Estudio de las medidas de emergencia en el lugar del incendio y de los equipos de emergencia en los combatientes que se enfrentan al agotamiento del aire en la mascarilla de respiración

【Abstract】 Lo que más asusta a todo bombero es que se encuentre con que el aire se acabará antes de su retirada. Aunque los bomberos son entrenados rigurosamente y disciplinados severamente antes de la asignación, siempre es posible que debido a la complejidad de la escena del incendio, la retirada más tarde que el plan, la ruta de evacuación bloqueada, perderse en el sitio, los bomberos no han dejado la escena del incendio, mientras que el aire en la respiración se agotó. Este documento va a tomar una discusión sobre las medidas de emergencia para hacer frente al agotamiento del aire del respirador, y avanzar una propuesta para equipar a los bomberos con botes de filtro que tienen interfaz expresa a la máscara. Esta investigación proporcionará una protección útil cuando el bombero se encuentre en peligro de agotamiento del aire de los respiradores.
【Keywords】respirador; agotamiento del aire; escena del incendio; medida de emergencia; equipo de emergencia.

0 Prefacio
Cuando se produce un incendio, la combustión de materiales combustibles producirá una gran cantidad de gas, calor y humo, entre los cuales el humo y el gas se denominan colectivamente humo de incendio, que generalmente se compone de una mezcla de sólidos en suspensión, partículas líquidas y gases producidos por la combustión. Los principales componentes de los gases de combustión son partículas sólidas y gases tóxicos como monóxido de carbono, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y cianuro de hidrógeno.
El humo del incendio propagará el fuego, afectará a la vista de las personas, provocará quemaduras de alta temperatura y causará intoxicaciones, además de causar grandes daños al cuerpo humano. Según las estadísticas, la mayoría de las muertes en el lugar del incendio se deben a la inhalación de humo. Por lo tanto, para los bomberos que realizan tareas en el lugar del incendio, el respirador es uno de los equipos más importantes para proteger la seguridad personal.

1 Estado de utilización de los aparatos de respiración de aire de los bomberos
1.1 Composición estructural y principio de funcionamiento del respirador de aire
En la actualidad, en el proceso de lucha contra incendios y rescate en nuestro país, el principal aparato respiratorio equipado es el aparato respiratorio de aire de presión positiva (denominado aparato respiratorio de aire). La composición del respirador de aire de presión positiva se divide generalmente en: máscara, válvula de suministro de aire, cilindro de gas, reductor de presión, respirador de soporte para la espalda, la capacidad del tanque de gas es generalmente de 6.8L, y el cilindro de gas es un cilindro de gas compuesto de aleación de aluminio con revestimiento de fibra de carbono" , Tiene las ventajas de seguridad y estabilidad, fuerte resistencia a la presión, peso ligero, cómodo de llevar y un rendimiento estable. El aire comprimido de alta presión se almacena en la botella, y la presión de trabajo es de 30MPa. Después de que el aire de alta presión en la botella de gas se descomprime por el reductor de presión, entra en la presión media La vía aérea se envía a la válvula de suministro de aire, y la válvula de suministro de aire se conecta a la máscara, y el gas de presión media se descomprime a la presión que el cuerpo humano puede respirar de acuerdo con la inhalación del usuario. La parte de la máscara para que el usuario respire se utiliza para cubrir la cara y aislar tóxico , El gas nocivo entra en el sistema respiratorio humano. Hay una válvula de escape en la máscara para descargar el gas exhalado por el usuario, y el interior de la máscara mantiene una presión positiva. La válvula de escape es una válvula unidireccional, que sólo puede exhalar pero no inhalar para garantizar la seguridad del usuario. El soporte trasero se utiliza para apoyar la parte del cilindro y la parte del reductor de presión, y mantener todo el conjunto de respirador de aire de presión positiva y el usuario bien desgastado.
1.2 Utilización de aparatos de respiración de aire
Antes de realizar tareas de extinción de incendios y rescate, todos los bomberos deben someterse a una formación estricta sobre el uso de respiradores, que incluye formación adaptativa y formación sobre gestión de la respiración. El entrenamiento adaptativo consiste en dejar que los bomberos usen el respirador de aire para el entrenamiento diario del sujeto, de modo que los bomberos se acostumbren a usar el respirador de aire para respirar, se acostumbren a usar el respirador de aire para llevar a cabo operaciones ofensivas y evacuaciones seguras, y a través del entrenamiento repetido, encuentren personas y equipos. La mejor combinación y hacer que el cuerpo forme una memoria. El entrenamiento en gestión respiratoria exige a los bomberos que eviten en la medida de lo posible los esfuerzos físicos innecesarios para reducir el consumo de oxígeno; el entrenamiento en gestión respiratoria exige también a los bomberos que mantengan la calma en los momentos críticos, que mantengan un límite inferior de respiración, que no consuman oxígeno a ciegas y de forma activa. Encuentre la mejor manera de afrontarlo.
El equipo de rescate contra incendios aplica un estricto control de las órdenes de seguridad operativa en el lugar del incendio. Todos los bomberos que entran en el lugar del incendio deben comprobar cuidadosamente la fiabilidad y la presión de aire del equipo de respiración de aire. Si la presión de aire de la botella no cumple la norma, no se puede utilizar. El responsable de seguridad registrará la hora a la que los bomberos entran en el lugar del incendio y les recordará que deben evacuar a tiempo. En el caso de los bomberos que no puedan evacuar a tiempo, el cuartel general del lugar deberá organizar inmediatamente el rescate de emergencia. 2 Análisis de las razones del agotamiento de los equipos de respiración de aire en el lugar del incendio
Aunque los bomberos han recibido una formación profesional y estricta, y el equipo de rescate de incendios tiene una gestión estricta sobre el uso seguro de los respiradores de aire, no se puede evitar el agotamiento de los respiradores de aire en los incendios. Las principales razones son las siguientes:
2.1 El tiempo de uso del respirador de aire es corto
Según la prueba de Du Xin y otros de la antigua Escuela de Policía Armada, el respirador de aire de 6,8 L puede utilizarse durante una media de 50 minutos en marcha normal (1,5 m/s) cuando se lleva un traje de lucha contra incendios y una presión inicial de 30 Mpa en un entorno sin fuego. Haciendo footing se puede utilizar una media de 22,1min (2,74m/s). El consumo de oxígeno al subir escaleras es 2,72 veces superior al de caminar sobre terreno llano, y el consumo de oxígeno al bajar escaleras es 1,87 veces superior al de caminar sobre terreno llano. En el entorno del incendio, los bomberos están muy estresados, la carga operativa es alta, el cuerpo humano se ve afectado por altas temperaturas, y el consumo de energía física aumenta, y los bomberos a menudo necesitan subir y bajar escaleras, y el tiempo de uso de los aparatos de respiración de aire se acortará aún más. Al mismo tiempo, existen diferencias evidentes en las tasas individuales de consumo de oxígeno entre las distintas personas.
Debido al limitado tiempo de uso de los respiradores de aire, los bomberos tienen un tiempo de trabajo muy corto en el lugar del incendio. La dirección de desplazamiento, extinción y rescate, y evacuación deben ser muy claras. La actuación es muy decisiva y casi no hay margen para el error. En cuanto haya un desfase entre la situación del incendio y la previsión , o un determinado eslabón de combate se encuentre con una emergencia y se retrase, los bomberos se enfrentarán a la presión de un suministro insuficiente de aire de los equipos de respiración aérea, y cada minuto de retraso puede acarrear graves consecuencias.
2.2 El escenario del incendio es complejo y cambiante
La lucha contra incendios y el rescate es un puesto de alto riesgo, y el entorno del lugar del incendio está cambiando rápidamente. Con el desarrollo de la sociedad y la economía, siguen apareciendo todo tipo de edificios nuevos y nuevas tecnologías, aumentan los incendios de edificios altos y bajos (edificios de gran altura, edificios subterráneos, complejos a gran escala, empresas petroquímicas), y los incendios de edificios industriales y comerciales nuevos tienen grandes cargas de fuego, grandes áreas de incendio, hay muchos tipos de materiales y una alta densidad de personal. Cuando los bomberos atacan cuerpo a cuerpo, a menudo no pueden evacuar según lo previsto o el tiempo de evacuación supera las expectativas debido a cambios repentinos en la situación del incendio y a nuevos riesgos y situaciones; la ruta de evacuación prevista inicialmente se bloquea debido a derrumbes locales, explosiones o cambios en la dirección de propagación del incendio; la gran superficie del edificio y la compleja estructura pueden hacer que los bomberos se pierdan en el lugar del incendio, etc., lo que puede provocar que el aire del respirador se agote antes de que el personal sea evacuado por completo. 3 Medidas de emergencia después de que se agote el aire del respirador
Cuando el aire del respirador esté a punto de agotarse, los bomberos estarán bajo una gran presión psicológica y deberán encontrar una salida segura y abandonar la zona peligrosa en poco tiempo. Cuando no puedan salir de la zona de peligro en poco tiempo, se enfrentarán a la amenaza de asfixia. Cuando se detecta que el aire del respirador está a punto de agotarse, generalmente se deben tomar las siguientes medidas:
3.1 Mantenga la calma y ejerza un estricto control de la respiración Cuando evalúe que el volumen de aire restante no es suficiente para evacuar el incendio con seguridad, haga todo lo posible.
Puede prolongar el tiempo de uso del gas residual. Los bomberos deben controlar sus emociones, mantener la calma, alejarse lo más posible de las altas temperaturas y del peligro, controlar estrictamente su respiración y evitar el consumo innecesario de aire. Cualquier movimiento impulsivo y a ciegas acelerará el consumo de oxígeno y provocará una crisis más rápida. Si no se puede mantener la calma, es fácil cometer errores en la toma de decisiones y perder la oportunidad de escapar. Mantener la calma es muy importante para que los bomberos puedan escapar del apuro, y el consumo es 1,87 veces superior al de viajar en terreno llano. En el entorno del incendio, los bomberos están muy estresados, la carga operativa es alta, el cuerpo humano se ve afectado por altas temperaturas, y el consumo de energía física aumenta, y los bomberos a menudo tienen que subir y bajar escaleras, y el tiempo de uso de los aparatos de respiración de aire se acortará aún más. Al mismo tiempo, existen diferencias evidentes en las tasas individuales de consumo de oxígeno entre las distintas personas.
Debido al limitado tiempo de uso de los respiradores de aire, los bomberos tienen un tiempo de trabajo muy corto en el lugar del incendio. La dirección de desplazamiento, extinción y rescate, y evacuación deben ser muy claras. La actuación es muy decisiva y casi no hay margen para el error. En cuanto haya un desfase entre la situación del incendio y la previsión , o un determinado eslabón de combate se encuentre con una emergencia y se retrase, los bomberos se enfrentarán a la presión de un suministro insuficiente de aire de los equipos de respiración aérea, y cada minuto de retraso puede acarrear graves consecuencias.

2.2 El escenario del incendio es complejo y cambiante
La lucha contra incendios y el rescate es un puesto de alto riesgo, y el entorno del lugar del incendio está cambiando rápidamente. Con el desarrollo de la sociedad y la economía, siguen apareciendo todo tipo de edificios nuevos y nuevas tecnologías, aumentan los incendios de edificios altos y bajos (edificios de gran altura, edificios subterráneos, complejos a gran escala, empresas petroquímicas), y los incendios de edificios industriales y comerciales nuevos tienen grandes cargas de fuego, grandes áreas de incendio, hay muchos tipos de materiales y una alta densidad de personal. Cuando los bomberos atacan de cerca, a menudo no pueden evacuar según lo previsto o el tiempo de evacuación supera las expectativas debido a cambios repentinos en la situación del incendio y a nuevos riesgos y situaciones; la ruta de evacuación prevista inicialmente se bloquea debido a derrumbes locales, explosiones o cambios en la dirección de propagación del incendio; la gran superficie del edificio y la compleja estructura pueden hacer que los bomberos se pierdan en el lugar del incendio, etc., lo que puede provocar que el aire del respirador se agote antes de que el personal sea evacuado por completo.
3 Medidas de emergencia tras la salida del aire del respirador
Cuando el aire del respirador esté a punto de agotarse, los bomberos estarán bajo una gran presión psicológica y deberán encontrar una salida segura y abandonar la zona peligrosa en poco tiempo. Cuando no puedan salir de la zona de peligro en poco tiempo, se enfrentarán a la amenaza de asfixia. Cuando se detecta que el aire del respirador está a punto de agotarse, generalmente se deben tomar las siguientes medidas:
3.1 Mantenga la calma y ejerza un estricto control de la respiración Cuando evalúe que el volumen de aire restante no es suficiente para evacuar el incendio con seguridad, haga todo lo posible.
Puede prolongar el tiempo de uso del gas residual. Los bomberos deben controlar sus emociones, mantener la calma, alejarse lo más posible de las altas temperaturas y del peligro, controlar estrictamente su respiración y evitar el consumo innecesario de aire. Cualquier movimiento impulsivo y a ciegas acelerará el consumo de oxígeno y provocará una crisis más rápida. Si no se puede mantener la calma, es fácil cometer errores en la toma de decisiones y perder la oportunidad de escapar. Mantener la calma es muy importante para que los bomberos puedan escapar de un dilema, y es útil que los bomberos utilicen todas las condiciones disponibles para aumentar la posibilidad de escapar. Sin embargo, una mente calmada y un buen control de la respiración están sujetos a las rígidas restricciones de los límites fisiológicos, y todavía se necesita urgentemente un equipo eficaz para proporcionar protección.

3.2 Pedir ayuda a tiempo y tomar las medidas adecuadas para esperar el rescate
Cuando consideren que el respirador no es suficiente para una evacuación segura, los bomberos no deben dudar en enviar un mensaje de socorro, y enviarlo al menos tres veces para que el comandante y los compañeros puedan recibir el mensaje de socorro. La información de socorro debe incluir el título del departamento, el nombre, la ubicación exacta (o la última ubicación que se pueda determinar) y la situación de socorro. A continuación, en función de la situación real en el lugar, decida si debe quedarse quieto y esperar el rescate, o buscar una salida a un lugar seguro y esperar el rescate. En general, en los edificios de viviendas, debe situarse lo más cerca posible de las ventanas exteriores. Si no hay ninguna ventana exterior cerca, debe trasladarse lo más lejos posible a un lugar relativamente seguro, fácil de buscar y claramente señalizado para que lo encuentre el personal de búsqueda y rescate.
El problema de esperar al rescate es que la velocidad del rescate de emergencia es muy limitada. Para el equipo de búsqueda y rescate es muy rápido encontrar a la persona en apuros en 5-10 minutos en un entorno oscuro. El tiempo necesario para la búsqueda y rescate de emergencia a menudo supera el tiempo de la ventana de rescate. Bajo la presión de quedarse sin aire, es muy difícil para los bomberos mantener la calma y a menudo no toman las decisiones correctas, entre ellas determinar su ubicación y trasladarse a un lugar adecuado para esperar el rescate, lo que agrava el dilema.
3.3 Filtrado del aire con trajes de combate
Una vez agotado el aire del respirador, sin duda la peor opción es quitarse la mascarilla y exponerse directamente al humo del incendio. En caso de emergencia, debe inclinarse y arrastrarse por el suelo. Puede desenchufar el conector rápido de la válvula de suministro de aire y el tubo de suministro de aire, e introducirlo en el traje de combate por el cuello. Por un lado, puede utilizar el aire del traje de combate para suministrar respiración. Los trajes de combate pesados pueden actuar como un simple purificador de aire. También es posible retirar la válvula de suministro de aire y cubrir directamente la entrada de aire de la máscara con un traje de combate o una capucha para filtrar el aire.
Póstrate en el suelo para ayudar a los bomberos a obtener oxígeno. Según un estudio estadístico de la Universidad de Yale, en un incendio, cuando el contenido de oxígeno del techo es de sólo 8,7%, el del suelo sigue siendo de 19%).
El problema de utilizar trajes de combate para filtrar el aire es que sólo pueden desempeñar la función de filtrado más simple, no pueden filtrar gases venenosos y su protección es muy limitada.
4 Diseño del equipo de emergencia una vez agotado el aire del aparato respiratorio
4.1 Estructura básica de los equipos de emergencia
4.1.1 Selección del material
Los equipos de emergencia pueden elegir oxígeno comprimido portátil o materiales antivirus tipo filtro. Si el oxígeno comprimido no está debidamente envasado y protegido, traerá riesgos de seguridad, y los cilindros de gas que pueden proporcionar suficiente protección de seguridad en la escena del incendio no son ligeros de peso, de tamaño pequeño, y son incómodos de llevar. Por lo tanto, es más práctico utilizar materiales antivirus de tipo filtro.
4.1.2 Estructura básica
Hay dos formas de respirar a través del material antivirus filtrante: una es conectar la interfaz rápida del tubo de suministro de aire de la válvula de suministro de aire al material antivirus filtrante para respirar; la otra es conectar directamente el material antivirus filtrante a la entrada de aire de la mascarilla para respirar.
Respirar a través de la interfaz rápida del tubo de suministro de aire de la válvula de suministro de aire es sencillo y rápido de operar, pero debido a que la válvula de suministro de aire está equipada con un dispositivo de descompresión, la resistencia a la respiración a través de la válvula de suministro de aire bajo presión normal es muy grande, y el cuerpo es incómodo y difícil de usar continuamente. La opción más científica es colocar el material antivirus tipo filtro en un recipiente especial para hacer un bote, y diseñar una interfaz estándar que coincida con la máscara respiratoria en el cuerpo del bote. El diseño del bote es el mismo que el de la máscara antigás, y se aplica la norma de diseño GB 2890-2009 "Máscara antigás con filtro autocebante de protección respiratoria".
El recipiente incluye una capa de filtrado, una capa de adsorción y una capa de tratamiento químico. La capa de filtrado está compuesta por algodón filtrante de alta eficacia y fibra de vidrio ultrafina u otros materiales sintéticos, la capa de adsorción es de carbón activado y la capa de tratamiento químico utiliza diferentes agentes de desintoxicación para diferentes gases tóxicos. Generalmente, los carbones activados especiales se cargan con agentes de desintoxicación específicos sin una capa de tratamiento químico separada. La figura 1 muestra un diagrama esquemático de la estructura de un bidón común.

4.2 Puntos de diseño del bidón
Los botes salvavidas para bomberos deben tener requisitos más estrictos que los botes civiles ordinarios.
4.2.1 Gran capacidad antivirus
Los bidones de incendio ordinarios pueden filtrar el 99,99% del humo y absorber los vapores tóxicos y algunos gases tóxicos. El CO no se puede adsorber, y el CO se puede oxidar a CO2 no tóxico mediante productos químicos especiales. Cuando se utiliza, se requiere que la concentración de oxígeno en el ambiente no sea inferior a 18%. Teniendo en cuenta la complejidad de los incendios modernos y la diversidad de los escenarios de trabajo de los bomberos, el bote debe ser diseñado con un filtro compuesto multifuncional para la protección de los bomberos para filtrar y procesar más tipos de gases venenosos.
4.2.2 El uso debe ser seguro y cómodo, ligero, de pequeño tamaño y fácil de transportar.
El peso de los bidones ordinarios no suele superar los 300 g, lo que resulta cómodo, compacto y fácil de transportar. El diseño del filtro multifuncional para bomberos también debe lograr un equilibrio entre las prestaciones de protección y la portabilidad. El peso total del bote debe controlarse dentro de los 500g para facilitar la portabilidad y evitar cargas adicionales para los bomberos en combate. El cuerpo de la bombona debe ser robusto y resistente, con prestaciones ignífugas, y su uso en el campo del fuego debe ser seguro y fiable.
Cuando se agota el aire del respirador, el bombero puede utilizar la bombona para cambiar al modo de protección filtrante y, a continuación, desechar el resto del respirador de aire (bombonas de gas, soporte dorsal, etc.).
Escapa rápido.
4.2.3 El tiempo de protección y la vida útil deben ser mayores
Por lo general, el tiempo de protección de la bombona no debe ser inferior a 30 minutos, a fin de proporcionar suficiente tiempo de escape a los bomberos. La vida útil del bote en almacenamiento sellado no debe ser inferior a 5 años para reducir el coste de uso.
5 La necesidad de instalar un bidón como equipo de emergencia
5.1 Necesidades urgentes en la realidad
Dada la naturaleza de alto riesgo de las operaciones de extinción de incendios y rescate, la situación de agotamiento del aire del respirador no puede evitarse por completo. Como se mencionó anteriormente, las medidas de emergencia convencionales pueden desempeñar un papel muy limitado, y en un corto período de tiempo, el tiempo de uso del respirador de aire no se puede mejorar significativamente. Por lo tanto, además de las medidas de emergencia convencionales, es necesario y urgente diseñar equipos de emergencia de reserva para los bomberos que puedan desempeñar un papel más importante.
En la actualidad, el bidón no está incluido en las normas sobre equipos de protección individual de los bomberos y, cuando las condiciones lo permitan, debería probarse primero para acumular experiencia y datos.
5.2 Potentes funciones prácticas
Cuando los bomberos están evacuando, en la mayoría de los casos no se encuentran necesariamente en las zonas más peligrosas. Cuando se agota el aire del respirador, el bote es suficiente para proporcionar protección de seguridad vital. Incluso en zonas cubiertas de humo, es posible que el uso de un bote no evite lesiones cuando se agote el aire del respirador, pero puede producirse la muerte inmediata si no se utiliza el bote.
Según los estudios estadísticos de las instituciones de investigación pertinentes, la concentración de oxígeno en el suelo de la mayoría de los focos de incendio es superior a 18%, lo que coincide con las condiciones de uso de la bombona. Incluso en un entorno en el que la concentración de oxígeno es inferior a 18%, la amenaza de gases tóxicos como el CO para las personas es mucho mayor que la de la hipoxia. En un ambiente hipóxico, el cuerpo humano apenas puede soportar durante un periodo de tiempo, pero ante un gas venenoso, el cuerpo humano puede soportarlo durante un tiempo mucho más corto.
El bote sólo debe utilizarse en las situaciones más urgentes y no entra en conflicto con el uso de respiradores de aire. Los botes están equipados para proporcionar a los bomberos una posibilidad alternativa de escape en las situaciones más críticas, y los botes no sustituyen a los equipos de respiración. Sin embargo, independientemente de las circunstancias, cuando el aire del respirador se agote, el bote protegerá la vida del bombero sin ningún efecto tóxico. Y en la mayoría de los casos, esta protección sigue siendo muy eficaz, y el bote tiene una gran practicidad.
6 Resumen
Mediante el uso de materiales antivirus de tipo filtro, en el momento más crítico, el respirador de aire a presión positiva del bombero puede cambiarse rápidamente a una máscara antigás, con el fin de luchar por la última oportunidad de escape de los bomberos. En el extranjero se han llevado a cabo investigaciones similares, pero no en China. y aplicación. En las condiciones técnicas existentes, el tiempo de uso del respirador de aire no puede mejorarse significativamente en un corto periodo de tiempo, y no puede evitarse el agotamiento del aire del respirador en el incendio. El uso de un bote es una elección muy acertada.
El bote es pequeño en tamaño y ligero en peso, por lo que no será una carga para los bomberos, pero puede proporcionar protección respiratoria a los bomberos en el momento más crítico. Como el último recurso y la confianza para los bomberos para escapar del fuego, la aplicación y la promoción de "botes" es de gran valor para proteger la vida de los bomberos, y es necesario y urgente.