Il Profilo di Ventilazione
Molti pompieri, arrivando sulla scena di un incendio, osservano “soltanto” le fiamme o il fumo che esce dalla struttura, non colgiendo, magari, un fattore importantissimo….QUANTA ARIA ENTRA!
Il ratio di rilascio di calore e quindi di energia dal fuoco, è costante per unità di ossigeno consumato, questo è stato osservato da Thornton nel 1900, col regola detta appunto di Thornton, dove per ogni grammo di ossigeno consumato c’è un rilascio di 13Kj di calore, per combustibile organico convenzionale. Negli incendi detti moderni si calcola che sia almeno il doppio!!!
Quindi più aria entra e più energia sarà rilasciata e questo è controllato dal, profilo di ventilazione.
Il profilo di ventilazione darà la direzione all’incendio, se esso sarà controllato dal combustibile e quindi andrà verso il flashover, oppure sarà controllato dalla ventilazione, accumulando pericolosi gas incobusti all’interno.
Per comprendere tutto ciò, è meglio percorrere il modo in cui l’aria si muove in un incendio tipo, all’interno di un compartimento con una finestra aperta.
Dopo l’ignizione della sorgente, i prodotti si cominciano ad accumulare sotto il soffitto. Come l’incendio si sviluppa produce fumo che scende e l’aria fresca sotto, è spinta fuori dalla finestra.
Ad un certo punto la coltre di fumo che si accumula sotto il soffitto raggiunge la parte alta della finestra, che dicevamo è aperta. A questo punto comincia un flusso d’aria fresca che entra all’interno del compartimento nella parte bassa della finestra. Questo flusso d’aria che entra all’interno, si muove alla stessa velocità del fumo che esce. Questo avviene anche dalle eventuali altre stanze con la porta aperta, servendo con altra aria supplementare l’incendio.
Appena l’incendio continua ad acquiastare potenza ed il fumo diviene più caldo e quindi espanso (in sovra pressione) esso si muoverà sempre più velocemente verso l’apertura, coprendola in parte. Invece nella parte sottostante (sotto pressione) entrerà molto velocemente aria, entrando nell’appartamento, a questo punto abbiamo un flusso detto bidirezionale chiamato gravità corrente, l’interfaccia tra i due flussi è detto piano neutro.
Ora questa apertura dovrà essere sufficientemente grande per servire i due flussi, se essa lo è, l’incendio avrà aria a sufficienza per progredire fino al flashover poi in pienamente sviluppato ed in fine nella fase di decadimento, il combustibile all’interno rilascerà tutta la sua energia in pochissimo tempo (si stima che l’incendio “moderno” arrivi al flashover in 3 minuti – Laboratori UL https://www.youtube.com/watch?v=87hAnxuh1g8), l’incendio in questo caso è detto controllato dal combustibile. Se invece non lo è, la combustione sarà incompleta e produrrà molto fumo che coprirà interamente la finestra. L’incendio non ha abbastanza aria, ma comunque attraverso la gravità corrente ne entrerà una modesta quantità che permetterà al fuoco di bruciare il materiale al suo interno totalmente, in molto più tempo però. L’aria cercherà di incunearsi nella parte sottostante della poca apertura che serve il fucoc ed in questo caso vi sarà un minor rilascio di energia nell’unità di tempo. Questo incendio è detto controllato dalla ventilazione.
Figura 1 Sviluppo dell’incendio
Come abbiamo visto il profilo di ventilazione è una importante valutazione del rischio da effettuare.
Ora se noi arriviamo sul nostro intervento per incendio appartamento ed abbiamo a vista delle condizioni, con incendio controllato dalla ventilazione, su di una finestra aperta, molto fumo e niente fiamme ed antrando poi dalla porta, lasciassimo la porta aperta che cosa accadrebbe?
Passeremo da un profilo di ventilazione, controllato dalla ventilazione ad un profilo di ventilazione controllato dal combustibile e saremmo in estremo pericolo. La superficie da dove entra l’aria di una porta è 2 volte la superficie di una finestra e serve già da sola un incendio tipo con aria a sufficienza per la progressione fino al flashover, pensate anche con la finestra aperta!
L’evento sarebbe catastrofico, inoltre in un compartimento con due punti di aperture con la stessa quota o con quota diversa, si hanno pericolosi flussi, detti punto, punto da dove entra l’aria ed esce il fumo, la velocità del flusso d’aria, può variare a causa della geometria del locale e per le condizioni meteo, ma lo discuteremo in un altro articolo.
Se invece, sempre sul nostro incendio tipo, attaccando dalla porta e controllandola, cioè chiudendola/accostandola, cosa accadrebbe ?
Passeremo da un profilo di ventilazione, ancor più controllato dalla ventilazione e questo abbasserà l’intensità dell’energia rilasciata dall’incendio nel tempo.
Per questo motivo l’attacco dalla porta anche se molto difficile da applicare a causa delle porte blindate etc è preferibile. Un vetro rotto non si può più chiudere e darà aria all’incendio fino al flashover.
Se noi dobbiamo per ragioni tattiche attaccare dalla finestra, dobbiamo fare alcune considerazioni e sapere che oggi giorno con le nuove classi energetiche oltre ad avere, finestre sempre più spesse, sono sempre più grandi per valorizzare la luce diurna.
Figura 2 Finestra con efficienza energetica
Il profilo di ventilazione è facilmente calcolabile analiticamente con la formula:
Pv%=Av/Ac; Pv – profilo di ventilazione in percentuale; Av – Area ventilazione; Ac – Area compartimento.
Quando la Pv % supera il 25% si parla già d’incendio controllato dal combustibile.
Preferendo la porta come accesso quindi, perchè controllabile, vediamo alcuni dati di esperimenti effettuati su di un incendio di compartimento, con la porta sempre più chiusa:
Porta aperta 90 cm flashover raggiunto in 2 minuti
Porta aperta 30 cm flashover raggiunto in 3 minuti
Porta aperta 15 cm flashover raggiunto in 5 minuti
Porta aperta 7 cm flashover raggiunto in 7 minuti
Porta chiusa , nessun flashover.
In termini tattici la porta è preferibile ma vi sarà sempre la tubazione che non permetterà la chiusura totale e lascerà passare aria. Quindi abbiamo poco tempo.
Il nostro profilo di ventilazione ha una terza tipologia che è detta, condizione sottoventilata. Un comprtaimento totalmente chiuso avrà al suo interno grandi quantità di fumo in sovra pressione molto caldo ed espanso. Il fumo sarà spinto in parte via dalle apertura del compartimento come gli interstizzi delle porte per esempio ed in altre cavità come i controssoffitti. Appena la pressione pressione viene rilasciata l’aria rientra dentro il compartimento, l’incendio riprende crea nuovo fumo caldo che viene nuovamente rilasciato dagli interstizzi delle porte e così via fino ad esaurimento del combustibile. Davanti una porta con questi cicli vedremo come se l’incendio respirasse aria. Questo è un fortissimo segnale di backdraft.
Figura 3 Condizioni di Backdraft
