Gli Incendi Boschivi. Tecniche Antincendio Boschivo La combustione dei materiali. Realizzato e curato dal. Relatore: Sovrintendente Innocenti Maurizio

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1 Gli Incendi Boschivi Tecniche Antincendio Boschivo La combustione dei materiali Relatore: Sovrintendente Innocenti Maurizio Realizzato e curato dal Centro Operativo AIB per la Lombardia Curno (BG) Via Galileo Galilei, 2 Tel Fax aib.curno@corpoforestale.it

2 Conoscere il fenomeno della combustione I parametri che determinano il suo innesco Il suo sviluppo e la sua estinzione

3 IL FUOCO Il fuoco è una reazione chimica data dalla combustione che comporta l ossidazione di un combustibile da parte di un comburente: l ossigeno, con sviluppo di calore e radiazioni tra cui anche la luce Combustibile Innesco Comburente Il triangolo del FUOCO

4 Il triangolo del fuoco (comburente) AIB 1 03 OSSIGENO (O2) = 21 % AGENTE OSSIDANTE partecipa alla combustione AZOTO (N) = 78 % GAS INERTI non partecipano alla combustione ANIDRIDE CARBONICA (CO2) = 0,03 % ARGON = 0,93 % Altri gas = 0,03 %

5 La combustione è una reazione esotermica, che libera calore perché i reagenti possiedono più energia dei prodotti di reazione

6 Fenomeno chimico: Fenomeno chimico luce calore cenere

7 Prodotti di combustione Il calore generato innalza la temperatura a valori tali per cui i partecipanti alla reazione irradiano energia elettromagnetica con lunghezze d'onda comprese nel campo del visibile. Le zone di reazione ci appaiono allora luminose e si parla di fiamme

8 Prodotti di combustione Nelle combustioni in aria si ha la formazione di acqua liquida o vaporizzata, e di anidride carbonica dovuta alla presenza di carbonio e idrogeno nei combustibili Ma non solo!!!

9 Prodotti di combustione Se l'aria non è sufficiente ad ossidare completamente il carbonio si ha presenza, più o meno elevata, di ossido di carbonio, prodotto tipico delle combustioni in atmosfera povera di ossigeno

10 Gas di combustione I gas di combustione sono quei prodotti della combustione che rimangono allo stato gassoso anche quando raggiungono, raffreddandosi, la temperatura ambiente di riferimento (15 C)

11 Gas di combustione Ossido di carbonio L esposizione in ambienti contenenti l 1,3% di monossido di carbonio produce incoscienza quasi istantaneamente e la morte dopo pochi minuti. La percentuale dello 0,15% per 1 ora o dello 0,05% per 3 ore può risultare mortale. La percentuale dello 0,4% è fatale in meno di 1 ora.

12 Effetti del monossido di carbonio o ossido di carbonio (CO) sul corpo umano:

13 Il rischio maggiore negli incendi è proprio dovuto all inalazione dei gas prodotti; sono questi che determinano il maggior numero di vittime! Ing. Tossicini Gaspare

14 Prodotti di combustione e infine vi sono incombusti e residui minerali che vanno a formare i fumi

15 La velocità di combustione Non è sufficiente che siano presenti combustibile e comburente perché avvenga la combustione! perché?

16 E necessario che le molecole del combustibile e del comburente urtino fra loro con sufficiente energia Maggiore è energia cinetica, maggiore è il valore della temperatura e della pressione

17 Il triangolo del fuoco (innesco): a) Rimbalzo senza reazioni tra molecole a bassa temperatura e quindi lente b) Reazione tra molecole ad alta temperatura e quindi veloci

18 Il triangolo del fuoco (innesco) ACCENSIONE DIRETTA ACCENSIONE SPONTANEA ACCENSIONE INDIRETTA C convezione radiazione conduzione

19 Il triangolo del fuoco (innesco) L energia di attivazione della reazione di combustione può essere di origine: elettrica: arco elettrico, scariche elettrostatiche, fulmini, resistenze elettriche per essere in grado di provocare l accensione, l energia termica deve essere in grado di portare la sostanza alla sua temperatura di accensione meccanica: chimica: attrito, scintille per urto, compressione fluidi. fiamma pilota, sostanze che stanno bruciando processi ossidativi spontanei, calore di decomposizione esplosiva

20 La maggior parte delle combustioni avviene in fase gassosa

21 Il triangolo del fuoco (innesco) l Temperatura d infiammabilitd infiammabilità Temperatura minima alla quale un combustibile liquido o solido sviluppa vapori in quantità tale da formare, in presenza di un comburente, una miscela capace di accendersi a contatto con una fonte di energia; essa varia da un combustibile ad un altro. l Temperatura d accensioned Temperatura minima alla quale un combustibile, in miscela con il comburente, inizia a bruciare spontaneamente senza bisogno d innesco. l Temperatura di combustione Temperatura massima che si può raggiungere nella combustione di un dato combustibile.

22 Il triangolo del fuoco (innesco) (innesco): Sostanza Temperatura di infiammabilità ( C) Valori indicativi Acetone -18 sostanza esplosiva Benzina -20 sostanza esplosiva Gasolio 65 normale combustibile Alcol etilico 13 sostanza esplosiva Alcool metilico 11 sostanza esplosiva Toluolo 4 sostanza esplosiva Olio lubrificante 149 normale combustibile Temperatura: d infiammabilità d accensione di combustione Temperatura di combustione ( C) Sostanza Valori indicativi Massima teorica Massima reale Metano Etano Propano Butano Fiammifero - Oltre Sostanza Temperatura di accensione ( C) Valori indicativi Acetone 540 Benzina 250 Gasolio 220 Idrogeno 560 Alcool metilico 455 Carta 230 Legno Gomma sintetica 300 Metano 537

23 Esempio 1 Innesco Aria (21% O2) Gasolio T < 65 C

24 Esempio 2 Innesco Aria (21% O2) Gasolio T > 65 C

25 Propagazione della combustione: Zona di vaporizzazione della cera liquida,combinazione con l ossigeno C A L O R E O2 COMBUSTIBILE Il calore di fusione della cera mantiene la stessa ad una temperatura inferiore a quella di accensione

26 Il triangolo del fuoco (innesco): AIB FUMI, GAS E PRODOTTI DELLA COMBUSTIONE Il Calore % % CALORE RADIANTE C.A. 10 % COMBUSTIBILE CALORE DI VAPORIZZAZIONE DEI LIQUIDI, DI FUSIONE O DECOMPOSIZIONE DEI SOLIDI

27 Il triangolo del fuoco: Solidi AIB La pezzatura Grande Piccola Trucioli e polvere I rischi Combustione lenta Combustione veloce Esplosione

28 Il triangolo del fuoco: Perché la reazione chimica avvenga, il combustibile deve trovarsi allo stato gassoso. Il legno, per esempio, distilla per effetto del calore della sua fiamma stessa, tutti i suoi prodotti volatili lasciando da ultimo solo il carbone che arde come brace senza fiamma trattandosi di combustione diretta di un solido.

29 La combustione del legno e prodotti similari: Classificazione del combustibile: Combustibili rapidi: erba secca, foglie secche, aghi delle conifere, arbusti, giovani piante resinose. Combustibili lenti: ceppaie, tronchi delle latifoglie.

30 Combustibili: Liquidi Categoria A Punto Infiammabilità < a 21 C. Categoria B Punto Infiammabilità compreso fra i 21 C C e i 65 C. Categoria C Punto Infiammabilità compreso fra i 65 C C e i 125 C.

31 Propagazione della combustione: 0% è l aria pura e 100% è solo gas di combustione. Tra il valore 0% e Li (limite inferiore d infiammabilità) la miscela è troppo povera di gas di combustione per poter bruciare. Tra il valore Ls (limite superiore d infiammabilità) e 100% la miscela è troppo ricca per bruciare. Al valore St: combustione completa (stechiometrica). Tra Li e St: combustione completa con eccesso d aria. Tra St e Ls: combustione possibile, ma incompleta per difetto d aria.

32 Prodotti della combustione: Fiamma Calore Fumo Residui Gas di combustione Vapor acqueo Anidride carbonica Monossido di carbonio CO 2 CO Sostanze tossiche in genere (derivanti da vernici plastiche ecc.) Idrogeno solforato Anidride solforosa Ammoniaca Acido cianidrico Biossido di azoto H 2 S SO 2 NH 3 HCN NO 2

33 Perché l acqua spegne il fuoco? EFFETTI DEI BAGNANTI SULLA COMBUSTIONE Acqua con bagnante Acqua senza bagnante

34 Ritardanti schiumogeni

35 Riepilogo generale sulla combustione: Condizioni per la nascita dell incendio Sostanze O CO 2 H 2 O (vapore) ecc. Condizioni Temperatura Infiammabilità % Temperatura Accensione Temperatura Combustione