Forum di prevenzione incendi 2007
Roma 14 giugno 2007
Crowne Plaza – St. Peter’s Hotel
Luciano Borghetti
21/12/2015
L’INCENDIO NEI BENI CULTURALI:
COMPATIBILITÀ DEI SISTEMI ESTINGUENTI
E SOSTITUZIONE DEGLI HCFC
I sistemi ad Aerosol
21/12/2015
Aerosol

Gli aerosol sono generalmente dei sistemi quasi stabili, con la
maggioranza delle particelle di dimensioni < 1 micron.

Aerosol è un sistema costituito da particelle di liquidi o solidi
(particolato) sospesi in un mezzo gassoso.

Gli aerosol riducono la visibilità, assorbono la luce, in
particolare con particelle di dimensioni comprese fra 0.1 e < di
1 micron.

Gli aerosol più comuni sono: vapori, fumo, nebbia, foschia,
smog.
21/12/2015
Come si formano

Vapori emessi da reazioni chimiche possono trasformarsi
in aerosol per fenomeno di agglomerazione molecolare.

Le dimensioni delle particelle sono molto variabili in
funzione della temperatura e del volume del gas.

Quando sono formati, sono di difficile separazione.

Vapori metallici hanno dimensioni delle particelle di circa
0.5 micron.

Il fumo è un aerosol generato dalla combustione, con
particelle di dimensioni di circa 0.5 micron.
21/12/2015
Come si formano

Le particelle solide hanno forme molto variabili, a scopo di
studio sono considerate sferiche.

Aerosol generati da fenomeno di dispersione sono formati
da atomizzazione di liquidi o solidi.

Aerosol generati da fenomeno di condensazione sono
formati dalla condensazione di vapori surriscaldati o da
reazioni chimiche in fase gassosa. Generalmente hanno
particelle più piccole che aerosol generati da dispersione.
21/12/2015
Gli aerosol quali agenti
estinguenti

La proibizione di produrre Halons (Halons phase out) ha
costretto la tecnologia antincendio a ricercare nuovi agenti
estinguenti (Halons alternative) similari (in-kind) o
applicabili (not in-kind).

Fra le possibili tecnologie aventi potenzialmente parametri
ambientali tollerabili (ODP/GWP/ALT) furono identificati
gli aerosol di particolato solido aventi una elevata capacità
estinguente.

I laboratori di ricerca stanno inoltre investigando ulteriori
tecnologie aerosol utilizzanti particolato liquido/solido.
21/12/2015
Tipiche tecnologie aerosol

Aerosol condensati generati da reazione esotermica di un
composto solido.

Generatori pirotecnici, ad altissima velocità, di gas inerti
contenenti una frazione di particolato.

Miscele di polveri estinguenti, trasportate da halocarbon
gas.

Miscele di polveri estinguenti, trasportate da gas inerte.

Miscele di polveri estinguenti e gel, trasportati da
halocarbon gas.
21/12/2015
Aerosol condensati, come
funzionano

Sono aerosol di particolato solido generati dalla
combustione di tavolette solide, pellets o composti
gelificati.

I componenti attivi, un ossidante ed un riducente, sono
mescolati con un filler.

Questi componenti sono micronizzati in polvere fine ed
agglomerati con un legante (comunemente resina
epossidica).
21/12/2015
Aerosol condensati, come
funzionano
Attivazione
Elettrica
Attivazione
termica
Composto
solido
Accenditore
elettrico
Camera di
espulsione
Sistema di
raffreddamento
AEROSOL
Ugello di
scarica
21/12/2015
Aerosol condensati, come
funzionano

La reazione del composto solido genera un flusso di gas
inerti (principalmente azoto) che disperdono il particolato
generato.

Le particelle, per essere efficaci agenti estinguenti, devono
avere dimensioni minime per fluire attorno agli ostacoli,
penetrare attraverso passaggi ristretti e rimanere sospese per
lungo tempo (residence time).

Generalmente la combustione genera 40% di particelle
solide e 60% gas.
21/12/2015
Meccanismo di estinzione

Inibizione chimica della catena della reazione di combustione
per combinazione catalitica dei componenti attivi.

Effetto fisico di raffreddamento per decomposizione e/o
vaporizzazione delle particelle.

Diluizione dell’ossigeno in vicinanza delle fiamme, la
reazione chimica delle particelle e dei componenti attivi
produce gas inerti (CO2).
21/12/2015
Inibizione chimica

K + OH + M -----> KOH + M

KOH + H -----> H2O + K

KOH + OH-----> H2O + KO

M = energia sviluppata dal fuoco

H e OH sono elementi attivi

K,Na,Cs,Rb,Sr,NH4-CO3,HCO3,SO4,PO reagiscono con
gli elementi attivi
21/12/2015
Effetto chimico di
raffreddamento

Può essere attribuito a meccanismi di rimozione termica e
meccanismi di rimozione del calore, come heat capacity,
fusione, vaporizzazione e decomposizione.
21/12/2015
Efficacia di estinzione

Si può ipotizzare una classifica di efficacia di estinzione
per i metalli alcalini come segue:
oxide>cyanate>carbonate>iodide>
bromide>chloride>sulfate>phosphate.

La generazione di idrossidi alcalini è considerata la ragione
della efficacia dei diversi anioni generati.
21/12/2015
Descrizione della tecnologia

Il composto solido originante l’aerosol estinguente è
contenuto in contenitori metallici non in pressione
(generatori).

La quantità di agente estinguente è predeterminata ed
inserita nei generatori.

Significa che ogni generatore avrà la capacità di proteggere
un certo volume; per grandi volumi sarà necessario
installare un sistema con generatori multipli
(arrangiamento modulare).
21/12/2015
Descrizione della tecnologia
Il sistema interno di raffreddamento può essere
composto da:

raffreddante chimico che partecipa alla reazione;

sistema raffreddante a scambiatore di calore metallico

sistema raffreddante composto da minerali dotati di alta
capacità di assorbimento del calore.
21/12/2015
Descrizione della tecnologia
I generatori possono essere attivati nei seguenti
modi:
 Manualmente
a mezzo di accenditore meccanico;
 Elettricamente
 Con
attuatore termico, generalmente lineare che funziona
anche da rivelatore d’incendio
21/12/2015
Descrizione della tecnologia
È utilizzabile per i seguenti rischi - classificazione dei fuochi secondo EN2 e
ISO Standard 3941:
•
Classe A: Materiali solidi (carta, legno, materiali plastici) con formazione di braci;
•
Classe B: Liquidi infiammabili o solidi liquefacibili (paraffina, petrolio, olio,
carburanti, ecc.);
•
Classe C: Gas infiammabili (propano, butano, metano, ecc.);
•
Classe D: Metalli (alluminio, magnesio, titanio, ecc.)
Gli aerosol non sono utilizzabili;
•
Classe E: Apparati elettrici (definizione di uso comune, non inclusa nello standard EN2);
•
Classe F: Grassi ed oli da cucina.
21/12/2015
Applicazioni








Aree normalmente non occupate
Ulteriori sviluppi tecnologici e verifiche di tossicità
potrebbero ipotizzare utilizzi in aree occupate
Marina ed Aviazione
Veicoli: autobus, veicoli industriali, vani motore
Industria: turbine a gas, motori, industria petrolchimica,
ecc.
Telecomunicazione
Installazioni elettriche, quadri elettrici
In generale piccoli e medi volumi
21/12/2015
Potenziali problemi associati alle
tecnologie degli Aerosol condensati

Eiezione di fiamme e di calore dai generatori.

Superfici calde dei generatori.

Corrosività degli aerosol.

Galleggiamento degli aerosol.

Tossicità del particolato generato.
21/12/2015
Potenziali fattori di rischio associati ad esposizioni
acute a particolati di Aerosol condensato

L’ingestione di particolato attraverso la respirazione.

La ritenzione di particolato nei polmoni potrebbe
sviluppare fibrosi, enfisema, tumori o genesi cancerogena.
21/12/2015
Standard di riferimento


Gli aerosol sono inclusi nella “Significative New
Alternative Policy” List – “Enviromental Protection
Agency” USA come Halon-alternative not in-kind.
Per poter essere commercializzati in USA ed ottenere i
neccessari listing gli aerosol devono soddisfare ed aquisire
il seguente documento EPA:
“
Significant New Alternatives Policy Program
Fire Extinguishing and Explosion Prevention Sector
Risk Screen on Substitutes for Halon 1301 Total Flooding Systems in Normally
Unoccupied Spaces
Substitute: XXXXX
”
21/12/2015
Standard di riferimento
USA:

NFPA - National Fire Protection Association:
 NFPA 2010 - 2005 Edition: Standard for Fixed Aerosol Fire
Extinguishing Systems
 NFPA 2001 - 2004 Edition: Standard on Clean Agent Fire
Extinguishing Systems

UL – Underwriter Laboratory:
 UL 2127 e UL 2166 modificati
21/12/2015
Standard di riferimento
National standards :

Netherlands (Olanda):
 BRL-K23001/03 Evaluation Guideline for the Kiwa product
certificate for fixed dry aerosol fire extinguishing components
(KIWA Notified European Body)

Australia
 Ausralian/New Zealand Standard (C/o STANDARDS
AUSTRALIA): AS/NZS 4487:1997—AS/NZS
1851.16:1997Aerosol Systems - Maintenance
 Australian Transport Council (The National Marine Safety
Committee): National Standard for Commercial Vessels,
SECTION 4 FIRE SAFETY.
21/12/2015
Standard di riferimento
EU:

CEN - European Committee for Standardization
 prEN 15276-1: Fixed firefighting systems - Condensed aerosol
extinguishing systems - Part 1: Requirements and test methods for
components
 prEN 15276-2: Fixed firefighting systems - Condensed aerosol
extinguishing systems - Part 2: Design, installation and
maintenance
21/12/2015
Standard di riferimento
International

International standards - ISO - International
Organization for Standardization:
 ISO/CD 15779: Aerosol fire extinguishing systems — Physical
properties and system design — General requirements
21/12/2015
Standard di riferimento
Marina:

IMO - International Maritime Organization :
 MSC/Circ.1007 26 June 2001: Guidelines for the approval of
fixed aerosol fire-extinguishing systems equivalent to fixed gas
fire-extinguishing systems, as referred to in solas 74, for
machinery spaces
 FP 48/5 10 October 2003: Performance testing and approval
standards for fire safety systems - Sub-Committee .1.5 aerosol
fixed fire-extinguishing systems;
21/12/2015
Forum di prevenzione incendi 2007
Grazie per l’attenzione
Luciano Borghetti
Convenor CEN TC/191 WG6/TG2
Convenor ISO TC 21/SC8 – ISO/CD 15779
Membro WG ISO TC 21/SC8 – ISO 14520
Membro Technical Committee NFPA 2010
Membro W.G. IMO MSC/Circ. 1007
21/12/2015