Vuurwerk. Inleiding. Typen vuurwerk en hun toepassingen

Transcriptie

1 033 1 Vuurwerk Inleiding Ieder jaar tegen de jaarwisseling neemt de discussie over vuurwerk toe, om in het nieuwe jaar weer snel af te nemen. Elk jaar gebeuren er echter weer ernstige ongelukken bij het afsteken van vuurwerk. Vaak speelt hierbij het onderschatten van de gevaren (baldadigheid) een rol. Typen vuurwerk en hun toepassingen Het vuurwerk dat rond het nieuwe jaar wordt verkocht en afgestoken, is slechts een deel van het vuurwerk dat in Nederland wordt gebruikt. Dit zogenaamde klein-vuurwerk mag door de consument alleen in een bepaald tijdvak rond de jaarwisseling worden gekocht en afgestoken. Daarnaast is er een type vuurwerk met nog geringere effecten, dat pyrotechnisch speelgoed wordt genoemd (onder andere confettibommen, klappertjes), en dat het gehele jaar door verkrijgbaar is. Er zijn ook typen vuurwerk met veel grotere effecten, zoals grootvuurwerk en het technisch-vuurwerk (ook wel ernst-vuurwerk genoemd), die alleen door deskundigen mogen worden gebruikt. Groot-vuurwerk, zoals s zomers periodiek in Scheveningen of op Koninginnedag wordt vertoond, mag alleen met vergunning worden afgestoken. Technisch-vuurwerk wordt gebruikt voor onder andere signalering, verlichting en markering (bijvoorbeeld voor militaire troepenbewegingen). Voorbeelden zijn seinpatronen (gekleurd licht), knalseinen

2 033 2 Vuurwerk (spoorwegen), vogelverschrikkers (luchthavens) en de man over board (schepen). Het maken van vuurwerk (pyrotechniek) is een arbeidsintensief proces. In de laatste decennia heeft de produktie ervan zich steeds meer verplaatst naar het Verre Oosten vanwaar het over zee naar Nederland wordt vervoerd. Effecten die met pyrotechnische mengsels gemaakt kunnen worden, zijn: geluid, licht, rook, hitte, gasproduktie en combinaties hiervan. Pyrotechnische mengsels Pyrotechnische mengsels (ook sassen genoemd) zijn de reactieve componenten in het vuurwerk. Tussen deze componenten treden chemische reacties op, waardoor het gewenste effect wordt verkregen. Het zijn meestal mengsels van oxidatiemiddelen (nitraten, chloraten, peroxiden) en reductiemiddelen (metaalpoeders, metalloïden zoals koolstof, zwavel en silicium). Na ontsteking via een lont geven deze stoffen een deflagratie, waarbij de componenten met elkaar reageren en warmte vrijkomt. Een deflagratie is een snelle exotherme chemische reactie waarbij de voortplantingssnelheid van de reactie kleiner is dan de geluidssnelheid. Een van de oudste en meest bekende pyrotechnische mengsels is zwart buskruit, een mengsel van kaliumnitraat (salpeter), koolstof (kool) en zwavel. Na ontsteking vindt in dit kruit bij benadering de volgende chemische reactie plaats: 4KNO 3 +4C+S 2K 2 CO 3 +SO 2 + 2CO 2 +2N 2 Zwart buskruit wordt onder meer gebruikt als lading voor het knaleffect in knalvuurwerk (zoals rotjes), als voortdrijvende lading (bijvoorbeeld in vuurpijlen), als uitstootlading (voor het uitstoten van sub-vuurwerkjes uit een vuurwerkstuk) en als reactieve stof in lonten (katoenen draden bedekt met een laagje kruit). Gemengd met metaalpoeders (bijvoorbeeld ijzervijlsel) worden bepaalde lichteffecten verkregen, zoals zilveren regen. Gekleurd licht wordt gemaakt door gebruik te maken van bepaalde metaalverbindingen als oxidatiemiddel, zoals strontium (rood licht), barium (groen), natrium (geel), cadmium (groen) en koper (blauw).

3 033 3 De gekleurde lichteffecten worden verkregen door metaalionen of metaalcomplexen in een aangeslagen toestand te brengen. Dit gebeurt o.a. door de samenstelling van het mengsel zodanig te kiezen dat bij de chemische reactie van het pyrotechnische mengsel bepaalde temperaturen worden bereikt. Het benodigde temperatuurtraject is specifiek voor het mengsel. Wordt de temperatuur zeer hoog dan wordt wit licht uitgezonden. Knaleffecten kunnen op twee manieren worden gemaakt. De eerste mogelijkheid is door middel van een snelle deflagratie van een pyrotechnisch mengsel (meestal zwart buskruit) dat voor een drukopbouw in een omhulling zorgt, die hierdoor uit elkaar springt. De andere mogelijkheid is door een verbranding in een gevoelig pyrotechnisch mengsel te laten overgaan in een detonatie *, waardoor een schokgolf wordt veroorzaakt. Rookeffecten worden verkregen indien door verbranding van het pyrotechnisch mengsel een aërosol wordt gevormd. Fluiteffecten worden veroorzaakt door een oscillerende verbranding van bepaalde sassen. De toonhoogte is kenmerkend voor het type mengsel. Afhankelijk van het gewenste doel zijn er in de loop der tijd vele pyrotechnische mengsels ontwikkeld. Deze sassen worden ingedeeld naar toepassingsgebied. De tabel geeft een overzicht hiervan. Type sas Lichtsas Knalsas Fluitsas Rooksas Rookseinsas Brandsas Ontsteeksas Vertraagsas Toepassingsgebied Verlichting en lichteffecten, diverse kleuren Geluidseffecten Geluidseffecten in combinatie met voorstuwing (bijv. gillende keukenmeid) Camouflage (rookgordijn) Rookseinen, meestal in de lucht, diverse kleuren Verhitting, brandstichting Ontsteking van andere, moeilijk te ontsteken sassen Langzaam brandend sas om tijdsduur tussen ontsteking en uitwerking van het vuurwerk te regelen * Onder een detonatie wordt verstaan een snelle exotherme reactie waarbij de voortplantingssnelheid van de reactie groter is dan de geluidssnelheid.

4 033 4 Vuurwerk Gevaren Koud vuurwerk bestaat niet. De temperatuur van brandende sterretjes, waarvan beweerd wordt dat het koud vuur is, is ongeveer 2500 C. Gevaren van dit type vuurwerk schuilen in de brandende metaaldeeltjes voor de (kinder)ogen, de hete sas voor de menselijke huid en voor brandbare materialen. Een brandend sterretje dat bijvoorbeeld in contact komt met kleding of vitrage kan hierin brand veroorzaken. Het veroorzaken van brandwonden bij onjuist gebruik geldt voor veel soorten vuurwerk. Daarnaast zijn er specifieke gevaren per soort. Knalvuurwerk zal, indien de knal te hard is, gehoorschade veroorzaken. Bij het uit elkaar springen van klein-vuurwerk mag dit niet met zodanige drukken gepaard gaan dat schade aan de hand kan optreden in geval van voortijdig functioneren (doorslag). Eisen worden hiertoe gesteld aan de te gebruiken sassen (alleen zwart buskruit en bijvoorbeeld geen aluminiumhoudende knalsas) en de materialen waarvan de houder gemaakt mag worden. Een gevaar waaraan tot nu toe weinig aandacht is besteed, is de giftigheid van de bij het functioneren vrijkomende gassen en vaste deeltjes. Bij siervuurwerk kunnen deeltjes in de lucht komen die giftige metalen zoals barium en cadmium bevatten. In een stuk siervuurwerk kan bijvoorbeeld 20 gram bariumnitraat (MAC-waarde 0,5 mg/m 3 ) zijn verwerkt, waarvan tijdens de verbranding een deel in de lucht terechtkomt. In Nederland is geen vuurwerk toegestaan van het type strijker. Dit vuurwerk moet worden ontstoken door het langs het strijkvlak van een luciferdoosje te wrijven. Reden van het verbod is dat de constructie van dit type vuurwerk uitnodigt tot het wegwerpen van het vuurwerk, nadat de ontsteking heeft plaatsgevonden en de grote kans op verwondingen bij doorslag. Opgemerkt dient nog te worden dat bij knaleffecten die door zeer kleine hoeveelheden stof geleverd moeten worden, gebruik gemaakt moet worden van sassen die zeer explosief zijn (in zeer geringe hoeveelheden reeds detoneren) en daarbij dikwijls ook erg gevoelig zijn

5 033 5 voor initiatie. De sas in een klappertje is dus veel gevaarlijker dan die in een rotje! Indien grotere hoeveelheden vuurwerk tegelijk in brand geraken (bijvoorbeeld in een opslag) zijn de daarbij optredende gevaren de door de brand gevormde vlamtong (kan tientallen meters lang zijn), de warmtestraling van deze vlam en de in de lucht vrijkomende giftige produkten (1). Het veilig afsteken van klein-vuurwerk De Stichting Consument en Veiligheid geeft de volgende adviezen voor het afsteken van klein-vuurwerk (2): lees de gebruikersaanwijzingen van tevoren, bij goed licht. Het meeste vuurwerk wordt in het donker afgestoken, en dan is het moeilijk te lezen; steek vuurwerk altijd buitenshuis af; kies een goede plaats voor het afsteken van vuurwerk, zodat alles wat brandend naar beneden komt, geen schade kan veroorzaken. Houd ramen en deuren dicht, zodat er geen vuurwerk naar binnen kan vliegen; houd de toeschouwers in de gaten. Ze staan het veiligst op minimaal 6 meter afstand van de plek waar het vuurwerk wordt afgestoken, en dan liefst achter degene die het vuurwerk afsteekt; het is verstandig om een bril op te hebben en iets op het hoofd te dragen als er vlakbij vuurwerk wordt afgestoken: het geeft bescherming tegen neerkomende en rondvliegende deeltjes; laat de originele verpakking van vuurwerk zo lang mogelijk heel; steek vuurwerk alleen aan met iets dat gloeit, zoals een brandende sigaar of sigaret: een vlam van een aansteker of lucifer kan de lont ergens in het midden aansteken, en dat verkort de tijd tot de explosie; steek geen vuurwerk aan dat een beschadigde of gebroken lont heeft, vaak zijn dat aanstaande weigeraars, of leveren ze andere ontstekingsproblemen op;

6 033 6 Vuurwerk steek weigeraars nooit opnieuw aan: de kans dat er geen tijd is om op een veilige afstand te komen, is veel te groot; steek elk stuk vuurwerk apart aan, de verleiding om gebundeld vuurwerk in één keer aan te steken is groot maar het is levensgevaarlijk, bovendien vergroot het de kans op gehoorbeschadiging; zet vuurpijlen voor het afsteken in een fles: die fles moet in de grond ingegraven zijn, zodat hij niet kan omvallen als de vuurpijl zijn weg kiest. Is de grond te hard of bevroren, dan kan de fles gedeeltelijk met zand worden gevuld. Pas op: een vuurpijl die in de grond gestoken is, wil nog wel eens vast blijven zitten en ter plekke exploderen. Opmerking: In plaats van een fles kan ook een stukje van bijvoorbeeld een kunststof elektriciteitspijp gebruikt worden dat óf rechtop in de grond óf rechtop in een emmer met zand wordt geplaatst. Vernietigen van vuurwerk (bijvoorbeeld van weigeraars) kan het beste gebeuren door het vuurwerk 48 uur in een emmer water te bewaren en het vervolgens met het vuilnis af te voeren. Wetgeving en gemeentelijke regelingen De volgende wetgeving en gemeentelijke regelingen hebben betrekking op vuurwerk: De Wet Gevaarlijke Stoffen en haar uitvoeringsvoorschriften. Hierin wordt het vervoer, nederleggen, afleveren, ter aflevering aanwezig hebben en zich ontdoen van alle vuurwerksoorten geregeld en is tevens een vergunningenstelsel opgenomen voor het afsteken van groot-vuurwerk. Ook is de Lijst van Vuurwerken als bedoeld in artikel 4, eerste lid, onder f van het Reglement Gevaarlijke Stoffen gebaseerd op deze wet. In deze lijst worden de toegestane soorten, de lading en verdere samenstelling voorgeschreven van vuurwerk dat door de consument mag worden gebruikt.

7 033 7 De Warenwet. Hierin zijn de eisen vastgelegd waaraan de knal moet voldoen van klein-vuurwerk en klappertjes. Naar verwachting zullen in de toekomst meer aan vuurwerk te stellen eisen via de Warenwet worden geregeld en zullen de in de Wet Gevaarlijke Stoffen gestelde regels (met uitzondering van die voor het vervoer) komen te vervallen. De Hinderwet. In deze wet worden eisen gesteld aan de produktie, de opslag en de ruimtes in gebruik bij verkoop van vuurwerk. Gemeentelijke Algemene Politie Verordeningen. Hierin zijn vastgelegd op welke dagen voor de jaarwisseling klein-vuurwerk in de gemeente verkocht en gebruikt mag worden, alsmede de minimum leeftijd die een koper dient te hebben. Literatuur 1. J. A. de Boer, Brandproeven met vuurwerk, NBPI-Bulletin 1983, 56, p Vuurwerk, Kijk op Veilig 3, Brochure Stichting Consument en Veiligheid. oktober 1985 Th. M. Groothuizen Prins Maurits Laboratorium TNO