La protezione dei beni irriproducibili

Transcript

1 La protezione dei beni irriproducibili il sistema per gli edifici di interesse storico ed artistico

2 1. SCOPO Com è noto, la straordinaria concentrazione di capolavori d arte nei musei, unitamente all immenso patrimonio culturale - artistico di cui fanno parte, richiamano l attenzione su iniziative di salvaguardia e protezione dai rischi in linea con l evoluzione tecnologica del nostro tempo. La tutela dei beni culturali assume grande importanza soprattutto perché da un lato, garantisce al cittadino il godimento del bene conservando antiche memorie la cui manomissione o distruzione comporterebbe la privazione, per la collettività, di beni artisticamente rilevanti. Dall'altro garantisce la salvaguardia di un patrimonio storico e culturale la cui compromissione provocherebbe un danno significativo per l'economia e la ricchezza dello Stato di appartenenza. Il Patrimonio culturale rappresenta infatti la ricchezza di un paese, di una città, di una nazione sia sul piano culturale che su quello economico, restando destinato alla fruizione collettiva. Da tali premesse nasce la necessità di tutelare tale patrimonio. Tra i rischi di particolare gravità nel settore museale, quello dell incendio prodotto da cause accidentali, vandalistiche o terroristiche, è certamente il più temibile per la sua connotazione distruttiva. Alla luce della vulnerabilità di questo patrimonio esposto al rischio incendio Tema Sistemi S.p.a., MARIS scarl e l Università degli Studi di Roma Tor Vergata hanno collaborato nello studio, nelle analisi e nella messa a punto di tecnologie impiantistiche e materiali realmente innovativi, in grado di migliorare sensibilmente le condizioni di sicurezza e mitigare il danno in caso di incendio. 2. INTRODUZIONE Quando si affronta il problema della scelta degli impianti antincendio da installare in un edificio storico, specie se un museo, si rende necessario compiere una valutazione del rischio molto più complessa di quella usualmente sviluppata per altri luoghi. Il riscaldamento di questi edifici è sottoposto ad una serie di vincoli tecnici ben più rigidi di quelli utilizzati rispetto ai normali immobili adibiti ad uffici o altre destinazioni. Infatti, oltre alla tutela della vita umana, ci si confronta con la necessità di proteggere i beni sia dall incendio sia dagli stessi agenti estinguenti adoperati. Se infatti le costruzioni in muratura di tipo tradizionale presentano generalmente un elevata vulnerabilità all incendio, a causa di fattori costruttivi e funzionali, nel caso del patrimonio storico-architettonico, a questi fattori si aggiunge la possibilità di conflitto fra istanze di carattere estetico e conservativo, peculiari del vincolo cui il bene è sottoposto, ed esigenze di protezione dal rischio di incendio, legate alla funzione dell edificio; inoltre, la caratteristica di irriproducibilità del bene vincolato pone la necessità di salvaguardia del bene architettonico allo stesso livello della sicurezza degli utenti, e fa sì che il verificarsi dell evento incendio dia luogo a conseguenze non paragonabili con situazioni analoghe relative al costruito ordinario. La sicurezza, quindi, della vita umana è certamente il requisito primario, ma la tutela del patrimonio artistico richiede l impiego di tecnologie avanzate e materiali alternativi rispetto agli estinguenti sino ad ora usati, con sistemi impiantistici realmente in grado di salvaguardare le opere d arte. Proprio in tale ottica la Tema Sistemi S.p.A., azienda leader in Italia nel settore antincendio, ha sviluppato un lavoro sperimentale, in collaborazione con l Università degli Studi di Roma Tor Vergata, mirato alla realizzazione di un impianto antincendio prettamente dedicato alla protezione dei Beni appartenenti al patrimonio culturale.

3 3. DESCRIZIONE DEL LAVORO SPERIMENTALE SVOLTO Allo scopo di conoscere al meglio lo scenario di rischio al quale si deve far fronte così da poter prendere le giuste misure di prevenzione e protezione, il lavoro sperimentale svolto dalla Tema Sistemi S.p.A. in collaborazione con l Università degli Studi di Roma Tor Vergata, ha dapprima elencato ed analizzato tutti i rischi naturali ed antropici presenti nel territorio che potenzialmente presentano una minaccia per il Patrimonio culturale, i materiali presenti nei cantieri di restauro e le possibili fonti di rischio incendio presenti (lampade ad incandescenza, fornelli elettrici per il riscaldamento delle soluzioni, accumulo di materiali volatili infiammabili, solventi, supportanti), successivamente ha affrontato lo studio dell oggetto da salvaguardare, il dipinto, per poi passare alla simulazione tramite il software Fire Dynamics Simulator a test in scala reale. Lo studio effettuato ha affrontato il degrado dei beni culturali e le sue cause identificando i parametri che maggiormente sono in grado di causare danni ai dipinti. In particolare ha evidenziato, descrivendo i meccanismi (di tipo fisico, chimico e biologico) di deterioramento che si instaurano a causa delle alterazioni delle variabili termo igrometriche, come i due parametri, temperatura ed umidità relativa, che causano appunto il degrado dei dipinti, siano anche i protagonisti di un incendio (temperatura) e del suo spegnimento (umidità relativa). proteggere i beni sia dall incendio che dagli estinguenti. Infatti, anche in presenza di opere d arte, edifici storici o comunque beni appartenenti al patrimonio culturale, l obiettivo della protezione della vita umana è primario, ma ad esso deve essere affiancato uno studio dell evoluzione dell incendio e degli effetti dei sistemi estinguenti, mirato a verificare che i beni che si intende proteggere siano effettivamente tutelati. In sostanza, si può affermare che sopratutto nel caso dei materiali di particolare delicatezza deve essere individuato il punto dell evoluzione dell incendio in cui il danno dovuto all incendio supera il danno da estinzione. Questa riflessione comporta che è evidente il fatto che la scelta dei sistemi o dei mezzi di estinzione dovrebbe avvenire sulla base degli scenari di incendi selezionati, secondo l applicazione del processo di valutazione prestazionale. Infatti, non esiste un incendio di riferimento uguale per tutte le strutture e tanto meno per i contenitori di materiali pregevoli. Di conseguenza, anche il tipo di strumento antincendio adottato deve essere adeguato alle necessità. Alla luce di quanto detto il lavoro svolto ha messo in evidenza che i sistemi di estinzione a gas risultano essere un sistema di protezione attiva antincendio piuttosto invasivo nei confronti di opere d arte e materiali storici e allo stesso tempo nocivo per la salute dell uomo (che è in ogni caso l obiettivo primario). Descrizione dei principali sistemi di protezione attiva antincendio: sprinkler e water mist Dopo un analisi di questo tipo, il lavoro sperimentale ha poi affrontato i principali sistemi di protezione attiva antincendio ponendo particolare attenzione sui sistemi automatici ad acqua: sprinkler e water mist. Descritte le caratteristiche tecniche dei suddetti sistemi, i criteri di progettazione, i criteri di dimensionamento ed analizzati i relativi riferimenti normativi è stato effettuato un confronto tra gli stessi sistemi allo scopo di affrontare il problema della scelta dell impianto antincendio più idoneo da installare in un edificio storico. Infatti, oltre alla tutela della vita umana, il valutatore si confronta con la necessità di

4 In tal senso, lo studio svolto ha mostrato che in generale risultano più adatti allo scopo di salvaguardare i beni culturali i sistemi fissi antincendio e che un ottimo compromesso sembrano essere i sistemi Water Mist in grado di abbattere anche fumi e gas. Descrizione della simulazione, scenari di incendio ricostruiti Per caratterizzare e validare i sistemi water mist ad acqua nebulizzata in pressione è stato utilizzato il codice numerico Fire Dynamics Simulator. Attraverso il suddetto software si è dapprima ricostruita una stanza di museo, con al suo interno un dipinto su tela ad olio, completa di sistemi antincendio, ed in seguito si è simulato un incendio e il suo spegnimento. Gli scenari ricostruiti sono stati due: in una prima simulazione l innesco è stato dato ad una panca (al fine di simulare il mobilio presente all interno di una stanza museale), nell altra è stato innescato direttamente il dipinto. Lo scopo della simulazione è stato quello di mettere a confronto il sistema water mist con il sistema sprinkler tradizionale per quanto riguarda l estinzione dell incendio. Innanzitutto, prima di effettuare la simulazione, è stato necessario definire il case study ovvero l incendio di riferimento, successivamente si è passati al calcolo teorico dell andamento della potenza termica rilasciata e della temperatura nel tempo durante l incendio senza l intervento dei sistemi di protezione antincendio. Quando si deve studiare un incendio (soprattutto se in un locale chiuso), e la sua evoluzione nel tempo e nello spazio, è necessario infatti conoscere le dimensioni dell ambiente e quali materiali potrebbero partecipare all incendio e quindi alla combustione. A tale scopo si è scelta la geometria della stanza (dimensioni del locale, degli arredi e delle aperture) ed ogni tipo di materiale presente in essa, sempre cercando di ricostruire un ambiente che avesse le caratteristiche similari ad un locale museale, e riportarne quindi le dimensioni ed i parametri fisici, chimici e termici sul software FDS.

5 4. DESCRIZIONE DEL SISTEMA Uno dei risultati dell attività sperimentale, finalizzata all individuazione della migliore tecnologia di protezione antincendio per i beni culturali e per le opere architettoniche di pregio, è stato quello di stabilire le regole di progettazione dell impianto di spegnimento tenendo conto della distanza reciproca tra gli ugelli e della distanza tra il singolo ugello ed il bene irriproducibile da proteggere, nonché tenendo conto della densità di scarica di ciascun ugello per evitare potenziali danni sul bene stesso. a. Caratteristiche del sistema La tecnologia Aquatech per la protezione antincendio con acqua nebulizzata ad alta pressione è più efficiente nel combattere le classi di fuoco A, B, ed E (elettrica) rispetto ai tradizionali sistemi di nebulizzazione ad acqua con pressioni basse e medie. La quantità di acqua utilizzata per estinguere grossi focolari è minima; questo determina nessun danno dovuto all acqua e una maggiore efficienza con tubazioni di diametri ridotti e bassi costi di installazione. b. Standard di riferimento La norma statunitense NFPA 914, aggiornata nel 2007, è attualmente l unica a configurare un approccio prestazionale all ambito dei beni culturali, avendo lo scopo di assicurare la protezione dall incendio e la tutela dell incolumità delle persone insieme alla preservazione degli elementi, degli spazi e delle caratteristiche che determinano la rilevanza storicoarchitettonica dell edificio (Solomon 2008). Questa norma delinea quattro scenari di incendio specifici per gli edifici storici in aggiunta agli otto validi nella norma NFPA 101 per le costruzioni ordinarie (Nassi e Marsella 2008). Per il sistema in oggetto si è fatto riferimento alle seguenti norme e/o regolamenti: - Standard NFPA Standard NFPA UNI CEN/TS IMO A Regolamento IMO MSC/Circ. 668 (1165); - Regolamento IMO MSC/Circ. 728 (1165); - Regolamento IMO MSC/Circ. 913; - Regolamenti Convenzione SOLAS; - Regole e norme Enti di Certificazione (Lloyd s, ABS, DNV,ecc..).

6 c. Ugelli nebulizzatori Gli ugelli nebulizzatori d acqua multiuscita AQUATECH, sono i più piccoli ugelli nebulizzatori esistenti sul mercato internazionale. Questa loro caratteristica dimensionale consente all ugello di essere perfettamente integrato all interno della struttura architettonica da proteggere anche mediante l apposizione di protezioni personalizzabili espulse automaticamente dall impianto durante la fase di scarica. La posizione degli ugelli è critica ed è determinata dalla copertura uniforme da garantire all area esposta a rischio. Gli ugelli Aquatech sono scelti in funzione del rischio e della dimensione dell area da proteggere e sono montati in modo da garantire la massima copertura con lo spray d acqua. Gli erogatori sono estremamente pratici ed intercambiabili e sono progettati per produrre una portata, una densità di flusso ed un cono di copertura ottimali. Gli ugelli non hanno alcuna parte rotante o in movimento che può generare malfunzionamento dello stesso e sono estremamente affidabili ed efficienti e costruiti con materiali di elevata qualità e resistenti alla corrosione. Gli ugelli sono costituiti da un unico pezzo in bronzo o in acciaio inox e sono forniti completi di filtro interno in acciaio AISI 316 per prevenire il bloccaggio dello stesso. d. Tubazioni e parti speciali Nell installazione dei sistemi sono utilizzate tubazioni in acciaio inossidabile giuntate con raccordi a compressione, flangiate e/o filettate ed idonee per resistere a pressioni di esercizio di circa 100 bar. Le tubazioni e le parti speciali (riduzioni, tee, gomiti, etc ) soddisferanno i seguenti standard: Materiale Standard Rame Cast Copper Alloy Solder Joint ANSI B16.18 Wrought Copper and Copper Alloy Joint Pressure ANSI B16.22 Stainless Steel Spec. for Castings, Austenitic, Austenitic-Ferritic, for Pressure Containing Parts Spec. for Wrought Austenitic Stainless Steel Piping Fittings Spec. for As-Welded Wrought Austenitic Stainless Steel Fittings for General Corrosive Service at Low and Moderate Temperaturese Spec. for Wrought Ferritic, Ferritic/Austenitic, and Martensitic Stainless Steel Piping Fittings A351/A351M A403/A403M A774/A774M A774/A774M Comunque è possibile, in particolari applicazioni, installare tubazioni flessibili, per piccole lunghezze, in conformità agli standard sopra menzionati ed in grado di resistere alle pressioni di esercizio del sistema. e. Attuazione e smistamenti del sistema I sistemi di attuazione automatica sono una parte fondamentale nel sistema di spegnimento in quanto essi garantiscono l intervento tempestivo del sistema nell azione di estinzione del fuoco. Per l attuazione automatica del sistema vengono utilizzate elettrovalvole di attuazione, realizzate in acciaio inox e bronzo, ed installate in posizione normalmente chiusa. Esse sono realizzate e certificate in modo da garantire la tenuta di una pressione di esercizio di circa 150 bar. L attuazione delle elettrovalvole può avvenire da

7 sistema di rivelazione incendio e/o da pulsanti manuali di scarica ben visibili ed accessibili. efficace soppressione del fuoco e l immediata estinzione dello stesso. f. Sistemi di pressurizzazione Il sistema Aquatech utilizza pressioni di esercizio di circa 100 bar, e per garantire tali prestazioni il sistema utilizza due metodi di pressurizzazione in funzione dei locali da proteggere e della quantità di acqua necessaria allo spegnimento. - Sistema di pressurizzazione (200 bar) con gruppo bombolare in acciaio legato contenente al 50% acqua ed al 50% azoto; - Sistema di pressurizzazione con gruppi di pompaggio a pistoni ad alta pressione. 5. VANTAGGI DEL SISTEMA Dallo studio effettuato e dalle simulazioni svolte tramite il software Fire Dynamics Simulator nonché da test in scala reale, effettuati a valle della simulazione tramite software, è emerso che il sistema Aquatech risulta molto efficiente sia nella protezione diretta dell oggetto da salvaguardare sia nell applicazione all interno di locali dove alcune ostruzioni potrebbero impedire l intervento di spegnimento agendo in tal caso come impianto a saturazione totale. Il sistema Aquatech infatti ha una grande capacità di penetrare in piccoli spazi, grazie alle sue gocce finissime. I sistemi Aquatech utilizzano quantità molto ridotte di acqua e richiedendo tubazioni con diametri ridotti con conseguenti costi inferiori e facilità di installazione. Il sistema Aquatech ha dimostrato la sua capacità di determinare situazioni favorevoli negli ambienti per la sopravvivenza delle persone coinvolte. Le particelle di fumo sono eliminate dagli ambienti interessati dall incendio, mentre i gas acidi dei prodotti della combustione vengono inglobati quando entrano in contatto con le goccioline d acqua sospese in aria. Il livello dell intensa radiazione termica viene notevolmente ridotto producendosi un sostanziale raffreddamento in prossimità della sorgente di calore. La ridottissima dimensione, infatti, della singola goccia permette di trasformare molto rapidamente la nebbia fredda in vapore acqueo intervenendo immediatamente nel passaggio di stato. Tutti i dati ottenuti al momento mostrano che il sistema Aquatech è un eccellente sistema che determina migliori condizioni di sopravvivenza, una Vantaggi del sistema Aquatech : - Altissimo assorbimento di calore e drastica riduzione delle dimensioni dell incendio; - Assoluta sicurezza per le persone all interno dei locali protetti; - Nessun danno a strutture ed arredi provocato dall acqua; - Impatto ambientale nullo; - Modestissime quantità di acqua richieste; - Ridottissima dimensione delle tubazioni di distribuzione; - Ottima capacità di abbattimento di fumi e gas nocivi; - Ridottissimi costi di gestione e manutenzione; - Tenuta del locale non necessaria; - Possibilità di personalizzazione ed adattamento dell impianto; - Possibilità di soluzione impiantistica del tutto autonoma con sistemi bombolari o con gruppi di pompaggio. 6. GARANZIA E CERTIFICAZIONI DEL SISTEMA AQUATECH Il sistema Aquatech installato in accordo ai progetti esecutivi, alle specifiche tecniche dei materiali ed alle specifiche di installazione, viene garantito per un periodo di 12 mesi dalla data di collaudo e consegna. L impianto Aquatech è corredato dalla seguente documentazione tecnica: - Specifiche di installazione del sistema; - Manuale operativo del sistema; - Schede tecniche del gruppo di pompaggio e/o della batteria di bombole; - Lay-out del sistema di pressurizzazione; - Schede tecniche delle apparecchiature e degli accessori; - Relazioni di calcolo idraulico del sistema ad alta pressione Water Mist; - Diagrammi di flusso del sistema; - Diagrammi unifilari del piping; - Schemi di collegamento al sistema di rivelazione incendi; - Progetto dell intero sistema e particolari esecutivi; - Certificazioni dei materiali specialistici; - Certificazione del collaudo del sistema; - Garanzia del sistema.