Forum di prevenzione incendi 2007 Roma 14 giugno 2007 Crowne Plaza – St. Peter’s Hotel Luciano Borghetti 17/04/2017

L’INCENDIO NEI BENI CULTURALI: COMPATIBILITÀ DEI SISTEMI ESTINGUENTI E SOSTITUZIONE DEGLI HCFC I sistemi ad Aerosol 17/04/2017

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. 17/04/2017

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. 17/04/2017

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. 17/04/2017

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. 17/04/2017

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. 17/04/2017

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). 17/04/2017

Aerosol condensati, come funzionano Attivazione termica Elettrica Accenditore elettrico Composto solido Sistema di raffreddamento Camera di espulsione Ugello di scarica AEROSOL 17/04/2017

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. 17/04/2017

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). 17/04/2017

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 17/04/2017

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. 17/04/2017

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. 17/04/2017

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). 17/04/2017

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. 17/04/2017

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 17/04/2017

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. 17/04/2017

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 17/04/2017

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. 17/04/2017

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. 17/04/2017

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 ” 17/04/2017

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 17/04/2017

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. 17/04/2017

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 17/04/2017

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 17/04/2017

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; 17/04/2017

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 17/04/2017