|
SICUREZZA NELL'INDUSTRIA DI PROCESSO
Fondamenti |
|
|
SICUREZZA NELL'INDUSTRIA DI PROCESSO
Fondamenti |
| HOME |
| ELEMENTI INTRODUTTIVI |
| CASI STORICI |
| SCHEDE DI SICUREZZA |
| ANALISI DI RISCHIO |
| GLOSSARIO |
| LEGGI E REGOLAMENTI |
| PUBBLICAZIONI |
| LINK |
| Sistema antincendio |
|
Il sistema antincendio di uno stabilimento produttivo, analogamente agli impianti e ai processi, va considerato sotto il profilo progettuale e sotto quello gestionale. Si tratta di due fasi distinte nel tempo ma non sul piano concettuale in quanto i due aspetti dipendono mutuamente l'uno dall'altro oltre che dalle scelte riguardanti più strettamente il processo, gli impianti e il layout dello stabilimento. Per la progettazione è necessaria qualche conoscenza aggiuntiva a quelle più strettamente riguardanti la combustione e i combustibili. CLASSIFICAZIONE DEI FUOCHI La norma UNI EN 2:2005 distingue gli incendi in 5 classi in funzione delle caratteristiche dei materiali combustibili: • CLASSE A: materiali solidi generalmente di natura organica, la cui combustione avviene normalmente con produzione di braci, come legnami, carta, tessuti, gomma e derivati • CLASSE B: liquidi o solidi liquefattibile come alcoli, solventi, oli minerali, eteri, benzine • CLASSE C: gas infiammabili come metano, acetilene, propano • CLASSE D: sostanze chimiche spontaneamente combustibili o metalli come sodio e potassio, magnesio e uranio • CLASSE F: prodotti di cottura, come oli e grassi vegetali o animali, in apparecchi di cottura I fuochi sono raffigurati con i seguenti pittogrammi:      • La stessa norma UNI non comprende i fuochi d’impianti ed apparecchiature elettriche, trasformatori, alternatori, quadri elettrici (ex classe E), in quanto sono riconducibili alle classi A e B. br> Gli aspetti importanti della combustione sono riassunti in altra pagina. Qui occorre ricordare che la fiamma, la zona ove evolve il processo di combustione, assume un colore che dipende dalla temperatura. Alcuni esempi sono riportati qui in tabella nel caso di combustione completa di gas e dunque in assenza di incombusti.  Figura 3: Scala cromatografica delle temperature nella combustione dei gas I prodotti della combustione sono gas, per i quali s'intendono sono quelli che alla temperatura ambiente di riferimento (15°C) e alla pressione atmosferica rimangono allo stato gassoso, e fumi, costituiti questi ultimi da aerosol solidi (ceneri o incombusti come nerofumo) o liquidi (in particolare vapore acque condensato) i quali quando superano una certa concentrazione rendono visibili i fumi. Naturalmente qui serve sapere come esinguere un incendio e come proteggere gli operatori impegnati in quasta operazione. AZIONI E SOSTANZE ESTINGUENTI L’estinzione di un incendio può avvenire per raffreddamento (riduzione della temperatura del combustibile al disotto del limite di accensione), sottrazione del combustibile (allontanamento o segregazione del combustibile non ancora interessato dalla combustione), soffocamento (eliminazione del contatto tra combustibile e comburente) o azione chimica (intervento con speciali sostanze capaci di legarsi ficilmente ai radicali e interrompere le reazioni a catene della combustione). Tali azioni possono essere ottenute singolarmente o contemporaneamente. Le sostanze estinguenti sono: - Acqua - Schiuma - Polveri - Gas inerti - Idrocarburi alogenati - Agenti estinguenti alternativi all’halon E’ importante conoscere le proprietà e le modalità d’uso di queste sostanze. In Figura 4 si riportano le sostanze estinguenti in funzione delle classi di fuoco.  Figura 4: Sostanze estinguenti in funzione delle classi di fuoco L’acqua, che è la sostanza estinguente più comune, agisce per: - Raffreddamento - Soffocamento per sostituzione dell’ossigeno con il vapore acqueo - Diluzione delle sostanze - Imbibimento nel caso di combustibili solidi Le schiume sono costituite da una soluzione di liquido schiumogenoin acqua. Per effetto della pressione di un gas il liquido contenuto nell’estintore passa all’interno di una lancia dove si mescola con l’aria e forma la schiuma. L’azione estinguente avviene per soffocamento e per raffreddamento. In base al rapporto tra il volume della schiuma e la soluzione acqua-schiumogeno le schiume si distinguono in : alta espansione (1:500 - 1:1000), media espansione (1:30 – 1:200) e bassa espansione (1:6 – 1:12). Le polveri sono costituite da particelle solide a base di bicarbonato di sodio, potassio, fosfati e sali organici. L’azione estinguente è di tipo chimico (inibizione tramite catalisi negativa), di raffreddamento e soffocamento. I gas inerti (principalmente anidride carbonica) riducono la concentrazione del comburente fino ad impedire la combustione. L’azione estinguente avviene anche per raffreddamento generato dall'espansione del gas. Gli idrocarburi alogenati sono idrocarburi saturi in cui gli atomi di idrogeno sono stati parzialmente o totalmente sostituiti con atomi di cromo, bromo o fluoro. L’azione estinguente avviene per interruzione chimica della reazione a catena della combustione (catalisi negativa). Queste sostanze estinguenti sono efficaci su incendi in ambienti chiusi e scarsamente ventilati. L’impiego degli halon è stato vietato con il D.M. Ambiente 3/10/2001 come misura per proteggere la fascia di ozono stratosferico e rimpiazzati da più ecocompatibili cosiddetti “clean agent”, anche se conservano ancora un leggero effetto ozonolesivo. 
 Figura 5: Panoramica delle sostanze estinguenti e delle loro azioni PROTEZIONE ANTINCENDIO La protezione antincendio comprende misure di protezione attiva e passiva, in relazione alla necessità o meno dell’intervento di un operatore o dell’azione di un impianto. PROTEZIONE PASSIVA (Isolamento, distanze di sicurezza, resistenza al fuoco, reazione al fuoco, ventilazione, vie d’uscita) - Non è richiesto l’intervento di un operatore o l’azionamento di un impianto. L’obiettivo è la limitazione degli effetti dell’incendio nello spazio e nel tempo. PROTEZIONE ATTIVA - E’ richiesto l’intervento dell’uomo o l’azionamento di un impianto come: - Estintori - Rete idrica antincendio - Impianti di rivelazione automatica d’incendio - Impianti di spegnimento automatici. ESTINTORI Gli estintori sono i mezzi di primo intervento più impiegati per i principi d’incendio. Non sono efficaci se l’incendio è in una fase avanzata. Vengono suddivisi in relazione al loro peso complessivo in estintori portatili (< 20 kg) ed estintori carrellati (20–150 kg).  Figura 6: Estintori Gli estintori portatili vengono classificati in base alla loro capacità estinguente; sull’estintore è riportata un’etichetta di colore contrastante con lo sfondo suddivisa in 5 parti con le istruzioni e le condizioni d’utilizzo. Sono indicate le classi dei fuochi ed i focolai convenzionali che è in grado di spegnere. Gli estintori carrellati hanno le stesse caratteristiche di quelli portatili ma con maggiore capacità estinguente. Le sostanze estinguenti degli estintori possono essere acqua (sistema in disuso), schiuma (per liquidi infiammabili), polvere (per liquidi infiammabili ed apparecchi elettrici), anidride carbonica (per apparecchi elettrici), idrocarburi alogenati (per motori di macchinari). Le polveri estinguenti esercitano un’azione di tipo chimico, di soffocamento e di raffreddamento. La fuoriuscita della polvere avviene mediante pressione interna che può essere fornita da un gas compresso preliminarmente (azoto) o che è contenuto in una bombola interna o esterna all’estintore stesso e che viene apeta al momento dell'impiego dell'estintore. L’estintore a CO2 compresso o liquefatto è composto da un unico pezzo di spessore adeguato alle pressioni interne, gruppo valvolare con attacco conico e senza foro per attacco manometrico né valvolino per controllo pressioni. Il dispositivo di scarica è composto da un tubo ad alta pressione collegato ad un cono diffusore realizzato in materiale sintetico di PVC con impugnatura per evitare all’operatore eventuali ustioni da freddo che si genera in uscita del gas nella fase di espansione.  Figura 7: Estintore a CO2 L’azione di spegnimento della CO2 è infatti di raffreddamento e di soffocamento. La CO2 non è adatta per focolai di classe A in quanto il gas produce solo un abbassamento della temperatura non sufficiente ad inibire l’azione delle braci. Un estintore a schiuma contiene in genere un liquido schiumogeno diluito in acqua in percentuale dal 3-10%. L’azione estinguente è per soffocamento e per raffreddamento in minima parte. E’ utilizzato per fuochi di classe B; non è utilizzabile per fuochi di classe D e per apparecchiature elettriche. Gli estintori vanno posizionati vicino a punti speciali di pericoli (quadri elettrici, impianti per la produzione di calore, ..), appesi alle pareti o poggiati a terra con idonei dispositivi. 
 Estintore idrico pressurizzato con reazione chimica Estintore idrico pressurizzato con reazione chimica (a soluzione acida) (a fiala acida). Es. In A acqua con sostanza basica (bicarbonato Es. In A sostanza basica (bicarbonato di sodio) e in di sodio) e in H soluzione acquosa acida H acido solforico oppure: Estintore a schiuma pressurizzato con reazione Estintore a schiuma pressurizzato con reazione chimica (a soluzione acida) chimica (a fiala acida). In A acqua con polvere o liquido schiumogeno In A acqua con polvere o liquido schiumogeno e sostanza e sostanza basica (bicarbonato di sodio) e in H basica (bicarbonato di sodio) e in H acido solforico soluzione acquosa acida (solfato di alluminio) Figura 8: Esempi di estintori  Figura 9: Estintore a schiuma pressurizzato con bombola di gas propellente  Figura 10: Etichettatura di un estintore RETE IDRICA ANTINCENDIO L’idrante a muro (Figura 11) è un’apparecchiatura composta da: - Cassetta di protezione - Supporto della tubazione - Valvola manuale d’intercettazione - Tubazione flessibile - Lancia erogatrice  Figura 11: Idrante a muro L’idrante a colonna soprasuolo (Figura 12) è costituito da una valvola posta nella porzione interrata dell’apparecchio, manovrata attraverso un albero verticale che ruota nel corpo idraulico.  Figura 12: Idrante a colonna soprasuolo L’idrante sottosuolo (Figura 13) è costituito da una valvola provvista di un attacco unificato.  Figura 13: Idrante sottosuolo I naspi (Figura 14) sono costituite da bobine mobili su cui è avvolta una tubazione che ha una lancia erogatrice.  Figura 14: Naspi Hanno prestazioni inferiori rispetto agli idranti; il getto delle lance è regolabile con portata da 50 lt/min e pressione di 1.5 bar. Queste apparecchiature antincendio sono collegate ad una rete idrica i cui criteri progettuali devono garantire l’affidabilità e la funzionalità ed in particolare: - Indipendenza della rete da altre utilizzazioni - Disponibilità di riserva idrica e di costanza di pressione - Ridondanza del gruppo pompe - Disposizione della rete ad anello - Protezione della rete dall’azione del gelo e della corrosione - Caratteristiche idrauliche di pressione – portata - Sistema di idranti che consentono la copertura protettiva dell’intera attività. IMPIANTI DI SPEGNIMENTO AUTOMATICI Si distinguono in impianti ad acqua con sistema sprinkler, a schiuma, ad anidride carbonica, a clean agent o polvere.  Figura 15: Esempio di schema d’impianto di spegnimento automatico  Figura 16: Sistema Sprinkler I sistemi sprinkler (Figura 16) possono essere ad umido (riempito con acqua in pressione), a secco (la parte d’impianto non protetta è riempita di aria in pressione), alternativi (possono funzionare alternativamente come sistema ad umido e a secco), pre-allarme (differiscono la scarica per escludere i falsi allarmi), a diluvio (dotati di sprinkler aperti con valvole ad apertura rapida per fornire grosse portate). Gli impianti a schiuma differiscono dai primi per la presenza di un serbatoio schiumoso e dai versatori che producono e scaricano la schiuma. Gli impianti a polvere non sono in genere costituiti da condotte ma da teste singole alimentate da un serbatoio. La pressurizzazione avviene sempre mediante un gas inerte. RILEVATORI D’INCENDIO Si classificano in base al fenomeno chimico-fisico rilevato: - Rilevatore di calore, sensibile all’aumento di temperatura - Rilevatore di fumo, sensibile alle particelle dei prodotti della combustione - Rilevatore di gas, sensibile ai prodotti gassosi della combustione e/o della decomposizione termica - Rilevatore di fiamma, sensibile alla radiazione emessa dalle fiamme di un incendio - Rilevatore di radiazioni, sensibili alle radiazioni infrarosse o ultraviolette emesse dal calore o dalle fiamme - Rilevatore multi-criterio, sensibile a più di un fenomeno. Il metodo di rilevazione può essere statico (l’entità del fenomeno misurato supera un certo valore), differenziale (la differenza tra i livelli del fenomeno misurato in due o più punti supera un certo valore), velocimetrico (la velocità di variazione nel tempo del fenomeno misurato supera un certo valore). I rilevatori di fumo possono funzionare per ionizzazione (cattura di ioni presenti in fase gassosa nella camera di ionizzazione in testa al rilevatore), a diffusione di luce (da parte delle particelle di fumo che intercettano un raggio luminoso incidente su una fotocellula e ne riflettono la luce), ad oscuramento di luce (per assorbimento della radiazione luminosa da parte del fumo). FENOMENI D’ INCENDIO PARTICOLARI Flashover In un ambiente parzialmente ventilato il calore prodotto dalla prima fase dell’incendio va a riscaldare tutto quello che è presente ed in particolare il soffitto la cui temperatura può superare 600 °C e dunque emettere una radiazione termica superiore a 20 KW/m2. A quel punto si innesca un fenomeno di pirolisi di ogni eventuale suppellettile combustibile i cui vapori s’incendiano improvvisamente e la fiamma si propaga a tutto l’ambiente anche a distanza dalla fiamma originaria. Boilover E’ una violenta esplosione che può verificarsi in fase di spegnimento di un serbatoio di olio grezzo o di oli sintetici. Avviene che sul fondo del serbatoio è quasi sempre presente uno strato d’acqua la quale si riscalda molto lentamente per effetto dell’onda di calore che parte dalla superficie del liquido in fiamme. Al diminuire dello strato di olio sovrastante che deve ancora bruciare la temperatura sul fondo aumenta per cui quando raggiunge il punto di ebollizione dell’acqua la fa vaporizzare di colpo. La pressione è tale da far uscire tutto l’olio residuo con possibilità di formazione di una “palla di fuoco”. Slopover (traboccamento) E’ il traboccamento di un olio da un serbatoio aperto in fiamme. Si verifica se si manda un flusso d’acqua sopra allo strato oleoso. Anche in questo caso si ha una evaporazione violenta dell’acqua che trascina una parte superficiale di olio e non tutta la massa come nel caso del boilover. Frothover (spumeggiamento) E’ il traboccamento da un serbatoio di un olio non in fiamme dovuto allo strato d’acqua di fondo che arriva a ribollire quando, ad esempio, si versano residui oleosi molto caldi a temperature dell’ordine di 150 °C. Backdraft Il fenomeno si verifica in un ambiente chiuso dove in presenza di un incendio la concentrazione di ossido di carbonio è molto elevata per carenza di ossigeno. In questa condizione, quando l’incendio sembra esaurito e restano poche sacche di fiamma residua, se si immette acqua la parte carboniosa ancora incandescente e a temperatura superiore a 1000 °C reagisce con il vapore acqueo per formare ossido di carbonio e idrogeno riavviando l’incendio in maniera violenta. Smoke explosion Un fenomeno di tipo esplosivo dovuto all’accumulo in un ambiente chiuso di prodotti di pirolisi (fumo nero a seguito di incendio di materie plastiche, rivestimenti di pareti, ecc.). Quando la temperatura raggiunge quella di autoaccensione si verifica l’esplosione. Pool fire E’ l’incendio di una pozza di liquido combustibile o di serbatoi scoperchiati o di strati di olio versato in mare che galleggia sulla superficie dell’acqua. Jet fire La fiamma di un gas o di un liquido che escono ad alta velocità da un’apertura piccola (come l’ugello di una cucina casalinga) o grande (come una torcia industriale). Flash fire E’ l’incendio di una miscela infiammabile (nube) di gas o di aerosol o di polveri che si infiamma rapidamente ma si esaurisce altrettanto rapidamente con una fiammata. Fireball E’ una palla di fuoco che si genera normalmente a seguito di una esplosione fisica (BLEVE), come ad esempio una rottura di grandi dimensioni di un serbatoio di gas liquefatti o di liquidi surriscaldati, a condizione che si verifichi un immediato innesco prima che il combustibile si mescoli con aria. In tal caso la fiamma si estende immediatamente a tutta l’interfaccia tra aria e combustibile sollevando sino ad altezze di molte diecine di metri tutta la massa in forma di palla di fuoco. |