Il fuoco
Il fuoco è la manifestazione di un processo di conversione di energia chimica in energia termica: è un’ossidazione, più precisamente un “ossidoriduzione”.
Tutto brucia
L'affermazione potrebbe sorprendere, ma ricordiamo che cosa è la combustione.
Prodotti dell'ossidazione del metano
Il metano, "bruciando", si ossida trasformandosi in anidride carbonica ed acqua sotto forma di vapore.
Durante il processo di combustione si sviluppa una certa quantità di energia termica.
Triangolo del fuoco
Rappresentazione classica dei tre elementi essenziali per la combustione. I lati rappresentano rispettivamente:
il combustibile,
il comburente e
l'energia.
Il triangolo del fuoco rappresenta l’essenzialità dei tre elementi necessari per la generazione di una trasformazione di ossidazione che si manifesta con il fuoco, non necessariamente visibile.
Per spegnerlo sarà sufficiente rimuovere almeno uno di essi.
Tetraedro del fuoco
Il tetraedro fornisce un'ulteriore informazione rispetto al triangolo: include la "catalisi".
Le quattro facce della figura solida rappresentano rispettivamente:
il combustibile,
il comburente,
l'energia ed infine
la catalisi.
Il tetraedro del fuoco, è una rappresentazione più evoluta che considera anche i processi catalitici, che si generano sempre nel corso dell'ossidoriduzione, nell'evoluzione del processo di ossidoriduzione si formeranno dei radicali liberi che avranno vita per pochi nanosecondi.
Il processo catalitico ci offre un potente mezzo di estinzione capace di deviare la reazione di ossidazione.
Definizioni fondamentali
- Fiamma è la superficie di discontinuità di separazione fra miscela fresca e gas combusti; essa è fonte di luminosità.
Infiammabilità dei combustibili liquidi:
- La tensione di vapore di un liquido dipende dalla sua massa molecolare e dalle forze intermolecolari che ne determinano la coesione. A parità di temperatura le molecole aventi massa molecolare maggiore si muovono più lentamente delle molecole più leggere. La tensione di vapore di una sostanza (o di una miscela liquida) è la pressione parziale del suo vapore quando raggiunge l'equilibrio fra la fase liquida e la fase gassosa (ad una determinata temperatura). La tensione di vapore varia in funzione della temperatura. La tensione di vapore aumenterà con l’aumentare della temperatura. Una sostanza combustibile è da considerarsi tanto più pericolosa, quanto sia elevata la sua tensione di vapore.
- Il punto di infiammabilità in vaso chiuso è la temperatura in gradi Celsius alla quale un combustibile emetterà una quantità sufficiente di vapori infiammabili da accendersi, ma non mantenere la combustione.
- Temperatura o punto di accensione, è quella temperatura alla quale la miscela continuerà a bruciare, in quanto si genererà sufficiente energia in grado di far sviluppare i vapori, con continuità per auto-sostenere la combustione. Tanto sono più basse e vicine le due temperature, maggiore è la possibilità dello sviluppo di un fuoco non desiderato.
In this chapter shall apply to tankers carrying crude oil or petroleum products having a flashpoint not exceeding 60°C (closed cup test), and a Reid vapour pressure which is below the atmospheric pressure or other liquid products having a similar fire hazard.
Comburenti
Aria, Ossigeno [O2], Ozono [O3], Cloro [Cl2], Fluoro [Fl2], Acqua ossigenata [H2O2].
Combustibili e comburenti, reagendo nel processo di combustione produrranno calore e svilupperanno gas e fumi.
Codici delle proprietà
Secondo l'IMDG code e l'ADR, la classe 3 (liquidi infiammabili) comprende quei prodotti che possono dare vapori infiammabili sotto 60°C per il test in vaso chiuso (o 65.6°C in vaso aperto).
Classificazione delle pericolosità. La pericolosità dei materiali classificati è definita in base ai rischi che rivestono nei confronti delle persone e dell'ambiente.
Vapori
I vapori di un liquido infiammabile o i gas, presentano un diverso grado di pericolosità a seconda della loro diluizione nell'ambiente (rapporto di miscela).
Esempio di gas metano posto in ambiente di aria omogeneo :
- Il gas non reagisce sino a che il suo contenuto è inferiore al 4,4%: nell'ambiente non vi è sufficiente combustibile in rapporto ad un eccesso di comburente (poor condition).
- Fra il 4,4% ed il 15% di gas in atmosfera, reagisce e si ha l'ossidazione (flammability range).
- Oltre il 15%, il combustibile è in eccesso rispetto al comburente e la combustione non ha luogo (over rich).
Canpo di infiammabilità dei alcuni gas
Classificazione europea dei combustibili
La classificazione ed identificazione dell’origine dei fuochi, è fondamentale per la lotta all'incendio.
In relazione alla classe del fuoco si dovrà utilizzare solo l’estinguente appropriato.
La classificazione australiana è simile a quella europea, con la sola differenza che include anche i fuochi di classe "E" elettrici.
Fuochi causati da effetto Jpule
In passato esisteva la categoria "E" che classificava tali fuochi. Di fatto è un nonsenso, in quanto l'elettricità è causa di innesco: il materiale che parteciperebbe all'incendio potrebbe essere pittura o materiali di supporto od altri che comunque rientrano nelle categorie predette.
Magnesio
Alliminio
Fosforo
Classificazione americana dei fuochi, secondo NFPA
Fasi dell’incendio
La curva generica di un incendio ne evidenzia le fasi fondamentali: prima propagazione con andamento sub-orizzontale, “flash over” con andamento quasi verticale ed infine l’incendio diffuso.- La prima fase è caratterizzata da un aumento di temperatura relativamente lento nel tempo; l’incendio non ha ancora un sufficiente potenziale energetico che ne agevoli la propagazione , le temperature non dovrebbero superare i 200°C: sarà possibile spegnere l’incendio.
- Durante la seconda fase l’aumento della temperatura è molto rapida e l’incendio si auto sostiene e si propaga velocemente. Crescendo le temperature rapidamente, lo spegnimento è estremamente difficile. In tal caso sarà opportuno confinare l’incendio raffreddando le partizioni.
- Nella terza fase l’incendio è generalizzato: tutto brucia; si raggiungono le massime temperature, oltre i mille gradi centigradi; raffreddare le partizioni per contenere l’incendio nello spazio d’origine e provvedere al “safe return to port”.
Emissioni in atmosfera
I prodotti della combustione saranno di diversa natura, in funzione degli elementi reagenti. Si potranno avere gas asfissianti, gas tossici, gas corrosivi, gas sedativi. E’ doveroso ricordare che la maggior parte delle vittime di un incendio (oltre il 95%) è causata dai gas emessi nel processo di combustione.
I fumi potranno essere di varia colorazione, dal bianco (vapor d'acqua condensato) al nero (particolato carbonioso volatile incombusto), blu combustione incompleta di carburante od olio lubrificante, giallo è dovuto ad emissioni di NOx che, una volta raffreddati vireranno al marrone.
Fire Equipment
Dotazione operatore antincendio secondo la Risoluzione MSC 93(78) – INTERNATIONAL CODE FOR SAFETY SYSTEM (RIF. SOLAS II – 2) ovvero contenuto standard della stazione antincendio.
Personal equipment:- Indumento che protegga la pelle da irraggiamento dell’incendio e dai vapori prodotti, La superficie esterna deve essere resistente all'acqua,
- Stivali di gomma od altro materiale non elettro conduttore,
- Elmetto rigido per protezione da impatto,
- Torcia di sicurezza con autonomia di almeno tre ore (explosion proof nelle zone a rischio di esplosione),
- Ascia con manico ad alto isolamento,
- Deve essere incluso anche un autorespiratore con autonomia di trenta minuti e serbatoi ad aria compressa di riserva.
Ogni apparato respiratore deve essere munito di una fune non combustibile lunga trenta metri.
Eventuali dispositivi aggiunti dall'Armatore, oltre a quanto richiesto dalla norma, dovranno essere indicato sulla porta tramite i simboli IMOFIRE. Ad esempio è stato aggiunto un autorespiratore ed una tuta termo riflettente.
Effetti fisiologici del calore sul corpo umano
Il calore provoca disidratazione e blocco della respirazione.
Il limite di temperatura sopportabile in ambiente secco è di circa 150 °C, in ambiente umido (fumi) 60 °C.
Ustioni in base alla profondità.
- I grado: sono di tipo superficiale, interessano l’epidermide (1), sono facilmente guaribili, (es. eritema solare, se su una superficie dell’80% si potrebbe incorrere nello shock termico);
- II grado:sono più profonde, interessano il derma (2), presentano vescicole acquose: guaribili con specifico trattamento sanitario (se più del 30% della superficie del corpo si può incorrere in un grave stato di shock;
- III grado: è la più profonda, interessa l’ipoderma (3) ed eventualmente anche i muscoli. In questo caso si manifestano effetti più gravi. Assurdamente si proverà assenza di dolore dato ché le terminazioni nervose sono distrutte. La spedalizzandone è necessaria;
- IV grado: è la carbonizzazione dei tessuti.
