V dnešní době jsou teploty nadprůměrné, tedy je i zvýšené riziko požárů volných porostů nebo uskladněných materiálů jako je například seno, sláma nebo uhlí. Při skladování různých materiálů dochází k tzv. samo zahřívání a proto za určitých podmínek může dojít k požáru. Pro vznik požáru stačí, aby vzniklé teplo bylo vyšší než teplo odváděné. Požár může vzniknout zaviněním člověka, případně jinou přírodní událostí nebo samovznícením.

Tento článek popisuje metodu prevence vzniku požáru samovznícením. Podle procesu, který se v počátcích samo zahřívání podílí na zvyšování teploty, dělíme samovznícení na:

Fyzikální samovznícení
Příkladem tohoto typu je samovznícení uhlí, kde obsažený uhlík má schopnost svým povrchem pohlcovat plyny a páry, přičemž vzniká teplo. Samovznícení uhlí napomáhá skladování ve velkých hromadách (je splněna podmínka malého povrchu k odvodu tepla. K fyzikálnímu samovznícení může dojít i ohřevem látky, úderem (např. třaskaviny).

Chemické samovznícení
K chemickému samovznícení dochází stykem dvou nebo více látek, při kterém probíhá exotermická reakce – vniká velké teplo. Tyto chemické děje jsou vyvolané buď stykem látky s kyslíkem (oxidace), ale také s vodou (sodík, draslík a jejich sloučeniny, karbidy vápníku atd.).

Biologické samovznícení
K biologickému samovznícení jsou náchylné rostlinné materiály, jako je seno, luskoviny, obilniny atd. Podmínkou pro samovznícení je nerovnoměrné rozložení vlhkosti a tím různorodá jakost vrstvené hmoty. Podstatou biologického samovznícení je činnost mikroorganismů (bakterií), která vede k zahřívání. Při teplotě asi 70 °C začnou bakterie odumírat. Teplota je však již dostačující pro rozpad některých jednodušších rostlinných látek, z nichž vzniká uhlík. Ten dále funguje shodně jako v případě uhlí, tj. že oxiduje a tím zvyšuje teplotu látky, vzniká další uhlík a uvolňují se i jiné látky, až při teplotě 250 – 300 °C, následně dojde ke vznícení rostlinné hmoty.

Ve většině případů jde o biologické samovznícení u uskladněného sena či jiných materiálů. Tento proces podporuje deštivé počasí, kdy se seno či sláma uskladňuje vlhké, což samovznícení podporuje.

Jak samovznícení předcházet?

Většině samovznícení předchází postupné zvyšování vlhkosti a následně zvyšování teploty ve skladovaných materiálech.

Jestliže budeme schopni pravidelně vyhodnocovat teplotu a vlhkost v daném prostředí, budeme schopni vyhodnotit hrozbu samovznícení.

Pravidelné měření zmiňovaných fyzikálních veličin uskladněných materiálů a jejich následné vyhodnocení poskytne informaci o začátku procesu možného samovznícení. Samotné čidlo pro měření lze umístit přímo do středu uloženého materiálu, neboť ke své činnosti dlouhodobě nepotřebuje externí napájení ani jinou externí infrastrukturu pro přenos naměřených veličin.

Čidla IoT se vyznačují velmi dlouhou možností provozu napájenou z malé baterie a datových přenosů na velmi velkou vzdálenost. Čidla s technologií LPWAN dokáží posílat informace v řádech roků na vzdálenost desítek kilometrů. Čidla jsou vyráběna jako kompaktní zařízení o velikosti cigaretové krabičky.

Samotná instalace čidla se provádí tak, že se jednoduše vloží do kupy skladovaného materiálu. Zde vzniká otázka, jak čidlo v případě poruch nalezneme? V případě ztráty, nebo zničení čidla nedochází k velké ekonomické škodě, neboť samotná cena čidla se pohybuje v řádu jednotek tisíc korun, tedy  čidlo je jednoduše nahraditelné.

Je zapotřebí si uvědomit, že samotná implementace čidla nestačí. Veškeré získané informace jsou řádně zpracovány a vyhodnocovány. Výše uvedený obrázek znázorňuje princip implementace čidel  do uceleného systému s následným vyhodnocením. Překročením prahové hodnoty dochází k vygenerování alarmu, který je zaslán správci skladiště.

Tato aplikace IoT čidel je modifikovatelná i na jiné modelové příběhy. Pro případné dotazy k modifikaci projektu nás neváhejte kontaktovat.