Jeśli ktoś oglądał serial „Pogromcy mitów”, być może pamięta odcinek sprzed lat, w którym prowadzący postanowili odpowiedzieć na pytanie: czy za pomocą fal dźwiękowych można zgasić płomień? Okazało się, że jest to możliwe, z tym zastrzeżeniem, że nie każde źródło dźwięku nadaje się do tego. Ludzki głos nie był w stanie ugasić świeczki, ale już odpowiednio wzmocniony radził sobie z tym zadaniem.

Poza tym krótkim telewizyjnym epizodem z 2007 r. gaszenie pożarów za pomocą fal dźwiękowych należało do dziedziny fantastyki naukowej. Doktor inżynier Jacek Wilk-Jakubowski z Politechniki Świętokrzyskiej „Pogromców mitów” nie oglądał, ale pomysł na takie urządzenie zaczął za nim chodzić mniej więcej w tym samym czasie – dowiedział się bowiem, że za oceanem środki na rozwój tej technologii wyasygnowała amerykańska Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony (DARPA). Z realizacją pomysłu musiał jednak czekać prawie dekadę, dopóki nie otrzymał na ten cel grantu nad Wisłą.

Jego cierpliwość została wynagrodzona. O ile pogromcom mitów udało się pokonać świeczkę, o tyle gaśnica akustyczna w wydaniu kieleckim jest w stanie zgasić znacznie większe płomienie. – Prototyp jest przenośny, pobiera niewiele więcej prądu niż czajnik elektryczny i nie zostawia za sobą bałaganu, jak niektóre gaśnice chemiczne. W przeciwieństwie do nich może też działać nieograniczoną ilość czasu – chwali swoją konstrukcję naukowiec.

W jaki sposób fale dźwiękowe gaszą płomienie? Ponieważ działają na tlen – jeden z wierzchołków trójkąta ognia, czyli trzech elementów niezbędnych do tego, żeby coś się paliło (pozostałe to ciepło i paliwo). Cząsteczki tlenu pod wpływem fali dźwiękowej zagęszczają się i rozrzedzają – ten falujący ruch sprawia, że jest ich coraz mniej w miejscu, w którym zachodzi proces spalania. W efekcie płomień gaśnie. Co ciekawe, nie każdy typ dźwięku nadaje się do gaszenia. Z eksperymentów dr inż. Wilka-Jakubowskiego wynika, że najlepsze do tego są basy – fale o częstotliwości zbliżonej do dolnej granicy tego, co jest w stanie usłyszeć człowiek. Teoretycznie można byłoby zejść niżej – do infradźwięków – ale te z kolei są szkodliwe dla zdrowia, pomimo że ich nie słyszymy.

Do produkcji potężnych basów potrzebne są porządne głośniki, stanowiące jeden z elementów gaśnicy akustycznej. – Musieliśmy je sprowadzać aż z Włoch, bo nikt w Polsce głośników estradowych tej klasy nie miał na stanie – śmieje się dr inż. Wilk-Jakubowski.

Zasada działania gaśnicy akustycznej sprawia, że urządzenie można stosować do gaszenia pożarów różnych klas, gdyż fale akustyczne przenikają zarówno przez ciała stałe, ciecze, jak i gazy. Obecnie technologia mogłaby znaleźć zastosowanie w przypadku pożarów typu B i C – a więc takich, gdzie płoną gazy lub ciecze. W tych sytuacjach fale dźwiękowe wpływają też na pozostałe wierzchołki trójkąta spalania. – Prowadzą one do wyższego parowania paliwa, co rozszerza płomień i obniża jego całkowitą temperaturę. Ponieważ ta sama ilość ciepła jest rozłożona na większym obszarze, spalanie zostaje zakłócone – tłumaczy naukowiec.

Z tego samego jednak względu gaśnica prawdopodobnie nie będzie tak skuteczna w przypadku palenia się ciał stałych, bo chociaż urządzenie zgasi płomień, to nie będzie w stanie odebrać ciepła z wnętrza materiału. W efekcie po wyłączeniu gaśnicy płomień może wrócić. Ale dr inż. Wilk-Jakubowski zaznacza, że nie przeprowadzał jeszcze takich eksperymentów.

Dobrą informacją natomiast jest to, że gaśnicą dźwiękową można działać na odległość. Doktor inżynier Wilk-Jakubowski zapewnia, że podczas eksperymentów urządzenie było skuteczne z odległości 1,7 m – znacznie większej niż w przypadku wczesnych demonstratorów zbudowanych w ramach projektu DARPA i konstrukcji dwóch amerykańskich studentów, które można znaleźć w sieci.

Magazyn DGP z 8 maja 2020

Magazyn DGP z 8 maja 2020

źródło: Dziennik Gazeta Prawna

Między innymi dzięki temu wyniki wstępnych badań nad skutecznością wynalazku są na tyle obiecujące, że zainteresował się nimi biznes oraz kilka ośrodków naukowych w kraju i za granicą. Dlatego niebawem „zrobić hałas” może stać się hasłem do uruchomienia systemu przeciwpożarowego.

Eureka! DGP

Trwa siódma edycja konkursu „Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki”, do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do końca maja w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej. Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi na początku czerwca. Nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma, oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej), ufundowana przez organizatora