Combustione. Reazione chimica di una sostanza combustibile con l ossigeno accompagnata da sviluppo di calore, fiamma, gas, fumo e luce.

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1 Combustione Reazione chimica di una sostanza combustibile con l ossigeno accompagnata da sviluppo di calore, fiamma, gas, fumo e luce. Incendio Combustione rapida e non controllata senza limitazioni spazio/tempo

2 Comburente Solitamente l ossigeno contenuto nell aria o nelle molecole (esplosivi) Combustibile Classi di reazione al fuoco Sostanza solida, liquida o gassosa nella cui composizione molecolare sono presenti elementi quali il carbonio, l idrogeno, lo zolfo, etc.. Da 1 a 5 Classe 0 (incombustibile)

3 Perché si sprigioni un incendio occorre la presenza contemporanea In natura tutto brucia COMBURENTE Ossigeno nell aria COMBUSTIBILE INNESCO Accensione diretta Accensione indiretta (conduzione, irraggiam.) Attrito Autocomb.

4 Per lo spegnimento si ricorre a tre sistemi normalmente in combinazione Esaurimento Soffocamento Raffreddamento N

5 parametri Temperatura di accensione o di autocombustione Minima t di combustione spontanea senza ulteriore apporto di calore

6 Temperatura di infiammabilità Minima t alla quale i liquidi emettono vapori tali da incendiarsi Determina la categoria dei liquidi infiammabili (A B - C) Categoria A (Ti < 21 C): benzina, alcoli; Categoria B (21 C Ti 65 C): gasolio; Categoria C (Ti > 65 C): glicerina, bitume.

7 Limiti di infiammabilità e esplodibilità (% in volume) Limite inferiore Concentrazione al di sotto della quale non si genera l evento 15 Limite superiore Concentrazione al di sopra della quale non si genera l evento

8 Temperatura teorica di combustione Il più elevato valore di t che è raggiunto nei prodotti di combustione

9 classificazion e Classi A: incendi di materiali solidi B: incendi di materiali liquidi/liquefattibili C: incendi di gas D:incendi di sostanze metalliche. Impianti sotto tensione E S T I N G U E N T I A: acqua, schiuma e la polvere B: schiuma, polvere e anidride carbonica C: blocco del flusso di gas D: polveri speciali Polveri dielettriche e anidride carbonica

10 gas Normalmente contenuti, nelle attività civili/industriali, in recipienti Gas leggero Densità < a 0,8 (idrogeno, metano, etc.) Gas pesante Densità > a 0,8 (GPL, acetilene, etc.) Gas compresso a varie pressioni di esercizio, fino a qualche centinaio di atmosfere In base alle Caratteristiche Fisiche o di conservazione Gas liquefatto A temperatura ambiente mediante compressine (butano, propano, cloro) Gas disciolti Entro un liquido Gas refrigerati In fase liquida mediante refrigerazione a pressioni modeste N 18

11 dinamica temperatura (flash-over) tempo Ignizione Propagazione Incendio Estinzione generalizzato Fasi 19

12 fasi Ignizione Propagazione Ignizione Propagazione Dipendente da: Infiammabilità Propagazione Partecipazione Volumetria ambienti Dissipazione Ventilazione Caratterizzata da: Gas tossici e corrosivi Riduzione visibilità. Aumento: della partecipazione della temperatura 20 dell irraggiamento N

13 Flash- over Flash-over Caratterizzato da elevato aumento della temperatura e della velocità di combustione, dell emissione di gas e particelle incandescenti con riscaldamento e distillazione del combustibile più 21 lontano Ignizione Propagazione Distillazione/pirolisi I combustibili, anche solidi, sottoposti a riscaldamento emettono vapori combustibili N

14 Flash-over Ignizione Propagazione Incendio generalizzato Estinzione Incendio generalizzato brusco incremento della temperatura; crescita esponenziale della velocità di combustione; forte aumento di emissioni di gas e di particelle incandescenti; i combustibili vicini al focolaio sia autoaccendono, quelli più lontani si riscaldano e raggiungono la loro temperatura di N combustione con produzione di gas di distillazione infiammabili 22

15 Flash-over Ignizione Propagazione Incendio generalizzato Estinzione Estinzione e raffreddamento Dopo l interessamento di tutto il materiale combustibile presente

16 prodotti Nella stragrande maggioranza dei casi la morte sopraggiunge per l inalazione di «prodotti» che determinano danni biologici Gas è un aeriforme caratterizzato da una temperatura, detta temperatura critica, inferiore alla temperatura ambiente Temperatura al di sopra della quale una sostanza non può esistere allo stato liquido Fumi è una dispersione di particelle solide (aerosol), liquide (nebbie o vapori) causata dalla combustione Le particelle solide si formano in carenza di ossigeno N

17 Prodotti della combustione che rimangono gassosi anche quando raggiungono, raffreddandosi, la temperatura di 15 C Ossido di carbonio Anidride carbonica Idrogeno solforato Anidride solforosa Acido cianidrico Dipendono dal combustibile Aldeide acrilica Fosgene Ammoniaca Oss. e peross. Azoto Acido cloridrico 25 Ossido di carbonio Anidride carbonica Incolore, inodore e non irritante IL PIU PERICOLOSO Asfissiante (se si sostituisce all ossigeno per oltre il 17%) Acido cianidrico Combustioni incomplete di lana, seta, resine, ecc. 25 N

18 effetti Prodotti combustione Fiamma E Azione termica Calore F F E Anossia (- ossigeno) Gas T T Tossicità dei fumi Fumo I Riduzione visibilità L eccessivo calore provoca: disidratazione dei tessuti blocco della respirazione scottature. L irraggiamento genera ustioni di I, II e III grado La T max sopportabile varia con l umidità (60 )

19 CO2 + CO + altri L aumento della concentrazione rende sempre più irrespirabile l aria Determinando aumenta il ritmo respiratorio; concentrazione del 2% fa aumentare del 50% la velocità e profondità di respirazione; concentrazione del 3% fa aumentare del 100% la velocità e profondità di respirazione; AGITAZIONE ANSIA PAURA PANICO Riposo TEMPO DI ESPOSIZIONE MINUTI Sotto sforzo PPM (parti per milione) EFFETTI Trascurabile Sensibile Collasso N MORTE

20 Un ufficio 5 x 4 x 3 contiene mediamente 100 Kg di legna standard. In 1 ne bruciano mediamente 10Kg. 1 kg di legna che brucia produce 6 m 3 di fumi 10 Kg./min. x 6 m 3 /Kg = 60 m 3 /min. (vol. di fumi prodotti in 1 dalla combustione di 10 Kg. di legna standard) 5 x 4 x 3 = 60 m 3 (volume della stanza) Basta 1 per saturare completamente una stanza di 60 m 3 di fumi

21 Si consideri la tromba di una scala di 5 piani (H = 15 m.) avente S = 20 m 2. Volume totale 300 m 3 10 Kg./min. x 6 m 3 /Kg = 60 m 3 /min. Vol. scala = 300 m m 3 /60m 3 /1 = 5 min. In 5 minuti la tromba delle scale viene completamente invasa dal fumo N

22 esplosione Avviene quando gas, vapori, polveri infiammabili, entro il loro campo di esplosività, vengono innescati da una fonte di sufficiente energia Effetto: rapida espansione di gas con, in ambiente chiuso, aumento della pressione fino a 8 volte il valore iniziale DEFLAGRAZIONE subsonica Produzione di calore, onda d urto e picco di pressione DETONAZIONE supersonica N 26