Scurgerea de gaze nu duce întotdeauna la explozie. În ce condiții se produce

Explozia este un proces prin care se produce o degajare rapidă de căldură și o creștere bruscă a presiunii din cauza vitezei mari generată de reacția de aprindere a gazelor naturale într-o încăpere.

Potrivit specialiștilor, unda de combustie poate fi de tipul deflagrație (viteza de propagare mică, sub 100 m/s) sau detonație (viteza de propagare supersonică, peste 100 m/s).

Aprinderea unui amestec de gaze se poate face doar în prezența aerului, prin aducerea amestecului la o anumită temperatură (de aprindere), după care îndepărtând sursa de aprindere combustia continuă până ce arde tot gazul acumulat în încăpere.

„Concentrația minimă a metanului (în aer) care generează explozia se face doar într-o anumită concentrație. Acest interval de explozie are o limită inferioară de inflamabilitate (LIE) care pentru metan este de 4,6±0,3% (concentrații volumice), în timp ce limita superioară (LSE) este de 15,8±0,4%. Concentrația cea mai periculoasă a metanului în aer este de 9,5% când unda de presiune generată de detonație este maximă”, se menționează într-un studiu realizat de Asociația Energia Inteligentă (AEI).

Pentru ca o atmosferă explozivă să existe, substanța inflamabilă trebuie să fie prezentă în anumite concentrații. Dacă concentrația este prea mică (amestec sărac) sau prea mare (amestec bogat) nu apare nici o detonație; de fapt poate apărea o reacție de combustie slabă, dar nu o reacție în tot amestecul. Astfel, detonația poate să apară numai în prezența unei surse de aprindere și când concentrația este în domeniul de explozie al substanței, respectiv între limita inferioară de explozie (LIE) și limita superioară de explozie (LSE).

Limitele de explozie depind de amestecul gazos, presiune și de procentul de oxigen din aer. Mecanismul producerii exploziilor de gaze poate fi simbolizat printr-un triunghi al exploziei din care se observă că explozia poate surveni ori de câte ori sunt îndeplinite simultan trei condiţii:

- prezenţa carburantului (gaze);

- prezenţa comburantului (oxigen);

- sursa de iniţiere eficientă pentru asigurarea activării moleculelor în vederea iniţierii şi propagării reacţiei de ardere rapidă.

Atunci când nivelul concentrație de gaz este între LIE și LSE, și există o sursă de aprindere, amestecul de gaz va arde sau va exploda.

Temperatura inițială a amestecului aer – gaz are un mare efect asupra parametrilor de explozie. La temperaturi mai ridicate, valoarea LSE crește în timp ce LIE scade.

În situația în care metanul se găsește la o limită apropiată de 5% metan în aer (4,6-5,3%) poate apărea o deflagrație urmată sau nu de incendiu, gazul metan fiind în prima fază peste limita inferioară de explozie.

Între 5,3% și 15% metan în aer se produc detonații, care pot să creeze unde de șoc cu viteze cuprinse între 800 – 1600 m/s.

Peste limita superioară de amestec, respectiv 15 – 15,3%, din cauza insuficienței oxigenului, amestecul explodează și metanul din amestec arde incomplet din lipsă de oxigen. Prin ardere incompletă se produce un praf negru de fum, fenomen care se produce când concentrația de gaz metan în volumul de aer este ușor mai mare de 15%.

„Explozia într-un imobil datorată gazelor naturale acumulate accidental în imobil, poate fi imaginată ca o aprindere a gazelor în spatele unui piston imaginar care este împins cu putere și care face să se deterioreze acele elemente de construcție a căror rezistență sunt sub nivelul forței de apăsare a cilindrului imaginar / al undei de detonație a gazului aprins”, au explicat specialiștii.