Пепелище под микроскопом: как новосибирские пожарные эксперты находят истину среди углей

Для сотрудников МЧС каждый пожар – это не просто борьба с огнем, а целая цепочка сложных задач. После того как огонь побежден, начинается самый важный этап – поиск причин возгорания. Корреспондент ЧС-ИНФО побывала в Испытательной пожарной лаборатории Новосибирской области и узнала, как современные научные методы помогают раскрывать тайны пожаров. И не только. Здесь с помощью передовых технологий также испытывают материалы, чтобы убедиться в их безопасности и, возможно, предотвратить будущие трагедии.

От искры до истины

История службы, занимающейся детальным исследованием возгораний, началась в январе 1957 года, когда в системе пожарной охраны Новосибирской области была организована новая служба – Новосибирская пожарно-испытательная станция. Службу укомплектовали работниками с хорошей теоретической подготовкой и опытом работы в пожарной охране, а постоянные исследования пожаров легли в основу техники и тактики тушения огня. Изначально штат станции состоял из восьми человек и она располагалась в здании пожарной части №2 на улице Сибирской, 52. Однако вскоре эта служба стала одной из передовых лабораторий в Сибири. На протяжении 68 лет она поддерживает высокий уровень своей работы.

Сегодня в команде Новосибирской испытательной пожарной лаборатории – 21 эксперт. Они занимаются не только испытаниями, но и научно-практическими и изобретательскими проектами, направленными на повышение безопасности жителей города. В этом году коллектив ИПЛ занял первое место во Всероссийском конкурсе профессионального мастерства в Санкт-Петербурге. Они стали победителями в номинации «Лучшее судебно-экспертное учреждение федеральной противопожарной службы Государственной противопожарной службы МЧС России».

Одна из ключевых задач подразделения – проведение судебных экспертиз и исследований, связанных с пожарами. Если пожарные-спасатели – это «скорая помощь», которая тушит пламя и спасает людей, то эксперты ИПЛ – это «следователи», которые приходят на пепелище после того, как дым рассеялся. Они скрупулёзно, с помощью научных методов и специального оборудования, ищут ответ на главный вопрос: почему произошло возгорание.

Как говорит начальник Испытательно-пожарной лаборатории, подполковник внутренней службы Сергей Дратованый, специалисты Испытательной пожарной лаборатории привлекаются к работе не на все пожары. «В приказе Главного управления МЧС России по региону указан список ситуаций, когда их участие необходимо. Это поджоги, пожары на критически важных объектах, пожары с повышенным рангом вызова, пожары в социальной сфере, на объектах с круглосуточным пребыванием людей и с погибшими, а также при создании следственно-оперативных групп с полицией и следственным комитетом. Кроме того, наши специалисты участвуют в сложных пожарах, когда дознаватели не могут установить причину возгорания», – уточнил Сергей Михайлович.

Следственные будни пожарных экспертов

Как правило, работа пожарного эксперта начинается на пепелище: открытое пламя приходится видеть нечасто, и в основном – в Новосибирске. За пределами города специалисты приезжают к углям и уже тогда начинают совместную работу с дознавателем. Эксперты начинают с внешнего осмотра объекта или его остатков, затем проводят фотографирование и видеосъемку.

Они проверяют наличие электричества, выясняют, была ли организована охрана и ищут возможные признаки очага возгорания. Особое внимание уделяется территории вокруг: могут быть обнаружены канистры, подозрительные следы, палки с тканью, пропитанной горючими веществами, сорванные замки и разбитые окна. Вся собранная информация должна максимально помочь в расследовании.

На вооружении пожарных экспертов – специальная пожарная экспертно-криминалистическая лаборатория – автомобиль FORD TRANSIT. По словам начальника лаборатории, в Сибири подобными мобильными лабораториями обладают не только новосибирские специалисты, но и их коллеги из Иркутской области и Красноярского края. Машина предназначена для работы непосредственно на месте пожара – она полностью автономна, со своим отоплением и электричеством, а набор криминалистических инструментов и оборудования позволяет в кратчайшие сроки сделать отбор проб и провести экспертизу в полевых условиях.

Специалисты ИПЛ отмечают, что в комплектацию мобильной лаборатории входит все необходимое для того, чтобы экстренно выехать на место пожара. Выявить зоны максимальных термических повреждений им помогают приборы. «Каждое здание имеет свои особенности повреждений при пожаре, поскольку, как известно, они строятся из различных материалов. К примеру, прибор ультразвукового зондирования используется для «прослушивания» бетонных и железобетонных конструкций, помогает выявить внутренние разрушения. А с помощью устройства тестера отжига проводов исследуются электропровода на изгиб. Чем сильнее провод нагревался, тем он становится мягче, и степень его повреждения можно сравнить вдоль здания. Это позволяет определить, какой провод получил наибольший урон в конкретной зоне», – демонстрирует содержимое пожарно-криминалистического чемодана начальник сектора судебных экспертиз, майор внутренней службы Джабраил Мамедов. Часто для установления очага пожара используют множество других приборов. Для бесконтактного измерения температуры применяют пирометр, а как распределялась температура исследуемой поверхности – показывает тепловизор. В арсенале эксперта также чемодан с другими нужными мелочами: пластилином, пробирками, шпателем, наждачной бумагой и другими предметами.

В целом же выводы делаются на основе всех источников информации: данных с камер, свидетельств очевидцев, анализа мест первоначального горения. После тщательного анализа всех элементов конструкции специалисты выявляют место возникновения пожара. Они исследуют возможные источники возгорания, которые могли привести к пожару. Это могут быть неисправные электроприборы, повреждения в электросети, поджоги, небрежное обращение с огнем (например, курение), а также более специфические факторы. Часто причиной пожара становится, например, неисправный теплый пол. «К сожалению, иногда установить причину пожара невозможно. Огонь может полностью уничтожить здание, включая все его конструкции. Мы можем лишь предполагать причину пожара и его очаг, основываясь на своих наблюдениях. Однако не всегда есть свидетели, которые могли бы подтвердить эти предположения. Если, например, пожар произошел в СНТ и дачный дом сгорел, а рядом никого не было, то сложно что-либо утверждать с уверенностью. Можно предположить поджог, но документальных подтверждений этому не будет», – отмечает Джабраил Мамедов.

Статистика показывает, что аварийный режим работы электрооборудования чаще всего приводит к пожарам в Новосибирской области. «Старые проводки, изношенные контакты и некачественное китайское оборудование приводят к замыканиям и возгораниям. Поджоги и непотушенные табачные изделия также являются причинами возгораний, но их доля меньше. Опасны и механические повреждения, проколы и трещины в аккумуляторах электросамокатов и гироскутеров. Был период, когда эти средства индивидуальной мобильности часто самовоспламенялись», – добавил эксперт сектора судебных экспертиз, старший лейтенант внутренней службы Андрей Руднев. Специалисты ИПЛ даже занимались исследованием причин аварийных режимов в аккумуляторах электросамокатов. «Теперь мы также изучаем признаки горения и повреждения оборудования. Все сотрудники с интересом занимаются этой работой, потому что она позволяет постоянно совершенствоваться и получать новые знания», – отметил пожарный эксперт. Такие исследования проводятся для того, чтобы облегчить работу дознавателя на месте пожара в последующем.

Химия процесса

После осмотра места пожара важные вещи и материалы направляют в лабораторию для анализа. Если на них обнаруживают следы, указывающие на поджог, они становятся вещественными доказательствами – например, в случае поджогов. Эксперты отмечают, что злоумышленники часто используют для этого горючие жидкости – бензин, дизельное топливо, жидкость для розжига, различные растворители. Они интенсифицируют горение в разы. Основными компонентами горючих жидкостей являются органические вещества. Специалисты могут обнаружить их следы даже при значительном выгорании на деревянных предметах, земле, ткани и других предметах.

Старший инженер сектора исследовательских испытательных работ в области пожарной безопасности, майор внутренней службы Кристина Матвеева продемонстрировала, как с помощью газового хроматографа и спектрфлуориметра можно обнаружить следы легковоспламеняющихся и горючих жидкостей на любых предметах. Для начала привезенные на исследование объекты отправляют в колбу, заливают гексаном (растворитель), пропускают через фильтр, упаривают гексан до микроскопических объемов и с помощью миниатюрного шприца с тончайшей иголкой отправляют в кювету прибора.

«На графике видно, что на определенных спектрах можно определить наличие, в данном случае, бензина, – показывает волнообразный график на мониторе компьютера Кристина Матвеева. – Этот метод позволяет определить наличие люминесцирующих компонентов, характерных для нефтепродуктов. На основании совокупности спектров мы можем установить тип легковоспламеняющейся жидкости, которая могла быть использована. Если спектрофлуориометр подтверждает наличие компонентов, проба с помощью шприца вводится в газовый хроматограф». Как раз хроматограф может детально определить компоненты гексанового экстракта, а значит, пожарные эксперты смогут выяснить, что именно использовалось, к примеру, при поджоге.

Видеть насквозь

Кроме того, в арсенале пожарных экспертов есть стационарные приборы, при помощи которых исследуются другие вещественные доказательства –электропровода, электророзетки, удлинители, автоматы защиты и другие изделия. «На начальном этапе к нам поступают объекты, в основном, электрического происхождения. К примеру, это могут быть медные или алюминиевые проводники. Как правило, на их поверхности образуются локальные следы с определенной внутренней структурой. Для их исследования мы используем специальное оборудование – металлографический шлиф. Сначала мы заливаем, например, медный проводник смолой и фиксируем его. В результате получаются различные объекты – в данном случае алюминиевые», – и эксперт сектора судебных экспертиз, лейтенант внутренней службы Георгий Кислов продемонстрировал «шайбу» с проблескивающим в ней срезом провода. Стоит отметить, что алюминиевые шлифы специалисты новосибирской ИПЛ изготавливают одни из немногих в России. «Далее, чтобы получить залитый шлиф, мы используем специальный станок с вращающимися тарелками. Применяются особые материалы, такие как специальная настойка и вода. Точение происходит на бумаге разной плотности и абразивности», – уточнил эксперт.

Полученные шлифы изучаются с помощью металлографического микроскопа. Причиной большого количества пожаров является неисправность электрических сетей, вызванная неправильной эксплуатацией или длительным сроком службы. Природа этих повреждений может быть различной: это может быть короткое замыкание, токовая перегрузка или высокое сопротивление. Для точного определения причины необходимо изучить внутреннюю структуру этого оборудования.

Эксперт внимательно рассматривает под микроскопом место. Для анализа повреждений делается серия фотографий места нагрева с помощью специального программного обеспечения. Эти снимки объединяются в одно большое изображение, что позволяет детально изучить характер повреждения. «Теперь мы видим, как выглядело место нагрева. Это помогает нам понять, как именно произошло возгорание. В нашем случае нагрев провода случился до того, как начался пожар. Это значит, что короткое замыкание и стало причиной пожара, – поясняет Георгий Кислов. – Иногда пожар начинается в одном месте, а потом распространяется на другие помещения. Это уже другая тема для изучения. Мы смотрим на все данные и факты, чтобы понять, почему именно начался пожар». Даже малейшие детали вместе помогают экспертам точно определить, где и почему началось возгорание.

Лаборатория огня и зрелищные испытания

Помимо проведение судебных экспертиз и исследований, связанных с пожарами, специалисты Новосибирской ИПЛ занимаются проверкой различных систем, таких как системы пожарной сигнализации, оповещения, пожаротушение, дымоудаление, водоснабжение и другие.

В арсенале инженера – большая сумка, в которой собраны все необходимые инструменты и оборудование для проведения проверок. Среди них есть излучатели, симулирующие пламя. Их свет неровный и меняет яркость, что позволяет проверять датчики пламени, которые обычно устанавливаются на промышленных объектах. Также в сумке находится устройство для проверки громкости звукового оповещения – шумомер, которое помогает убедиться, что система оповещения работает корректно и способна эффективно передавать сигналы тревоги. А для проверки извещателей дыма инспектор подносит специальное устройство к извещателю, что приводит к его срабатыванию. Аналогичное устройство используется для проверки тепловых извещателей, что позволяет оценить их чувствительность и точность.

Однако самые зрелищные испытания проходят в лабораториях: к примеру, с помощью специальной установки проверяют качество пенообразователя, с помощью которого пожарные тушат возгорания. Также этот сектор проводит испытания на воспламеняемость, горючесть и токсичность материалов. Работы в одной из лучших испытательных лабораторий Сибири всегда много.

Ежедневно в лабораториях проводятся огневые испытания материалов, определяют их класс пожароопасности. Инженер сектора исследовательских испытательных работ Ольга Мамедова продемонстрировала работу установки по определению воспламеняемости строительных материалов на примере кусочка строительной панели.

«Воспламеняемость материала определяется через ряд параметров. В зависимости от условий материал можно отнести к одной из групп: трудновоспламеняемые, умеренно воспламеняемые или легковоспламеняемые. При проведении испытаний задают установленную плотность теплового потока, а если образец не воспламенился – повышают его.  Если образец воспламеняется при заданном тепловом потоке 30 кВт/м, то он не может быть отнесен к группе трудновоспламеняемых. Мы продолжаем увеличивать тепловой поток и определяем, к какой группе принадлежит материал», – рассказывает и показывает Ольга Мамедова.

Для определения группы горючести строительных материалов специалисты используют испытательную установку «Шахтная печь». А проверить распространение пламени, например, для покрытия полов и кровли можно при помощи установки «Полы». Для этого на испытуемый образец материала в течение нескольких минут воздействует тепловой поток, после чего применяется источник открытого пламени. По завершении испытания измеряется степень повреждения образца и присваивается группа распространения пламени. После становится понятным, на каких объектах и в каких помещениях возможно его применять.

Кроме того, на вооружении ИПЛ есть уникальное сертифицированное оборудование, которое помогает установить, насколько опасны продукты горения. Такой техникой владеют только две пожарные лаборатории в Сибири, одна из них находится в Новосибирске. Материалы испытывают в установке для определения показателей токсичности. Так, в камеру помещают взвешенный образец, закрепляют его во вкладыше. Продолжительность испытания составляет 30 минут. В этом испытании пожарным исследователям помогают самые популярные труженики научных лабораторий – мыши. В каждом опыте используют не менее 8 белых мышей. За ними эксперты наблюдают и делают выводы об уровне токсичности. «При горении любых материалов могут выделяться токсины. Зачастую именно они служат причиной отравления людей. Если этот показатель минимален, есть большая вероятность спасения человека», – говорит Ольга Мамедова.

Новаторские разработки и искусственный интеллект

Помимо испытаний сотрудники ИПЛ проводят собственные исследования, используя современные инструменты и методы, что помогает разрабатывать более эффективные меры пожарной безопасности. Так, в 2024 году сотрудник лаборатории, старший лейтенант внутренней службы Михаил Цыганков придумал способ проверять, насколько хорошо огнезащитные покрытия защищают от огня.

«На промышленных объектах очень важно, чтобы металлические конструкции были защищены от огня. Обычно они выдерживают пожар всего 15 минут без защиты. Чтобы увеличить это время, на металл наносят специальные огнезащитные покрытия, которые при нагреве трансформируются в пенококсовую структуру и создают дополнительный барьер от огня. Это помогает сохранить здания и сооружения от повреждений и убытков при пожаре», – объясняет исследователь и отмечает, что в настоящее время полевых методов для проверки эффективности защитных покрытий нет. «Мы приезжаем на объекты, измеряем толщину покрытия по проекту, но не можем быть уверены, что оно работает», – говорит Михаил Цыганков. Для решения этой проблемы он разработал полевой метод исследования и соответствующую методику, а также изобрел переносное устройство для прогрева интумесцентных красок огнезащитного типа. На полезную модель Михаил Сергеевич получил патент. Он уверен, что его изобретение выведет контрольно-надзорные мероприятия на новый уровень и позволит экспертам быть уверенными в надежной защите объектов.

По словам начальника ИПЛ Сергея Дратованого, в последние годы специалисты активно внедряют в работу лаборатории искусственный интеллект. Этот инструмент помогает им в исследованиях, делая их более точными и эффективными. «Перспектива долгосрочная, но, учитывая стремительное развитие технологий за последние два года, мы ожидаем значительных изменений в ближайшее время», – добавил он. Сергей Михайлович подчеркнул, что внедрение ИИ не только повышает качество работы, но и открывает новые возможности для научных исследований. Это, в свою очередь, способствует развитию не только самой лаборатории, но и всего направления судебных экспертиз.

Олеся Соснина, фотографии Константина Кутузова и ФГБУ СЭУ ФПС ИПЛ по Новосибирской области