Đặc điểm nguy hiểm cháy, nổ của xăng sinh học E10 và hướng dẫn an toàn PCCC

1. Những điểm tương đồng và khác biệt của xăng E10 với xăng khoáng thông thường dưới góc độ an toàn PCCC

Việc sử dụng nhiên liệu sinh học pha trộn (ethanol-gasoline blends) ngày càng phổ biến nhằm giảm phát thải và phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch. E10 (10% ethanol, 90% xăng khoáng) là một trong những hỗn hợp thông dụng nhất. 

a) Những điểm tương đồng giữa xăng E10 với xăng khoáng thông thường:

- Tính dễ cháy cao: Cả E10 và xăng khoáng đều là chất lỏng cực kỳ dễ cháy; điểm chớp cháy rất thấp (thường < 0°C) và có thể hình thành hỗn hợp hơi-không khí dễ nổ ở nhiệt độ môi trường.

- Giới hạn cháy hơi tương tự: Nghiên cứu cho thấy giới hạn cháy (LEL/UEL) của E10 gần bằng hoặc không khác biệt đáng kể so với xăng khoáng thông thường.

- Mật độ hơi nặng hơn không khí: Cả hai đều có mật độ hơi > 1 (hơi chìm, tụ xuống các vùng thấp) làm tăng rủi ro cháy, nổ trong hố, hầm, hay không gian kín. 

b) Những khác biệt quan trọng liên quan tới an toan PCCC

- Tính phân cực và tính hòa tan trong nước: Ethanol là phân tử phân cực, có khả năng hòa tan một phần trong nước. Ở nồng độ thấp như E10, nhiên liệu vẫn chủ yếu nổi trên nước nhưng có tính dung hòa hơi nước cao hơn; trong các hỗn hợp có ethanol ≥ ~15% trở lên (E15+), nhiên liệu có thể hòa tan/pha trộn với nước, làm thay đổi hành vi cháy và giảm hiệu quả của bọt tiêu chuẩn. Mặc dù E10 chưa hoàn toàn hòa tan trong nước như E85, đặc tính phân cực này vẫn có ảnh hưởng trong một số điều kiện (ví dụ khi có nước lẫn vào bồn chứa). 

- Tương tác với bọt chữa cháy: Một số loại bọt AFFF truyền thống bị phá hủy hoặc giảm hiệu quả khi xử lý nhiên liệu có cồn (đặc biệt ở nồng độ cao). Với E10 tác động ít nghiêm trọng hơn E85 nhưng vẫn có thể khiến bọt chữa cháy hoạt động kém hiệu quả trong trường hợp nhiên liệu bị pha loãng hoặc biến tính. Do đó cần kiểm tra loại bọt phù hợp và tính kháng cồn của chúng.

- Ảnh hưởng tới vật liệu và ăn mòn: Ethanol có tính ăn mòn hơn nhiều so với xăng thuần, có thể phá hủy các gioăng, ống dẫn, bồn chứa không tương thích, dẫn đến rò rỉ về lâu dài - tăng nguy cơ tạo môi trường phát sinh hơi dễ cháy. Đây là yếu tố gián tiếp làm tăng nguy cơ cháy nổ theo thời gian hoạt động của thiết bị.

- Tích điện và phóng điện tĩnh: Độ dẫn điện của hỗn hợp có thể khác nhau; trong một số trường hợp E10 có thể giảm dẫn điện so với xăng tinh khiết nếu không có phụ gia dẫn điện, tăng nguy cơ tích điện khi bơm, chiết rót. Vì vậy biện pháp tiếp đất và nối đất khi tiếp nhận và bơm nhiên liệu rất quan trọng. 

- Nhiệt lượng giải phóng khi cháy: Nghiên cứu so sánh cho thấy ở cùng kích thước tràn đổ, lửa từ xăng thuần đôi khi có mật độ nhiệt/hiệu ứng bức xạ lớn hơn (tuy nhiên sự khác biệt không phải là cơ sở để giảm nhẹ biện pháp phòng ngừa).

2. Lưu ý khi trang bị phương tiện, chất chữa cháy tại cơ sở sử dụng xăng E10

- Để hoạt động PCCC đạt hiệu quả, phải đồng bộ các hoạt động từ khâu phòng ngừa, cụ thể: cần chọn đúng loại chất tạo bọt chữa cháy, đúng thiết bị, đúng cấu hình, và xác nhận chúng đã được đánh giá vận hành tốt theo hệ thống. Với nhiên liệu có thành phần ethanol như xăng E10, lựa chọn bắt buộc là phải trang bị chất tạo bọt chữa cháy kháng cồn (AR-alcohol-resistant). Hiện nay, các chất tạo bọt nhóm này gồm hai họ chính: AR-AFFF (bọt tạo màng kháng cồn) và AR-SFFF/F3-AR (bọt tổng hợp không fluor nhưng vẫn kháng cồn). KHÔNG sử dụng chất tạo bọt thông thường để dập cháy đối với các đám cháy Ethanol (trong đó có Xăng E10), do Ethanol có thể hấp thụ nước trong bọt thông thường (AFFF), làm mất màng phim và khiến bọt sụp nhanh, khó duy trì hiệu ứng bao phủ bề mặt và ngăn bay hơi tạo hỗn hợp dễ bốc cháy.

- Khi nghiệm thu hệ thống chữa cháy bằng bọt, tại tiêu chuẩn UL 162 dành cho bọt giãn nở thấp có quy định đánh giá hiệu năng chữa cháy của hệ thống chữa cháy bằng bọt (hoá chất và thiết bị), đồng thời hướng dẫn cơ chế kiểm tra, thử nghiệm, đánh giá định kỳ để bảo đảm tính ổn định của hệ thống. Trong các mô tả kỹ thuật và tài liệu hướng dẫn vận hành, yêu cầu thử nghiệm điển hình là phép thử khay chứa Heptan/Ethanol 50 ft² (4,65 m²), cho nhiên liệu cháy tự do 60 s, sau đó phun bọt dập cháy ở cường độ phun khoảng 1,63 L/m²phút.

- Song song với lựa chọn chất tạo bọt, các cơ sở kinh doanh, sử dụng xăng E10 cần hoàn thiện quy trình “vệ sinh công nghệ”: tương thích vật liệu với E10 (có tính ăn mòn); duy trì hệ thống nối đất–đẳng thế và kiểm soát vận tốc nạp/xả để giảm rủi ro tĩnh điện; có hệ thống thông gió/thu hồi hơi vì E10 có thể bay hơi mạnh hơn trong những thời điểm nhất định. Đồng thời thiết lập quy trình quản lý nước xâm nhập, hấp thụ vào xăng E10, quản lý hiện tượng tách pha trong bồn nhiên liệu (làm thay đổi đặc tính cháy của nhiên liệu trong bồn chứa). Cuối cùng là bài toán thiết kế hệ thống chữa cháy tự động bằng bọt, phải bảo đảm cung cấp đúng chủng loại, đủ lượng dung dịch chữa cháy theo các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật do chủ đầu tư công bố áp dụng trong quá trình thiết kế hệ thống.

3. Lưu ý về chiến thuật chữa cháy đối với đám cháy xăng E10

- Khi tiếp cận hiện trường, nguyên tắc đầu tiên là nhận diện đúng loại nhiên liệu đang cháy. Nếu có căn cứ xác định đám cháy liên quan xăng sinh học hoặc khi chưa xác định chắc chắn, lựa chọn an toàn là dùng chất tạo bọt kháng cồn vì nó phù hợp với cả loại nhiên liệu thông thường và nhiên liệu sinh học. Dù thành phần xăng E10 chủ yếu là hydrocacbon, nhưng chỉ 10% ethanol đã đủ làm thay đổi hành vi bề mặt-nhất là khi có nước lẫn vào, gây tách pha.

- Đối với đám cháy bề mặt (tràn trên nền): dùng bình bột, CO₂ cho đám cháy nhỏ; dùng bọt AR-AFFF cho đám cháy mặt phẳng rộng, đặc biệt nếu nhiên liệu có dấu hiệu hòa tan với nước. Nước phun sương dùng để làm mát vùng chứa liền kề.

- Đối với xe bồn hay bồn chứa lớn: phối hợp phong tỏa, làm mát bằng nước phun sương từ khoảng cách an toàn, dùng foam AR-AFFF để kiểm soát bề mặt khi phù hợp. Có phương án chuẩn bị đường thoát cho chiến sỹ chữa cháy do khả năng phát thải hơi nặng. 

- Về kỹ thuật phun bọt, hãy ưu tiên phương pháp phun nhẹ - gentle application, rain‑down, bank‑in/roll‑on (không dùng lăng phun áp lực cao để phun xả trực tiếp vào bề mặt nhiên liệu cháy) giúp bọt tiếp cận bề mặt êm, hạn chế khuấy trộn. Mục tiêu là hình thành nhanh lớp bọt ổn định (màng polymer đối với AR‑AFFF hoặc lớp mảng bọt bền đối với AR‑SFFF) để ức chế hơi và ngăn ngừa tiếp xúc oxy. Nếu phun mạnh trực diện thì tia phun mạnh có thể xuyên thủng lớp bọt, khuấy nhiên liệu và làm sụp hiệu quả.

- Về tỉ lệ pha, đa số sản phẩm chất tạo bọt chữa cháy bên rượu khuyến nghị tỷ lệ trộn 3%. Cường độ phun và thời gian phun cần bám tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất và tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật lựa chọn áp dụng trong thiết kế; với đám cháy nhiên liệu chảy tràn, mức tham chiếu để phun là 0,10 gpm/ft² (~4,1 LPM/m2) trong tối thiểu 15 phút giúp chỉ huy ước lượng nhanh nhu cầu bọt–nước trong giai đoạn đầu [16]. Trong mọi trường hợp, không trộn lẫn các chất tạo bọt chữa cháy khi nhà sản xuất không cho phép; sự tương kỵ có thể gây đông tụ, tắc đường ống và sai lệch tỉ lệ trộn.

- Trang bị thiết bị bảo hộ cá nhân phù hợp: mặt nạ phòng độc hoặc SCBA khi chiến sỹ chữa cháy vào vùng có hơi; áo chống cháy; găng tay chống hóa chất. Huấn luyện đặc thù: diễn tập tình huống tràn E10, bơm/chuyển giao, xử lý rò rỉ nhỏ, sử dụng bọt AR-AFFF và kỹ thuật phun bọt.

4.  Một số loại chất chữa cháy hiệu quả đối với xăng E10 hiện nay

Như đã trình bày ở trên, hiện nay trên thị trường hiện có hai nhóm chất chữa cháy hiệu quả với xăng E10: AR‑AFFF truyền thống - hiệu quả, quen dùng, tạo màng trên hydrocacbon và có polymer bảo vệ trên polar; và AR‑SFFF/F3‑AR- thế hệ chất chữa cháy không fluor, đang được nhiều cơ sở cân nhắc để giảm thiểu vi phạm quy định về hạn chế hóa chất chứa fluor. Ở cả hai nhóm, điều quan trọng vẫn là sản phẩm phải được thử nghiệm/niêm yết theo tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật và có bảng khuyến nghị thiết bị–ứng dụng rõ ràng. Một số sản phẩm phổ biến hiện nay:

- OLAS 33/36 3% Vinafoam: Sản phẩm của Công ty TNHH Vinafoam Việt Nam, là chất tạo bọt tổng hợp tạo màng, được tạo ra từ chất hoạt động bề mặt chứa flo và chất hoạt động bề mặt gốc hydrocacbon, polyme trọng lượng phân tử cao cùng với nhiều dung môi khác, ưu điểm là cần năng lượng tương đối thấp để tạo thành bọt, đồng thời dung dịch từ bọt có khả năng hình thành lớp màng trên hầu hết các bề mặt nguyên liệu hydrocacbon, bề mặt nguyên vật liệu phân cực hòa tan trong nước như dung môi gốc rượu, aceton … [1]

- National Foam/Perimeter Solutions - UniversalF3™ Green 1%–3% (AR‑SFFF, không fluor): Theo công bố 11/2024, đây là bọt F3‑AR đầu tiên đạt UL & ULC 162 cho cả Type II (gentle) và Type III (forceful) [2][3][4]. Với E10, lựa chọn an toàn là dùng ở 3% trừ khi datasheet chỉ dẫn khác.

- Chemguard - NFF‑331 (AR‑SFFF 3×3, không fluor): Thiết kế cho cả hydrocacbon và polar ở nồng độ 3%; tài liệu kỹ thuật nêu dải nhiệt độ vận hành “per UL 162” và có hướng dẫn tỉ lệ, cấu hình thiết bị tương thích [5][6][7].

- ANSUL (JCI) - ANSULITE® A335 3×3 (AR‑AFFF): Sản phẩm 3×3 cho hydrocacbon và polar; datasheet mô tả dải nhiệt độ vận hành theo UL‑162, và khả năng proportion bằng bladder tank, balanced‑pressure, around‑the‑pump… [8][10].

- Viking - ARC 3×3 UL (AR‑AFFF 3×3): Tài liệu nêu tested theo UL 162 (7th ed.) và dùng được với thiết bị phun có/không hút khí; phù hợp hệ thống cố định lẫn đội hình di động [9][11].

- Perimeter Solutions - ARCTIC™ 3×3 ATC (AR‑AFFF 3×3): Datasheet công bố UL 162 Listed, ULC S564 Listed, FM 5130 Approved; phù hợp nhiều cấu hình phun (aspirating/non‑aspirating) [12].

- WILLIAMS FIRE & HAZARD CONTROL (JCI) - T‑STORM® NFF 3×3 UL201 (AR‑SFFF): Foam F3‑AR 3×3, UL 162 listed; tài liệu hãng mô tả ứng dụng gentle/forceful, đặc tính burnback và khuyến nghị thiết kế theo chuẩn UL [13][14][15].

5. Kết luận

- Về cơ bản, E10 và xăng khoáng có mức độ nguy hiểm cháy nổ tương đương: đều hình thành hỗn hợp hơi-không khí dễ cháy và có điểm chớp cháy rất thấp. 

- Khác biệt quan trọng từ góc độ PCCC là: (1) tính phân cực/quan hệ với nước; (2) ảnh hưởng tới hiệu quả bọt chữa cháy (cần AR-AFFF trong một số tình huống); (3) vấn đề tương thích vật liệu và ăn mòn dẫn đến rò rỉ lâu dài; (4) chú trọng chống tĩnh điện khi bơm chiết. Các cơ sở và đội PCCC phải cập nhật quy trình, huấn luyện và trang bị để xử lý đặc thù của nhiên liệu xăng E10./.

Phòng Quản lý khoa học – công nghệ và kiểm định phương tiện phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ

Tài liệu tham khảo

[1] https://vinafoam.vn/san-pham (OLASS 33; OLASS 36)

[2] Firehouse Press Release (18/11/2024). The First UL Listed Type II & Type III AR‑SFFF 1%–3%…https://www.firehouse.com/apparatus/components/foam-systems/press-release/55243639/national-foam-the-first-ul-listed-type-ii-type-iii-ar-sfff-1-3-foam-concentrate

[3] International Fire & Safety Journal Americas (11/2024). New fluorine‑free foam approved for UL/ULC 162. https://fireandsafetyjournalamericas.com/new-fluorine-free-firefighting-foam-approved-for-ul-and-ulc-162-standards/

[4] National Foam. History & Innovation (mốc 2024—UniversalF3 Green 1%–3% đạt UL 162 Type II & III). https://www.nationalfoam.com/s/HISTORY-INNOVATION_CONTENT.pdf

[5] Chemguard. NFF‑331 (AR‑SFFF 3×3) – trang sản phẩm. 

https://www.chemguard.com/fire-suppression/catalog/foam-concentrates/Non-Fluorinated-Foam-Concentrate/NFF-331.aspx

[6] Johnson Controls. CHEMGUARD® NFF 3x3 UL201 – Data Sheet. 

https://docs.johnsoncontrols.com/specialhazards/api/khub/documents/v_F2n5O0Ek3qRjlL5uAlng/content

[7] SOS Safety (reseller). NFF‑331 – thông số & application rate (tham chiếu UL 162 Type III). https://sos-safety.com/shop/a16381hldv-chemguard-nff-331-3x3-non-fluorinated-foam-concentrate-5g-pail/

[8] ANSUL/TTK. ANSULITE® A335 3×3 AR‑AFFF – Datasheet. 

https://www.ttkfire.com/images/ttkfire/product/ansul/firefighting-foam/ANSUL_3x3AR-AFFF.pdf

[9] Viking. ARC 3×3 UL – Datasheet. 

https://www.vikinggroupinc.com/databook/related/foam%20concentrates/arc3x3ul.pdf

[10] InControl FP. ANSULITE® 3×3 LV AR‑AFFF – Datasheet. 

https://www.incontrolfp.com/docs/3x3Ansulite.pdf

[11] Viking. ARC 3×3 S C6 – Datasheet. https://qpket.com/files/appendix/02-ARC-3X3S-C6-FOAM-CONCENTRATE-DataSheet-.pdf

[12] Perimeter Solutions. ARCTIC™ 3×3 ATC – Datasheet (UL 162/ULC/FM). 

https://www.perimeter-solutions.com/wp-content/uploads/2021/04/PERI_Arctic3x3ATC_FoamConcentrate_Datasheet_v1.pdf

[13] Johnson Controls (Press). Williams Fire & Hazard Control – T‑STORM® NFF 3×3 UL201 – Press release. https://www.johnsoncontrols.com/media-center/news/press-releases/2021/05/11/williams-fire-hazard-control-t-storm

[14] Williams Fire & Hazard Control. T‑STORM® NFF 3×3 UL201 – Data Sheet. 

https://www.tycofpp.com/uploads/media/WM-2021115-02_A4_T-STORM_NFF_3x3_UL201_Foam_Concentrate.pdf

[15] FOAMAX (reseller). T‑STORM® NFF 3×3 UL201 – Brochure. 

https://www.foamax.com.pl/files/764635199/ent-stormnff3x3ul201_1.pdf

[16] Firehouse Magazine (2011). Basic Foam Operations – Part 5 (tham chiếu 0,10 gpm/ft²). https://www.firehouse.com/operations-training/article/10462559/basic-foam-operations-part5