MX2007005380A - Metodos para prevenir y/o extinguir incendios. - Google Patents

Abstract

En la prevencion de la extension de incendios y para combatir directamente los incendios, al agua contra incendios se adiciona un polimero aditivo reticulado, hinchable con agua, en una dispersion de aceite vegetal. El aditivo tiene propiedades de absorber grandes cantidades de agua, alta viscosidad para adherencia a superficies verticales y horizontales, y retencion de suficiente fluidez para ser evacuado en equipo estandar contra incendios. Tambien se describe el metodo de adicionar este aditivo al agua contra incendios por evacuacion, bombeo o adicion por lotes al agua de origen.

Description

MÉTODOS PARA PREVENIR Y/O EXTINGUIR INCENDIOS Campo de la Invención La descripción se refiere en general a métodos para prevenir y/o extinguir incendios, de manera más específica, a métodos para aplicar partículas de polímero cargadas de agua a una superficie para prevenir y/o extinguir incendios .

Antecedentes de la Invención Se usa comúnmente agua para extinguir incendios y para prevenir la propagación de los mismos a las estructuras cercanas. El agua tiene varios efectos benéficos cuando se aplica a un incendio, incluyendo remoción de calor y privación de oxígeno. Cuando el agua se dirige a una estructura adyacente a un incendio que impide su propagación al mismo, el incendio debe proporcionar suficiente calor para evaporar el agua en (o en los materiales de) la estructura adyacente antes de que la estructura adyacente pueda alcanzar su temperatura de combustión o ignición. Una desventaja de usar el agua para impedir que un incendio se propague a una estructura cercana es que la mayoría del agua dirigida a la estructura no remoja la estructura para proporcionar protección contra incendio, sino más bien tiende a escurrirse de la estructura hacia el suelo. En consecuencia, se desperdicia una cantidad significativa de agua. Otra desventaja es que cualquier agua que remoje la estructura proporciona sólo protección limitada contra el incendio debido a que la mayoría de las estructuras sólo absorben una cantidad limitada de agua, y esta cantidad limitada de agua absorbida se evapora rápidamente. Por lo tanto, se debe proporcionar una significativa cantidad de mano de obra para volver a aplicar continuamente agua en las estructuras cercanas para proporcionarles una protección continua contra el incendio . Una desventaja de usar agua para extinguir incendios es que una cantidad considerable del agua no combate o extingue directamente el fuego debido al problema de escurrimiento descrito anteriormente. Otra desventaja de usar agua en la extinción de incendios es que el agua rociada directamente sobre el incendio se evapora a un nivel superior del incendio, con el resultado que se aplica entonces significativamente menos agua que es capaz de penetrar de manera suficiente para extinguir la base del incendio . Para afrontar las desventajas anteriores de usar agua (en sí misma) para combatir incendios, la patente de los Estados Unidos número 5,190,110 de von Blücher et al . , describe el uso de un sistema acuoso que comprende polímeros secos o absorbentes para extinguir y/o prevenir incendios . Las partículas de polímero tienen tamaños de partículas desde 20 micrones a 500 micrones, y se dispersan en el agua por agitación o bombeo, tal que la viscosidad resultante no excede los 100 centipoises (cps) . Este sistema contiene partículas discretas de polímero que absorben el agua, sin que sean solubles en agua. De esta manera, las partículas se arrastran en el agua, permitiendo su aplicación directamente a un incendio. Las partículas granulares, sólidas o más secas se pre-mezclan típicamente por la fuente de agua. De manera alternativa, las partículas granulares, sólidas, secas también se pueden adicionar directamente por anticipado a la boquilla. Este método alternativa no proporciona suficiente tiempo para que las partículas se hinchen, y en consecuencia, la viscosidad no se incrementa de manera suficiente para permitir que las partículas se adhieran a las superficies . La patente de los Estados Unidos número 4,978,460 de von Blücher et al . , también describe el uso de un sistema acuoso que comprende polímeros absorbentes secos para extinguir y/o prevenir incendios. Las partículas de polímero, sólidas y secas de la patente '460 se enfundan por un agente de liberación soluble en agua para impedir la aglutinación de las partículas . El tiempo que toma para hinchar las partículas granulares sólidas encapsuladas (es decir, para expandirse de la absorción del agua) varía desde diez segundos a varios minutos . Cuando se combate un incendio con longitudes típicas de manguera, los diez segundos son más prolongados en lo práctico para que el agua se retenga en una manguera contra incendios . De esta manera, cuando se usan estas partículas de polímero enfundadas, con el equipo normal de combate a incendios, no hay suficiente tiempo para que se hinchen las partículas, y la viscosidad no se incrementa de manera suficiente para permitir que las partículas se adhieran a las superficies . La patente de los Estados Unidos número 3,758,641 de Zweigle también describe el uso de partículas granulares, sólidas, secas de polímero con alta absorción de agua en aplicaciones de combate a incendios. El uso de las partículas descritas se logra mejor con equipo adicional, especial de combate a incendios . Debido a la naturaleza granular, sólida, seca de las partículas poliméricas, absorbentes de agua, de combate a incendios, del estado de la técnica, mencionadas anteriormente, es difícil, si no es que imposible, usar estos polímeros en muchas aplicaciones de combate a incendios. Por ejemplo, la evacuación de estos polímeros en una manguera normal de combate a incendios con el equipo normal es casi imposible debido a la naturaleza de partículas de estos polímeros. Además, la naturaleza sólida, seca de los polímeros promueve la aglutinación de las partículas y el subsiguiente bloqueo de flujo de agua de la manguera de combate a incendios. Por lo tanto, algunas veces es necesario proporcionar equipo especial tal como "bombas y boquillas de aspersión adaptadas para el manejo de estos materiales" para usar las partículas granulares, sólidas, secas en aplicaciones de combate a incendios (ver, por ejemplo, la patente '641 de Zweigle) . Adicionalmente, si una fuente natural de agua, tal como un riachuelo o un río, se va a usar como la fuente de agua, es imposible pre-mezclar el polímero por lote al adicionarlo a la fuente de agua. Por ejemplo, si se vierte el aditivo de polímero en una corriente o un río, la mayoría del aditivo polimérico fluirá simplemente más allá del punto de succión del agua para el uso en el combate a incendios .

Breve Des-cripción de la Invención La descripción proporciona una dispersión de aceite vegetal que contiene un polímero seco, molido, reticulado, hinchable con agua para el uso en la prevención y/o extinción de incendios. De manera ventajosa, la dispersión se mezcla fácilmente con un suministro de agua.

Adicionalmente, la dispersión se puede combinar con agua para proporcionar una mezcla de aditivo-agua con una viscosidad suficientemente alta tal que la mezcla se adhiera fácilmente a las superficies verticales y horizontales en un espesor f ncional. Adicionalmente, el polímero contenido en la dispersión tiene un tiempo de hinchamiento muy corto (para absorber el agua) , y se succiona fácilmente en una manguera contra incendios a través del uso de equipo normal de combate a incendios. Adicionalmente, debido a que la dispersión de la descripción comprende aceite vegetal, se favorece de forma ambiental su uso como un aditivo para combatir incendios, con relación a los polímeros basados en emulsión con aceite mineral. En una modalidad de la descripción, los métodos para aplicar partículas de polímero a una superficie para prevenir y/o extinguir un incendio incluye proporcionar partículas de polímero reticuladas en la forma de una dispersión de aceite vegetal, adicionar la dispersión como un aditivo absorbente de agua al agua en una cantidad suficiente para incrementar la viscosidad de la mezcla resultante de agua-aditivo por arriba de aproximadamente 100 cps, y dirigir la mezcla de aditivo-agua sobre una superficie para prevenir y/o extinguir un incendio, en donde después de la absorción del agua, el aditivo retiene más de aproximadamente 50 por ciento en peso (% en peso) del agua total . En otra modalidad de la descripción, los métodos para aplicar partículas de polímero a una superficie para prevenir y/o extinguir un incendio incluyen adicionar una dispersión que comprende un aceite vegetal y un polímero seco, molido, reticulado, hinchable con agua, al agua para formar una mezcla de agua-aditivo, y dirigir la mezcla de agua-aditivo sobre una superficie para prevenir y/o extinguir un incendio, en donde el polímero retiene más de aproximadamente 50 por ciento en peso (% en peso) del agua en la mezcla de agua-aditivo después del hinchamiento.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una ilustración del equipo típico usado para aplicar partículas de polímero a una superficie para prevenir y/o extinguir un incendio; y La Figura 2 es una representación esquemática que ilustra una modalidad de la descripción.

Descripción Detallada de la Invención Los métodos descritos utilizan un aditivo de agua para prevenir y/o extinguir un incendio. El aditivo es una dispersión que contiene un aceite vegetal y un polímero reticulado, hinchable con agua. La dispersión se produce al dispersar un polímero seco, molido, hinchable con agua en aceite vegetal, opcionalmente con agentes tensoactivos apropiados de agentes estabilizadores, como se necesite o se desee. En una modalidad preferida, la dispersión comprende un polímero reticulado, seco en aceite vegetal, y emulsionadores de agentes de suspensión adecuados . De manera preferente, la dispersión es un polímero reticulado, seco de al menos un monómero hidrófilo dispersado en aceite vegetal. Típicamente, el polímero es un copolímero de acrilamida y derivado de ácido acrílico (por ejemplo, una sal de acrilato) . De manera preferente, el polímero es un terpolímero de una sal de acrilato, acrilamida y sal de ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico (AMPS) . Las partículas de polímero que resultan de la polimerización se muelen en general a un tamaño menor de aproximadamente 74 micrones, usualmente con 70 % de las partículas que son de un tamaño de menos de 37 micrones. Sin embargo, se pueden usar partículas de polímero que tienen un tamaño que varía desde aproximadamente 10 micrones a aproximadamente 200 micrones . Se puede usar virtualmente cualquier aceite vegetal insoluble en agua para preparar la dispersión. De manera preferente, el aceite vegetal es aceite de nava (o su forma refinada, aceite de ca óla) . Típicamente, se forma un gel después de que se adiciona la dispersión al agua de combate a incendios . La elección del aceite y del tamaño de partícula de las partículas de polímero, reticuladas, dispersadas, hinchables con agua se determina por la suavidad/rigidez deseada del gel que se forma después de que se adiciona la dispersión al agua de combate a incendios. En general, la formación de gel inmovilizado se presenta en aproximadamente tres segundos o menos; de esta manera las partículas tienen de manera preferente un tiempo de hinchamiento de menos de aproximadamente tres segundos. El gel tiene típicamente una viscosidad de al menos aproximadamente 100 cps, de manera preferente al menos aproximadamente 500 cps, hasta aproximadamente 50,000 cps. La formación de gel "inmovilizado" significa que el gel se adherirá a una superficie vertical en el contacto. Se pueden usar agentes tensoactivos con un bajo HLB para ayudar a la dispersión de las partículas secas de polímero en el aceite vegetal. Se pueden adicionar agentes tensoactivos con alto HLB a la dispersión para modificar la capacidad de flujo del gel para requerimientos específicos de combate a incendios. Un agente tensoactivo de bajo HLB particularmente adecuado es monooleato de sorbitan. Se usa monooleato de sorbitan como un emulsionador en alimentos . De manera preferente, el aditivo se presenta en cantidad suficiente tal que después de la absorción de agua, el aditivo retiene más de aproximadamente 50 % en peso del agua total . Se pueden usar un agente de suspensión, tal como sílice ahumada, para proporcionar estabilidad y capacidad de flujo a la dispersión. Esto permite que la dispersión se introduzca al suministro de agua en una forma líquida, tal que se puede succionar fácilmente con equipo normal de combate a incendios . El uso de sílice ahumada no sólo proporciona estabilidad a la dispersión, sino también incrementa de manera sorprendente la estabilidad de la mezcla (gel) de agua-aditivo, y permite una concentración menor de aditivo para producir un gel inmovilizado. También se aprueba sílice ahumada como un aditivo directo a alimentos . Las dispersiones poliméricas que comprenden, que consisten esencialmente de, o que consisten de aceite vegetal (por ejemplo, aceite de cañóla) , monooleato de sorbitan, y sílice ahumada son particularmente deseadas por los aspectos de salud, seguridad, ambientales y de manejo ya que estos componentes de formulación son ya sea alimenticio o se aprueban como aditivos directos a alimentos. El aditivo se adiciona típicamente al agua en una concentración de aproximadamente 0.1 por ciento en volumen (% en vol.) a aproximadamente 50 % en volumen, usualmente no más de aproximadamente 20 % en volumen. De manera preferente, el aditivo se adiciona al agua en una concentración de aproximadamente 0.1 % en volumen a aproximadamente 10 % en volumen, de manera más preferente de aproximadamente 1 % en volumen a aproximadamente 3 % en volumen, o de aproximadamente 1 % en volumen a aproximadamente 2 % en volumen. El aditivo combina las propiedades de un polímero súper absorbente, ya que puede absorber cantidades significativas de agua con relación a su tamaño y peso, y un espesante, ya que la mezcla resultante de agua-aditivo tiene una viscosidad relativamente alta. De esta manera, la mezcla de agua-aditivo se rocía desde el extremo de una manguera contra incendios se adhiere fácilmente en espesor funcional tanto a superficies verticales como horizontales . Esta adherencia permite que la mezcla de agua-aditivo impida que el fuego dañe la estructura a la cual se adhiere durante un periodo relativamente prolongado de tiempo, reduciendo de este modo al mínimo la necesidad de labor para revestir la estructura. El uso de esta mezcla de agua-aditivo para revestir una estructura que está cerca de un incendio proporciona por lo tanto revestimiento protector a la estructura. De esta manera, el incendio no se propagará tan rápidamente debido a que debe superar los efectos de la cantidad significativa de agua presente en las partículas de polímero cargadas de agua del aditivo que se adhieren a la estructura. Adicionalmente, debido a que la cantidad de agua absorbida por el aditivo se evapora menos rápidamente que lo proporcionado por el agua pura, el uso del aditivo proporciona más agua para prevenir y/o extinguir incendios . Adicionalmente, los beneficios de combate a incendios del aditivo se pueden reabastecer por nebulización (es decir, subsiguiente al revestimiento de una estructura con la mezcla de agua-aditivo) . La nebulización se realiza típicamente cuando se evapora una porción de agua retenida por el polímero. El método de adicionar este aditivo al agua de combate a incendios es preferentemente mediante succión, bombeo, o adición por lote a la fuente de agua. La naturaleza y propiedades del aditivo permiten la succión a través del equipo normal de combate a incendios . Como se muestra en la Figura 1, el aditivo se puede succionar en una manguera 10 de combate a incendios de cualquier manera adecuada, tal como aquélla usada actualización para succionar espumas de combate a incendios, tal como la espuma acuosa de formación de película (AFFF) . Se coloca una manguera 12 de de arrastre en un cubo 14 del aditivo. El flujo del agua a través de la manguera 10 de combate a incendios crea una presión negativa en una boquilla 16 succionadora, que entonces extrae el aditivo del cubo 14 hacia el flujo del agua a través de la manguera 10 de combate a incendios. La boquilla 16 succionadora tiene una válvula interna por la cual se puede controlar el flujo del aditivo. Este aditivo se puede usar con el equipo normal existente de combate a incendios y no requiere la compra de equipo nuevo. Debido a que el aditivo es una dispersión fluida, no hay necesidad de adicionar un agente transportador o liberador para permitirle que se succione o mezcle. De manera alternativa, el aditivo se puede adicionar por lotes al tanque 18 de agua en un camión 20 de bomberos. Una vez más nuevamente, debido a que el aditivo es una dispersión fluida, no hay necesidad de agitación extensiva o de adición de un agente transportador o liberador separado para evitar la aglomeración, como que es necesario con los aditivos sólidos que actualmente se usan. Se requiere típicamente sólo el mezclado limitado en esta adición por lote del aditivo de la descripción. Cuando se introduce el aditivo a una cantidad significativa del agua de combate a incendios tal como a través de la succión en una manguera de combate a incendios o adición por lote en un tanque de agua, la dispersión se mezcla con el agua de combate a incendios, y las partículas de polímero dentro de la dispersión se exponen a un volumen grande de agua y absorben rápidamente cantidades significativas del agua. Las partículas hinchadas de la dispersión de aceite vegetal forman un fluido homogéneo, altamente viscoso. Debido a la naturaleza de la dispersión, la mezcla de agua-aditivo resultante tiene un tiempo corto (preferentemente cerca de tres segundos o menos) de hinchamiento o absorción y una viscosidad relativamente alta, que permite que la mezcla se adhiera fácilmente tanto a superficies verticales como horizontales. Adicionalmente, la mezcla de agua-aditivo tiene suficiente fluidez para permitir que el aditivo se succione fácilmente a través del equipo normal de combate a incendios. Cuando se rocía la mezcla de agua-aditivo sobre una superficie vertical u horizontal, la mezcla se adhiere a la superficie, extinguiendo de este modo el incendio y/o proporcionar una protección extendida contra incendio para las estructuras localizadas cerca de un incendio. Como se ilustra en la Figura 2, cuando la mezcla se rocía sobre una superficie 22, las partículas 24 de polímero cargadas de agua se apilan una en la parte superior de la otra. Esto es similar a cómo la AFFF y otras espumas se usan, pero las partículas 24 de polímero se cargan con agua y las burbujas tradicionales de espuma se rellenan con aire. Este relleno con agua mejora dramáticamente las cualidades de protección térmica del aditivo. Cuando el incendio alcanza la superficie 22, las partículas 24 de polímero cargadas con agua que están más cerca de incendio absorben el calor hasta el punto en que se alcanza la evaporación del agua. De esta manera, las partículas 24 de polímero cargadas con agua que están más cerca de la pared se protegen hasta que se evapora el agua de las partículas 24 de polímero exteriores cargadas con agua. Entonces, la siguiente capa de las partículas 24 de polímero cargadas con agua absorbe calor hasta el punto en que se alcanza la evaporación de agua, protegiendo de este modo las capas inferiores restantes de las partículas de polímero cargadas con agua. Este proceso continúa hasta que se evapora el agua de la capa más inferior de las partículas 24 de polímero cargadas con agua. Este proceso absorbe significativamente calor de forma más efectiva de lo que hace el uso de espumas convencionales que usan aire en lugar de agua para absorber el calor puesto que el agua tiene una capacidad térmica .significativamente mayor que las burbujas de aire. Como un beneficio adicional, en el momento en que el incendio ha evaporado el agua de las capas de partículas de polímero cargadas con agua hacia abajo a la superficie protegida, el revestimiento en la superficie por arriba del punto de penetración del incendio pueden deslizarse hacia abajo para volver a revestir parcialmente y continuar protegiendo el área penetrada por el incendio, dependiendo de la viscosidad del gel de revestimiento. Esto también reduce al mínimo la labor y los recursos materiales actualmente necesarios para volver a remojar periódicamente las superficies. Obviamente, en algún punto, el incendio evaporará sustancialmente toda el agua del aditivo si continúa quemando el incendio. Pero al retardar el avance del incendio y el daño hecho por el incendio, y al usar el aditivo para combatir directamente el incendio, los bomberos serán capaces de combatir más efectivamente el incendio desacelerado y se reducirá de manera significativa el daño hecho por el incendio con relación al daño hecho cuando se usan las técnicas y materiales convencionales de combate a incendios para combatir incendios. Por consiguiente, el aditivo representa un adelante sustancial en la tecnología de combate a incendios . Como se describe anteriormente, cuando se rocía el agua directamente sobre un incendio, mucha del agua nunca combate efectivamente el incendio debido a que el aire súper calentado por arriba del incendio evapore el agua antes de que el agua pueda alcanzar las flamas. Sin embargo, cuando se usa el aditivo descrito, más agua alcanza el incendio debido a que las partículas de polímero de aditivo cargadas con agua retrasan la evaporación, y el proceso de evaporación es más lento. De esta manera, no sólo más agua alcanza el incendio, sino que se usa menos agua que cuando se usa simplemente agua, o aún cuando se usan aditivos convencionales, tal como espumas de combate a incendios. También, cuando se aplica simplemente agua, una gran proporción del agua que se aplica directamente al incendio (y no se evapora) se escurre o remoja en el suelo y de esta manera se desperdicia después de su aplicación inicial . Como un beneficio adicional, la mezcla de agua-aditivo de la descripción también reviste las cenizas o la estructura quemada que se quemó, en lugar de escurrirse o remojarse en el suelo, que ayuda a prevenir la re-activación, debido a que las partículas de polímero cargadas con agua son capaces de absorber calor y la mezcla, que es viscosa, se adhiere a la superficie y priva a la superficie del oxígeno necesario para la combustión, proporcionando de esta manera también un efecto de sofocación en la superficie quemada. Debido a estas propiedades del aditivo, también la mezcla de agua-aditivo es adecuada para el uso como una suspensión artificial al incendio cuando se combaten incendios forestales o de matorrales. La mezcla se puede rociar por adelantado del incendio y revestirá la estructura, tal como los matorrales y árboles, tal que el incendio detendrá su avance cuando alcance el área tratada, permitiendo que los bomberos extingan las llamas sin que avance adicionalmente el incendio. Esto provoca significativamente menos daños que lo que hace el uso de los medios convencionales de suspensiones o brechas contra incendio, tal como el uso de máquinas excavadoras o el quemado controlado para despejar un área para una brecha contra el incendio. El aditivo puede absorber agua en cantidades significativas con relación a su propio peso. Una vez que se han adicionado las partículas de aditivo al agua de combate a incendios y absorben agua a su capacidad (preferentemente en tres segundos o menos) , las partículas pueden tener más de aproximadamente 90 % en peso del agua que se usa para combatir el incendio. El polímero es preferentemente un polímero seco, reticulado, hinchable con agua en una dispersión de aceite vegetal . El polímero puede ser un polímero de monómeros hidrófilos, tal como acrilamida, derivados de ácido acrílico, anhídrido de ácido maleico, ácido itacónico, acrilato de 2-hidroxi-etilo, dimetacrilato de polietilenglicol, metacrilato de alilo, dimetacrilato de tetraetilenglicol, dimetacrilato de trietilenglicol, dimetacrilato de dietilenglicol, dimetacrilato de glicerol, metacrilato de hidroxipropilo, metacrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 2-ter-butil-amino-etilo; dimetilaminopropil-metacrilamida, metacrilato de 2-dimetílaminoetilo, acrilato de hidroxipropilo, trimetacrilato de trimetilolpropano, derivados de ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, y otros monómeros hidrófilos. De manera preferente, el polímero es un copolímero de acrilamida y derivados de ácido acrílico y de manera más preferente, un terpolímero de una sal de acrilato, acrilamida y una sal de ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico (AMPS) . Las sales pueden ser en general cualquier sal monovalente, pero de manera preferente son sales de sodio o potasio. Muchos de estos polímeros secos están comercialmente disponibles y se usan rutinariamente en pañales desechables. Una viscosidad significativamente mayor a 100 cps y aún en el intervalo de 500 cps a 50,000 cps se puede obtener fácilmente y utilizar de manera benéfica para el aditivo descrito. Esto es en contraste con el estado de la técnica como se representa por la patente de los Estados Unidos número 5,190,110 de von Blücher et al . , la cual enseña que son indeseables las viscosidades por arriba de 100 cps y no se pueden trabajar en el combate a incendios. Las altas viscosidades de la mezcla de agua-aditivo permiten que la mezcla de agua-aditivo tengan mejor adherencia a las superficies verticales, aún en las mezclas de agua-aditivo son aún suficientemente fluidas tal que el aditivo se puede succionar exitosamente a través del equipo normal de combate a incendios . Debido al grado de dureza del agua, en otras palabras, la cantidad de cationes divalentes en el agua, que afecta el grado de hinchamiento de las partículas de polímero, también se puede introducir un componente para contrarrestar la dureza del agua. Un monómero adecuado para contrarrestar la dureza del agua en esta aplicación es AMPS o un derivado del mismo. La cantidad de AMPS incluida en el polímero seco se puede variar dependiendo de la dureza del agua en la región particular de uso. Sin embargo, el polímero es efectivo sin la inclusión de un producto químico para contrarrestar la dureza del agua, particularmente en regiones geográficas que no tienen agua dura. El tamaño de partícula de polímero en la dispersión es en general menor de 74 micrones con 70 % a 95 % de las partículas que en general tienen un tamaño menor de aproximadamente 37 micrones. El tamaño de partícula del polímero permite un tiempo preferido de hinchamiento de aproximadamente tres segundos o menos de modo que las partículas terminan su hinchamiento durante el tiempo desde cuando se succiona el aditivo en el agua de combate a incendios a cuando la mezcla de aditivo/agua se va a inmovilizar en la superficie que se va a proteger. Debido a su dispersión en un sistema de aceite vegetal/agente tensoactivo, las partículas en el aditivo de la descripción tendrán de manera preferente un tiempo de hinchamiento de aproximadamente tres segundos o menos, en tanto que el tiempo de hinchamiento de las partículas convencionales de polímero tienen, a lo mucho un tiempo de hinchamiento de aproximadamente 10 segundos (ver, por ejemplo, la '460 de von Blücher, et al . ) . Las partículas convencionales de polímero frecuentemente tienen tiempos de hinchamiento de minutos o aún horas (ver, por ejemplo, patente de los Estados Unidos número 3,247,171 de Walker, et al . ) , antes de absorber suficiente agua para ser adecuadas para el uso en el combate a incendios . Estos tiempos prolongados de hinchamiento son inadecuados para el uso en un sistema de succión sin preparación por adelantado y/o equipo especial significativo . Debido al corto tiempo de hinchamiento y el estado fluido del aditivo descrito, el aditivo es excelentemente adecuado para ser usado en un sistema de educción con una manguera de combate a incendios y una fuente de agua, tal como un camión tanque o un hidrante de combate a incendios . Esto elimina la necesidad de equipo especial para practicar los métodos de la descripción. La descripción también es adecuada para el uso por la adición directa del aditivo a un tanque de un camión tanque. Para este fin, sólo son necesarios 10 galones 'a 15 galones de aditivo (es decir, menos de 130 libras) para trata el tanque normal de 500 galones en un camión tanque de bomberos. Esto es una mejora significativa con respecto al estado de la técnica, como se ilustra por la patente '460 de von Blücher et al . , en donde se requieren 200 gramos de aditivo por cada litro de agua, que es equivalente a aproximadamente 835 libras para un tanque típico de 500 galones.

Ejemplos Se han llevado a cabo varias pruebas del aditivo para evaluar el combate a incendios y las propiedades de protección a incendios del mismo.

Ejemplo 1 Una hoja de madera contrachapeada de 4 pies por 4 pies y de 1/4 de pulgada de grueso se revistió con el producto 4 de la tabla, posterior, usando un eductor, a un espesor de aproximadamente 1/4 de pulgada con una solución al 2.5 % en volumen de una mezcla de agua-aditivo. Después de esta aplicación, la madera contrachapeada se sometió a una flama abierta generada por un chorro de gas de propano. El tiempo para quemar la madera contrachapeada tratada se midió y se comparó con el tiempo para quemar una hoja idéntica de madera contrachapeada que no se trató. El tiempo de quemado para la madera contrachapeada tratada fue de 9 minutos, 12 segundos. El tiempo de quemado para la madera contrachapeada no tratada fue de 2 minutos, 40 segundos .

Ejemplos 2-7.- Protección Comparativa Contra Incendios La educción del aditivo en una corriente de agua contra incendios no garantiza la concentración exacta del aditivo ni permite el espesor exacto de revestimiento de gel. A fin de hacer comparaciones exactas del retardante al fuego de las concentraciones de aditivo, de los espesores de gel y de las estabilidades de la superficie vertical, se realizaron experimentos para controlar estas variables . Se prepararon concentraciones exactas de una serie de aditivos en un mezclador a una baja velocidad que simuló la preparación del eductor. Se revistieron tablas de álamos de 1/4 de pulgada de grueso con espesores exactos de revestimiento (usando una técnica de girado) . Adicionalmente, se usó una distancia exacta de impacto y un calor exacto de flama de propano. En todos los casos, se inmovilizaron en al menos tres segundos los geles preparados en el mezclador de la mezcla de aditivo/agua y se usaron en las pruebas . El gel entonces se extendió en la tabla de álamo al espesor detallado en la tabla 1, y se probó como se describe anteriormente.

Notas de referencia: (1) La superficie de la tabla de control interrumpe la flama en 11 segundos y se quema en 2 minutos, 24 segundos . (2) El producto de combate a incendios, de emulsión comercial basada en aceite mineral, 38 % en peso (% en peso) de contenido de polímero activo. (2A) (2) más 2 % en peso de sílice ahumada (CAB-O- SIL EH-5) adicionada. (3) Dispersión basada en polímero seco: 38.9 % en peso de polímero seco molido (99.9 % de polímero seco de menos de 74 micrones, 94.5 % de menos de 44 micrones, 90 % de menos de 37 micrones), 2.4 % en peso de monooleato de sorbitan (Span 80), 58.7 % en peso de aceite de cañóla. (4) Dispersión basada en polímero seco: 38.2 % en peso de polímero seco molido (misma molienda de polímero seco como en (3) anterior), 2.3 % en peso de monooleato de sorbitan, 1.7 % en peso de sílice ahumada (CAB-0-SIL EH-5) , 57.8 % en peso de aceite de ca óla. (5) Dispersión basada en polímero seco: 38.0 % en peso de polímero seco molido (misma molienda de polímero seco como en (3) y (4) anterior), 2.3 % en peso de monooleato de sorbitan (Span 80), 0.6 % en peso de agente tensoactivo con alto HLB (Dow XL-80N) , 1.7 % en peso de sílice ahumada (CAB-O-SIL EH-5) , 57.4 % en peso de aceite de cañóla . (6) Dispersión basada en polímero seco: 38.2 % en peso de polímero seco molido (99.8 % de polímero seco de menos de 74 micrones, 82.9 % de menos de 44 micrones, 73.4 % de menos de 37 micrones), 2.3 % en peso de monooleato de sorbitan (Span 80), 1.7 % en peso de sílice ahumada (CAB-O-SIL EH-5) , 57.8 % en peso de aceite de cañóla. (7) Dispersión basada en polímero seco de la descripción: 39.1 % en peso de polímero seco molido (misma molienda como en (3), (4) y (5) anterior), 1.8 % en peso de sílice ahumada (CAB-0-SIL EH-5) , 59.1 % en peso de aceite de cañóla . Los datos en la tabla demuestran el desempeño sorprendente del gel de combate a incendios producido a partir del producto que contiene el polímero seco descrito. El producto 4, un polímero seco molido fino en aceite de cañóla se incorpora a un emulsionador de bajo HLB y sílice ahumada, da una superior protección a incendios el producto 3 , la misma formulación pero sin sílice ahumada. Además de proporcionar estabilidad a la dispersión, la presencia de sílice ahumada estabiliza sorprendentemente el gel formado cuando la dispersión se adiciona al agua de combate a incendios, reduciendo significativamente la concentración necesaria para que el revestimiento del gel se adhiera a la superficie vertical. Esto significa que no sólo se requiere una menor concentración de la dispersión para producir un gel verticalmente estable, sino también que el agua disponible en el gel para combatir el incendio se incrementa para un espesor determinado de gel . Para comparación, se probó un producto de emulsión basado en aceite mineral comercial (producto 2) . El producto 2 es inferior en la protección a incendios del producto 4 de la descripción. Adicionalmente, la viscosidad de la formulación basada en aceite mineral del producto 2 sí no se mejora de manera significativa (en producto 2A) por la adición de sílice ahumada para permitir la concentración reducida. La estabilidad incrementada en gel conferida por la sílice ahumada con el portador de aceite vegetal (que es en realidad un éster de ácido graso que se presenta de forma natural) en la dispersión de la descripción es un beneficio significativo e inesperado. Como se describe en la U.S. 6,245,252 Bl (columna 7, renglón 19) , los polímeros de emulsión producidos por polimerización de fase inversa requieren emulsionadores con mayor HLB a fin de "invertir" rápidamente la emulsión. El emulsionador de inversión emulsiona la fase continua de aceite en el agua diluyente, exponiendo las partículas de polímero al agua de modo que se puedan hinchar. En la presente descripción, que usa un aceite vegetal, es decir, un éster de ácido graso, no se requiere un agente tensoactivo de inversión, que frecuentemente se refiere como un agente humectante, a fin de producir rápidamente un gel muy estable.

Otro resultado sorprendente es que la adición del agente humectante (agente tensoactivo con alto HLB) en el producto 5 no reduce de forma mensurable en tiempo para la formación de gel (todos los productos probados formaron gel en menos de aproximadamente 3 segundos) . Adicionalmente, la adición del agente tensoactivo de alto HLB reduce la viscosidad del gel al grado que no se puede reducir la concentración a un grado posible con el producto 4, el producto libre de alto HLB, y mantiene aún un revestimiento vertical estable. La combinación del polímero molido, seco en un aceite vegetal que contiene agente tensoactivo de bajo HLB y sílice ahumada con agua produce un gel homogéneo, suave que es un producto de combate a incendios, extremadamente efectivo. Sin el agente tensoactivo de bajo HLB (producto 7) , una concentración de 2 % en volumen producirá un gel verticalmente estable pero el revestimiento no es tan homogéneo y las concentraciones por arriba de 2.5 % en volumen llegan a ser desmenuzables . Será difícil el control de la aplicación con boquillas eductoras . El producto 6 demuestra que una molienda aún más gruesa del polímero seco se puede usar, sin embargo, se pierde alguna estabilidad vertical del gel, que requiere una concentración de gel ligeramente mayor en comparación al producto 4. En la aplicación, el aditivo se puede proporcionar en un recipiente de un galón o de cinco galones para el uso con un sistema de educción normal. La concentración del aditivo para la educción está preferentemente entre 0.1 % y 10 % (volumen a volumen) , pero son aceptables concentraciones de hasta 20 % en volumen. Una vez que la concentración está significativamente por debajo de 20 % en volumen, frecuentemente llega a ser indómita la viscosidad de la mezcla agua-aditivo. Igualmente, para el uso en mezclado directo en un tanque, el aditivo se mezcla por lote en una concentración de entre preferentemente 0.1 % en volumen y 10 % en volumen, pero son aceptables concentraciones de hasta aproximadamente 20 % en volumen. Las concentraciones de aditivo de aproximadamente 1.0 % en volumen a aproximadamente 3.0 % en volumen proporcionan características adecuadas para el combate a incendios, y en general son innecesarias concentraciones mayores . El uso de concentraciones menores también mejora la efectividad en el costo.

Claims (23)

1. REIVINDICACIONES 1. Método para aplicar partículas de polímero cargadas con agua a una superficie para prevenir y/o extinguir un incendio, el método está caracterizado porque comprende : (a) adicionar una dispersión que comprende un aceite vegetal y un polímero seco, molido, reticulado, hinchable con agua, al agua para formar una mezcla de agua-aditivo que contiene partículas de polímero cargadas con agua, en donde el polímero retiene más de aproximadamente 50 por ciento en peso (% en peso) del agua en la mezcla de agua-aditivo después del hinchamiento, el aceite y el tamaño de partícula del polímero que se seleccionan para dar por resultado la formación de un gel inmovilizado; y (b) dirigir la mezcla de agua-aditivo que comprende el gel inmovilizado sobre una superficie para prevenir y/o extinguir un incendio.
2. 2. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de adición comprende eductar la dispersión en el agua con efecto normal de educción que combate a incendios .
3. 3. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de adición comprende la adición por lotes de la dispersión al agua.
4. 4. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la dispersión comprende adicionalmente al menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste de agentes tensoactivos y agentes estabilizadores.
5. 5. Método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el agente tensoactivo tiene un valor neto de equilibrio hidrófobo/hipófilo (HLB) de menos de aproximadamente 8.
6. 6. Método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el agente estabilizador es sílice ahumada.
7. 7. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la dispersión se adiciona en una cantidad suficiente para incrementar la viscosidad de la mezcla de agua-aditivo a por arriba de 100 centipoises (cps) .
8. 8. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aceite vegetal se selecciona del grupo que consiste de aceite de nava y aceite de cañóla.
9. 9. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero tiene un tiempo de hinchamiento de menos de aproximadamente tres segundos .
10. 10. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la dispersión se adiciona en una cantidad suficiente para incrementar la viscosidad de la mezcla de agua-aditivo a entre aproximadamente 500 cps y aproximadamente 50,000 cps.
11. 11. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero se forma a partir de un monómero hidrófilo.
12. 12. Método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el monómero hidrófilo se selecciona del grupo que consiste de acrilamidas y derivados de ácido acrílico.
13. 13. Método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el derivado de ácido acrílico es una sal de acrilato.
14. 14. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero es un terpolímero de una sal de acrilato, acrilamida y una sal de ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico .
15. 15. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una concentración de la dispersión de la mezcla de agua-aditivo está entre aproximadamente 0.1 % en volumen (% en volumen) y aproximadamente 50 % en volumen .
16. 16. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una concentración de la dispersión de la mezcla de agua-aditivo está entre aproximadamente 0.1 % en volumen y aproximadamente 10 % en volumen.
17. 17. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una concentración de la dispersión de la mezcla de agua-aditivo está entre aproximadamente 1% en volumen y aproximadamente 2 % en volumen.
18. 18. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero seco tiene un tamaño de partícula de aproximadamente 10 micrones a aproximadamente 200 micrones.
19. 19. Método de conformidad con la reivindicación 8 , caracterizado porque el polímero seco comprende partículas que tienen un tamaño de partícula de menos de 74 micrones .
20. 20. Método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el polímero seco comprende partículas que tienen un tamaño de partícula de menos de 44 micrones .
21. 21. Método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el polímero seco comprende partículas que tienen un tamaño de partícula de menos de 37 micrones .
22. 22. Método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque de 70 % a 95 % de las partículas del polímero seco tienen un tamaño de partícula de menos de 37 micrones.
23. 23. Método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el 90 % de las partículas de polímero seco tienen un tamaño de partícula de menos de 36 micrones .