Supporti didattici per formazione alle Aziende

Supporti didattici per formazione alle Aziende

Testo elaborato a cura dell’Ing. Mauro Malizia, responsabile servizio corsi di formazione per “addetto antincendio” di cui alla Legge n. 609/96

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I n c e n d i i o

L'incendio può essere definito come la rapida ossidazione di materiali con notevole sviluppo di calore, fiamme, fumo e gas caldi.

Gli effetti dell'incendio sono:

emanazione di energia sotto forma di luce e calore

trasformazione delle sostanze combustibili in altri elementi (prodotti di combustione).

Termini e definizioni generali relativi all’incendio (premessa)

Il pericolo

Il pericolo è una fonte di possibile danno fisico alle persone.

Il rischio

Il rischio è la probabilità che si verifichino eventi che producono danni fisici alla salute.

La sicurezza

L’attività finalizzata a rendere minimi i rischi.

La combustione

Reazione chimica sufficientemente rapida di una sostanza combustibile con l’ossigeno accompagnata da sviluppo di calore, fiamma, di gas fumo e luce.

L’incendio

Combustione sufficientemente rapida e non controllata che si sviluppa senza limitazioni nello spazio e nel tempo.

La fiamma

Combustione di gas con emissione di luce.

Il combustibile

Sostanza solida, liquida o gassosa nella cui composizione molecolare sono presenti elementi quali il carbonio, l’idrogeno, lo zolfo, etc. .

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La combustione

Principi della combustione

La combustione è una reazione chimica sufficientemente rapida di una sostanza combustibile con un comburente che da luogo allo sviluppo di calore, fiamma, gas, fumo e luce.

La combustione può avvenire con o senza sviluppo di fiamme superficiali.

La combustione senza fiamma superficiale si verifica generalmente quando la sostanza combustibile non è più in grado di sviluppare particelle volatili.

Solitamente il comburente è l’ossigeno contenuto nell’aria, ma sono possibili incendi di sostanze che contengono nella loro molecola un quantità di ossigeno sufficiente a determinare una combustione, quali ad esempio gli esplosivi e la celluloide.

Le condizioni necessarie per avere una combustione sono:

• presenza del combustibile

• presenza del comburente

• presenza di una sorgente di calore

Combustibile: qualsiasi sostanza in grado di bruciare.

I materiali combustibili possono essere allo stato solido, liquido o gassoso.

Comburente: sostanza che consente e favorisce la combustione; il più

importante è l'ossigeno dell'aria ed è quello maggiormente reperibile in natura

Calore: forma di energia che si manifesta con l'innalzamento della

temperatura. Un combustibile brucia quando viene a trovarsi ad una temperatura tale che, avvicinando l'innesco, inizia la combustione

Triangolo del fuoco

La combustione può essere rappresentata schematicamente da un triangolo i cui lati sono costituiti dai tre elementi necessari affinché questa si possa sviluppare.

Le condizioni necessarie per avere una combustione sono:

presenza del combustibile

presenza del comburente

presenza di una sorgente di calore

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Testo elaborato a cura dell’Ing. Mauro Malizia, responsabile servizio corsi di formazione per “addetto antincendio” di cui alla Legge n. 609/96 pertanto solo la contemporanea presenza di questi tre elementi da luogo al fenomeno dell’incendio, e di conseguenza al mancare di almeno uno di essi l’incendio si spegne.

Quindi per ottenere lo spegnimento dell’incendio si può ricorrere a tre sistemi:

esaurimento del combustibile: allontanamento o separazione della sostanza combustibile dal focolaio d’incendio;

soffocamento: separazione del comburente dal combustibile o riduzione della concentrazione di comburente in aria;

raffreddamento: sottrazione di calore fino ad ottenere una temperatura inferiore a quella necessaria al mantenimento della combustione;

Normalmente per lo spegnimento di un incendio si utilizza una combinazione delle operazioni di esaurimento del combustibile, di soffocamento e di raffreddamento.

Gli elementi che caratterizzano la combustione

Premesso che un incendio, nella quasi totalità dei casi, per ciò che riguarda la sostanza comburente, viene alimentato dall’ossigeno naturalmente contenuto nell’aria, ne consegue che esso si caratterizza per tipo di combustibile e per il tipo di sorgente d’innesco.

La classificazione degli incendi

Gli incendi vengono distinti in quattro classi, secondo lo stato fisico dei materiali combustibili, con un’ulteriore categoria che tiene conto delle particolari caratteristiche degli incendi di natura elettrica.

• classe A

• classe B

• classe C

• classe D incendi di materiali solidi incendi di liquidi infiammabili incendi di gas infiammabili incendi di metalli combustibili

La classificazione degli incendi è tutt’altro che accademica, in quanto essa consente l’identificazione della classe di rischio d’incendio a cui corrisponde, come vedremo in seguito, una precisa azione operativa antincendio ovvero un’opportuna scelta del tipo di estinguente.

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Le sorgenti d’innesco

Nella ricerca delle cause d’incendio, sia a livello preventivo che a livello di accertamento, è fondamentale individuare tutte le possibili fonti d’innesco, che possono essere suddivise in quattro categorie:

accensione diretta quando una fiamma, una scintilla o altro materiale incandescente entra in contatto con un materiale combustibile in presenza di ossigeno.

Esempi: operazioni di taglio e saldatura, fiammiferi e mozziconi di sigaretta, lampade e resistenze elettriche, scariche statiche.

accensione indiretta quando il calore d’innesco avviene nelle forme della convezione, conduzione e irraggiamento termico.

Esempi: correnti di aria calda generate da un incendio e diffuse attraverso un vano scala o altri collegamenti verticali negli edifici; propagazione di calore attraverso elementi metallici strutturali degli edifici.

attrito quando il calore è prodotto dallo sfregamento di due materiali.

Esempi: malfunzionamento di parti meccaniche rotanti quali cuscinetti, motori; urti; rottura violenta di materiali metallici.

autocombustione o riscaldamento spontaneo quando il calore viene prodotto dallo stesso combustibile come ad esempio lenti processi di ossidazione, reazione chimiche, decomposizioni esotermiche in assenza d’aria, azione biologica.

Esempi: cumuli di carbone, stracci o segatura imbevuti di olio di lino, polveri di ferro o nichel, fermentazione di vegetali.

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Prodotti della combustione

I prodotti della combustione sono suddivisibili in quattro categorie:

gas di combustione

fiamme

fumo

calore

Gas di combustione

I gas di combustione sono quei prodotti della combustione che rimangono allo stato gassoso anche quando raggiungono raffreddandosi la temperatura ambiente di riferimento 15 °C.

I principali gas di combustione sono elencati di seguito:

ossido di carbonio

anidride carbonica

idrogeno solforato

anidride solforosa

acido cianidrico

aldeide acrilica

fosgene

ammoniaca

ossido e perossido di azoto

acido cloridrico

La produzione di tali gas dipende

• dal tipo di combustibile,

• dalla percentuale di ossigeno presente

• dalla temperatura raggiunta nell’incendio.

Nella stragrande maggioranza dei casi, la mortalità per incendio è da attribuire all’inalazione di

questi gas che producono danni biologici per anossia o per tossicità.

Fiamme

Le fiamme sono costituite dall’emissione di luce conseguente alla combustione di gas sviluppatisi in un incendio.

In particolare nell’incendio di combustibili gassosi è possibile valutare approssimativamente il valore raggiunto dalla temperatura di combustione dal colore della fiamma, come mostrato nella seguente tabella.

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Scala cromatica delle temperature nella combustione dei gas

Colore della fiamma

Rosso nascente

Temp. (°C)

525

Rosso scuro 700

Rosso ciliegia 900

Giallo scuro 1100

Giallo chiaro 1200

Bianco 1300

Bianco abbagliante 1500

Fumi

Il fumo è l'elemento più caratteristico dell'incendio, perché ne identifica la presenza anche da grandi distanze.

I fumi sono formati da piccolissime particelle solide (aerosol), liquide (nebbie o vapori condensati).

Le particelle solide sono sostanze incombuste che si formano quando la combustione avviene in carenza di ossigeno e vengono trascinate dai gas caldi prodotti dalla combustione stessa.

Normalmente sono prodotti in quantità tali da impedire la visibilità ostacolando l’attività dei soccorritori e l’esodo delle persone.

Le particelle solide dei fumi che sono incombusti e ceneri rendono il fumo di colore scuro.

Le particelle liquide, invece, sono costituite essenzialmente da vapor d’acqua che al di sotto dei 100 °C condensa dando luogo a fumo di color bianco.

Calore

Il calore è la causa principale della propagazione degli incendi.

Realizza l’aumento della temperatura di tutti i materiali e i corpi esposti, provocandone il danneggiamento fino alla distruzione.

Il calore è dannoso per l'uomo potendo causare:

• disidratazione dei tessuti,

• difficoltà o blocco della respirazione,

• scottature.

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I parametri fisici della combustione

La combustione è caratterizzata da numerosi parametri fisici e chimici, i principali dei quali sono i seguenti:

• temperatura di accensione

• temperatura teorica di combustione

• aria teorica di combustione

• potere calorifico

• temperatura di infiammabilità

• limiti di infiammabilità e di esplodibilità

Temperatura di accensione o di autoaccensione (°C)

la minima temperatura alla quale la miscela combustibile - comburente inizia a bruciare spontaneamente in modo continuo senza ulteriore apporto di calore o di energia dall’esterno.

SOSTANZE Temperatura di accensione (°C)

valori indicativi

acetone 540 benzina 250 gasolio 220 idrogeno 560 alcool metilico 455 carta 230 legno 220-250 gomma sintetica 300 metano 537

Temperatura teorica di combustione (°C)

il più elevato valore di temperatura che è possibile raggiungere nei prodotti di combustione di una sostanza

SOSTANZE Temperatura di combustione

(°C teorici) idrogeno 2205 metano 2050 petrolio 1800 propano 2230

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Aria teorica di combustione (mc)

la quantità di aria necessaria per raggiungere la combustione completa di tutti i materiali combustibili

SOSTANZE Aria teorica di combustione

(Nmc/Kg) legno 5 carbone 8 benzina 12 alcool etilico 7,5 polietilene 12,2 propano 13 idrogeno 28,5

Potere calorifico (MJ/Kg o MJ/mc o Kcal/Kg )

la quantità di calore prodotta dalla combustione completa dell’unità di massa o di volume di una determinata sostanza combustibile; si definisce potere calorifico superiore la quantità di calore sviluppata dalla combustione considerando anche il calore di condensazione del vapore d’acqua prodotto; si definisce invece potere calorifico inferiore quando il calore di condensazione del vapor d’acqua non è considerato; in genere nella prevenzione incendi viene considerato sempre il potere calorifico inferiore.

Potere calorifico inferiore

SOSTANZE

(MJ/Kg) (Kcal/Kg) legna equivalente

(*)

17,5 4150 alcool etilico 25 6000

(*)

Norme europee: 1 MJ = 0,057 Kg di legna equivalente

1MJ ≈ 238 Kcal

Temperatura di infiammabilità (°C)

la temperatura minima alla quale i liquidi combustibili emettono vapori in quantità tali da incendiarsi in caso di innesco

SOSTANZE

Temperatura di infiammabilità

(°C) gasolio 65 acetone -18 benzina -20 alcool metilico alcool etilico

11

13 toluolo 4 olio lubrificante 149 kerosene 37

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Limiti di infiammabilità (% in volume)

Tali limiti individuano il campo di infiammabilità all’interno del quale si ha, in caso d’innesco, l’accensione e la propagazione della fiamma nella miscela.

• limite inferiore di infiammabilità: la più bassa concentrazione in volume di vapore della miscela al di sotto della quale non si ha accensione in presenza di innesco per carenza di combustibile;

• limite superiore di infiammabilità: la più alta concentrazione in volume di vapore della miscela al di sopra della quale non si ha accensione in presenza di innesco per eccesso di combustibile limite superiore di infiammabilità.

SOSTANZE

Campo di infiammabilità (% in volume) limite inferiore limite superiore ammoniaca 15 18 benzina 1 6,5 gasolio 0,6 6,5 idrogeno 4 75,6 metano 5 15

G.P.L. 2 9

Limiti di esplodibilità (% in volume)

Sono la più bassa concentrazione in volume di vapore della miscela al di sotto della quale non si ha esplosione in presenza di innesco (limite inferiore di esplodibilità) e la più alta concentrazione in volume di vapore della miscela al di sopra della quale non si ha esplosione in presenza di innesco (limite superiore di esplodibilità).

Sono posizionati all’interno del campo di infiammabilità.

Combustione delle sostanze solide, liquide e gassose

La combustione delle sostanze solide

La combustione delle sostanze solide è caratterizzata dai seguenti parametri:

• pezzatura e forma del materiale;

• dal grado di porosità del materiale;

• dagli elementi che compongono la sostanza;

• dal contenuto di umidità del materiale;

• condizioni di ventilazione.

Inoltre il processo di combustione delle sostanze solide porta alla formazione di braci che sono costituite dai prodotti della combustione dei residui carboniosi della combustione stessa.

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La combustione dei liquidi infiammabili

Tutti i liquidi sono in equilibrio con i propri vapori che si sviluppano in misura differente a seconda delle condizioni di pressione e temperatura sulla superficie di separazione tra pelo libero del liquido e mezzo che lo sovrasta.

Nei liquidi infiammabili la combustione avviene proprio quando, in corrispondenza della suddetta superficie i vapori dei liquidi, miscelandosi con l’ossigeno dell’aria in concentrazioni comprese nel campo di infiammabilità, sono opportunamente innescati.

Pertanto per bruciare in presenza di innesco un liquido infiammabile deve passare dallo stato liquido allo stato di vapore.

L’indice della maggiore o minore combustibilità di un liquido è fornito dalla temperatura di infiammabilità, in base alla quale i liquidi infiammabili sono classificati come segue:

Categoria A liquidi aventi punto di infiammabilità

Categoria B liquidi aventi punto d’infiammabilità

Categoria C liquidi aventi punto d’infiammabilità

inferiore a 21 °C compreso tra 21°C e 65°C compreso tra 65°C e 125°C (oli combustibili) superiore a 125°C

(oli lubrificanti)

SOSTANZE

Temperatura di infiammabilità

(°C)

Categoria alcool metilico alcool etilico olio lubrificante

11

13

149

A

A

C petrolio greggio

La combustione dei gas infiammabili

20 A

Nelle applicazioni civili ed industriali i gas, compresi quelli infiammabili, sono generalmente contenuti in recipienti atti ad impedirne la dispersione incontrollata nell’ambiente.

I gas in funzione delle loro caratteristiche fisiche possono essere classificati come segue:

GAS LEGGERO

Gas avente densità rispetto all’aria inferiore a 0,8 (idrogeno, metano, etc.)

Un gas leggero quando liberato dal proprio contenitore tende a stratificare verso l’alto.

GAS PESANTE

Gas avente densità rispetto all’aria superiore a 0,8 (G.P.L., acetilene, etc.)

Un gas pesante quando liberato dal proprio contenitore tende a stratificare ed a permanere nella parte bassa dell’ambiente ovvero a penetrare in cunicoli o aperture praticate a livello del piano di calpestio.

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In funzione delle loro modalità di conservazione possono essere classificati come segue:

GAS COMPRESSO

Gas che vengono conservati allo stato gassoso ad una pressione superiore a quella atmosferica in appositi recipienti detti bombole o trasportati attraverso tubazioni. La pressione di compressione può variare da poche centinaia millimetri di colonna d’acqua (rete di distribuzione gas metano per utenze civili) a qualche centinaio di atmosfere (bombole di gas metano e di aria compressa)

GAS

Pressione di stoccaggio (bar)

valori indicativi

metano 300 idrogeno 250 gas nobili 250 ossigeno 250 aria 250

CO

2

(gas) 20

GAS LIQUEFATTO

Gas che per le sue caratteristiche chimico-fisiche può essere liquefatto a temperatura ambiente mediante compressione (butano, propano, ammoniaca, cloro).

Il vantaggio della conservazione di gas allo stato liquido consiste nella possibilità di detenere grossi quantitativi di prodotto in spazi contenuti, in quanto un litro di gas liquefatto può sviluppare nel passaggio di fase fino a 800 litri di gas.

I contenitori di gas liquefatto debbono garantire una parte del loro volume geometrico sempre libera dal liquido per consentire allo stesso l’equilibrio con la propria fase vapore; pertanto è prescritto un limite massimo di riempimento dei contenitori detto grado di riempimento.

GAS

LIQUEFATTO

Grado di riempimento (kg/dm

3

) ammoniaca 0,53 cloro 1,25 butano 0,51 propano 0,42

GAS REFRIGERATI

GPL miscela

CO

2

0,43-0,47

0,75

Gas che possono essere conservati in fase liquida mediante refrigerazione alla temperatura di equilibrio liquido-vapore con livelli di pressione estremamente modesti, assimilabili alla pressione atmosferica.

GAS DISCIOLTI

Gas che sono conservati in fase gassosa disciolti entro un liquido ad una determinata pressione (ad es.: acetilene disciolto in acetone, anidride carbonica disciolta in acqua gassata - acqua minerale)

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Le principali cause di incendio in relazione allo specifico ambiente di lavoro

Cause e Pericoli di Incendio più comuni

• deposito o manipolazione non idonea di sostanze infiammabili o combustibili;

• accumulo di rifiuti , carta o altro materiale combustibile che può essere facilmente incendiato (accidentalmente o deliberatamente);

• Negligenza nell'uso di fiamme libere e di apparecchi generatori di calore;

• inadeguata pulizia delle aree di lavoro e scarsa manutenzione delle apparecchiature;

• impianti elettrici o utilizzatori difettosi, sovraccaricati e non adeguatamente protetti;

• riparazioni o modifiche di impianti elettrici effettuate da persone non qualificate;

• apparecchiature elettriche lasciate sotto tensione anche quando inutilizzate;

• utilizzo non corretto di impianti di riscaldamento portatili;

• ostruire la ventilazione di apparecchi di riscaldamento, macchinari, apparecchiature elettriche e di ufficio;

• fumare in aree ove è proibito, o non usare il posacenere;

• negligenze di appaltatori o di addetti alla manutenzione;

• etc.

Sostanze estinguenti in relazione al tipo di incendio

Come già accennato, l’estinzione dell’incendio si ottiene per raffreddamento, sottrazione del combustibile e soffocamento.

Tali azioni possono essere ottenute singolarmente o contemporaneamente mediante l’uso delle sostanze estinguenti, che vanno scelte in funzione della natura del combustibile e delle dimensioni del fuoco (vedasi tabella “Azioni per estinzione in base all'effettivo contributo usualmente riscontrato per ciascun estinguente”).

È di fondamentale importanza conoscere le proprietà e le modalità d’uso delle principali sostanze estinguenti, in modo da valutarne anche l’efficacia in relazione alla specifica classe di fuoco (vedasi tabella

“Estinguenti in ordine di efficacia per ciascuna classe di fuoco indicata”):

• acqua

• schiuma

• polveri

• idrocarburi alogenati (HALON)

• gas inerti

• agenti estinguenti alternativi all’halon

Estinguenti in ordine di efficacia per ciascuna classe di fuoco indicata

Descrizione

Legno, cartone, carta, plastica, pvc, tessuti, moquette

Benzina, petrolio, gasolio, lubrificanti, oli, alcol, solventi

Metano, g.p.l., gas naturale

Classe di fuoco

1° estinguente 2° estinguente 3°estinguente 4° estinguente

A solidi

B liquidi

C gas acqua

(in quantità) schiuma polvere polvere polvere idrocarburi alogenati idrocarburi alogenati idrocarburi alogenati anidride carbonica schiuma anidride carbonica acqua nebulizzata

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Azioni per estinzione in base all'effettivo contributo

usualmente riscontrato per ciascun estinguente

Estinguente

Polvere

Anidride carbonica schiuma

1° azione

chimica

2° azione 3° azione

soffocamento assorbimento calore

Classi di fuoco apparecchi in tensione *

A B C se senza simbolo assorbimento calore soffocamento soffocamento assorbimento calore

-

-

B C

A B

SI

NO

Idrocarburi alogenati chimica assorbimento calore soffocamento A B C se senza simbolo acqua assorbimento calore soffocamento - A B NO

* si fa riferimento al simbolo di divieto all'uso su apparecchiature sotto tensione

ACQUA

L’acqua è la sostanza estinguente per antonomasia conseguentemente alla facilità con cui può essere reperita a basso costo.

La sua azione estinguente si esplica con le seguenti modalità:

• abbassamento della temperatura del combustibile per assorbimento del calore;

• azione di soffocamento per sostituzione dell’ossigeno con il vapore acqueo;

• diluizione di sostanze infiammabili solubili in acqua fino a renderle non più tali;

• imbevimento dei combustibili solidi.

L’uso dell’acqua quale agente estinguente è consigliato per incendi di combustibili solidi, con esclusione delle sostanze incompatibili quali sodio e potassio che a contatto con l’acqua liberano idrogeno, e carburi che invece liberano acetilene.

L’acqua risultando un buon conduttore di energia elettrica non è impiegabile su impianti e apparecchiature in tensione.

SCHIUMA

La schiuma è un agente estinguente costituito da una soluzione in acqua di un liquido schiumogeno.

L’azione estinguente delle schiume avviene per separazione del combustibile dal comburente e per raffreddamento.

Esse sono impiegate normalmente per incendi di liquidi infiammabili, e non possono essere utilizzate su parti in tensione in quanto contengono acqua.

In base al rapporto tra il volume della schiuma prodotta e la soluzione acqua-schiumogeno d’origine, le schiume si distinguono in:

• alta espansione

• media espansione

• bassa espansione

1:500 - 1:1000

1:30 - 1:200

1:6 - 1:12

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Sono disponibili diversi tipi di liquidi schiumogeni che vanno impiegati in relazione al tipo di combustibile:

liquidi schiumogeni fluoro-proteinici

Sono formati da una base proteinica addizionata con composti fluorurati. Essi sono adatti alla formazione di schiume a bassa espansione, hanno un effetto rapido e molto efficace su incendi di prodotti petroliferi.

liquidi schiumogeni sintetici

Sono formati da miscele di tensioattivi. Essi sono adatti alla formazione di tutti i tipi di schiume e garantiscono una lunga conservabilità nel tempo, sono molto efficaci per azione di soffocamento su grandi superfici e volumi.

liquidi schiumogeni fluoro-sintetici (AFFF - Acqueous Film Forming Foam)

Sono formati da composti fluorurati. Essi sono adatti alla formazione di schiume a bassa e media espansione che hanno la caratteristica di scorrere rapidamente sulla superficie del liquido incendiato.

L’impiego degli schiumogeni AFFF realizza una più efficace azione estinguente in quanto consente lo spegnimento in tempi più rapidi con una minore portata di soluzione schiumogena per metro quadrato di superficie incendiata.

liquidi schiumogeni per alcoli

Sono formati da una base proteinica additivata con metalli organici. Essi sono adatti alla formazione di schiume a bassa espansione e sono molto efficaci su incendi di alcoli, esteri, chetoni, eteri, aldeidi, acidi, fenoli, etc.

POLVERI

Le polveri sono costituite da particelle solide finissime a base di bicarbonato di sodio, potassio, fosfati e sali organici.

L’azione estinguente delle polveri è prodotta dalla decomposizione delle stesse per effetto delle alte temperature raggiunte nell’incendio, che dà luogo ad effetti chimici sulla fiamma con azione anticatalitica ed alla produzione di anidride carbonica e vapore d’acqua.

I prodotti della decomposizione delle polveri pertanto separano il combustibile dal comburente, raffreddano il combustibile incendiato e inibiscono il processo della combustione.

Le polveri sono adatte per fuochi di classe A, B e C, mentre per incendi di classe D devono essere utilizzate polveri speciali.

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GAS INERTI

I gas inerti utilizzati per la difesa dagli incendi di ambienti chiusi sono generalmente l’anidride carbonica e in minor misura l’azoto.

La loro presenza nell’aria riduce la concentrazione del comburente fino ad impedire la combustione.

L’anidride carbonica non risulta tossica per l’uomo, è un gas più pesante dell’aria perfettamente dielettrico, normalmente conservato come gas liquefatto sotto pressione.

Essa produce differentemente dall’azoto anche un’azione estinguente per raffreddamento dovuta all’assorbimento di calore generato dal passaggio dalla fase liquida alla fase gassosa.

Nella seguente tabella sono riportate le percentuali in volume di anidride carbonica e di azoto necessarie per inertizzare l’atmosfera in modo tale da renderla incapace di alimentare la combustione di alcune sostanze infiammabili:

SOSTANZA

acetone alcool etilico benzolo idrogeno metano propano benzina

AZOTO (% in volume) CO

2

(% in volume)

45,2 32,4

49,6 38,5

47,1 34,3

76,4 72,1

42,8 31

45,6 32,4

45,2 31,9

IDROCARBURI ALOGENATI

Gli idrocarburi alogenati, detti anche HALON (HALogenated - hydrocarbON), sono formati da idrocarburi saturi in cui gli atomi di idrogeno sono stati parzialmente o totalmente sostituiti con atomi di cromo, bromo o fluoro.

L’azione estinguente degli HALON avviene attraverso l’interruzione chimica della reazione di combustione. Questa proprietà di natura chimica viene definita catalisi negativa.

Gli HALON sono efficaci su incendi che si verificano in ambienti chiusi scarsamente ventilati e producono un’azione estinguente che non danneggia i materiali con cui vengono a contatto.

Tuttavia, alcuni HALON per effetto delle alte temperature dell’incendio si decompongono producendo gas tossici per l’uomo a basse concentrazioni, facilmente raggiungibili in ambienti chiusi e poco ventilati.

Inoltre il loro utilizzo è stato recentemente limitato da disposizioni legislative emanate per la protezione della fascia di ozono stratosferico (Decreto Ministeriale dell’Ambiente e della tutela del territorio del 3 ottobre 2001 - Recupero, riciclo, rigenerazione e distribuzione degli halon. - Gazzetta Ufficiale n. 249 del 25 ottobre 2001)

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AGENTI ESTINGUENTI ALTERNATIVI ALL’HALON

Gli agenti sostitutivi degli halon generalmente combinano al vantaggio della salvaguardia ambientale lo svantaggio di una minore capacità estinguente rispetto agli halon.

Esistono sul mercato prodotti inertizzanti e prodotti che agiscono per azione anticatalitica.

Agenti sostitutivi degli halons che sono trattati nello standard NFPA 2001 (edizione 1994):

SIGLA Nome della molecola

FC-3-1-10 Perfluorobutano

HBFC-22B1 Bromodifluorometano

HCFC Blend A Diclorotrifluoroetano

HCFC-123 (4,75%)

Clorodifluorometano

HCFC.22 (82%)

Clorotetrafluoroetano

HCFC-124 (9,5%)

Isopropenil-1-metilcicloesene

(3,75%)

HCFC-124 Clorotetrafluoroetano

Formula bruta Nome commerciale

(1)

C

4

F

10

CEA-410

(2)

3M

è l’Halon 1201

CHF

2

Br

CHCl

2

CF

3

CHClF

2

CHClFCF

3

(3)

NAF S-III

NORTH AMERICA

FIRE GUARDIAN

TECHNOLOGY

(Safety Hi-tech)

HFC-125 Pentafluoroetano

HFC-227ea Eptafluoropropano

HFC-23 Trifluorometano

Argon (40%)

Anidride carbonica (8%)

CHClFCF

3

FE-241

DUPONT

CHF

2

CF

3

FE-25

DUPONT

CF

3

CHFCF

3

FM-200

(4)

FIKE

(Silvani)

CHF

3

PF-23

Vesta

oppure

N

2

Ar

CO

2

FE-13

DUPONT

INERGEN

ANSUL

(Wormald italiana)

(1)

(2)

Il nome commerciale è stato aggiunto rilevandolo dalle informazioni pubblicitarie e dalla letteratura.

Esiste anche il CEA-614 (perfluoroesano) ma non è trattato nella NFPA 2001.

(3)

La formula bruta non è riportata nello standard.

(4)

Nei dati tecnici del FM-200 pubblicati dal distributore italiano è erroneamente indicato CF

3

CHFCH

3.

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Testo elaborato a cura dell’Ing. Mauro Malizia, responsabile servizio corsi di formazione per “addetto antincendio” di cui alla Legge n. 609/96

I rischi alle persone e all’ambiente

Dinamica dell’incendio

Nell’evoluzione dell’incendio si possono individuare quattro fasi caratteristiche:

Fase di ignizione

Fase di propagazione

Incendio generalizzato (flash over)

Estinzione e raffreddamento

(flash-over) ignizione propagazione incendio generalizzato

Fase di ignizione che dipende dai seguenti fattori:

• infiammabilità del combustibile;

• possibilità di propagazione della fiamma;

• grado di partecipazione al fuoco del combustibile;

• geometria e volume degli ambienti;

• possibilità di dissipazione del calore nel combustibile;

• ventilazione dell’ambiente;

• caratteristiche superficiali del combustibile;

• distribuzione nel volume del combustibile, punti di contatto

estinzione

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Testo elaborato a cura dell’Ing. Mauro Malizia, responsabile servizio corsi di formazione per “addetto antincendio” di cui alla Legge n. 609/96

Fase di propagazione caratterizzata da:

• produzione dei gas tossici e corrosivi;

• riduzione di visibilità a causa dei fumi di combustione;

• aumento della partecipazione alla combustione dei combustibili solidi e liquidi;

• aumento rapido delle temperature;

• aumento dell’energia di irraggiamento.

Incendio generalizzato (flash-over) caratterizzato da:

• brusco incremento della temperatura;

• crescita esponenziale della velocità di combustione;

• forte aumento di emissioni di gas e di particelle incandescenti, che si espandono e vengono trasportate in senso orizzontale, e soprattutto in senso ascensionale; si formano zone di turbolenze visibili;

• i combustibili vicini al focolaio si autoaccendono, quelli più lontani si riscaldano e raggiungono la loro temperatura di combustione con produzione di gas di distillazione infiammabili;

Estinzione e raffreddamento

Quando l’incendio ha terminato di interessare tutto il materiale combustibile ha inizio la fase di decremento delle temperature all’interno del locale a causa del progressivo diminuzione dell’apporto termico residuo e della dissipazione di calore attraverso i fumi e di fenomeni di conduzione termica.

Effetti dell’incendio sull’uomo

I principali effetti dell’incendio sull’uomo sono:

ANOSSIA (a causa della riduzione del tasso di ossigeno nell’aria)

AZIONE TOSSICA DEI FUMI

RIDUZIONE DELLA VISIBILITÀ

AZIONE TERMICA

Essi sono determinati dai prodotti della combustione:

GAS DI COMBUSTIONE

FIAMMA

CALORE

FUMO

GAS DI COMBUSTIONE

ossido di carbonio (CO)

anidride carbonica

(CO

2

)

• idrogeno solforato

• anidride solforosa

• ammoniaca

acido cianidrico

(H

2

(SO

S)

(NH

2

3

)

)

• acido cloridrico

• perossido d’azoto

• aldeide acrilica

(HCN)

(HCl)

(NO

2

)

(CH

2

CHCHO)

fosgene

(COCl

2

)

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Testo elaborato a cura dell’Ing. Mauro Malizia, responsabile servizio corsi di formazione per “addetto antincendio” di cui alla Legge n. 609/96

OSSIDO DI CARBONIO

L’ossido di carbonio si sviluppa in incendi covanti in ambienti chiusi ed in carenza di ossigeno.

caratteristiche

• incolore

• inodore

• non irritante negli incendi risulta il più pericoloso tra i tossici del sangue sia per l’elevato livello di tossicità, sia per i notevoli quantitativi generalmente sviluppati.

Meccanismo d’azione

Il monossido di carbonio viene assorbito per via polmonare; attraverso la parete alveolare passa nel sangue per combinazione con l’emoglobina dei globuli rossi formando la carbossi-emoglobina.

Con tale azione si bloccano i legami che la stessa ha con l’ossigeno che in condizioni normali forma l’ossiemoglobina.

La presenza di ossido di carbonio nell’aria determina un legame preferenziale tra questo e l’emoglobina, in quanto l’affinità di legame che intercorre tra l’ossido di carbonio e l’emoglobina è di circa 220 volte superiore a quella tra l’emoglobina e l’ossigeno.

Sintomatologia:

cefalea, nausea, vomito, palpitazioni, astenia, tremori muscolari

Se si sommano gli effetti dell’ossido di carbonio sull’organismo umano con quelli conseguenti ad una situazione di stress, di panico e di condizioni termiche avverse, i massimi tempi di esposizione sopportabili dall’uomo in un incendio reale sono quelli indicati nella seguente tabella:

Concentrazione di CO (ppm) Tempo max di esposizione (sec)

500 240

1000 120

2500 48

5000 24

10000 12

ANIDRIDE CARBONICA

L’anidride carbonica è un gas asfissiante in quanto, pur non producendo effetti tossici sull’organismo umano, si sostituisce all’ossigeno dell’aria.

Quando ne determina una diminuzione a valori inferiori al 17% in volume, produce asfissia.

Inoltre è un gas che accelera e stimola il ritmo respiratorio; con una percentuale del 2% di CO

2

in aria la velocità e la profondità del respiro aumentano del 50% rispetto alle normali condizioni.

Con una percentuale di CO

2

al 3% l’aumento è del 100%, cioè raddoppia.

ACIDO CIANIDRICO

L’acido cianidrico si sviluppa in modesta quantità in incendi ordinari attraverso combustioni incomplete

(carenza di ossigeno) di lana, seta, resine acriliche, uretaniche e poliammidiche.

Possiede un odore caratteristico di mandorle amare.

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Testo elaborato a cura dell’Ing. Mauro Malizia, responsabile servizio corsi di formazione per “addetto antincendio” di cui alla Legge n. 609/96

Meccanismo d’azione

L’acido cianidrico è un aggressivo chimico che interrompe la catena respiratoria a livello cellulare generando grave sofferenza funzionale nei tessuti ad alto fabbisogno di ossigeno, quali il cuore e il sistema nervoso centrale

Vie di penetrazione

inalatoria cutanea digerente

I cianuri dell’acido cianidrico a contatto con l’acidità gastrica presente nello stomaco vengono idrolizzati bloccando la respirazione cellulare con la conseguente morte della cellula per anossia.

Sintomatologia

iperpnea (fame d’aria), aumento degli atti respiratori, colore della cute rosso, cefalea, ipersalivazione, bradicardia, ipertensione.

FOSGENE

Il fosgene è un gas tossico che si sviluppa durante le combustioni di materiali che contengono il cloro, come per esempio alcune materie plastiche.

Esso diventa particolarmente pericoloso in ambienti chiusi.

Meccanismo d’azione

Il fosgene a contatto con l’acqua o con l’umidità si scinde in anidride carbonica e acido cloridrico che è estremamente pericoloso in quanto intensamente caustico e capace di raggiungere le vie respiratorie.

Sintomatologia

irritazione (occhi, naso, e gola) lacrimazione secchezza della bocca costrizione toracica vomito mal di testa

EFFETTI DEL CALORE

Il calore è dannoso per l’uomo potendo causare la disidratazione dei tessuti, difficoltà o blocco della respirazione e scottature.

Una temperatura dell’aria di circa 150 °C è da ritenere la massima sopportabile sulla pelle per brevissimo tempo, a condizione che l’aria sia sufficientemente secca.

Tale valore si abbassa se l’aria è umida.

Purtroppo negli incendi sono presenti notevoli quantità di vapore acqueo.

Una temperatura di circa 60°C è da ritenere la massima respirabile per breve tempo.

L’irraggiamento genera ustioni sull’organismo umano che possono essere classificate a seconda della loro profondità in:

ustioni di I grado

superficiali

facilmente guaribili

ustioni di II grado

formazione di bolle e vescicole

consultazione struttura sanitaria

ustioni di III grado

profonde

urgente ospedalizzazione

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Testo elaborato a cura dell’Ing. Mauro Malizia, responsabile servizio corsi di formazione per “addetto antincendio” di cui alla Legge n. 609/96

Effetti dell’irraggiamento secondo il metodo di Eisemberg

ENERGIA EFFETTI SULL’UOMO

(KW/mq)

40

26

19

5.0

2.0

1.8

1.4

1% di probabilità di sopravvivenza innesco incendi di materiale infiammabile

50% di probabilità di sopravvivenza danni per operatori con indumenti di protezione esposti per lungo tempo scottature di 2° grado scottature di 1° grado limite di sicurezza per persone vestite esposte per lungo tempo

Effetti dell’incendio sui materiali da costruzione

DANNI CHE SI POSSONO VERIFICARE

VALORI DI IRRAGGIAMENTO

(KW/mq)

Strutture in calcestruzzo

Strutture in acciaio

60

40

Ignizione del legno entro un minuto

Danneggiamento di serbatoi metallici

33

12,6

Danneggiamento cavi elettrici 11,7

Fonte: Software SIGEM-SIMMA Ministero dell’Interno - C.N.VV.F.

Esplosione

L’esplosione è il risultato di una rapida espansione di gas dovuta ad una reazione chimica di combustione.

Gli effetti della esplosione sono: produzione di calore, un’onda d’urto ed un picco di pressione.

Quando la reazione di combustione si propaga alla miscela infiammabile non ancora bruciata con una velocità minore di quella del suono l’esplosione è chiamata DEFLAGRAZIONE.

Quando la reazione procede nella miscela non ancora bruciata con velocità superiore a quella del suono l’esplosione è detta DETONAZIONE.

Gli effetti distruttivi delle detonazioni sono maggiori rispetto a quelli delle deflagrazioni .

Un’esplosione può aver luogo quando gas, vapori o polveri infiammabili, entro il loro campo di esplosività, vengono innescati da una fonte di innesco avente sufficiente energia.

In particolare in un ambiente chiuso saturo di gas, vapori o polveri l’aumento della temperatura dovuto al processo di combustione sviluppa un aumento di pressione che può arrivare fino ad 8 volte la pressione iniziale.

Il modo migliore di proteggersi dalle esplosioni sta nel prevenire la formazione di miscele infiammabili nel luogo ove si lavora, in quanto è estremamente difficoltoso disporre di misure che fronteggiano gli effetti delle esplosioni come è invece possibile fare con gli incendi.

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