Как горячие металлические осколки от инфраструктуры вызывают лесные пожары

Горячие металлические частицы, образующиеся от линий электропередач, перегретых тормозов, железнодорожных путей или других видов металлического трения в индустриальном обществе, могут достигать температуры более 5000 градусов по Фаренгейту (около точки кипения большинства металлов). Падая на землю, они остывают, но способны воспламенить горючий материал, такой как хвоя или сухая трава, что приводит к быстрому распространению огня.

Ежегодно в США происходит не менее 28 000 пожаров из-за подобных раскалённых частиц. Эта проблема остаётся актуальной, особенно в районах на границе урбанизированных и природных территорий, где есть сочетание источников искр и естественного горючего материала. Инженеры при поддержке Национального научного фонда США (NSF) изучают условия, приводящие к такому «точечному» воспламенению.

«Наименее изученный аспект проблемы — что происходит после того, как частица попадает на горючую подложку», — отметил Карлос Фернандес-Пелло, инженер-механик из Калифорнийского университета в Беркли. В лабораторных экспериментах команда тестировала частицы из латуни, нержавеющей стали, меди и алюминия разного размера (от кончика карандаша до ластика), нагретые до 1100–2200°F, на различных видах топлива (ячменная трава, хвоя, измельчённая бумага).

Исследование показало, что относительно крупные осколки (например, от перегретых тормозов или сварки) могут вызывать возгорание даже при более низких температурах на определённых типах топлива. Мелкие частицы, хотя и образуются чаще, требуют для воспламенения более высокой температуры. Ключевую роль также играют размер, форма и расположение элементов топлива, причём легче всего загорается мелко измельчённая сухая древесина.

Полученные данные помогут усовершенствовать компьютерные модели прогнозирования пожаров. «Улучшенные модели распространения огня могут дать землеустроителям и государственным агентствам более эффективные инструменты для принятия профилактических мер», — считает Фернандес-Пелло. Результаты работы применимы не только для предотвращения лесных пожаров, но и в других областях, например, при изучении воспламенения ракетного или транспортного топлива.