【危険物取扱者 科学解説】油火災に水をかけてはいけないのは、なぜか

こんばんは、サイエンクリアです。

サイエンクリアでは、危険物（科学）を、言葉だけを覚える科目ではなく、

「なぜそうなるのか」を構造から理解する科目として整理しています。


今回は、天ぷら油やガソリンなどが燃える「油火災」について考えてみます。

火が出たとき、私たちはまず、

「水をかければ消える」

と考えがちです。

実際、木や紙、布などが燃える火災では、水をかけて冷やすことが有効な場合があります。

しかし、油が燃えている火災に水をかけると、火を消すどころか、燃えている油を周囲に飛び散らせ、火炎を大きく広げる危険があります。

では、なぜ同じ「火」に対して、水が有効な場合と危険な場合があるのでしょうか。

その鍵は、油と水の性質の違いにあります。

■ 火災は、すべて同じように燃えているわけではない

火災と聞くと、私たちは「燃えている」という一つの現象として考えます。

しかし実際には、何が燃えているかによって、火の広がり方も、危険性も、適切な消火方法も変わります。

たとえば、

・木材や紙、布が燃える火災
・ガソリンや灯油、食用油が燃える火災
・通電中の電気設備が関わる火災

は、すべて火災です。

ただし、同じ方法で消せるとは限りません。

油が燃える火災では、可燃物である油そのものが液体です。

液体は、木材や紙のようにその場に留まりません。

流れ、広がり、表面積を変えながら燃えます。

この性質が、油火災を難しくしています。

■ 油は水の上に浮く

一般的な食用油や石油系の油は、水よりも軽く、水と混ざりにくい性質を持っています。

そのため、水と油を同じ容器に入れると、

上に油
下に水

という状態になります。

燃えている油に水をかけたときも、同じことが起こります。

水は燃えている油の表面に留まるのではなく、油の下へ入り込もうとします。

ここまでは、ただの「水と油の性質の違い」です。

しかし、火災では油が非常に高温になっています。

ここから状況が急変します。

■ 油の下に入った水は、急激に水蒸気へ変わる

燃えている油の下へ入り込んだ水は、高温の油に囲まれます。

すると、水は急激に熱を受け、水蒸気へ変わろうとします。

水が水蒸気になると、体積は大きく増えます。

つまり、油の下で水が急激に水蒸気へ変わると、

水が膨張しようとする
↓
その力が上にある油を押し上げる
↓
燃えている油が周囲へ飛び散る
↓
火炎が広い範囲へ広がる

という流れが起こり得ます。

水をかけた本人の方向へ、高温の油や火炎が飛んでくる危険もあります。

油火災に水をかけてはいけないのは、水が「火を消せない」からではありません。

水が、燃えている油を周囲へ運ぶ力になってしまうからです。

■ 危険なのは、水そのものではなく「油の下で急に変化すること」

ここで大切なのは、

水をかけたから危険

とだけ覚えないことです。

本当に起きていることは、次の流れです。

燃えている油
↓
油の下へ水が入り込む
↓
高温の油によって水が急激に水蒸気へ変わる
↓
水蒸気の膨張が油を押し上げる
↓
燃えている油が飛散し、火炎が広がる

つまり、油火災で問題になるのは、

水が熱を奪う前に、
高温の油の下で急激に状態を変え、
燃えている油を飛び散らせてしまうこと

です。

この構造を見ると、「水は火を消すもの」という考え方だけでは、火災を正しく判断できないことが分かります。

■ 油火災では、油を広げずに「覆って酸素を断つ」考え方が重要になる

木材や紙が燃える火災では、水をかけて温度を下げる冷却消火が有効です。

一方で、油火災では、油を広げずに燃焼を止める必要があります。

そこで重要になるのが、

油の表面を覆い、空気との接触を断つ

という考え方です。

燃焼には、可燃物・酸素・熱が必要です。

油火災では、燃料である油を水で無理に動かすのではなく、油の表面を覆うことで酸素を遮断する方が、燃焼を止めるための考え方として適しています。

泡や粉末などが油火災に用いられるのは、このためです。

大切なのは、消火剤の名前を覚えることではありません。

その火災では、何が燃えているのか
何を動かしてはいけないのか
何を取り除けば燃焼が続かなくなるのか

という構造を考えることです。

■ 実際の油火災では、自分で実験しない

油火災に水をかける危険は、知識として理解しておくべきものです。

しかし、実際に天ぷら油などから出火した場合は、この記事の説明を確かめようとしてはいけません。

水をかけず、自力での消火が難しいと感じた時点で避難を優先し、119番通報してください。

火災の状況によって適切な対応は異なります。

実際の場面では、消防など公的機関の案内に従うことが最優先です。

■ 火災の種類が変われば、正解も変わる

油火災に水をかけてはいけない理由は、

「水はダメだから」

ではありません。

油が燃えている状態で水を加えると、

油と水の性質の違い
＋
高温による水の急激な変化
＋
燃えている油の飛散

という条件が重なり、危険性が一気に大きくなるからです。

火災は、すべて同じではありません。

木材が燃える火災。
油が燃える火災。
通電中の電気設備が関わる火災。

何が燃えているかによって、危険性も、消火の考え方も変わります。

危険物（科学）で大切なのは、火災を記号で覚えることではありません。

何が燃えているのか
どのように広がるのか
何を取り除けば燃焼を止められるのか
何をすると危険性が増すのか

というように、現象を分解して見ることです。

■ さらに体系で理解したい方へ

油火災に水をかけてはいけない理由が分かると、

「火災は、燃えている物によって消し方が変わる」

という感覚が見えてきます。

ただし、火災には油火災だけでなく、

・木材や紙などの固体が燃える火災
・通電中の電気設備が関わる火災
・水・泡・ガス・粉末など、異なる性質を持つ消火剤
・人が使う消火器から、建物を守る消火設備まで

といった複数の視点があります。

燃焼・消火理論④では、火災を単なるA・B・Cの記号として扱わず、

「何が燃えているのか」
「なぜその消火方法が適するのか」
「どの行為が危険性を高めるのか」

という視点から、体系として整理しています。

「火を消すための水が、なぜ油火災では危険になるのか」

その違和感を持てたなら、次は火災と消火の全体構造につなげてみてください。

「わからない」を「なるほど」に。
その理解を、そのまま得点に。

▼燃焼・消火理論④はこちら

▼無料公開｜燃焼・消火理論①はこちら

▼危険物（科学）完全攻略ロードマップはこちら

▼自己紹介はこちら