آیا می دانستید در سال1976مواد شیمیایی خطرناک تولید شده در آمریکا بیش از دو میلیارد تن تخمین زده شده است. و این رقم در سال 1980به چهار میلیارد تن خواهد رسید. بیست سال آینده این رقم خیلی بیشتر از سال 1976 خواهد شد. با توجه به این باید چیزی وجود داشته باشد که در مقابل زباله های شیمیایی از ما و محیط زیست حمایت کند. در کنار زباله های شیمیایی یا آشغال های خطرناک مساله مهم دیگری وجود دارد و آن آتش سوزی های شیمیایی است. این نوع آتش سوزی را نمی توان با آب مهار کرد. برای از عهده برآمدن این مسایل فوم هوای فشرده اختراع شده است. این اختراع از وسیله های دیگر متمایز است. در سال 1948 مایکل فاریس. جان کانر و ریچارد گاتشالک این اختراع را برای شعله های خطرناک فلزی به انجام رساندند. این اختراع بعدها برای حوادث شیمیایی استفاده شد. در این نوآوری شماری از نکات مهندسی موجود است. فهم فوم هوای فشرده مستلزم استفاده از ریاضیات. شیمی. و علوم مهندسی می باشد.

      یکی از اهداف به کار بردن فوم هوای فشرده خاموش کردن شعله های حاصل از مواد شیمیایی است .موادی که با عوامل آتش زا تغذیه می شوند.مواد آتش زا سوختی را در ترکیب خود دارند که شامل مواد خطرناک شیمیایی است که آنها را در مقابل آب مقاوم نگه می دارد.بعضی از این مواد عبارت اند از:تایر,پلاستیک و نفت. در این موارد در حقیقت آب شدت شعله آنها را افزایش می دهد.همچنین دودی که از این مواد بر اثر خاموش کردن باآب متصاعد می شود برای محیط زیست مضر است.آب این نوع شعله ها را فقط تیره میکند و مضر واقع می شود همچنین قبل از اینکه تمام سوخت آتش بگیرد نمی تواند آتش را خاموش کند.آتش تیره دود مضری را تولید می کند.از طرف دیگر فوم هوای فشرده هم اینکه آتش را خاموش میکند.و دو فایده را به همراه دارد.یک اینکه کمتر از یک درصد آبی که صرف تیره کردن آتش می شود مصرف می شود و دوم اینکه به محض برخورد با شعله از انتشار دود سیاه گریس دار جلوگیری می کند.

      دو نوع فوم هوای فشرده وجود دارد. اول فوم های سطحی و دوم فوم های پروتئینی.فوم های سطحی دارای سطحی با مواد فعال است. که بیشتر کارها را بالای مواد دیگر انجام می دهد. فوم های پروتئنی در تولید فوم های کم انبساط کاربرد دارند.هر فوم دارای نسبت آب به هوای متفاوت با دیگری است.فوم های پروتئینی دارای نسبت 30 به 1 هستند در حالی که فوم های سطحی تا نسبت 1500 به 1 نیز وجود دارند.به طور کلی فوم های سطحی می توانند در آتش سوزی استفاده شوند.زیرا به خاطر نسبت زیاد هوا نسبت به آب دارای نسبت انبساط بالایی هستند.به هر حال از هر یک از دو نوع مقدار زیادی در آتش سوزی نیاز نیست.آب هر چه کمتر باشد بهتر است چون آتش حاصل از مواد شیمیایی با آب افزایش می یابند.هر چه هوا بیشتر باشد بهتر است چون سبب انبساط بیشترفوم می شود.ولی اگر مقدار هوا خیلی زیاد باشد مقدار اکسیژن نیز زیاد خواهد شد که باعث تغذیه آتش می شود.همچنین اگر مقدار آب خیلی کم باشد آتش به هیچ وجه خاموش نخواهد شد.  

      در فوم های سطحی به دلیل اضافه شدن صابون حباب بیشتری تولید می شود.با اضافه شدن صابون کارایی خیلی بیشتر می شود.صابون علاوه بر تولید حباب کار های دیگری نیز انجام می دهد.صابون می تواند با قطع واکنش های زنجیره ای حاصل از مواد آلی رادیکال های آزاد را مقید سازد.این به آن معنی است که به دلیل تولید حباب بیشتر توسط صابون فوم انجام واکنش های شیمیایی را که سبب تغذیه آتش و شدت بیشتر شعله می شود متوقف می سازد.یک مقایسه ساده منفعت فوم را نشان می دهد و آن این است که 80 گالن بر دقیقه فوم هوای فشرده به میزان دو برابر آتشی را خاموش خواهد کرد که 80 گالن بر دقیقه آب خاموش می کند.این یک جنبه کلیدی است که دمای آتش را مینیمم نگه دارد.روی هم رفته بیشتر ماموران آتش نشانی به این نتیجه رسیده اند که فوم هوای فشرده خیلی بهتر از آب آتش را خاموش می کند.با دانستن نسبت آب به هوا و نسبت انبساط می توان با استفاده از روابط ریاضی فوم مورد نیاز برای خاموش کردن آتش را محاسبه کرد.که اگر این مقدار محاسبه شود.دیگر هيچ چیز اضافه به کار نمی رود که در نتیجه آن اتلاف محصول نخواهیم داشت و از نظر اقتصادی نیز صرفه جویی می شود.  

      یکی دیگر از اهداف به کار بردن فوم هوای فشرده کنترل زباله های خطرناک شیمیایی است.در این نوع از زباله ها فوم های پروتئینی (کم انبساط) ترجیح داده می شود.فوم های کم انبساط چگالتر از فوم های با انبساط بالا هستند.آن ها در تکنیک ضعیف کردن هوابرد زباله ها استفاده می شوند.برای کاهش تاثیر هوابرد خطرناک بخار. فوم بالای محیط تحت تاثیر قرار می گیرد.آن ها می توانند ریت بخار شدن را کاهش دهند با:انسداد انرژی زاویه ای روی سطح.رقیق کردن سطح انتشار.جذب بخارها که باعث محدود شدن نفوذ پذیری سوخت می شود.و گرم کردن بخارها که باعث عبور آن ها از روکش فوم می شود.انسداد انرژی روی سطح. واکنشگر ها را از مواجه شدن با منابع خارجی باز می دارد.رقیق کردن سطح انتشار قدرت ترکیبات شیمیایی را کاهش می دهد.اگر نفوذ پذیری بخارها کم باشد نمی توانند به سرعت از فوم فرار کنند.وقتی گاز ها دمای بالایی دارند فعالتر هستند بنابراین اگر گرمای آن ها را کاهش دهیم از فعالیتشان کاسته می شود.همه این خصوصیات به این اشاره دارد که هر چه بخارها با ریت سریعتری بخار شوند رغبت بیشتری برای آتش گرفتن دارند.با استفاده از ریاضیات محاسبه شده است که چند اینچ از فوم کم انبساط می تواند برای ساعات کمی محافظت لازم را از بخارها مهیا سازد. 

      فوم پروتئینی همچنین برای کاهش سطح انتشار مواد خطرناک شیمیایی قابل استفاده است.اگر زباله های شیمیایی وجود داشته باشد و هیچ کاری انجام نگیرد مواد خطرناک شیمیایی شروع به پراکنده شدن میکنند.این می تواند مشکلات اکولوژیکی را به بار آورد و سلامتی بشر را به خطر اندازد.با افشاندن فوم روی سطح زباله ها زمان پراکندگی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.دانستن زمان پراکندگی مهم است زیرا این به افرادی که در اطراف زباله ها زندگی یا کار می کنند اجازه تخمین مدت زمان رسیدن آثار زباله ها به آنها را می دهد. اما اگر زمان نفوذ کاهش یابد در مدت زمان اضافی کارکنان می توانند عملیات پاک سازی را اجرا کنند.

      همه آنچه در بالا گفته شد با فیزیک شکل داده می شود.منابع نشان می دهند که اگر ترمودینامیک و نیروهای سطحی را بدانیم می توان خواص آن در تعادل و شرایط کلی آن را مشخص نمود.خواص تعادلی عبارتند از:غلظت.زاویه تماس و کشش سطحی.خواص کلی ودینامیک زمان نفوذ و پایداری می باشند.غلظت برای کنترل ریت بخار شدن ضروری است.زاویه تماس چگونگی پراکندگی مواد شیمیایی وقتی که فوم به آن ها برخورد می کند مشخص می نماید.کشش سطحی چگالی و استحکام را بنا می نهد.زمان نفوذ نقش کلیدی در پاک سازی اجرا می کند و پایداری در نگه داشتن مواد شیمیایی و فوم با یکدیگر اهمیت دارد.پایداری فوم با اضافه کردن فوم های سطحی افزایش می یابد.زیرا فوم های سطحی بالای فوم شناور می شوند و کشش سطحی را افزایش می دهند.

      این ارتباط بین علم شیمی نیز به خوبی وجود.برای بنا نهادن فوم موادی به آن افزوده می شوند که به آن خاصیت خاموش کردن آتش و پاک کنندگی بدهد.بعضی از این افزودنی ها عبارتند از:مواد زیستی.الکترولیت ها.ذرات بسیار ریز. پلیمرها و کریستال های مایع.این افزودنی ها همچنین خاصیت الاستیکی و مقاومت در مقابل نفوذ فوم را افزایش می دهند.ترکیبات زیستی مولکول های سطحی را قادر می سازند که غشای فوم را بهتر شکل دهند.الکترولیت ها دفع بین اتم ها را کاهش می دهند و فوم را متراکم تر نگه می دارند.ذرات خیلی ریز در استوارسازی شرکت میکنند زیرا آن ها روی سطح قرار می گیرند و کمک می کنند که غشای کف دار تشکیل شود.هنگامی که هیچ کدام از این ها کار خود را انجام ندهند پلیمرها خط مشی جدیدی را که یک فوم لازم دارد عرضه می کنند که مواد دیگر نمی توانند.در نهایت کریستال های مایع ویسکوزیته فوم را افزایش می دهند.برای اینکه بدانیم چه نوع افزودنی هایی اضافه کنیم علم شیمی می تواند بسیار مفید باشد.این می تواند فرمول های مربوط به فوم و افزودنی ها را مشخص کند و به نتیجه لازم برای اینکه چه محصولاتی شکل گیرند دست یابد.معادلات شیمیایی باعث می شود که ترکیبات لازم را درست تخمین بزنیم.

      روابط ریاضی برای محاسبه طول عمر و نسبت انبساط فوم به کار می آید.معادله

 LF = INT[ H(t) / H(0) ]0infinity  طول عمر فوم را نشان می دهد که با گذاشتن حدود انتگرال از صفر تا مقدار ارتفاع فوم در یک زمان مشخص محاسبه می شود.البته ارتفاعی که فوم بعد از قرار گرفتن در محیط مورد نظر به دست می دهد.هنگامی که طول عمر فوم را بدانیم مدت زمانی که برای پاکسازی مواد شیمیایی لازم است نیز در اختیار خواهیم داشت.این نتیجه گیری می تواند توجه ما را در پیدا کردن راهی برای افزایش طول عمر فوم جلب کند.معادله

 B/A x 100% = Expansion Ratio ساده و در عین حال قاطع است.این معادله با تقسیم حجم گاز جا داده شده به حجم مایع ضرب در 100 برای محاسبه درصد نسبت انبساط را به دست می دهد.اهمیت دانستن نسبت انبساط از این جهت است که می توان مقدار فوم مورد نیاز برای خاموش کردن آتش و یا پوشاندن زباله های شیمیایی را تعیین کرد.