Le sostanze estinguenti agiscono interrompendo il processo della combustione. In questo articolo vediamo quali sono le sostanze estinguenti più comuni e quali le loro modalità di azione.
Articolo tratto dall’e-book di EPC Editore Corso di formazione e aggiornamento per ADDETTI ANTINCENDIO – attività di LIVELLO 1
Nell'articolo
Sostanze estinguenti: come agiscono
L’estinzione degli incendi si attua intervenendo su almeno uno dei tre lati del triangolo del fuoco.
- Sul comburente per soffocamento
- Sul combustibile per inibizione chimica
- Sul calore per raffreddamento
Le sostanze estinguenti intervengono producendo una o più azioni utili ad interrompere la combustione.
Il loro uso e modalità di estinzione variano in funzione:
- del tipo di combustibile (ovvero del tipo di materiali atti a incendiarsi),
- della sua quantità e della disponibilità di aria,
- dell’ambiente (aperto, chiuso) e delle strutture sottoposte ad incendio,
- della temperatura esistente,
- del calore prodotto,
- della possibilità di trasmissione del calore,
- della propagazione dei prodotti di combustione.
Quali sono le sostanze estinguenti più comuni?
Le sostanze estinguenti normalmente utilizzate sono:
- l’acqua
- la schiuma
- l’anidride carbonica
- le polveri
- i gas inertizzanti (gas alogenati e loro sostituti)
- l’aerosol
Il loro uso dipende dal tipo di combustibile che caratterizza la Classe degli incendi
L’acqua: come agisce questa sostanza estinguente
L’acqua è l’estinguente più comune e diffuso.
Agisce per raffreddamento (assorbe, per evaporare, circa 600 kCal – 2,6 MJ, a kg) e per soffocamento, grazie al vapore prodotto (circa 1700 litri per kg d’acqua liquida) che ristagna sopra il materiale in combustione, frapponendosi tra ossigeno e combustibile.
La sua massima efficacia è sui combustibili solidi, dove è in grado di raffreddare anche le braci, penetrando in profondità, grazie alla pressione con cui viene usualmente erogata dagli impianti di estinzione manuali.
Non è invece efficace sugli incendi di classe C (a parte alcune nuove applicazioni ad altissima pressione).
Acqua: quando non utilizzarla
Non può essere usata su apparecchi elettrici in tensione, essendo conduttrice. In ogni caso, l’impiego di acqua su apparecchiature elettriche, sebbene efficace ai fini dell’estinzione (dopo aver posto fuori tensione e sezionato l’impianto o l’apparecchio), provocherebbe gravi danni al materiale o all’impianto.
Sui metalli combustibili non va utilizzata poiché in generale questi, a contatto con l’acqua, possono reagire in maniera esplosiva. Da tenere in conto anche l’eventualità che siano sprigionate sostanze tossiche nella reazione con l’acqua.
L’uso negli incendi di carburanti, che sviluppano altissime temperature, è controproducente perché l’acqua, in parte, bollirebbe immediatamente, provocando spruzzi di combustibile e, in parte, dato il suo maggiore peso specifico, affonderebbe, sollevando lo strato di combustibile, causandone la fuoriuscita, con il risultato finale di espandere l’incendio.
Un discorso diverso vale per i liquidi solubili in acqua, poiché, con la diminuzione di concentrazione viene ridotta anche la loro volatilità, limitando così l’emissione di vapori infiammabili.
Schiuma estinguente: come agisce
Le schiume sono dispersioni di gas in liquidi.
La schiuma estinguente si ottiene miscelando acqua, aria ed appositi agenti schiumogeni, che possono essere proteinici o fluoroproteinici oppure di origine sintetica (gli unici che permettono di avere schiume a media od alta espansione). Ne deriva un aggregato di bolle di aria (o altro gas) rivestite da delle membrane colloidali, resistenti quanto basta per creare uno strato compatto di durata sufficiente.
Estinguente ideale
La schiuma, inglobando molta aria è in genere più leggera dei carburanti infiammabili e per questo ne è l’estinguente ideale, poiché riesce a formare uno strato sulla superficie dei liquidi in fiamme impedendo, da una parte, il contatto con l’ossigeno dell’ambiente e, dall’altra, la formazione dei vapori infiammabili.
Grazie al contenuto di acqua di formazione, la schiuma ha anche potere raffreddante.
Le schiume ad alta espansione si usano per saturare lo spazio circostante combustibili solidi di classe A, realizzando la separazione dal comburente.
In formulazione specifica, la schiuma è in grado di spegnere i fuochi di classe F.
Quando non utilizzarla
Non è adatta allo spegnimento di gas in fiamme (fuochi di classe C), mentre la sua componente acquosa non ne consente l’uso su apparecchi in tensione (classe E), materiali deteriorabili, e metalli in fiamme (classe D).
La schiuma non va utilizzata su:
- Impianti elettrici in tensione
- Metalli combustibili
- Prodotti reattivi
- Beni deteriorabili
Anidride carbonica: la sua azione estinguente
L’anidride carbonica è un gas:
- inodore, incolore, inerte (non reagisce con altre sostanze),
- non tossico per l’uomo (benché ne sia stata illustrata la sua pericolosità come asfissiante),
- più pesante dell’aria e non conduttivo dal punto di vista elettrico.
Non essendo corrosiva e non lasciando residui, è indicata per l’estinzione di apparecchi elettrici e di materiali solidi deteriorabili.
La sua caratteristica negativa è l’alta volatilità, per cui, in ambienti aperti, si disperde facilmente.
Si impiega o in caso di piccoli focolai, come estinguente diretto, o in caso di ambienti chiusi, dove si usano impianti che intervengono per saturare i locali.
Azione estinguente
La sua azione estinguente è duplice, in quanto agisce:
- per soffocamento, a causa del maggiore peso specifico rispetto a quello dell’aria, che ne determina la stratificazione in basso, permettendo di separare l’aria dalla superficie superiore dei materiali combustibili;
- per raffreddamento intenso, dovuto alla rapida espansione del gas; infatti, essendo contenuta allo stato liquido in recipienti ad alta pressione, nel fuoriuscire dalla valvola di comando e trovandosi istantaneamente alla pressione atmosferica, l’anidride carbonica subisce un cambiamento di stato, diventando gassosa, con forte assorbimento di calore e abbassamento della temperatura nell’atmosfera circostante il getto.
Si fa osservare che in un ambiente saturo di biossido di carbonio la concentrazione di ossigeno è insufficiente par la sopravvivenza delle persone.
L’anidride carbonica può esser utilizzata su Fuochi di Classe A – B – C – E, con l’avvertenza che, riguardo la classe A, non spegne le braci e che, dopo lo spegnimento di un fuoco di classe C, deve essere interrotto l’afflusso di gas.
Quando non va utilizzata
L’anidride carbonica non va utilizzata in caso di:
- incendi all’aperto
- incendi con forti correnti d’aria
Polveri: come si suddividono queste sostanze estinguenti
Le polveri sono particelle solide finemente suddivise, costituite da miscele di sali e altre sostanze naturali o sintetiche.
Ad esse vengono aggiunti diversi additivi, per renderle idonee ad essere proiettate sul materiale che brucia, mediante l’uso di gas propellenti in pressione attraverso appositi erogatori, per migliorarne la fluidità, l’idrorepellenza, la conservabilità e, in alcuni casi, la compatibilità con le schiume (per realizzare prodotti estinguenti denominati “Twin Agents”).
Tipi di polveri
Normalmente si usa suddividerle in:
- POLVERI CHIMICHE: bicarbonato di sodio e potassio, indicate per fuochi di classe B e C (liquidi e gas);
- POLVERI CHIMICHE POLIVALENTI: a base di sali di ammonio, idonee per fuochi delle classi A, B e C (solidi, liquidi e gas);
- POLVERI INERTI: costituite da allumina, grafite, cloruri alcalini, da usare specificatamente per i fuochi di classe D (metalli).
Azione estinguente
La principale azione estinguente esplicata dalle polveri consiste nella inibizione chimica.
A questa si aggiunge il soffocamento (più specifico delle polveri polivalenti) dovuto al fatto che le polveri, fondendo, creano una sorta di crosta vetrosa che impedisce il contatto con l’aria.
Esiste anche una blanda azione di raffreddamento, provocatadall’assorbimento di calore nella decomposizione delle polveri a contatto con il combustibile infiammato.
Non contenendo acqua, sono indicate anche per la classe E (apparecchi in tensione) e D (metalli), anche se per la classe D si devono usare solo ed esclusivamente le polveri apposite per ciascuna delle sostanze appartenenti a questa classe.
Quando non utilizzarle
Di contro, pur non essendo abrasive e corrosive, si depositano in modo copioso in ogni recesso di tutte le apparecchiature esposte al getto degli estintori, danneggiandole irrimediabilmente nella maggior parte dei casi.
Pertanto, se ne sconsiglia l’uso in presenza di apparecchiature critiche (delicate o particolarmente importanti) e, in generale, di apparecchi elettronici, preferendogli l’anidride carbonica.
A causa del limitato potere raffreddante, sono inefficaci sulle braci di solidi.
Gas inertizzanti: introduzione ed utilizzo
In passato, hanno avuto ampia diffusione gli “Idrocarburi alogenati”, (normalmente conosciuti come “Halon”), dei gas derivati da idrocarburi saturi (ad es. il metano) tramite la parziale sostituzione degli atomi di idrogeno con atomi di alogeni (Cloro Cl, Bromo Br, Fluoro F, Iodio I), ottenendo così da gas infiammabili, sostanze estinguenti.
L’azione estinguente degli halon era esplicata prima di tutto per inibizione chimica (inertizzazione), intervenendo con elevata efficacia nell’interruzione della catena di reazione della combustione.
Halon: ritiro commerciale e divieto d’uso
Il principale problema di queste sostanze, la loro estrema dannosità per l’ozono atmosferico, ne ha determinato il ritiro dal commercio ed il divieto di uso, con l’eccezione di alcune situazioni “Critiche” definite dalla normativa vigente, corrispondenti fondamentalmente all’ambito militare, petrolchimico/estrattivo, nucleare ed al trasporto per nave ed aereo.
Clean Agents
Al loro posto sono stati introdotti gli idroclorofluorocarburi e gli idrofluorocarburi, denominati “Clean Agents”.
Essi hanno le stesse caratteristiche degli halon e la stessa funzionalità, ma non la stessa efficacia.
La pericolosità nei confronti dell’ozono è decisamente minore ma non nulla.
Per questo motivo anche questa famiglia di gas estinguenti è sottoposta a limitazioni di utilizzo da parte della normativa europea (vedi il regolamento 1005/2009 CE del 16 settembre 2009 “Sulle sostanze che riducono lo strato di ozono”).
I gas inerti
E’ stato quindi introdotto l’uso dei gas inerti, come l’argon (Ar), l’azoto (N2) e loro miscele, che agiscono essenzialmente per soffocamento.
Da non utilizzare in luoghi frequentati da pubblico.
Aerosol: mezzo d’estinzione
L’aerosol è un mezzo d’estinzione costituito da particelle finissime sospese in una sostanza gassosa inerte che funge da veicolo di distribuzione.
I gas che trasportano l’estinguente sono prodotti dalla combustione controllata di un composto solido all’interno di un “Generatore di aerosol” del quale si dirà più avanti nella parte relativa ai sistemi d’estinzione.
La definizione esatta si può trovare nella UNI ISO 15779-2012.
Il mezzo estinguente è costituito in genere da Sali di potassio.
Il meccanismo di estinzione
Il meccanismo primario d’estinzione dell’aerosol è l’inibizione delle reazioni chimiche che avvengono durante il processo di combustione che caratterizza gli incendi.
La diluizione dell’ossigeno dovuta all’introduzione dei gas inerti ed i passaggi di stato delle particelle di prodotto estinguente producono limitate azioni di soffocamento e raffreddamento.
L’aerosol può essere usato per spegnere fuochi di classe A, B e C. È indicato inoltre per lo spegnimento di apparecchi elettrici sotto tensione.
Quando non deve essere usato
Di contro questo estinguente non deve essere usato quando un incendio riguarda:
- metalli combustibili (sodio, alluminio, magnesio, ecc.);
- sostanze la cui composizione chimica comprende ossigeno (es. nitrato di cellulosa);
- prodotti ossidanti (clorato di sodio o nitrato di sodio);
- perossidi organici, che sono in grado di autosostenere la combustione;
- materiali piroforici (fosforo bianco).
Quando questo prodotto è previsto per proteggere ambienti di lavoro normalmente frequentati, il suo utilizzo deve avvenire previa evacuazione delle persone.
L’attivazione di sistemi di estinzione ad aerosol provoca un rapidissimo offuscamento degli ambienti riducendo drasticamente la visibilità.
L’eventuale inspirazione delle particelle di aerosol, causano difficoltà respiratorie, per l’intasamento delle vie aeree.
Quali sostanze estinguenti sono generalmente utilizzate negli estintori?
Le sostanze estinguenti generalmente utilizzate negli estintori sono: acqua, polvere, Co2, schiuma, idrocarburi idrogenati.
Cos’è la capacità estinguente?
La capacità estinguente rappresenta la capacità di spegnimento (definita dallo standard di omologazione) della classe di fuoco considerata.
La capacità estinguente è espressa attraverso il numero che precede l’indicazione della classe di fuoco.
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