Eco-friendly fire-fighting foams based on a powder formulation
Résumé
Fire-fighting foams (FFF) are crucial for controlling and extinguishing fires by suppressing flames, preventing re-ignition, and restricting fire spread [1]. However, conventional FFF formulations often include chemical additives linked to adverse environmental and health effects. Current formulations include high quantities of water, surface-active agents, preservatives, and anti-corrosion agents [1]. They need to remain stable at varying temperatures, be easily dilutable with different water hardness, possess favorable viscosity, and exhibit excellent foaming properties. In response to these concerns, eco-friendly FFF emerge as an environmentally sustainable alternative, utilizing renewable materials like protein-based components, natural fibers, and agricultural by-products. These formulations aim to confer fire-fighting properties while minimizing the release of toxic compounds, thereby reducing their environmental impact. Our objective is to decrease the overall environmental footprint of the formulation by designing a stable powder formulation that quickly dissolves in different types of water, exclusively using green raw ingredients with good foaming properties (foamability and foam stability), inspired by the utilization of keratin hydrolysates in early FFF compositions [1].
The studied system is based on plant proteins, such as pea albumin with the addition of green surfactants. Initially we investigated the dissolution rate of each component based on water hardness and temperature alone or in combination, as well as the rheological properties. Additionally surface properties of each component were studied by means of the Wilhelmy plate method. Finally, we studied the foam properties of the different formulations, using a Dynamic Foam Analyzer to quantify the foamability and foam stability.
Overall, bio-based FFF powder formulation stands out as a promising, sustainable solution for fire suppression, offering effective fire control capabilities while imposing minimal environmental impact post-application.
Les mousses anti-incendie (FFF) sont essentielles pour contrôler et éteindre les incendies en supprimant les flammes, en empêchant la réinflammation et en limitant la propagation du feu [1]. Cependant, les formulations conventionnelles des mousses anti-incendie comprennent souvent des additifs chimiques liés à des effets néfastes sur l'environnement et la santé. Les formulations actuelles contiennent de grandes quantités d'eau, d'agents tensioactifs, de conservateurs et d'agents anticorrosion [1]. Elles doivent rester stables à des températures variables, être facilement diluables en fonction de la dureté de l'eau, posséder une viscosité favorable et présenter d'excellentes propriétés moussantes. En réponse à ces préoccupations, les FFF écologiques apparaissent comme une alternative écologiquement durable, utilisant des matériaux renouvelables tels que des composants à base de protéines, des fibres naturelles et des sous-produits agricoles. Ces formulations visent à conférer des propriétés anti-incendie tout en minimisant la libération de composés toxiques, réduisant ainsi leur impact sur l'environnement. Notre objectif est de réduire l'empreinte environnementale globale de la formulation en concevant une formulation en poudre stable qui se dissout rapidement dans différents types d'eau, en utilisant exclusivement des matières premières vertes ayant de bonnes propriétés moussantes (aptitude à la formation de mousse et stabilité de la mousse), inspirée par l'utilisation d'hydrolysats de kératine dans les premières compositions FFF [1].
Le système étudié est basé sur des protéines végétales, telles que l'albumine de pois, avec l'ajout de tensioactifs verts. Dans un premier temps, nous avons étudié la vitesse de dissolution de chaque composant en fonction de la dureté de l'eau et de la température, seules ou combinées, ainsi que les propriétés rhéologiques. En outre, les propriétés de surface de chaque composant ont été étudiées au moyen de la méthode de la plaque de Wilhelmy. Enfin, nous avons étudié les propriétés de la mousse des différentes formulations, en utilisant un analyseur de mousse dynamique pour quantifier la moussabilité et la stabilité de la mousse.
Dans l'ensemble, la formulation de poudre FFF d'origine biologique se présente comme une solution prometteuse et durable pour la suppression des incendies, offrant des capacités efficaces de contrôle des incendies tout en imposant un impact minimal sur l'environnement après application.