Antincendio

Lo scopo principale di un sistema di rivelazione incendio è la salvaguardia delle vite umane e della integrità degli edifici. I parametri da valutare con più attenzione nel progetto di questi sistemi sono: la rapidità nella rivelazione dell’evento dannoso e l’assoluta sicurezza che la segnalazione di allarme sia percepita e ben interpretata dalle persone all’interno dell’edificio in modo che possano avere il tempo di abbandonare i locali in sicurezza. D’altra parte le segnalazioni remote servono per segnalare nel più breve tempo possibile l’evento per permettere alle squadre di emergenza di individuare e spegnere l’incendio prima che l’incendio possa intaccare la stabilità strutturale dell’edificio.

Un sistema di rivelazione automatica di incendio è formato da apparecchiature che analizzano in continuazione l’ambiente in cerca dei parametri fisici e chimici caratteristici di un principio di incendio che sono:

1. Aumento considerevole di temperatura
2. Presenza di fumo
3. Presenza di radiazione infrarossa o ultravioletta tipica delle fiamme libere

Casi a parte, ma che possiamo comprendere in quest’ambito sono:

1. Presenza di gas infiammabili
2. Presenza di polveri
3. Presenza di scintille in cavidotti
4. Presenza di monossido di carbonio

La progettazione del sistema di rivelazione è strettamente legata alla tipologia del sito da proteggere e dipende dalla quantità , disposizione e tipologia di materiale combustibile, la probabilità di innesco e le previsioni di velocità del fenomeno. Per esempio un inizio di incendio da materiali solidi produce normalmente una certa quantità di fumo opaco anche nelle primissime fasi, se il sistema è in grado di rilevare questo fumo il principio di incendio può essere domato senza particolari problemi. Esistono incendi che si sviluppano senza particolare apporto di fumo, l’unico parametro assolutamente certo in questo caso è l’innalzamento della temperatura, occorre però che la rivelazione sia tempestiva per limitare i danni. Se infine la tipologia dei materiali presenti dovesse rendere critica la velocità di propagazione dell’incendio, il sistema di rivelazione deve essere supportato da un sistema di spegnimento..

L’evoluzione di un sinistro da incendio è caratterizzato da 4 fasi che possiamo individuare con

1. Inizio – dipende da infiammabilità dei combustibili, possibilità di propagazione delle fiamme, ventilazione dell’ambiente (apporto di comburente), possibilità di dissipazione del calore, geometria e volume dell’ambiente
2. Estensione – caratterizzato da : aumento rapido di temperatura, aumento di fumi e gas tossici o corrosivi, aumento della velocità di combustione, possibili formazioni di sacche di gas infiammabili che possono dare luogo a esplosioni
3. Incendio generalizzato – aumento della velocità di combustione e fenomeno di combustione su irraggiamento, ulteriore aumento della temperatura, formazione di lance di fuoco e onde d’urto.
   Estinzione – in assenza di altro materiale da bruciare l’incendio si avvia all’estinzione per mancanza di combustibile.

Esistono molte tipologie di rivelatori; ciascuna di esse risulta adatta per un certo tipo di applicazione o in un certo ambiente.Di seguito abbiamo riportato le tipologie più comuni che si possono incontrare nei sistemi di rivelazione incendio.

Le tipologie fisiche dei rivelatori sono:

1. Rivelatore puntiforme
2. Rivelatore lineare

Un rivelatore puntiforme è una apparecchiatura in grado di misurare una determinata grandezza solo nelle sue immediate vicinanze, mentre i rivelatori lineari sono in grado di controllare le stesse grandezze per tratti lineari rettilinei o curvilinei di parecchi metri di lunghezza. Nella descrizione dei vari sensori verranno descritte meglio queste due tipologie. Per quanto riguarda la rilevazione del fumo si ha:

Rivelatori di fumo puntiformi
In questo caso il sensore è costituito da una camera ottica in grado di “vedere” i fumi opachi che si sviluppano durante un incendio. Il fumo per essere rilevato deve entrare nella camera ottica del rilevatore, ecco perché il rivelatore è in grado di controllare solo una piccola area di sua competenza. L’area di competenza viene determinata in base alle condizioni che permettono al fumo di entrare il più velocemente possibile all’interno del rivelatore. In effetti durante un incendio il fumo si distribuisce in modo quasi uniforme nei locali interessati dal fenomeno, ma se il fumo viene rivelato con molti minuti di ritardo viene meno il principio fondamentale dei sistemi di rivelazione incendio che è la velocità di rivelazione. Ad ogni modo la superficie limite controllata dai sensori puntiformi di fumo non può superare i 120 mq.

Rivelatori di fumo lineari a barriera
Questa tipologia di sensore è composto da due apparecchiature: un trasmettitore e un ricevitore di luce infrarossa. Il principio di funzionamento è semplice: il trasmettitore emette un fascio di luce infrarossa modulata che viene ricevuta dal ricevitore posto di fronte anche a distanze di 100 metri. Il ricevitore riceve una certa intensità di segnale (luce infrarossa), questa intensità è destinata a calare se del fumo si interpone tra i due componenti. Questo sistema è interessante perché una sola barriera è in grado di svolgere il lavoro di molti rivelatori puntiformi ( una sola barriera può arrivare a controllare un’area di 1500 mq) e inoltre è in grado di generare allarme anche solo in presenza di aria calda (cosa che non manda in allarme i sensori puntiformi), infatti l’aria calda è in grado di deviare i raggi luminosi infrarossi che non entrando nel ricevitore provocano comunque una diminuzione del segnale di riferimento. Esistono anche barriere a riflessione; in questo caso ricevitore e trasmettitore sono montati insieme e il fascio di luce viene fatto rimbalzare da un catarifrangente.

Rivelatori ad aspirazione
In questa apparecchiatura una pompa speciale preleva aria da una tubazione e la invia in una camera di analisi dove è presente un rivelatore di fumo puntiforme particolarmente sensibile. La tubazione di aspirazione non è altro che un tubo con fori per l’aspirazione di aria. La filosofia di funzionamento rispecchia il funzionamento dei rivelatori puntiformi di fumo (si può idealizzare la posizione di un foro di aspirazione della tubazione con la presenza di un rivelatore di fumo). Il vantaggio è che la tubazione è un elemento particolarmente semplice che non necessita di manutenzione, non è soggetto a guasti che affliggono le apparecchiature elettroniche ed è insensibile a condizioni di temperatura estreme nelle quali i componenti elettronici non sono in grado di lavorare. Similmente per la rilevazione del calore possiamo indicare

Rivelatori di calore puntiformi
Sono apparecchi in grado di rilevare la temperatura ambiente. Esistono vari metodi di misura: si può determinare il raggiungimento di una temperatura limite, oppure si può valutare con quale velocità cresce la temperatura. Come per i rivelatori puntiformi di fumo anche in questo caso il sensore puntiforme opera solo in una ristretta area di sua competenza. L’area viene stabilita in modo da rendere minimo il tempo in cui la grandezza viene misurata.

Rivelatori di calore lineari
Questo rivelatore è costituito da un elemento sensibile lineare e da una centrale di analisi. I sistemi più comuni sono:

1. cavo con guaina fusibile. Un cavo speciale contiene dei conduttori isolati da una guaina che fonde ad una certa temperatura. In caso di fusione della guaina i conduttori entrano in contatto e la centralina di analisi rileva il cortocircuito segnalando l’aumento di temperatura. Il sistema è semplice, ma il cavo deve essere sostituito in caso di danneggiamento
2. Tubo in pressione. In questo caso una centralina monitorizza la pressione all’interno di una tubazione stagna, un eventuale aumento di temperatura nelle vicinanze della tubazione provoca un innalzamento di pressione che viene rilevato dalla centralina sia in forma assoluta (pressione massima raggiunta) sia in forma differenziale (variazione di pressione nell’unità di tempo). A seconda dei parametri impostati per la centralina di analisi quest’ultima genera un allarme.
3. Cavi speciali con microsensori. Più che cavo in questo caso si tratta di guaine particolari che contengono dei microsensori in grado di trasmettere ad una centralina di analisi la temperatura misurata da ciascun sensore. È un sistema molto particolare in grado di monitorare non solo la temperatura massima e il gradiente, ma il profilo di temperatura di ogni punto della tratta.

Rivelatori di fiamma
In questo caso il componente è sensibile alla radiazione infrarossa o ultravioletta tipica della fiamma libera. Occorre una attenta valutazione del posizionamento del sensore e della radiazione luminosa all’interno dell’ambiente di lavoro per non incorrere in falsi allarmi provocati dalla radiazione solare o da condizioni particolari di lavoro (es processi di saldatura, presenza di lampade al quarzo…). Questa tipologia di rivelatori è utile per avere una risposta pressoché immediata ( entro 5 secondi) quando l’incendio nasce direttamente con emissione di fiamma libera. Occorre tenere presente che in presenza di fumo nero il rivelatore potrebbe non vedere più la fiamma.

Pulsanti manuali
Non bisogna dimenticarsi che le persone hanno comunque sensibilità e tempi di reazione assolutamente superiori a qualunque apparecchiatura disponibile. Le persone all’interno dei locali controllati potrebbero accorgersi più in fretta di qualunque apparecchiatura che si stà sviluppando un principio di incendio e quindi sono necessarie delle attivazioni manuali (in genere pulsanti) in modo tale che le persone possano in modo molto semplice generare un allarme.

Una volta rilevato l’evento pericoloso, la centrale che gestisce il sistema dovrebbe essere in grado di attivare:

1. Segnalazioni acustiche di preallarme ed evacuazione – le segnalazioni acustiche devono essere ben riconoscibili tra loro (non si deve confondere il preallarme dal segnale di evacuazione) e udibili in qualsiasi punto e in qualsiasi condizione di lavoro. Questo esclusivamente per la salvaguardia delle persone.
2. Segnalazioni visive – targhe ottiche. Sempre a salvaguardi delle persone la presenza di segnalazioni visive enfatizza lo stato di allarme, permette di percepire l’allarme anche in condizioni di forti rumori prodotti per breve tempo. La presenza di targhe ottiche permette inoltre di impartire indicazioni semplici alle persone ( come per esempio EVACUAZIONE).
3. Chiusura di porte e portoni tagliafuoco – serve per limitare l’incendio confinandolo all’interno di settori separati da chiusure in grado di resistere per un certo tempo al calore. Impediscono inoltre il passaggio di fumo per salvaguardare le persone.
4. Apertura degli evacuatori di fumo e calore – le aperture (soprattutto quelle verso l’alto) in grado di evacuare fumo e calore permettono di rallentare lo svilupparsi dell’incendio.
5. Attivazione di sistemi di spegnimento.

Come abbiamo detto nell’introduzione di questa sezione, esistono sistemi che non riguardano propriamente la rivelazione incendio, ma sono sistemi che riguardano strettamente la protezione delle persone e la salvaguardia delle strutture. Sono i sistemi di rivelazione di gas combustibili, di gas letali e sistemi di rivelazione di scintille in ambienti con presenza di polveri (polveri organiche, polveri metalliche, ecc). I gas combustibili e anche le polveri, quando sono in concentrazioni tali da ottimizzare il rapporto stechiometrico con il comburente (ossigeno) formano delle miscele esplosive. È chiaro a tutti il danno che può provocare un evento esplosivo, pertanto occorre tenere sotto controllo i parametri di questi eventi per cercare di evitarli per quanto possibile.

Sono delle apparecchiature in grado di rilevare la presenza di gas nell’ambiente, quando la concentrazione è ancora molto al di sotto del limite inferiore di esplosività (LIE) che è il limite al di sotto del quale non si riesce ad innescare una esplosione. La condizione di allarme deve potere attivare una serie di contromisure atte a diluire ulteriormente la concentrazione di gas: chiusura di elettrovalvole di intercettazione delle mandate principali e attivazione di aspiratori o apertura di condotte per l‘evacuazione dell‘aria. Il principio di funzionamento è identico anche per i rivelatori di gas tossici: la segnalazione di allarme scatta quando la concentrazione di gas ( esempio CO) è molto al di sotto del limite di pericolosità per le persone. Anche in questo caso devono essere previste delle attivazioni atte non soltanto ad avvertire le persone che risiedono nell’ambiente, ma attivare delle procedure per la diluizione della concentrazione del gas presente.

Le polveri fini in rapporto stechiometrico favorevole con l’ossigeno si comportano in modo analogo ai gas combustibili e quindi possono innescare delle reazioni di tipo esplosivo. La differenza è che mentre certe concentrazioni di gas in alcuni ambienti sono un fenomeno incidentale, la presenza di polveri è una condizione sistematica per alcuni ambienti come per esempio i cavidotti di trasporto del grano oppure i silos. La presenza di polveri in movimento può portare a sfregamenti e creazione di elettricità statica che può sfociare in produzione di scintille. Una scintilla è sufficiente per innescare una reazione esplosiva. Ecco perché nei cavidotti vengono posti dei rivelatori di scintilla. Quando un rilevatore rileva la luce caratteristica di una scintilla genera un allarme che serve per attivare delle lame d’acqua a valle e a monte della scintilla rilevata per spezzare il fronte di deflagrazione e interrompere l’evento esplosivo.