くすぶる

くすぶり（イギリス英語）またはくすぶり（アメリカ英語、綴りの違いを参照）は、酸素が凝縮相燃料の表面を直接攻撃するときに発生する熱によって維持される、ゆっくりとした炎のない燃焼形態です。 ^[1]多くの固体材料は、石炭、セルロース、木材、綿、タバコ、大麻、泥炭、植物の残骸、腐植、合成フォーム、ポリウレタンフォームなどの炭化ポリマー、および一部の種類の粉塵など、くすぶり反応を維持できます。くすぶり現象の一般的な例としては、弱い熱源（タバコ、ショートした電線など）によって布張りの家具で住宅火災が発生することや、山火事の炎の背後でバイオマスが持続的に燃焼することが挙げられます。^[2]

くすぶり燃焼と炎燃焼の根本的な違いは、くすぶりは気相ではなく固体の表面で起こることです。くすぶりは表面現象ですが、多孔質燃料が流動性がある場合、その内部に広がる可能性があります。くすぶり中に放出される特徴的な温度と熱は、炎燃焼の場合に比べて低いです。くすぶりは、約 0.1 mm/s (0.0039 in/s) の速度でゆっくりと広がり、これは固体に広がる炎の約 10 倍の速度です。燃焼特性が弱いにもかかわらず、くすぶりは重大な火災の危険性があります。くすぶりは、炎火災よりも高い収率で有毒ガス (一酸化炭素など) を放出し、かなりの量の固体残留物を残します。放出されたガスは可燃性であり、後で気相で発火して炎燃焼への移行を引き起こす可能性があります。^[3]

くすぶり反応を起こす物質は数多くあり、石炭、タバコ、腐った木材やおがくず、森林の表面（腐葉土）や地下（泥炭）にあるバイオマス燃料、綿の衣類や紐、高分子フォーム（例えば、室内装飾品や寝具類）などが挙げられる。くすぶり燃料は一般に多孔質で、流動性があり、集合体（微粒子、粒、繊維、または細胞構造）で形成されている。これらの集合体は、燃料内をガスが流れるようにし、単位体積あたりの表面積を大きくすることで、酸素との表面反応を促進する。集合体は断熱材としても機能し、熱損失を減らす。現在までに最も研究されている物質は、セルロースフォームとポリウレタンフォームである。

くすぶり火災は、その特性により、以下にまとめるように、巨大な地下火災や静かな火災安全リスクという形をとり、新たな次元の脅威となります。

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  火災安全性：くすぶりによる主な危険性は、くすぶりが簡単に発生し（火を付けるには熱源が弱すぎる場合）、検知が難しいことから生じます。火災統計では、住宅地での火災による死亡原因の第1位として、くすぶり燃焼の大きさに注目が集まっています（米国の火災による死亡者の25％以上がくすぶりによる火災で、他の先進国でも同様の数字が出ています）。特によくある火災のシナリオは、布張りの家具にタバコの火がつくことです。この着火によりくすぶり火災が発生し、長時間（数時間単位）続き、ゆっくりと静かに燃え広がり、ついには危険な状態に達して突然炎が噴出します。^{[4]くすぶりによる火災のリスクを軽減するために、}難燃性タバコが開発されました。くすぶり燃焼は宇宙施設（国際宇宙ステーションなど）内でも火災安全上の懸念事項です。重力がないため、くすぶり燃焼の発火と伝播が促進されると考えられているからです。

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  山火事：森林の地面でのくすぶり燃焼は、炎上燃焼ほど視覚的なインパクトはありませんが、森林生態系に重大な影響を及ぼします。バイオマスのくすぶりは、炎が消えた後も数日から数週間続くことがあり、大量の燃料が消費され、大気への排出源となります。^[5]ゆっくりと広がるため、長時間の加熱につながり^[6]、土壌の殺菌や、地上の根、種子、植物の茎の枯死を引き起こす可能性があります。
• 地下火災: 地表から何メートルも下で発生する火災は、大規模なくすぶり火災の一種です。炭鉱、泥炭地、埋立地での地下火災はまれですが、発生すると非常に長期間 (数か月または数年) くすぶり続け、大量の燃焼ガスを大気中に放出して、空気の質の悪化やその後の健康問題を引き起こします。何世紀にもわたって燃え続けている世界で最も古くて大きな火災は、くすぶり火災です。^[要出典]これらの火災は、空気が地下に循環することを可能にする自然のパイプ ネットワーク、断裂した地層、亀裂、開口部、または廃坑の縦坑を通る小さいながらも継続的な空気の流れに含まれる酸素によって供給されます。地下では熱損失が少なく、熱慣性が高いため、燃料の入手しやすさも高いため、長期にわたるくすぶり燃焼が促進され、ゆっくりと広範囲に広がります。これらの火災は検知が難しく、ほとんどの消火努力を無駄にしています。 1997年にボルネオで発生した劇的な泥炭地火災により、地下くすぶり火災は経済、社会、生態系に重大な影響を及ぼす世界的な脅威として認識されるようになりました。^[7] 2006年の夏にはボルネオ泥炭地火災が再燃しました。^[8]
• 世界貿易センターの瓦礫: 2001年9月11日のツインタワーへの攻撃、火災、それに続く崩壊の後、現場に残された瓦礫の山（180万トン）は5か月以上もくすぶっていました。^[9]消防隊による消火活動も、瓦礫のほとんどが除去されるまで続きました。くすぶったガス状およびエアロゾル状の物質が緊急作業員の健康に及ぼした影響は重大でした。^[10]

くすぶり燃焼にはいくつかの有益な用途があります。

• バイオチャーとは、バイオマスの燻製や熱分解によって生成される木炭です。大気中の_CO2濃度を下げる短期的な解決策となる可能性があります。木炭は安定した固体で炭素含有量が豊富なため、土壌に炭素を閉じ込めるために使用できます。木や農業廃棄物の自然な分解と燃焼により、大量の CO2_が大気中に放出されます。バイオチャーは、この炭素含有量の一部を地中に貯蔵するのに使用でき、同時に地中に存在することで土壌の生産性が向上します。バイオチャーは、エネルギー生産において炭素を排出しない用途があります。
• 山火事管理では、くすぶり制御された燃焼を利用して、ゆっくりとした伝播速度で浅い層の天然燃料を減らすことができます。^[11]これらの火災は、非常に浅い層に留めておくと、制御が容易で、森林への被害がほとんどないという2つの利点があります。
• タイヤを燻製にすることでタールとエネルギーを同時に生成する方法は、タイヤのリサイクル方法の一つです。
• 従来の抽出方法が非効率であったりコストがかかりすぎることが判明した場合、石油採掘現場での原油の現地燃焼が石油回収にますます利用されるようになっています
• 土壌汚染の新しい修復技術として、現場でのくすぶり燃焼が研究されている。^[12]

• グリル

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• 火災の危険。Cigarette Litter.org