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Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione.

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1 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 1 Chimica e fisica dell’incendio Corso di specializzazione in prevenzione incendi Ing. Vincenzo CIANI

2 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 2 ARGOMENTI DELLA LEZIONE Fisica e chimica dell’incendio; Fisica e chimica dell’incendio; Generalità sulla combustione; Generalità sulla combustione; Solidi combustibili; Solidi combustibili; Liquidi combustibili; Liquidi combustibili; Gas combustibili; Gas combustibili; Aria necessaria alla combustione; Aria necessaria alla combustione; Classi di fuoco; Classi di fuoco; Prodotti della combustione; Prodotti della combustione; Dinamica dell’incendio. Dinamica dell’incendio.

3 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 3 Chimica e fisica del fuoco Calore di combustione Calore di combustione Potere calorifico Potere calorifico Temperatura teorica di combustione Temperatura teorica di combustione Temperatura di combustione e incendi Temperatura di combustione e incendi Temperatura di accensione Temperatura di accensione Energia di accensione Energia di accensione Modalità di propagazione della fiamma Modalità di propagazione della fiamma Limiti di infiammabilità Limiti di infiammabilità Limiti di infiammabilità di miscele gassose Limiti di infiammabilità di miscele gassose Limiti di infiammabilità dei liquidi Limiti di infiammabilità dei liquidi Temperatura (o punto) di infiammabilità Temperatura (o punto) di infiammabilità Influenza della temperatura sull’infiammabilità Influenza della temperatura sull’infiammabilità Influenza della pressione sull’infiammabilità Influenza della pressione sull’infiammabilità Descrizione del fenomeno della “pirolisi Descrizione del fenomeno della “pirolisi

4 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 4 Calore di combustione Caso A) : per un elemento chimico (C,S,Na,P) o composto chimico che non contenga idrogeno si definisce come: si definisce come: “Quantità di calore messa in libertà nel corso della reazione di completa combustione di un grammo- atomo dell'elemento o di una grammo-molecola del composto”: C > C ,7 kcal/g-atomo C > C ,7 kcal/g-atomo

5 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 5 Calore di combustione misure in condizioni controllate, precise e costanti, così da renderle perfettamente ripetibili misure in condizioni controllate, precise e costanti, così da renderle perfettamente ripetibili completa ossidazione del campione in esame completa ossidazione del campione in esame È necessario partire da una determinata “temperatura iniziale” (per es. reagenti a 20°C) ed arrivare, a combustione avvenuta, ad una determinata temperatura finale (per es. prodotti di reazione anch'essi a '20°C). È necessario partire da una determinata “temperatura iniziale” (per es. reagenti a 20°C) ed arrivare, a combustione avvenuta, ad una determinata temperatura finale (per es. prodotti di reazione anch'essi a '20°C).

6 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 6 Calore di combustione Caso B):o di una sostanza contenente atomi di idrogeno nella molecola Es. reazioni: H 2 + 1,/ > H 2 0 CH > C H Calore di combustione N.B. - la temperatura finale alla quale vengono portati i prodotti della combustione riveste un significato ancora più importante

7 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 7 Calore di combustione Se la temperatura finale alla quale si misura il calore di combustione è superiore a 100°C, il valore ottenuto sarà minore di quello che si misurerebbe per una temperatura finale inferiore ai 100°C, perché in queste ultime condizioni il vapore acqueo formato “condensa”, mettendo in libertà il relativo CALORE LATENTE (circa 30 kcal/g-mole di acqua).

8 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 8 Calore di combustione In questi casi quindi, possono essere definiti “due distinti” calori di combustione: quello SUPERIORE, comprendente il calore di condensazione dell'acqua, e quello INFERIORE per il quale l'acqua formatasi resta allo stato di VAPORE. Nella tabella seguente sono riportati a titolo di esempio i calori di combustione di alcuni composti chimici

9 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 9 Calore di combustione di alcuni composti chimici 748,6782,078 benzene, C 6 H 6 300,1311,226acetilene, C 2 H 2 414,3443,136etilene, C 2 H 4 190,5212,316Metano, CH 4 37,268,32H2H2 67,6 28CO 96,7 12Carbonio InferioreSuperioreP. A. o P. M. Composto Calore di combustione (in kcal/g-atomo o g-mole)

10 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 10 Potere calorifico Nella pratica tecnologica della combustione si preferisce fare uso di unità di misura riferite non a quantità quali il grammo-atomo o la grammo- molecola, ma al peso (kg) o al volume (Nm 3 o litro). Le quantità di calore in gioco vengono quindi normalmente espresse in kcal/kg (o MJ/kg) e in kcal/litro o kcal/Nm 3, che prendono il nome di potere calorifico, anzichè calore di combustione.

11 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 11 Potere calorifico inferiore Si definisce Potere calorifico inferiore quello che si ha quando fra i prodotti della combustione l'acqua è allo stato di vapore; esso è evidentemente legato al potere calorifico superiore dalla relazione: P.C. sup = P.C. inf. + m 560 in cui m è la quantità d'acqua (espressa in kg) prodotta nella combustione di un kg di sostanza; 560 kcal/kg è il calore latente di condensazione dell'acqua.

12 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 12 Poteri calorifici di alcuni combustibili gassosi Acetilene, C 2 H Etilene, C 2 H Butano, C 4 H Metano, CH H2H CO InferioreSuperiore Potere calorifico(kcal,/Nm 3 )Combustibile

13 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 13 Poteri calorifici inferiori di alcuni materiali industriali di scarto 4600Lana2330Legno verde 3600Stracci cotone8650Gomme auto 4020Cuoio9700P.V.C. 6280Cartone latte3260Scarti cellophan 2820Riviste6400Gomma sintetica 4030Carta da imballo6670Tessuto pneumatici 4430Giornali4030Scarti di vernice 3900Cartone ondulato4800Fanghi di carbone 4150Carta parati7500Residui catrame 4000Legno dolce5200Bitume 4400Legno duro9800Olio lubrif. P. C. I. kcal/kg MaterialeP.C.I. kcal/kg Materiale

14 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 14 Potere calorifico superiore Il potere calorifico superiore si può determinare direttamente mediante la bomba calorimetrica di Mahler o apparecchi simili in cui il calore prodotto dalla reazione viene assorbito da una massa di acqua o di altro liquido di cui si osserva l'aumento della temperatura. Il potere calorifico superiore si può determinare direttamente mediante la bomba calorimetrica di Mahler o apparecchi simili in cui il calore prodotto dalla reazione viene assorbito da una massa di acqua o di altro liquido di cui si osserva l'aumento della temperatura.

15 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 15 Bomba calorimetrica (Mahler)

16 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 16 Temperatura teorica di combustione Temperatura raggiunta dai prodotti della stessa combustione, cioè dai fumi, nell'ipotesi che non vi siano perdite di calore per convezione, conduzione e irraggiamento (T. di combustione adiabatica) e che la combustione sia completa ed avvenga con la quantità teorica di aria.

17 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 17 Temperatura teorica di combustione Nella pratica industriale i fumi non raggiungeranno mai la temperatura teorica, perché le perdite di calore sono inevitabili e perché è sempre necessario impiegare un certo eccesso di aria al fine di completare la combustione ed evitare la presenza di incombusti nei fumi. Nella pratica industriale i fumi non raggiungeranno mai la temperatura teorica, perché le perdite di calore sono inevitabili e perché è sempre necessario impiegare un certo eccesso di aria al fine di completare la combustione ed evitare la presenza di incombusti nei fumi.

18 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 18 Temperature di combustione (combustione complete) 1980Litantrace 2040Carbone amorfo 1800Petrolio 2200Benzene 2635Acetilene 2085Etano Metano Ossido di carbonio Idrogeno Valori sperimentali °C (adiabatica) Valori teorici calcolati, °C Combustibili

19 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 19 Temperatura di combustione e incendi Nel caso di incendi la temperatura di combustione effettiva è molto più bassa di quella teorica: eccesso di aria: si hanno perdite di calore sensibile per conduzione, alle quali si aggiungono le perdite per irraggiamento ( Q = σT 4 : legge di Stefan). eccesso di aria: si hanno perdite di calore sensibile per conduzione, alle quali si aggiungono le perdite per irraggiamento ( Q = σT 4 : legge di Stefan). difetto di aria: si verificano forti perdite per calore latente, dovute alla combustione incompleta, che ha come conseguenza la presenza di incombusti nei fumi (CO, particelle carboniose, gas prodotti dalla pirolisi,ecc.) difetto di aria: si verificano forti perdite per calore latente, dovute alla combustione incompleta, che ha come conseguenza la presenza di incombusti nei fumi (CO, particelle carboniose, gas prodotti dalla pirolisi,ecc.)

20 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 20 Temperatura di accensione “ E’ la minima temperatura alla quale il materiale all'aria comincia a bruciare e continua a bruciare senza apporti di calore dall'esterno”. Non è direttamente legata alla costituzione chimica di una sostanza: lo è solo in modo indiretto. Ciò sta a significare che non la si può calcolare teoricamente, come si fa con quella di combustione.

21 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 21 Velocità di combustione Comb. lenta: il calore di combustione si libera in modo graduale nel tempo, tanto che le zone circostanti non riescono a scaldarsi fino ad arrivare anch'esse a combustione; anche se la si innesca dall'esterno, la combustione non si mantiene. Comb. lenta: il calore di combustione si libera in modo graduale nel tempo, tanto che le zone circostanti non riescono a scaldarsi fino ad arrivare anch'esse a combustione; anche se la si innesca dall'esterno, la combustione non si mantiene. Comb. veloce: il calore di combustione si sviluppa anch'esso rapidamente, in modo concentrato nel tempo e le zone circostanti si scaldano tanto da arrivare anch'esse a bruciare, così facendo scaldano le altre zone vicine con andamento che si autosostiene; Comb. veloce: il calore di combustione si sviluppa anch'esso rapidamente, in modo concentrato nel tempo e le zone circostanti si scaldano tanto da arrivare anch'esse a bruciare, così facendo scaldano le altre zone vicine con andamento che si autosostiene; Comb. molto veloce: si ha una vera reazione a catena e si può arrivare alla deflagrazione o anche all'esplosione. Comb. molto veloce: si ha una vera reazione a catena e si può arrivare alla deflagrazione o anche all'esplosione.

22 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 22 Fattori che influenzano la T. di accensione: il tenore di ossigeno: un suo aumento abbassa la temperatura di accensione. il tenore di ossigeno: un suo aumento abbassa la temperatura di accensione. la pressione: un suo incremento corrisponde quasi ad una maggior quantità di ossigeno nel senso che abbassa il valore della temperatura di accensione. L'andamento non è lineare. la pressione: un suo incremento corrisponde quasi ad una maggior quantità di ossigeno nel senso che abbassa il valore della temperatura di accensione. L'andamento non è lineare. lo stato di suddivisione (sol. e liq.): maggiore il loro grado di dispersione o suddivisione (goccioline, polveri), più bassa a parità di altri fattori la loro temperatura di accensione. lo stato di suddivisione (sol. e liq.): maggiore il loro grado di dispersione o suddivisione (goccioline, polveri), più bassa a parità di altri fattori la loro temperatura di accensione.

23 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 23 Energia di accensione Per avere l'accensione di una miscela aria combustibile, al di sotto della temperatura di accensione, è necessaria la presenza di un innesco, cioè di una fonte di ignizione. Per avere l'accensione di una miscela aria combustibile, al di sotto della temperatura di accensione, è necessaria la presenza di un innesco, cioè di una fonte di ignizione. Le possibili fonti di ignizione differiscono per energia fornita, durata e livello di temperatura. Le possibili fonti di ignizione differiscono per energia fornita, durata e livello di temperatura. L'energia di accensione deve consentire che almeno una parte della miscela si porti alla temperatura di accensione (o autoaccensione). L'energia di accensione deve consentire che almeno una parte della miscela si porti alla temperatura di accensione (o autoaccensione). L'energia di accensione è minima alla concentrazione stechiometrica. L'energia di accensione è minima alla concentrazione stechiometrica.

24 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 24 Es. di fonti di ignizione: - fiamme, calore diretto, superfici calde; - fiamme, calore diretto, superfici calde; - saldature e taglio alla fiamma; - saldature e taglio alla fiamma; - scintille di origine meccanica; - scintille di origine meccanica; - energia chimica; - energia chimica; - surriscaldamento; - surriscaldamento; - elettricità statica; - elettricità statica; - apparecchi elettrici. - apparecchi elettrici.

25 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 25 Energia di accensione

26 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 26 Energia di accensione Acetilene0.02 mJ Acetilene0.02 mJ Carbone60 “ Carbone60 “ Idrogeno0.02 “ Idrogeno0.02 “ Metano0.2 “ Metano0.2 “ Ossido di etilene0.087 “ Ossido di etilene0.087 “ Polipropilene 30 “ Polipropilene 30 “ Propano0.3 “ Propano0.3 “ Propilene0.282 “ Propilene0.282 “ Zolfo15 “ Zolfo15 “

27 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 27 Modalità di propagazione della fiamma Il calore sviluppato dalla reazione viene ceduto allo strato di combustibile immediatamente adiacente, che si riscalda e reagisce a velocità elevata. Il calore sviluppato dalla reazione viene ceduto allo strato di combustibile immediatamente adiacente, che si riscalda e reagisce a velocità elevata. Si forma un fronte di reazione (fronte di fiamma) che si muove dai gas combusti verso la miscela fresca. I gas combusti hanno elevata temperatura ma scarsa attività chimica, mentre la miscela combustibile, che deve ancora reagire, è a bassa temperatura. Si forma un fronte di reazione (fronte di fiamma) che si muove dai gas combusti verso la miscela fresca. I gas combusti hanno elevata temperatura ma scarsa attività chimica, mentre la miscela combustibile, che deve ancora reagire, è a bassa temperatura.

28 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 28 Modalità di propagazione della fiamma La velocità di propagazione della fiamma, ossia quella a cui si muove il fronte di fiamma, è governata, in prima approssimazione, dalla velocità di conduzione del calore. Si possono avere due distinti fenomeni: la deflagrazione – si ha quando il fronte di fiamma si mantiene piano e la velocità di propagazione è di qualche m/s (inferiore a quella del suono); la deflagrazione – si ha quando il fronte di fiamma si mantiene piano e la velocità di propagazione è di qualche m/s (inferiore a quella del suono);

29 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 29 Modalità di propagazione della fiamma la detonazione – si sviluppa quando il fronte di fiamma è frastagliato e turbolento e si può avere una autoaccelerazione della fiamma che si propaga ad una velocità dell'ordine delle migliaia di m/s (superiore a quella del suono); nella detonazione si creano onde di compressione che si propagano nella miscela combustibile come un'onda d'urto che precede il fronte di reazione. la detonazione – si sviluppa quando il fronte di fiamma è frastagliato e turbolento e si può avere una autoaccelerazione della fiamma che si propaga ad una velocità dell'ordine delle migliaia di m/s (superiore a quella del suono); nella detonazione si creano onde di compressione che si propagano nella miscela combustibile come un'onda d'urto che precede il fronte di reazione.

30 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 30 Modalità di propagazione della fiamma

31 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 31 Limiti di infiammabilità Generalmente i limiti inferiori e superiori di infiammabilità sono rispettivamente pari a 0.5 e 2 volte la concentrazione stechiometrica. Generalmente i limiti inferiori e superiori di infiammabilità sono rispettivamente pari a 0.5 e 2 volte la concentrazione stechiometrica. In alcuni casi, uno dei due limiti di infiammabilità può addirittura non esistere, come avviene per gas o vapori che subiscono una decomposizione esplosiva, come l'idrazina o l'ossido di etilene. In alcuni casi, uno dei due limiti di infiammabilità può addirittura non esistere, come avviene per gas o vapori che subiscono una decomposizione esplosiva, come l'idrazina o l'ossido di etilene.

32 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 32 Limiti di infiammabilità I limiti di infiammabilità di gas e vapori sono generalmente espressi come percentuale in volume del combustibile nella miscela aria - combustibile. I limiti di infiammabilità di gas e vapori sono generalmente espressi come percentuale in volume del combustibile nella miscela aria - combustibile. nel caso di polveri, i limiti di infiammabilità sono espressi come peso di polvere per unità di volume di aria (tipicamente mg/litro) nel caso di polveri, i limiti di infiammabilità sono espressi come peso di polvere per unità di volume di aria (tipicamente mg/litro) ad una maggiore ampiezza del campo di infiammabilità, corrisponde una maggiore pericolosità del prodotto. ad una maggiore ampiezza del campo di infiammabilità, corrisponde una maggiore pericolosità del prodotto.

33 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 33 Limiti di infiammabilità 112.4Propilene Propano Ossido di etilene 155.0Metano 754.0Idrogeno 372.7Etilene 8,51,5Butano 7,00,7Benzina Benzene 2815Ammoniaca 26,65,5Alcool metilico 193.3Alcool etilico Acetilene Limite sup. (% vol) Limite inf. (% vol)

34 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 34 Limiti di infiammabilità

35 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 35 Limiti di infiammabilità di miscele gassose L = % L = % (Vi/Li) (Vi/Li)dove: L = limite inferiore (o superiore) di infiammabilità della miscela Li = limite inferiore (o superiore) di infiammabilità del componente i Vi = percentuale in volume del componente “i” nella miscela

36 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 36 Esempio numerico Consideriamo un gas naturale la cui miscela ha la seguente composizione: metano80%Li = 5.0 metano80%Li = 5.0 etano 15 % Li = 2.9 etano 15 % Li = 2.9 propano4 % Li = 2.1 propano4 % Li = 2.1 butano 1 % Li = 1.8 butano 1 % Li = 1.8 Linf = 100/(80/5 + 15/ / /1.8) = 4.2 % Linf = 100/(80/5 + 15/ / /1.8) = 4.2 %

37 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 37 Limiti di infiammabilità dei liquidi Nel caso di vapori sprigionati da combustibili liquidi,i limiti di infiammabilità, a parità di volume, possono essere espressi anche in termini di temperatura. Nel caso di vapori sprigionati da combustibili liquidi,i limiti di infiammabilità, a parità di volume, possono essere espressi anche in termini di temperatura. Infatti la concentrazione del vapore è proporzionale alla sua pressione parziale che eguaglia la tensione di vapore del liquido alla temperatura T (dalla relazione di equilibrio pi = psi(T)). Infatti la concentrazione del vapore è proporzionale alla sua pressione parziale che eguaglia la tensione di vapore del liquido alla temperatura T (dalla relazione di equilibrio pi = psi(T)).

38 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 38 Esempio numerico L'alcool etilico ha i seguenti valori del campo di infiammabilità: Linf = 3.3 %; Lsup = 19 %. A pressione atmosferica (760 mm Hg) i corrispondenti valori di pi sono: pinf = 760x3.3/100 = mm Hg psuP = 760x19/100 = mm Hg Dalla figura nella diapositiva successiva, che riporta la curva di tensione di vapore di alcuni combustibili in funzione della temperatura, si ottiene: Tinf = 12.7 ° CTsuP = 43.3 ° C Tinf = 12.7 ° CTsuP = 43.3 ° C N.B.: Questi valori sono validi nell'ipotesi che l'aria sia satura di vapore; ciò è ragionevole in prossimità del pelo libero.

39 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 39 Tensione di vapore e Temperatura

40 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 40 Temperatura (o Punto) di infiammabilità La T. di infiammabilità (Flash Point) è la temperatura minima (più bassa) in corrispondenza della quale il vapore sviluppato da un liquido forma con l’aria una miscela che si infiamma in presenza di innesco e mantiene la combustione La T. di infiammabilità (Flash Point) è la temperatura minima (più bassa) in corrispondenza della quale il vapore sviluppato da un liquido forma con l’aria una miscela che si infiamma in presenza di innesco e mantiene la combustione La temperatura del punto di infiammabilità corrisponde circa al limite inferiore di infiammabilità. La temperatura del punto di infiammabilità corrisponde circa al limite inferiore di infiammabilità.

41 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 41 Martens (vaso chiuso - per derivati del petrolio con p.to inf. > 50 °C)

42 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 42 Abel – Pensky (per derivati del petrolio con p.to inf. fino a 50 °C)

43 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 43 Cleeveland (vaso aperto - per derivati del petrolio con p.to inf. > 50 °C )

44 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 44 Influenza della temperatura sull'infiammabilità La temperatura influenza il grado di infiammabilità agendo sulla velocità di reazione, sui limiti di infiammabilità, sulla tensione di vapore, sulla velocità di propagazione della fiamma, ecc. La temperatura influenza il grado di infiammabilità agendo sulla velocità di reazione, sui limiti di infiammabilità, sulla tensione di vapore, sulla velocità di propagazione della fiamma, ecc. Solitamente, aumentando la temperatura, la zona di infiammabilità si allarga, attraverso la diminuzione del limite inferiore e, soprattutto, l'aumento del limite superiore. Solitamente, aumentando la temperatura, la zona di infiammabilità si allarga, attraverso la diminuzione del limite inferiore e, soprattutto, l'aumento del limite superiore.

45 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 45 Influenza della temperatura sull'infiammabilità

46 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 46 Influenza della pressione sull'infiammabilità Anche la pressione influenza i limiti di infiammabilità, la velocità di reazione, la velocità di propagazione della fiamma, ecc. Anche la pressione influenza i limiti di infiammabilità, la velocità di reazione, la velocità di propagazione della fiamma, ecc. All'aumentare della pressione la zona di infiammabilità si allarga, soprattutto per l'aumento del limite superiore, come osservato in precedenza per gli effetti della temperatura, mentre al diminuire della pressione la sua ampiezza si riduce. All'aumentare della pressione la zona di infiammabilità si allarga, soprattutto per l'aumento del limite superiore, come osservato in precedenza per gli effetti della temperatura, mentre al diminuire della pressione la sua ampiezza si riduce.

47 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 47 Influenza della pressione sull'infiammabilità

48 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 48 Temperatura (o Punto) di infiammabilità Nel caso di materiali liquidi (benzine, gasoli, olii combustibili, solventi, ecc) si ha una, maggior difficoltà nel definire in modo univoco il concetto di infiammabilità, in quanto ad ogni temperatura i liquidi sono in equilibrio con i loro vapori. Nel caso di materiali liquidi (benzine, gasoli, olii combustibili, solventi, ecc) si ha una, maggior difficoltà nel definire in modo univoco il concetto di infiammabilità, in quanto ad ogni temperatura i liquidi sono in equilibrio con i loro vapori. La temperatura del punto di infiammabilità corrisponde circa al limite inferiore di infiammabilità. La temperatura del punto di infiammabilità corrisponde circa al limite inferiore di infiammabilità.

49 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 49 Grado di infiammabilità Possiamo a questo punto definire il grado di infiammabilità o più in generale parlare di infiammabilità di una sostanza, come la misura della sua tendenza a dar luogo ad incendi ed esplosioni. Tale parametro dipenderà dai fattori evidenziati nella successiva tabella.

50 Direzione Regionale Vigili del Fuoco Abruzzo – Ordine degli Ingegneri della Provincia di Teramo - Corso ex Legge 818/84 – Edizione 2012 Corso di specializzazione di prevenzione incendi 50 Grado di infiammabilità più è alta- velocità della fiamma più è bassa- energia di accensione più è bassa-temperatura di accensione o autoaccensione più sono distanti tra loro- limiti di infiammabilità più è bassa- temperatura di infiammabilità (per i combustibili liquidi) Il grado di infiammabilità aumenta quanto


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