Utente:Pieropompiere

POMPIERISTICA

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. Essa 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 una 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 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. -Soffocamento: separazione del comburente dal combustibile o riduzione della concentrazione di comburente nell’aria. -Raffredamento: 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. Il Fuoco, così come viene comunemente inteso, può essere definito come l’insieme degli effetti di una rapida reazione chimica ad alta temperatura tra il materiale che brucia e l’ossigeno dell’aria, con formazione di prodotti gassosi, produzione di calore e, generalmente, emissione di luce.

Alcune considerazioni sul fenomeno chimico della combustione e del relativo incendio, sostanzialmente si divide in tre fasi.

Prima fase L’Accensione Anche se tutti i reagenti sono presenti, la combustione non prende il via senza un innesco, qualcosa che faccia salire la temperatura in un punto. In modo da rompere la stabilità chimica e dare il via alla reazione con l’ossigeno, da quel momento la reazione produce calore e si autosostiene.

Seconda fase La Combustione Una volta acceso, il fuoco si mantiene finchè sono presenti il combustibile ed il comburente.

Terza fase la Propagazione Il calore liberato da una sostanza che s’infiamma basta, in genere, per innescare analoghe reazioni nelle sostanze vicine. La fiamma si muove a velocità variabile da qualche metro al secondo, fino a migliaia di metri al secondo.

CARBONE ----------------- 3 m/sec. GAS Metano ---------------- 40 m/sec. BENZINE --------------- 80 m/sec. ESPLOSIVI --------------- 1000 m/sec.

La temperatura fornisce l’energia per disgregare i legami interni in un piccolo punto del materiale, permettendo alle molecole di partecipare alla reazione chimica. Tale temperatura viene denominata temperatura d’infiammabilità e varia a seconda del materiale interessato. Le molecole in gioco sono, da una parte, quelle del combustibile ( per esempio legna o petrolio ) dall’altra quello del comburente, ( in genere ossigeno, ma anche fluoro o cloro ). A questo punto inizia una serie di reazioni esotermiche, che generano calore, e non appena questo calore supera il raffreddamento naturale dovuto alla presenza dell’aria, il fuoco comincia a propagarsi in una reazione a catena simile a quella nucleare. Che però non lascia scorie radioattive, ma cenere, acqua, anidride carbonica, biossido di azoto ed altri gas. L’incendio è un evento distruttivo consistente in una combustione incontrollata di materiali o strutture combustibili. Due fattori di estrema importanza nella lotta contro l’incendio sono la precocità della sua scoperta e la tempestività dell’intervento. Un incendio può manifestarsi immediatamente o restare latente (covare) anche per un certo tempo e poi scatenarsi con grande violenza non appena si verificano le condizioni favorevoli a ciò. Gli incendi che presentano un pericolo latenza o di incubazione, riguardano a materiali solidi, nella cui composizione è presente il carbonio come costituente principale. In genere essi sono polimeri complessi naturali o sintetici. La fase di latenza è dovuta al verificarsi di fenomeni di “combustione lenta”, cioè combustione senza fiamma con formazione di un residuo carbonioso, poroso (brace), che permette all’aria di raggiungere successivamente strati più profondi del materiale. La combustione lenta è in genere innescata da una fonte di energia a contatto del combustibile, che fornisce calore a temperatura sufficientemente alta e per un tempo bastante ad iniziare una reazione di decomposizione esotermica e un’ossidazione a velocità moderata. Una ventilazione scarsa o nulla favorisce il verificarsi di questo fenomeno. Alcuni esempi di situazioni che possono dare inizio a fenomeni di combustione lenta che poi evolvono in fuoco con fiamma sono le braci di sigaretta a contatto di imbottiture, tappeti, carta. Goccie di metallo fuso provenienti da operazioni di saldatura e venute a contatto con tavole di legno, casse, segatura, ecc. Riscaldamento dei materiali dovuto a calore di origine elettrica, quali surriscaldamento di cavi o apparecchiature, archi elettrici, ecc. In genere l’evoluzione da combustione lenta a combustione con fiamma si ha per il progressivo riscaldamento del materiale interessato e successiva accensione dei prodotti combustibili volatili parzialmente ossidati. Una corrente d’aria può inoltre ravvivare la combustione lenta fino a fare scaturire le fiamme. La fase di combustione lenta può durare da alcuni a parecchi minuti, talvolta anche di più. I fumi sviluppati nella fase di combustione lenta, non sono visibili all’occhio umano, possono essere facilmente e tempestivamente rilevati da appositi rivelatori di fumo opportunamente installati nei locali da proteggere. Per carenza di ossigeno, in un locale chiuso, un fuoco inizialmente con fiamma può regredire a livello di combustione lenta per sopravvenuta carenza di ossigeno, salvo poi a riprendere con fiamma per l’apertura di una porta, la rottura di una vetrata o simili eventi. Il decorso di un incendio , una volta superato l’eventuale periodo di latenza, è sempre molto rapido, per cui i risultati nella lotta contro il fuoco sono condizionati da quello che si fa nei primi minuti. La tempestività e l’appropriatezza del primo intervento sono determinanti per il controllo e l’estinzione del fuoco. Se la combustione continua, fumo e gas caldi cominciano a premere contro le pareti di una stanza o di un contenitore, la pressione aumenta fino al punto di rottura, verificandosi così un’esplosione.

L'esplosione

Ogni tipo di esplosione, infatti, è una combustione estremamente veloce. In percentuale un pezzo di legno dissipa lo stesso volume di gas e sviluppa lo stesso calore di un cartoccio di esplosivo. Solo che il legno impiega due ore a ridursi in cenere, mentre il cartoccio di esplosivo qualche decimo di secondo. Le velocità in gioco sono talmente elevate che la propagazione delle fiamme al loro interno può superare la velocità del suono. ( in questo caso si parla di detonazioni, oppure deflagrazioni.) Una delle eslosioni più rapide è quella della Pentrite, che arriva a 8500 m/sec. In questi casi tra l’altro, oltre ai tre ingredienti già citati ne serve un quarto: Una micro esplosione poiché questi prodotti anno bisogno di urto e calore per attivarsi. Se la pentrite o la dinamite hanno bisogno di una micro esplosione per iniziare a bruciare , altre sostanze sono decisamente più delicate. Come il carbone fossile, che si deve accumulare in piccole quantità perché possa incendiarsi spontaneamente. L’innesco lo forniscono dei piccoli microrganismi che sono in grado di avviare una reazione chimica di ossidazione. Quando questa reazione, che genera calore, si estende a sufficienza, produce la fiamma. Anche le così dette “scorie piroforiche” tramite un processo di ossidazione danno origine ad una produzione di calore che genera la fiamma. In tutti gli altri casi, il fuoco nasce per irraggiamento, vicinanza di un oggetto incandescente, per convezione contatto con sostanze calde o infiammate, conduzione Contatto con metalli incandescenti. Quando questi tre elementi si uniscono, come accade in un edificio in fiamme, si ha il “Flashover”, una situazione in cui una regione diventa così calda che tutti gli oggetti infiammabili prendono fuoco spontaneamente. E’ il punto di non ritorno la temperatura cresce di 20-30 gradi al secondo, fino a superare i 1000 gradi.

La normativa italiana ha così suddiviso gli incendi secondo il tipo di combustibile

 A :  MATERIE  SOLIDE     carta, legno, materie plastiche, gomma,Ecc. 

sono più facilmente estinguibili usando acqua, nebulizzata o a getto pieno. Efficace anche l'intervento con polvere chimica. Efficaci gli Halon per piccoli ambienti chiusi.

 B : LIQUIDI  INFIAMMABILI    oli  minerali e loro derivati, alcoli 

Risulta efficace la separazione tra combustibile e comburente attraverso schiume. Per piccoli interventi si può usare anche polvere. L'acqua è efficace come azione refrigerante.

 C:  GAS INFIAMMABILI            idrogeno, metano, acetilene, G.P.L

Si può ipotizzare solamente una azione di inibizione dell'autocatalisi. Efficaci i sistemi ad Halon o polvere. Sconsigliata la schiuma. L'acqua come azione refrigerante.

 D:  SOSTANZE CHIMICHE spontaneamente infiammabili o reattive a contatto con l'acqua 

(sodio, potassio, magnesio) intervento per inibizione dell' autocatalisi attraverso sistemi ad Halon CO2.Sono assolutamente da evitare altri sistemi soprattutto ad acqua, che possono risultare pericolosi.

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

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, reazioni chimiche, decomposizioni esotermiche in assenza d’aria, azione biologica. Esempi: cumoli di carbone, stracci o segatura imbevuti d’olio di lino, polveri di ferro o nichel, fermentazione di vegetali.

I PRODOTTI DELLA COMBUSTIONE

GAS DI COMBUSTIONE

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

-OSSIDO DI CARBONIO -ALDEIDE ACRILICA -ANIDRIDE CARBONICA -FOSGENE -IDROGENO SOLFORATO -AMMONIACA -ANIDRIDE SOLFOROSA -OSSIDO E PEROSSIDO DI AZOTO -ACIDO CIANIDRICO -ACIDO CLORIDRICO

La produzione di tali gas dipende dal tipo di Combustibile, dalla percentuale di Ossigeno presente e dalla Temperatura raggiunta nell’incendio.

Nella stragrande maggioranza dei casi, la mortalità per l’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. Colore della Fiamma Temperatura C°

Rosso Nascente ……………… 525 Rosso Scuro ……………… 700 Rosso Ciliegia ……………… 900 Giallo Scuro ……………… 1100 Giallo Chiaro ……………… 1200 Bianco ………… 1300 Bianco Abbagliante ……………… 1500

FUMI

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

CALORE

Il calore è la causa principale della propagazione degli incendi. Realizza l’aumento della temperatura di tutti i materiali e corpi esposti, provocandone il danneggiamento fino alla distruzione.