TECNOLOGIA

ACQUA ESTINGUENTE NATURALE

NEL CONTROLLO DI UN INCENDIO, L’ACQUA È LA SOSTANZA ESTINGUENTE PER ANTONOMASIA: È ECONOMICA, FACILMENTE REPERIBILE, AGEVOLMENTE TRASPORTABILE, NON TOSSICA E DI SEMPLICE UTILIZZO. CONOSCERNE ADEGUATAMENTE LE PROPRIETÀ COMPORTA UN IMPIEGO PIÙ CONSAPEVOLE ED EFFICACE, SOPRATTUTTO NELLE SITUAZIONI DI PERICOLO IMMINENTE PER LE PERSONE

Giacomino Redondi

Ènoto che il fuoco è la manifestazione della reazione chimica di combustione, con emissione di luce e di calore. La combustione è una reazione di ossidoriduzione di tipo esotermica, tra una sostanza suscettibile di essere ossidata (combustibile), ed una in grado di agire come agente ossidante (comburente). Si rammenta che la combustione non è una reazione spontanea ma, affinché avvenga, è necessario che la miscela combustibile-comburente consegua un determinato livello energetico, detto di attivazione, che può essere raggiunto solo per il tramite di un apporto esterno che si configura come innesco. La combustione è simbolicamente rappresentata dal famoso

“Triangolo del fuoco” o triangolo di Kinsley che, in termini elementari, rammenta che lo sviluppo della reazione di combustione è possibile solo con l’azione contemporanea di combustibile-comburente-energia di innesco. Analogamente, l’interruzione o rottura del triangolo del fuoco per la mancanza di uno degli elementi (o lato del triangolo stesso), determina il blocco della reazione. Quindi l’estinzione di un fenomeno di combustione presuppone una delle seguenti azioni: • Allontanamento del combustibile dal focolaio (effetto di separazione). • Separazione del combustibile dal comburente o riduzione della concentrazione di comburente (effetto di soffocamento). • Sottrazione di calore fino al raggiungimento di una tempera-

Museo del Palazzo di Pechino, la più grande struttura in legno conservata al mondo. Intervento di estinzione di un principio di incendio nel 2016

COMBURENTE FONTE D’INNESCO

IL TRIANGOLO DI KINSLEY RAMMENTA CHE LA COMBUSTIONE AVVIENE SOLO CON LA CONCOMITANZA DI TRE ELEMENTI FONDAMENTALI: COMBUSTIBILECOMBURENTE-ENERGIA DI INNESCO

CLASSIFICAZIONE DEI FUOCHI SECONDO LA NORMA UNI EN 2:2005 IN RELAZIONE AL TIPO DI COMBUSTIBILE. È STATA ELIMINATA LA CLASSE E IN CUI RIENTRAVANO I FUOCHI PROVENIENTI DA APPARECCHIATURE ELETTRICHE, IN QUANTO RICONDUCIBILI ALLE CLASSI A E B (INNOVA)

CLASSE A fuochi da solidi

CLASSE B fuochi da liquidi

CLASSE C fuochi da gas

CLASSE D fuochi da metalli CLASSE F fuochi da mezzi di cottura

tura inferiore a quella minima di accensione o autoignizione (effetto raffreddamento). A queste circostanze cosiddette “tradizionali” si aggiunge anche l’inibizione chimica o effetto anticatalisi, che consiste in una azione di rallentamento o di blocco della reazione di combustione, determinata da sostanze in grado di neutralizzare i prodotti intermedi attivi (radicali liberi) del processo chimico.

L’azione estinguente dell’acqua

Le misure di protezione attiva contro gli incendi si basano sull’impiego di una serie di sostanze, capaci idi interrompere la combustione. È evidente che i prodotti impiegati e le relative modalità di utilizzo, devono essere commisurati alla natura degli elementi che hanno preso fuoco ed all’entità dell’incendio. È quindi necessario conoscere accuratamente le caratteristiche delle sostanze estinguenti, al fine di ottenere dalla protezione attiva risultati sempre congruenti e positivi; scelte errate possono amplificare inaspettatamente l’entità degli incidenti. Tra le sostanze antiche quanto l’uomo, l’acqua costituisce da sempre l’estinguente maggiormente impiegato nei processi di combustione, per la facile reperibilità, il basso costo, la semplicità nell’uso e la non tossicità. È particolarmente indicata per gli incendi da combustibili solidi (classe A secondo la norma UNI EN 2:2005 “Classificazione dei fuochi”), con esclusione delle sostanze incompatibili quali sodio e potassio, che a contatto con l’acqua liberano idrogeno, e carburi che con l’acqua formano acetilene. Può essere usata anche su fuochi di classe B, solo quando il combustibile coinvolto abbia una densità superiore a quella dell’acqua. Sono inoltre noti i limiti relativi all’impiego su apparecchiature elettriche ed elettroniche, in quanto buon conduttore elettrico. Le proprietà che determinano la capacità estinguente dell’acqua, sono essenzialmente: • Elevato valore del calore specifico (4186 J/kg°K). • Ottimo valore del calore latente di vaporizzazione corrispondente a 2,272∙106 J/kg a pressione atmosferica). Questi fattori da soli conferiscono all’acqua una elevata capacità di assorbimento del calore. Durante le operazioni di estinzione di una combustione, l’evaporazione dell’acqua determinata dalle elevate temperature della reazione produce una notevole quantità di vapore (con un aumento volumetrico di circa 1700 volte il volume iniziale), che origina un effettivo spostamento del comburente e la conseguente creazione di un’atmosfera inerte. Quando è proiettata con sufficiente energia sulle superfici dei materiali soggetti a combustione, l’acqua esercita una efficace azione di “rottura” del contatto tra combustibile e comburente. Non è da sottovalutare infine la proprietà di diluire le sostanze infiammabili solubili in acqua, in modo da renderle inadatte a sostenere un processo di combustione. Le prerogative estinguenti dell’acqua si possono quindi riassumere nelle seguenti capacità: - di raffreddamento (finalizzare la temperatura del combustibile ad un livello inferiore a quello della sua temperatura di infiammabilità); - di soffocamento (allontanamento del comburente dal combustibile); - di rottura (azione meccanica di interruzione del contatto combustibile-comburente); - di diluizione di combustibili solubili in acqua.

DINAMICA DI UN INCENDIO TIPO: SI INDIVIDUANO LE QUATTRO FASI CARATTERISTICHE. AL PUNTO DI FLASH OVER L’INCENDIO È GENERALIZZATO E NON È PIÙ CONTROLLABILE

Temperatura (flash-over)

Per incrementare la capacità estinguente è preferibile utilizzare l’acqua con getto frazionato o nebulizzato piuttosto che con un getto pieno, in quanto quest’ultimo aumenta la quota d’acqua residua non coinvolta in effetti termici utili. L’assorbimento di calore da parte dell’acqua, infatti, è tanto più efficace quanto più elevata è la superficie di scambio termico: suddividendo il getto liquido in minute goccioline con diametro compreso tra 0,5 e 1,0 mm, la superficie di scambio viene sensibilmente aumentata conseguendo una particolare efficienza da questo punto di vista. A tali dimensioni, inoltre, le particelle di acqua hanno ancora una buona inerzia per consentire gittate accettabili, in grado di raggiungere spesso anche focolai nascosti, inaccessibili al getto tradizionale pieno. Le sottili gocce d’acqua, infine, si combinano agevolmente con le particelle di fumo e fuliggine, facendole precipitare.

Acqua con additivi

Per migliorare la capacità di penetrazione ed adesione sui materiali soggetti a combustione, si possono aggiungere all’acqua sostanze con effetto tensioattivo, in modo da abbassare la tensione superficiale dell’acqua ed aumentare la capacità di “bagnare” le superfici investite. Nella lotta contro gli incendi di boschi e vegetazioni in genere, si possono aggiungere nell’acqua degli agenti ritardanti a base di fosfati, borati, carbonati, ammonio, potassio, ecc. Consentono di ritardare l’ignizione della vegetazione di sottobosco e delle essenze arboree, per effetto del calore irradiato dal fronte di fiamma dei focolai in rapido movimento e di quelli non totalmente estinti, anche dopo l’evaporazione dell’acqua in cui si trovano in soluzione.

Le alimentazioni idriche

Le alimentazioni idriche al servizio degli impianti antincendio rappresentano sicuramente uno degli aspetti più importanti che il progettista deve considerare, soprattutto per l’affidabilità richiesta. Una adeguata alimentazione deve infatti essere in grado di assicurare la quantità d’acqua necessaria, per il tempo stabilito dal cosiddetto “livello di pericolosità” così come definito dalla norma UNI 10779/2021 “Impianti di estinzione degli incendi – Reti di idranti – Progettazione, installazione ed esercizio”, nonché la pressione in grado di assicurare ai dispositivi erogatori (naspi, idranti) la prescritta pressione residua. L’appendice A della UNI 10779 stabilisce i requisiti che devono possedere le alimentazioni idriche, per la cui realizzazione rimanda alle prescrizioni della UNI EN 12845/2020 “Installazioni fisse antincendio – Sistemi automatici a sprinkler – Progettazione, installazione e manutenzione”, la quale prevede a sua volta le seguenti tipologie: • Acquedotto • Serbatoi di accumulo • Sorgenti inesauribili • Serbatoi a pressione

Proiettata con sufficiente energia sui materiali coinvolti in una combustione, l’acqua esercita anche una efficace azione di rottura del contatto tra combustibile e comburente

Sistema di nebulizzazione d’acqua a turbina. Aumentando sensibilmente la superficie di scambio termico, l’acqua nebulizzata incrementa nettamente l’assorbimento di calore ed il conseguente effetto raffreddante dei focolai di incendio (Emicontrols)

Acquedotti

È molto spesso la soluzione più economica, ma necessita della assicurazione di un aspetto qualitativo fondamentale di disponibilità ed affidabilità, oltre a quello prestazionale in termini di portata e pressione rese disponibili all’impianto antincendio collegato. Per le aree con: - livello di pericolosità 1 ossia aree con basso pericolo di incendio come, ad esempio, attività di tipo residenziale, uffici, ecc. a basso carico di incendio, e comunque assimilate a quelle definite di classe LH ed OH 1 dalla UNI EN 12845; - livello di pericolosità 2, ovvero aree in cui c’è una presenza non trascurabile di materiali combustibili, ma che presentano un RCI

moderato pericolo di incendio, come ad es. attività di lavorazione in genere che non presentano accumuli particolari di merci combustibili, assimilabili a quelle definite di classe OH 2, 3 e 4 dalla UNI EN 12845. La UNI 10779 ammette una continuità del servizio da parte degli acquedotti, allorquando nell’area in cui è inserito l’impianto, l’indisponibilità per manutenzione sia inferiore a 60 ore/anno, attestabile mediante dati statistici relativi agli anni precedenti. Relativamente all’adeguatezza delle prestazioni dell’acquedotto nel punto di allacciamento di un impianto idrico antincendio, la norma UNI EN 12845 al p.to 4.4.4.3 prevede la costruzione della “curva caratteristica pressione/portata” dell’acquedotto in quel punto, ricavata tramite rilievi eseguiti in un momento di punta della domanda idrica. Sono prescritte almeno tre misurazioni effettuate in tempi diversi, al fine di disporre di un dato che abbia un minimo valore statistico.

Serbatoi di accumulo

Essendo i serbatoi idrici a gravità sempre meno utilizzati per gli elevati costi di investimento, si accenna di seguito al sistema di alimentazione idrica antincendio privata più comune nel nostro Paese, cioè alle riserve idriche in serbatoi di accumulo, corredati con una o più unità di pompaggio ad avviamento automatico. Gli accumuli idrici antincendio sono costituiti da vasche o serbatoi da interro o da superficie. La soluzione di una vasca di accumulo interrata è solitamente determinata da limiti nello spazio disponibile o da restrizioni per impatto architettonico o ambientale. Gli accumuli interrati vengono sempre più raramente realizzati in calcestruzzo gettato in opera, in quanto la tendenza negli ultimi anni consiste nell’impiego di elementi modulari prefabbricati in cls, o di sistemi monoblocco in acciaio che, potendo essere collegati tra loro, consentono di realizzare accumuli di grande capacità. L’accumulo deve essere completato con i gruppi di pressurizzazione e relativi dispositivi di controllo alloggiati in apposito vano tecnico, realizzato secondo la norma UNI EN 12845 e la norma UNI 11292 “Locali destinati ad ospitare gruppi di pompaggio per impianti antincendio – Caratteristiche costruttive e funzionali”. Anche tale locale di servizio può essere interrato oppure installato fuori terra e, nei serbatoi metallici interrati può essere ricavato in una sezione dello stesso. È opportuno segnalare che la UNI 11292 al p.to 4.1.2 ammette i vani tecnici interrati, ma precisa che: “Non è ammessa la realizzazione di locali interrati nelle aree a rischio di inondazione e nelle zone comunque esposte a rischio di allagamento”. Nella relazione del progetto di un sistema con locale tecnico interrato, deve quindi essere contenuta una analisi del sito di installazione, al fine di valutare i possibili rischi di allagamento. In assenza di questa valutazione, non dovrebbe essere possibile realizzare un vano tecnico antincendio interrato. Rilevato altresì che il rischio di alluvioni e frane interessa il 70% dei Comuni italiani, i locali tecnici interrati dovrebbero essere un’eccezione e non la prima scelta progettuale, per evitare l’allagamento di un vano così importante come il locale pompe. La riserva idrica antincendio fuori terra è una soluzione particolarmente indicata per insediamenti industriali e produttivi in genere, dove si può fare astrazione da problemi di impatto architettonico. Anche per la realizzazione di una riserva idrica antincendio fuori terra, si impiegano moduli prefabbricati in cls o serbatoi metallici zincati a forma cilindrica. In questi casi un aspetto non trascurabile riguarda la resistenza meccanica del suolo su cui sarà realizzata la platea di sostegno del serbatoio, unitamente alla verifica del rischio sismico secondo le NTC 2018. Si evidenzia che una riserva idrica antincendio fuori terra consente la realizzazione del vano tecnico complanare all’accumulo stesso, per cui, oltre a contenere i disagi conseguenti ad eventuali perdite dalle tubazioni e ad agevolare la ventilazione della sala macchine, è privilegiata l’installazione di pompe centrifughe ordinarie ad asse orizzontale operanti sotto battente, come raccomandato dalla UNI EN 12845.

I tensioattivi aggiunti all’acqua, ne migliorano la capacità di bagnatura. L’angolo di contatto tra un liquido ed una superficie solida determina la misura della bagnabilità della superficie stessa. L’angolo di contatto è correlato alla tensione superficiale ed all’equilibrio termodinamico delle due fasi a contatto. Con angoli minori di 90° le superfici si considerano idrofile (Hydrophile), mentre per angoli maggiori di 90° sono idrorepellenti o idrofobiche (Hydrophobe). Per angoli nulli la bagnatura è perfetta (Perfect wetting) (FKV)

Accumulo idrico antincendio a cilindro verticale fuori terra, con vano tecnico integrato alla base. Risolve le situazioni in cui si hanno a disposizione spazi ristretti

Rizzotto

Serbatoio di accumulo idrico antincendio fuori terra di grande capacità da 1190 m3. È costituito da pannelli in lamiera di acciaio fissati tramite giunzioni bullonate e da una membrana interna in pvc armato antistrappo. La struttura deve garantire la resistenza all’azione contemporanea di agenti esterni come sismi, carico della neve, sollecitazioni del vento

Fiore Technologies

Serbatoio di accumulo antincendio interrato, al cui interno è ricavato il vano tecnico di alloggiamento del gruppo di pressurizzazione, conforme alla norma UNI EN 12845

Climatec Antincendio

Serbatoi in pressione

Tra le alimentazioni idriche antincendio che sono previste dalla norma UNI EN 12845 rientrano anche i serbatoi in pressione, che per mantenere la pressione di erogazione dell’acqua entro limiti accettabili, sfruttano il meccanismo proprio delle autoclavi a cuscino d’aria o a membrana. Per un impianto antincendio con una notevole richiesta idrica tale sistema non appare essere una soluzione appropriata, in quanto i livelli di pressione necessari per garantire le prestazioni della rete idrica collegata (anche superiori a 8,0 bar), comportano materiali e spessori dei componenti tali da determinare costi di impianto e di manutenzione alquanto elevati. I serbatoi in pressione possono risultare utili per l’alimentazione di impianti idrici antincendio di piccole dimensioni, per la protezione da bassi rischi.

Conclusioni

di combustione, tuttavia deve essere utilizzata nelle giuste quantità, sui materiali con essa compatibili e nei luoghi più opportuni, al fine di conseguire una efficace azione di contrasto ad un incendio. L’impianto idrico antincendio è molto diffuso in quanto utilizza un elemento che ha il pregio di essere economico ed utilizzabile in grandi quantità. Essendo un presidio permanente di protezione attiva, l’impianto deve essere efficiente in qualsiasi momento: per tale motivo è indispensabile non sottovalutare l’importanza di verifiche e controlli periodici. Se relativamente ai dispositivi di controllo ed ai gruppi di pompaggio il servizio di verifica e manutenzione è ordinariamente alquanto puntuale ed efficace, nei confronti di vasche e serbatoi risulta molto spesso superficiale se non addirittura assente. Si rammenta che la UNI EN 12845 su questi manufatti prescrive dettagliati controlli triennali e decennali, finalizzati a mantenerne l’integrità e la funzionalità nel tempo. RCI

CPS

PIÙ SEMPLICE. PIÙ COMPATTA. PIÙ ECOLOGICA. La soluzione innovativa per gli impianti idronici a più livelli di temperatura.

L’ edilizia si evolve verso gli edifici ad energia quasi zero, con prescrizioni sempre più stringenti in termini di riduzione dei consumi e di impiego di energie rinnovabili. In ambito civile, ad esempio, molti edifici richiedono, per gran parte dell’anno, la disponibilità di riscaldamento e raffrescamento contemporaneamente su molti ambienti serviti. AERMEC, sempre al passo con i tempi, presenta CPS, la nuova soluzione che rivoluziona il modo di realizzare le centrali termo-frigorifere e che risponde a queste nuove richieste del mercato. Le nuove unità della serie CPS raffrescano, riscaldano a diversi livelli di temperatura e producono acqua calda sanitaria con unità unica ad elevata efficienza per applicazioni alberghiere, residenziali, industriali e del terziario.

CPS è un’unità compatta monoblocco che unisce l’efficienza della nuova polivalente aria-acqua serie NRP, con struttura V-block e in versione 4 tubi e le prestazioni delle pompe di calore booster WWB ad altissima temperatura. Da questa unione nasce una nuova polivalente che garantisce il raffrescamento, riscaldamento a diversi livelli di temperatura ed acqua calda sanitaria per applicazioni alberghiere, residenziali, industriali e del terziario. CPS produce acqua fino a 73 °C, con impiego prevalente del recupero termico in presenza di richiesta di raffrescamento. Permette di operare in spazi ridotti, con considerevole risparmio nei tempi di progettazione ed installazione, e con logiche di gestione ottimizzate e collaudate per avere un sistema plug and play di elevata affidabilità ed efficienza.

Come tutte le soluzioni che Aermec propone CPS ha come priorità il rispetto dell’ambiente. Per soddisfare le esigenze progettuali richieste dall’impianto, infatti, permette di sfruttare in larga misura fonti di energia rinnovabile sia per la climatizzazione che per la produzione di acqua calda sanitaria. È pertanto la soluzione idonea per soddisfare i requisiti sempre più stringenti dei nuovi edifici NZEB, gli edifici ad energia quasi zero che prevedono la riduzione dei consumi e l’impiego di energie rinnovabili.

Diverse tipologie di edifici richiedono contemporaneamente la richiesta di carico caldo/freddo lato impianto: - Uffici con strutture leggere; - Strutture ricettive moderne; - Centri polifunzionali; - Strutture industriali.

Questi edifici sono climatizzati con caldaia e refrigeratori oppure, negli impianti più evoluti, tramite polivalenti a 4 tubi. In diverse applicazioni la richiesta di riscaldamento viene fatta su due livelli di temperatura differenti (produzione di caldo per l’impianto ed ACS in strutture ricetti-

Le nuove unità polivalenti della serie CPS

CPS taglia 1000

CPS taglia 1805

ve, 2 livelli di acqua calda in diversi settori dell’industria alimentare e plastica, ecc.). Tanti impianti per questo tipo di applicazioni sono oggi realizzati con polivalente (NRP-NXP) più PDC dedicata (generalmente NRK-WRK) oppure polivalente (NRP-NXP) più booster (WWB); in entrambi i casi la scelta è tecnicamente ed energeticamente valida, ma determina una pur minima complessità di progettazione ed installazione.

CPS, è una combinazione altamente performante e rappresenta una soluzione ideale per questo tipo di impianti. L’efficienza della nuova polivalente aria-acqua NRP permette di sfruttare il recupero termico nella produzione contemporanea di caldo e freddo. L’impiego di parte del calore proveniente dalla polivalente per la preparazione di acqua calda sanitaria, grazie all’innalzamento della temperatura effettuato dalla seconda pompa di calore booster WWB, permette di sfruttare la contemporaneità per produrre acqua calda sanitaria con recupero termico, soprattutto nella stagione estiva.

Diverse sono le modalità di funzionamento che CPS offre: - Solo freddo - Solo caldo media temperatura - Solo caldo alta temperatura - Freddo più caldo media temperatura - Freddo più caldo alta temperatura - Caldo media e alta temperatura - Freddo più caldo media e alta temperatura

Disponibile in 3 taglie con potenza da 164 a 490 kW in potenza frigorifera, CPS garantisce un’alta efficienza energetica anche ai carichi parziali. La presenza in un’unica piattaforma di due unità ad elevatissimo contenuto tecnologico ed elevatissime prestazioni, collegate idraulicamente tra loro e dotate di regolazione ottimizzata per la gestione del sistema, permette di ridurre drasticamente i tempi di progettazione ed installazione dell’impianto e gli spazi richiesti.

È formata da 4 circuiti frigoriferi: • 2 circuiti (C1/C2) con gas R410A • 2 circuiti (C2/C3) con gas R134a e da 3 scambiatori a piastre • 1 Scambiatore a piastre per l’acqua refrigerata • 1 Scambiatore a piastre per l’acqua calda a media temperatura • 1 Scambiatore a piastre in inox ispezionabile per l’acqua calda ad alta temperatura (A.C.S.) Il basamento la struttura e la pannellatura sono in acciaio zincato trattato con vernici poliestere.

CPS è equipaggiato di gruppi di pompaggio in line a singola pompa o doppia pompa (pompa + riserva) sugli scambiatori freddo e caldo a media temperatura, evaporatore del booster dotato di propria pompa e valvola miscelatrice per il controllo delle condizioni di lavoro, pompa a velocità variabile ed accumulo tecnico stabilizzatore lato condensatore del booster, scambiatore A.C.S. intermedio a piastre ispezionabile.

La regolazione di cui CPS è dotato è a microprocessore, completa di una tastiera Touch screen da 7” per navigare in modo semplice e intuitivo fra le varie schermate, permettendo di modificare i parametri operativi e di visualizzare in forma grafica l’andamento in tempo reale di alcune grandezze, e una completa gestione degli allarmi e il loro storico. È possibile controllare due unità in parallelo Master - Slave. La presenza di un orologio programmatore permette d’impostare delle fasce orarie di funzionamento ed un eventuale secondo set-point. La termoregolazione avviene con la logica proporzionale integrale, in base alla temperatura di uscita dell’acqua. La modalità “Controllo HP flottante” permette con la modulazione continua dei ventilatori di ottimizzare il funzionamento dell’unità in qualsiasi punto di lavoro, garantendo un incremento dell’efficienza energetica ai carichi parziali. È prevista inoltre anche la “Modalità Night Mode” grazie alla quale è possibile impostare un profilo di funzionamento silenziato. Opzione perfetta, ad esempio, per il funzionamento notturno, perché garantisce un maggior confort acustico nelle ore serali, e una efficienza elevata nelle ore di maggior carico.

AERMEC SPA

Via Roma 996 37040 Bevilacqua (VR) Tel. 0442 633111 marketing@aermec.com www.aermec.com