems.

  —AFRL testing of the UHP turret at four-, five-, and six-percent foam concentrations showed that the amount of three-percent foam concentrate could be increased to four percent without affecting firefighting performance or burnback protection.

  —Applying firefighting foam at the base of the fire is a more effective application technique and results in faster extinguishment than the traditional "raindrop" technique that has been used with AFFF from low-pressure application devices.

  —Fire operations must be conducted from an upwind position.

• Engine and three-dimensional running fuel fires. The application of UHP foam and water streams on engine fires results in less damage to both jet and turbine engine systems than the use of Class B foam and dry chemical extinguishing agents. In addition, UHP handlines consistently extinguished running and compartment fuel fires (photos 3, 4). UHP foam and water used approximately 50 percent less agent by weight compared to Halon 1211. UHP foam and water is an acceptable agent for three-dimensional and hidden fuel fires such as those in engine nacelles.

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• Penetrates hidden fires within the aircraft structure. This is true especially on aircraft constructed of composite fibers (e.g., B-2, Boeing 787, and so on).

UHP has also been an effective tool for several other fire protection risks. Although developed specifically for ARFF applications, the P-34 will also be effective in supporting wildland firefighting operations at USAF installations. The USAF fire protection community is in the process of acquiring 238 P-34s, with the initial round of deliveries already underway. Each USAF installation (i.e., active duty, Air Force Reserve, Air National Guard) will receive at least one RIV; larger bases will receive two.

THE FUTURE OF UHP

This project marks the beginning of UHP for ARFF applications. The USAF has also conducted testing with the UHP technology applied to the current P-19 ARFF vehicle, thereby serving as the test bed for the next generation of deployable ARFF vehicles. As the P-34 is the first ARFF unit based on the UHP technology, the USAF expects to eventually see its usage reflected in Federal Aviation Administration and NFPA standards and requirements.

In 2010, AFRL published the results of field tests pertaining to the installation of UHP prototype systems on the P-19 ARFF vehicle. The field test process included research conducted at AFRL at Tyndall AFB as well as the deployment of UHP-configured P-19s to five USAF contiguous United States fire departments that have never employed UHP technology. These test sites provided variation in local weather and environmental conditions, especially with winds and ambient temperatures.

Among the conclusions of the 2010 AFRL report were the following:

• UHP foam and water should be considered a suitable replacement for dry chemical and gaseous agents used for hidden compartment and running fuel fires.
• UHP turret foam and water should be considered a suitable replacement for low-pressure, high-flow roof turrets.
• UHP handline foam and water should be considered a suitable replacement for low-pressure, high-flow handline nozzles.
• Continue to meter the three-percent AFFF concentrate at three percent for CAF, four percent for UHP turret, and six percent for UHP handline operations.
• Use an electronic foam proportioning system to more accurately meter the foam, especially if using the UHP and CAF turret and handline systems, which require three different proportioning rates.

The ARFF community has witnessed numerous innovations and changes since its growth and maturity in the post-World War II era. They have impacted the design and construction of apparatus, the selection of extinguishing agents (e.g., movement from protein foam to AFFF), and the corresponding strategies and tactics. The development of the P-34 and the use of UHP extinguishing systems are steps in that continuing journey. It is not the "silver bullet" of ARFF fire protection but another tool in the ARFF community toolbox of available tools and resources as we leverage changes in technology and apply them in the field.

GREGORY G. NOLL is the program manager for the South Central (PA) Regional Task Force and a senior partner with Hildebrand and Noll Associates, a consulting firm specializing in emergency planning, response, and incident management issues. He serves as chairperson for the National Fire Protection Association's Technical Committee on Hazardous Materials/WMD Response Personnel and as a state/local co-chair for the InterAgency Board—Training and Exercise SubGroup. Noll recently retired after 29 years of service with the U.S. Air Force Reserve, with his final assignment at Headquarters—Fire and Emergency Services at Tyndall Air Force Base in Florida. He has served as a subject matter expert for various Department of Defense hazmat and counterterrorism response training programs. He is a member of the Fire Engineering editorial advisory board and the FDIC Educational Advisory Board.