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Collana LeOrigini - A PORTATA DI MANO. EVOLUZIONE DELL’ESTINTORE PORTATILE

Autore Gianfranco Rocchi | Chief Communication Officer | 15 Luglio 2021 |

* in copertina: tratto dal calendario Mozzanica 2021 – Estintore portatile manuale in dotazione alla London Fire Brigade nel 1896.

il bisogno stuzzica l’ingegno

L'invenzione dell'estintore ha contribuito a salvare innumerevoli vite e ha subito una serie di modifiche al suo design, nel corso della sua storia, per aumentarne ulteriormente l'efficienza e la capacità di spegnere un incendio.

Per portare l'agente estinguente al fuoco i primi sistemi furono secchi e contenitori vari ma quello che può essere annoverato come il primo estintore portatile fu il sacco fatto col budello di bue, la cui esistenza è documentata già nel 400 aC. Questi sacchi venivano riempiti e poi calpestati, spruzzando l'acqua sul fuoco.

 

Altri metodi di estinzione non comparvero, sostanzialmente fino all’invenzione della pompa. Il primo dispositivo basato su questa tecnologia, di cui si abbia traccia, fu quello realizzato da Ctesibio di Alessandria d'Egitto. la cosiddetta Antlia Ctesibiana (“antlia” = vaso per attingere, immaginato per il sollevamento dell’acqua).

Questi sistemi non evolsero in maniera significativa per tutto il medioevo. Ancora durante il Grande Incendio di Londra del 1666 si impiegarono dispositivi di questo genere ma erano mezzi di scarsa efficacia, in quanto la potenza erogata da un uomo adulto, dell'ordine di 300 W, non consentiva un uso efficace dell'acqua, unico agente disponibile1.

Come vedremo nel XVII secolo, per la prima volta, si cominciarono ad utilizzare fiasche di vetro con acqua per lo spegnimento, che in caso di incendio dovevano essere aperte e il contenuto versato sul fuoco o gettato nella fiamma.  Ma l’evoluzione dell’estintore non percorse questi sentieri, che si rivelarono vicoli ciechi.

 

Fu invece, lo sviluppo di serbatoi leggeri e resistenti a pressioni elevate, che consentivano il lancio dell'agente estinguente a grande distanza mediante gas compressi, che hanno permesso la realizzazione degli estintori come li conosciamo oggi.

Parallelamente evolsero anche gli agenti estinguenti. L’acqua è stata, da sempre, la sostanza estinguente più diffusa in quanto risulta assai efficace, economica e facilmente reperibile. Tuttavia se l’acqua è l’estinguente ideale per lo spegnimento di fuochi che coinvolgono materiali solidi, come legna, carta, carbone, materie plastiche, etc., (fuochi di classe A) può essere impiegata, con alcune precauzioni, anche per liquidi in fiamme (fuochi di classe B), è assolutamente inadatta su metalli che possono bruciare, come quelli alcalini leggeri come alluminio, potassio, magnesio, sodio, manganese, litio né può essere impiegata su sostanze chimiche reattive, come perossidi e clorati o composti del fluoro (fuochi di classe D), né tantomeno su apparecchiature elettriche in tensione. L’acqua infine non è adatta nemmeno per spegnere il gas in fiamme (fuochi di classe C), fatta eccezione per gli impianti in cui l’acqua è atomizzata. Per questo, mano a mano che certi composti sono stati introdotti o il loro uso si è fatto più diffuso, la lotta antincendio ha dovuto sviluppare tecnologie diverse per aggredire questi incendi. Nei secoli della prima industrializzazione fu inventata una miscela per estinguere un incendio, che veniva prodotta dagli scarti delle fabbriche di sapone o dall'argilla diluita con acqua, il cui impiego come ritardante di fiamma era noto da millenni. Da allora furono messi a punto composti sempre più sofisticati.

L’estintore – per ovvie ragioni di relativamente ridotta complessità progettuale e costi di realizzazione, rispetto agli impianti fissi – è stato il primo dispositivo ad impiegare i nuovi agenti estinguenti che si venivano affermando2.

 

prima dell’estintore

Tra i primi a progettare un estintore, furono gli ingegneri russi che offrirono a Pietro I di testare un estintore esplosivo nel 1708; un barile d'acqua contenente una carica di polvere veniva innescato e gettato tra le fiamme. Secondo una versione di questa storia – forse agiografica – fu lo stesso Pietro I a proporre di installare barili così fatti negli arsenali in cui veniva stoccata la polvere nera. Le botti d'acqua "caricate" sarebbero state collegate con delle micce a prefigurare un impianto di spegnimento automatico di protezione attiva (le micce, infatti, potevano essere accese manualmente o dalle fiamme dell'incendio).

Il primo a brevettare un estintore è stato una nostra vecchia conoscenza, che abbiamo incrociato descrivendo la storia dei sistemi sprinkler. Ambrose Godfrey-Hanckwitz, assistente nientepopodimeno che di Robert Boyle, il padre della chimica moderna.  Come abbiamo altrove ricordato Godfrey aveva un particolare talento per gli affari e divenne il principale produttore di fosforo. Il 12 novembre 1723 gli fu concesso il brevetto n. 458 per un dispositivo automatico di estinzione degli incendi. Consisteva in una botte piena d'acqua, un estinguente (in polvere o liquido di invenzione di Godfrey). Nella botte era posta una scatola metallica contenente una carica di polvere da sparo con una miccia che si estendeva all'esterno della botte. Per attivare il sistema si doveva innescare la miccia, gettare il barile tra le fiamme e ripararsi prima che prima che esplodesse. Lo scoppio avrebbe disperso l’estinguente e spento il fuoco. Godfrey eseguì diverse dimostrazioni di estinzione incendi, anche ai membri della Royal Society3.  Se Godfrey fu il primo a brevettarlo, un sistema molto simile a questo fu sviluppato otto anni prima, in Germania, da Zacharias Greyl di Ausburg. Anche in questo caso si trattava di una botte di legno contenete 20 litri d’acqua e un detonatore con una miccia.

Il colonnello Roth, sempre in Germania, propose di spegnere gli incendi usando polvere di allume racchiusa in un barile dotato di un innesco esplosivo4.

 

In Russia, a cavallo tra il XIX e il XX secolo, è stato sviluppato Pozharogas, uno dei modelli più avanzati di estintori automatici a polvere esplosivi. Si trattava di una scatola di cartone riempita con un agente estinguente; l'inventore, N. B. Sheftal, propose di riempire la granata con bicarbonato di sodio, allume e solfato di ammonio. All'interno c'era anche un contenitore, anch'esso in cartone, il quale conteneva la polvere da sparo da cui usciva la miccia Bickford5. Una volta acceso, l'utente aveva 12-15 secondi per lanciarlo fuoco. Dei cracker - piccoli petardi inseriti lungo la miccia, esplodevano ogni 3-4 secondi, avvertendo dell'imminente detonazione della carica principale di polvere.

 

Antipyr, Plamyaby, Death to Fire, Phoenix, Blitzfakel, Final, Theo e altri erano i nomi dei primi estintori chimici, noti come torce. Funzionavano soffocando la fiamma con polveri che bloccavano l'accesso all'ossigeno e, in alcuni modelli, grazie ai gas inerti che si sprigionavano. In caso di incendio era necessario versare il contenuto nel modo più accurato possibile. Le composizioni dell'estinguente delle torce differivano nella loro estrema varietà: ogni produttore cercava di inventare la propria soluzione. La soda era usata come carica principale dell'estintore, mentre lo spettro degli altri ingredienti era ampio: cloruro di sodio, fosfati, nitrati, solfati, ocra e ossido di ferro. Come additivi, argilla refrattaria, gesso, amido o silice. La crescente popolarità di questi estintori si è verificata a cavallo tra il XIX e il XX secolo, ma a causa della loro bassa efficienza e bassa capacità di carico, è rapidamente svanita.

 

Diverse granate incendiarie, riempite con speciali soluzioni saline, hanno sostituito i vari tipi di "Plamyaboes" e "Blitzfakeles". Si trattava solitamente di flaconi di vetro con una capacità da 0,5 a 1,5 litri in cui venivano conservati i reagenti in polvere. Anche i produttori di questi dispositivi non avevano uno standard ben definito per gli agenti estinguenti: allume, borace, sale di Glauber6, potassio, ammoniaca, cloruro di calcio o di sodio, magnesio, soda, solfato ferroso e di ammonio.

L'effetto di estinzione della fiamma si basava sulla capacità di raffreddamento delle soluzioni, nonché su una sottile pellicola di sali, che bloccava l'accesso dell'ossigeno alle superfici in fiamme. Inoltre, molti sali sotto l'effetto del calore si decomponevano con la conseguente formazione di gas che non supportavano la combustione. Anche in questo caso la loro bassa capacità non sopprimeva che pochi piccoli principi di incendio e i pezzi di vetro che si disperdevano durante l'uso spesso ferivano gli utilizzatori.

 

Heinrich Gottlieb Kühn, uomo poliedrico che si occupò di scienze minerarie, fabbricazione di porcellane, chimica7, inventò nel 1846 la cosiddetta “scatola estinguente Kühn”. Il contenuto del barattolo, una miscela di salnitro, zolfo e carbone, veniva fatto reagire con una miccia e gettato nel fuoco. Il principio si basava sul fatto che il fuoco doveva essere privato di ossigeno attraverso lo sviluppo di maggiori quantità di anidride solforosa . 

 

L'estintore automatico "Chef", dell'ingegnere Falkovsky, si è rivelata un'applicazione molto più seria per la lotta antincendio. Fu presentato all'inizio del '900 ed era composto da due parti: l'estintore e il relativo dispositivo elettrico di segnalazione, nonché un dispositivo per la messa in servizio dell'estintore. Fulkovsky usava una soluzione da 66 chilogrammi di bicarbonato di sodio con 850 grammi di acido solforico. Una fiala di acido era posta in un serbatoio con acqua e soda e veniva rotta da un battitore a bacchetta, attivato da un dispositivo attivato dalla rottura di tappo in lega fondibile a basso punto di fusione8. Il termostato attivava anche un cicalino e una lampadina elettrica per segnalare l'allarme. Una volta attivato la reazione di neutralizzazione delle fiamme procedeva con il rilascio di centinaia di litri di anidride carbonica e un'enorme quantità di schiuma d'acqua. Per questo, forse, più che un estintore questo dispositivo può essere annoverato tra i progenitori dei sistemi antincendio fissi.

 

Dopo queste versioni dell'estintore, ne furono create molte altre, ma fu solo nel 1800 che emerse una versione moderna dell'estintore.

Generalmente, si fa risalire l’origine dell’estintore  moderno all’ Extincteur di Manby. Il capitano britannico George William Manby nel 1818, di cui abbiamo già parlato nella precedente uscita de LeOrigini, in quanto ha giocato un importante ruolo nella storia della sicurezza a bordo nave, realizzò un recipiente di rame di poco più di 13 litri di soluzione di cenere di perla (carbonato di potassio) tenuta sotto pressione dall’aria compressa.

 

la chimica moderna al servizio dell’antincendio

L'estintore "soda-acido" fu brevettato per la prima volta in Francia da Francois Carlier nel 1866. Miscelando una soluzione di acqua e bicarbonato di sodio con acido tartarico, produceva CO2 impiegata come gas propellente. Una versione basata sulla reazione tra bicarbonato di sodio e l'acido solforico, che aveva la stessa funzione di sviluppare CO2 in quantità tale da espellere l'acqua pressurizzata sul fuoco, fu brevettato nel 1881, da Almon M. Granger, inventore statunitense. Nell’estintore di Granger una fiala di vetro, sospesa nella bombola, contenente acido solforico concentrato poteva essere rotta in due modi, a seconda del modello. Il primo usava uno stantuffo mentre nel secondo, una paratia in piombo che normalmente divideva l'acido dal carbonato, veniva rimossa, permettendo ai composti di reagire. Una volta che l'acido si miscelava con la soluzione di bicarbonato, il gas risultante –anidride carbonica – pressurizzava l'acqua contenuta nel recipiente, la quale, forzata dalla bombola attraverso un ugello o un breve tratto di tubo flessibile, veniva spruzzata, assieme alla CO2, sulle fiamme.

Nello stesso anno, sull’altra sponda  dell’Atlantico, fu inventato l'estintore a cartuccia dalla britannica Read & Campbell Limited. Consisteva in una bombola con una cartuccia interna caricata con anidride carbonica. L'operatore doveva ruotare una valvola sopra l'estintore per liberare l’anidride carbonica nel contenitore e metterlo in pressione. Questo estintore utilizzava acqua o soluzioni a base d'acqua.

 

eureka!

Gli estintori soda-acido generavano una schiuma, per effetto dell’anidride carbonica che veniva usata per spruzzare l’acqua ma questa spuma non era stabile. Nel 1902, l'ingegnere chimico Alexander Georgievich Loran9 introdusse l'uso della schiuma per sopprimere il fuoco. Il funzionamento era simile al tipo soda-acido, ma in questo caso il serbatoio principale conteneva una soluzione acquosa di carbonato di sodio mentre quello interno una di solfato di alluminio al 13%. Capovolgendo il serbatoio, i due liquidi si mescolavano e reagivano formando una schiuma e anidride carbonica in fase gassosa, che espelleva la schiuma. Per stabilizzare la schiuma Loran usava additivi (come estratti di liquirizia).

Riuscì ad ottenere il brevetto russo nel 1904 e, tre anni dopo, gli fu rilasciato un brevetto statunitense US 858188. Tuttavia la macchina burocratica russa non diede l'opportunità di organizzare la produzione a spese pubbliche ma Loran, pur quasi senza fondi10, organizzò a San Pietroburgo un piccolo ufficio privato per la produzione del suo "Eureka". Già nel 1908, però, il business degli estintori andava a pieno regime, e Laurent non aveva più abbastanza forze da far fronte da solo alle richieste. Per questo vendette la sua attività a Gustav Ivanovich Liszt, il proprietario di una fabbrica di Mosca, dove sono stati realizzati estintori a schiuma con il marchio Evrika-Bogatyr. Pochi anni dopo gli ingegneri di Liszt apportarono piccole modifiche al design di Eureka, che gli permisero di aggirare i brevetti di Loran e vendere attrezzature senza condividere i proventi con l’inventore.

 

Il principale concorrente dell'estintore Eureka era il modello tedesco a base-acido Minimax. I tedeschi, indispettiti dal successo dell'Eureka, scrissero persino una petizione per vietare gli estintori a schiuma, tacciati di essere "pericolosi". In effetti, il design di Laurent era inferiore alle sue controparti straniere in termini di affidabilità e facilità d'uso, ma l'efficienza era semplicemente eccellente. Sfortunatamente, tutte le informazioni sull'inventore Laurent si interrompono nel 1911. Cosa ne è stato di lui è ancora sconosciuto.

 

Molti anni dopo, Concordia Electric AG nel 1934 aggiornò seriamente l'estintore a schiuma, generando la schiuma per compressione, spruzzandola da un ugello sotto pressione a 150 atmosfere. Quindi la schiuma iniziò a fare il giro del mondo: Minimax sviluppò una vasta gamma di estintori a schiuma, molti dei quali automatici e installati in vani motore e strutture con sostanze infiammabili.La società Perkeo creò l'estintore a schiuma galleggiante per l'estinzione di incendi in grandi serbatoi con carburante.

 

dal CTC agli halon

Nel 1890 fu sviluppato il capostipite degli estintori a granata: una bottiglia di vetro, riempita con tetracloruro di carbonio (CTC)11, che doveva essere gettata alla base di un incendio.  Evaporando, questo composto spegneva le fiamme per reazione chimica. Quindi, ancora un volta dalla Read & Campbell Limited, fu inventato un modello a pressione, il "Petrolex", per uso automobilistico, caricato, appunto, a tetracloruro di carbonio.

 

Nel 1910, The Pyrene Manufacturing Company of Delaware depositò un brevetto per un estintore che utilizzava tetracloruro di carbonio per estinguere gli incendi. Il CTC vaporizzato sulle fiamme creava una densa coltre di fumo che allontanava l'ossigeno, inibendo la reazione chimica. Alla Pyrene, nel 1911, brevettarono anche un piccolo estintore portatile che utilizzava la stessa sostanza chimica. Consisteva in un contenitore in ottone o acciaio cromato, con una pompa manuale integrata, che serviva per espellere un getto di liquido verso il fuoco. Questi estintori avevano una capacità tra 1 e mezzo litro, ma erano disponibili anche in taglie fino a 9 litri. Poiché il contenitore non era pressurizzato, era possibile riempirlo nuovamente dopo l'uso tramite un tappo di riempimento. L’estintore CTC era adatto per incendi liquidi ed elettrici e fu montato sui veicoli a motore per i successivi 60 anni, fino a quando fu ritirato, negli anni '50, a causa della tossicità della sostanza chimica12.

 

Negli anni ’40 in Germania fu sintetizzato il liquido Halon 101113 come agente estinguente per impiego aereonautico. Era più efficace e leggermente meno tossico del tetracloruro di carbonio ed è stato utilizzato fino al 1969. Si trattava di un gas a bassa pressione che agiva inibendo la reazione a catena del fuoco. I vapori e i sottoprodotti della combustione di tutti i liquidi vaporizzati erano altamente tossici e potevano causare la morte in spazi ristretti14.

 

Negli anni '70, l'Halon 1211 arrivò negli Stati Uniti dall'Europa, dove era stato utilizzato tra la fine degli anni '40 e i primi anni '50. L'Halon 1301 invece era stato sviluppato da DuPont e dall'esercito americano nel 1954. Sia il 1211 che il 1301 agivano inibendo la reazione a catena del fuoco e, nel caso dell'Halon 1211, raffreddando anche i combustibili di classe A.

Il fluobrene (Halon 2402) fu prodotto per la prima volta 1969 presso gli stabilimenti Montecatini di Porto Marghera e venne sperimentato nei circuiti automobilistici di Monza ed Hockenheim. Durante il tragico incidente a Monza del 1978 la Squadra Corse della CEA Estintori intervenne salvando la vita di numerosi piloti.

 

la guerra dei brevetti

Sebbene quasi ogni inventore porti a compimento un'opera a partire da elementi che altri, prima di lui, hanno sgrossato, nel caso dell'estintore ad anidride carbonica la vicenda è più intricata. Nelle ricostruzioni storiche dell'evoluzione delle tecnologie antincendio potete trovare riportato, quasi sempre, che l'estintore ad anidride carbonica15 fu brevettato negli Stati Uniti da Henry R. Minor per conto della Walter Kidde Company nel 1924 in risposta alla richiesta di Bell Telephone di un prodotto chimico elettricamente non conduttivo per aggredire gli incendi difficili da estinguere nelle centrali telefoniche. Consisteva in un cilindro di metallo contenente 3,4 kg di CO2 con una valvola a ruota e un tubo di ottone intrecciato e ricoperto di cotone, con un cono diffusore alla sua estremità. In realtà una sentenza della Corte d'appello degli Stati Uniti16 della fine degli anni 40 racconta una storia più complessa. Il brevetto Minor si riferisce ad

un apparecchio estinguente che impiega anidride carbonica liquida scaricata senza trascinamento di aria, la combinazione comprendente un contenitore di anidride carbonica liquida, un ugello avente un orifizio di scarico ristretto e in comunicazione libera con detto contenitore in modo che solo l'anidride carbonica liquida venga erogata alla bocca dell'ugello e scaricata da esso, e uno schermo svasato verso l'esterno di notevole lunghezza, che lo schermo racchiude completamente alla sua estremità più piccola l'ugello e circonda lo scarico dall'ugello.

L'essenza di questo brevetto sembra risiedere nel sistema di scarico da cui viene espulsa l'anidride carbonica liquida, sotto pressione, senza trascinamento di aria. Questa fu infatti la chiave del successo dell'estintore a CO2, tuttavia chi per primo ha inventato questa soluzione? Il dottor Charles L. Jones, membro del Mellon Institute di Pittsburgh dal 1922 al 1924, mentre lavorava sull'uso dell'anidride carbonica negli estintori venne a conoscenza all'inizio del 1923 del lavoro della Bell Telephone Company of Pennsylvania, che aveva utilizzato un estintore portatile a mano caricato ad anidride carbonica già nel 1914 e anche il lavoro della Chesapeake Potomac Telephone Company di Baltimora con estintori ad anidride carbonica nel 1911-1914. Entrambi i primi utilizzi prevedevano l'uso di un corno conico svasato e mezzi per liberare l'anidride carbonica. Il 12 aprile 1923 il dottor Jones rivelò a Henry Minor il lavoro precedente della Bell Telephone Company e le sue stesse ricerche in merito e nel maggio del 1924, pubblicò un articolo su Electrical World, in cui descriveva, anche con un'illustrazione pittorica, questo tipo di estintore. Questo articolo fu pubblicato circa sedici mesi prima della domanda di brevetto da parte di Minor che descriveva un sistema sostanzialmente analogo. Più tardi, il 31 marzo 1925, circa cinque mesi prima di Minor, il Dr. Jones ha presentato una domanda per il brevetto (Jones n. 1.644.338). Questo brevetto fu quindi rilasciato il 4 ottobre 1927 circa tre anni prima di Minor. Lo stretto rapporto tra Jones e Minor, e la corrispondenza tra loro, portano alla convinzione che Minor sia arrivato almeno come terzo. Anche il sistema di valvole sono state oggetto di disputa brevettuale. La Walter Kidde Company ha cercato di commercializzare un estintore senza molla utilizzato in connessione con un controllo delle valvole ma il sistema si è rivelato inadeguato e ha dovuto essere abbandonato adottando delle soluzioni che ebbero, invece, un ottimo successo commerciale, vendendo quarantasei milioni di dollari di estintori portatili a CO2 prima che una causa legale dimostrasse che queste incorporavano, violandolo, la struttura del brevetto Mapes n. 18.839. Nella stessa sentenza del Tribunale distrettuale degli Stati Uniti del New Jersey, in data 9 febbraio 1949, Kidde fu assolta dall'accusa di concorrenza sleale.

 

l’avvento delle polveri

L’estintore chimico a secco17 a cartuccia o a pressione ausiliaria, prodotto dalla DuGas (poi acquistata da ANSUL) ha fatto il suo debutto nel 1928. Consisteva in un cilindro di rame con una cartuccia di CO2 interna e utilizzava bicarbonato di sodio appositamente trattato con sostanze chimiche per renderlo scorrevole e resistente all'umidità. Era sufficiente ruotare una valvola sulla parte superiore per forare la cartuccia e premere una leva sulla valvola all'estremità del tubo per scaricare l’estinguente. I prodotti chimici secchi a base di borace e bicarbonato di sodio sono stati i primi agenti di questo tipo sviluppati. Il bicarbonato di sodio è stato il primo agente disponibile per incendi di gas liquido e pressurizzato su larga scala, ma è rimasto in gran parte un tipo speciale fino agli anni '50, quando sono state commercializzate piccole unità chimiche secche per uso domestico.

 

Intorno al 1960, polveri a base di bicarbonato di sodio sono state modificate per renderle compatibili con schiume a bassa espansione a base di proteine ​​per consentire un attacco a doppio agente.

Alla fine degli anni '60, gli inglesi svilupparono una sostanza chimica secca a base di urea-potassio-bicarbonato. Sono stati quindi sviluppati prodotti chimici secchi multiuso (base di fosfato monoammonico) e "Purple K" (base di bicarbonato di potassio). Noto anche come PKP, questo estinguente fu sviluppato dal Laboratorio di ricerca navale della Marina Militare degli Stati Uniti nel 1959, come miglioramento rispetto al bicarbonato di sodio per estinguere gli incendi di petrolio e benzina. È stato chiamato così per la caratteristica tinta lavanda conferita alle fiamme e per il contenuto di potassio (simbolo chimico "K"). Fu il secondo prodotto chimico secco più efficace nella lotta contro gli incendi di classe B (liquido infiammabile) dopo Monnex (allofanato di potassio) e fu utilizzato contro alcuni incendi di apparecchiature elettriche sotto tensione. Era circa 4-5 volte più efficacie contro gli incendi di classe B rispetto all'anidride carbonica e più del doppio di quella del bicarbonato di sodio. Gli estintori erano grado di funzionare a temperature fino a -54 °C o fino a +49 °C.

Poco dopo è stato sviluppato "Super K (base cloruro di potassio) per eguagliare l'efficacia del "Purple K" .

 

il ritorno dell’acqua

Più recentemente l’acqua è tornata a riaffacciarsi come agente estinguente negli estintori portatili.L'estintore idrico, contenente una soluzione acquosa di prodotti schiumogeni denominati AFFF, acronimo di aqueous film forming foam, unisce il potere raffreddante dell'acqua alle capacità soffocanti della schiuma. Sono molto simili agli estintori a schiuma, variando nella composizione chimica e percentuale dello schiumogeno e sono muniti di una lancia a "doccetta", necessaria per migliorare la sottrazione di calore. Hanno impiego principale sui fuochi di idrocarburi (classe B), di tessili, carta e legno (classe A), unendo l'attività raffreddante dell'acqua a quella isolante del film. A causa dell'alto contenuto di acqua (97%) possono provocare danni e incidenti durante l'uso su apparecchiature elettriche (anche se gli estintori, mediante particolari accorgimenti, possono a volte consentirne l'uso senza pericolo per l'operatore, entro determinati limiti di tensione e distanza minima). Inefficaci su fuochi di classe C, sono fortemente controindicati su quelli di classe D per sviluppo di gas infiammabili o tossici. Hanno gittata limitata ma in totale visibilità e tempo di scarica prolungato (qualche decina di secondi).

 

Additivare l’acqua con dei tensioattivi, per darle proprietà simili alle schiume, tuttavia, non è stato il solo modo di reintrodurla negli estintori portatili. Una tecnologia ancora più pulita doveva permettere questo revival.

L'idea alla base della moderna tecnologia water mist non è affatto nuova. Oltre 130 anni fa, nel 1880, l'azienda statunitense FE Myers ha prodotto un sistema a zaino con una lancia che produceva unngetto fitto di goccioline d'acqua ed è stato utilizzato per combattere piccoli incendi boschivi. Solo dieci anni dopo Grinnell sviluppò il suo beccuccio 'pepe pot' che combatteva gli incendi anche usando piccole gocce d'acqua. Nel 1930 c'erano già diverse aziende che avevano iniziato a occuparsi dell'applicazione della tecnologia water mist o water fog. Tra questi c'era l'azienda tedesca Lechler la cui innovazione principale era un ugello a più orifizi che all'epoca - negli anni '30 - chiamavano ugello per polvere d'acqua. Negli anni '40 la divisione di ingegneria della Factory Mutuals iniziò ad eseguire i primi test comprendenti piccoli ugelli a goccia.

 

Nonostante questi primi sforzi, l'interesse per l'acqua nebulizzata rimase scarso nei decenni successivi. Scienziati in Europa e negli Stati Uniti erano impegnati nella ricerca, ma da un punto di vista commerciale stentò ad affermarsi. Due fatti hanno spianato la strada all'acqua nebulizzata.

Di entrambi questi fatti abbiamo parlato nelle nostre precedenti uscite ed in particolare in quella relativa agli impianti a gas abbiamo approfondito le conseguenze del Protocollo di Montereal, che ha messo al bando gli halon, che ha stimolato l'impiego di agenti ecocompatibili. Nell'ultima uscita dedicata all'antincendio a bordo nave abbiamo, invece, citato il caso dell'incendio sul traghetto passeggeri "Scandinavian Star" la mattina del 7 aprile 1990. Durante questo incendio morirono 158 persone, quasi il 50% di tutti i passeggeri.

Tra il 1975 e il 1990 in Svezia c'era già stato un notevole sviluppo sull'acqua nebulizzata ad alta pressione. Gli obiettivi principali erano i sistemi per proteggere gli hotel e le cabine dei passeggeri, nonché la ricerca sui pericoli dei liquidi infiammabili. Così l'incendio della Scandinavian Star ha permesso a coloro che hanno svolto questo lavoro di mostrare i propri risultati il ​​20 giugno 1990, poco più di due mesi dopo il disastro.

Questo è stato il punto di partenza della allora neonata società svedese UltraFog. Solo sei mesi dopo, anche un'altra società, la finlandese Marioff, ha iniziato a sviluppare sistemi antincendio a nebbia d'acqua ad alta pressione. Da allora molti hanno seguito il loro esempio.

 

L'efficienza dell'acqua nebulizzata si basa sul funzionamento simultaneo di tre meccanismi di estinzione: raffreddamento, assorbimento della radiazione termica e sostituzione dell'ossigeno.

L'alta pressione a cui è spruzzata l'acqua, unitamente a particolari ugelli, genera goccioline dotate di un'elevata quantità di moto che permette loro di penetrare nel fuoco raffreddando così il materiale in fiamme e l'ambiente circostante. L'acqua evaporata non solo lega efficacemente l'energia termica, ma sposta anche l'ossigeno localmente quando si espande. Inoltre, il gran numero di piccole gocce d'acqua impedisce la diffusione della radiazione termica dal fuoco all'ambiente circostante.

Il fatto di riuscire a padroneggiare questa tecnologia ne ha permesso l'impiego anche in estintori portatili.

Sostanzialmente questi si basano su degli spruzzatori di gocce estremamente sottili, tali da creare una sospensione in aria con forte rilascio di vapore d'acqua, avente effetto soffocante.

Non tossica, poco costosa e facilmente reperibile, tuttavia l’acqua non è utilizzabile, tranne quella nebulizzata, nello spegnimento di fuochi di idrocarburi leggeri in quanto questi vi galleggerebbero sopra, ristabilendo il contatto con l'ossigeno e creando anche pericolosi fenomeni di boilover. Ovviamente non è utilizzabile su apparecchiature elettriche, elettroniche né a temperature inferiori a 0 gradi Celsius, salvo aggiunta di additivi anticongelanti.

 

c’è qualcosa nell’aria

I concetti di aerosol probabilmente risalgono al 1790. Il primo brevetto per bombolette spray fu concesso a Oslo nel 1927 a Erik Rotheim , un ingegnere chimico norvegese, e un brevetto statunitense fu concesso per l'invenzione nel 1931. I diritti di brevetto furono venduti a una società statunitense per 100.000 corone norvegesi. Dopo alcune sperimentazioni con la panna spay, nel 1939, da parte dell'americano Julian S. Kahn, nel 1941 una bomboletta spray fu utilizzata per la prima volta dagli americani Lyle Goodhue e William Sullivan del Bureau of Entomology and Plant Quarantine degli Stati Uniti, che sono accreditati come gli inventori della moderna bomboletta spray. Usata per erogare dell'insetticida consentiva ai soldati di difendersi dalle zanzare portatrici di malaria nel Pacifico durante la seconda guerra mondiale.

 

La tecnologia aerosol caldo applicata all’ antincendio è stata introdotta e sviluppata dagli anni '60, basata sulla pirotecnica in Cina, dove la ricerca è proseguita ad opera dei ricercatori del Tianjin Fire Research Institute of Public Security, che hanno sviluppato in modo indipendente un sistema automatico di estinzione del fumo, utilizzato principalmente per estinguere gli incendi nei serbatoi di stoccaggio di liquidi di classe A, B e C. Alla fine degli anni '80, il testimone è passato agli scienziati russi che ne hanno proseguito lo sviluppo dei sistemi a saturazione totale.

A causa del problema della riduzione dell'ozono causato dall'utilizzo di agenti estinguenti Halon che contengono bromofluoroalcani, molti paesi hanno aderito al protocollo di Montreal. Questo protocollo ha annunciato azioni protettive per lo strato di ozono nel 1987 e ha promosso il movimento per eliminare gradualmente gli estinguenti Halon.

 

Attraverso 40 anni di sviluppo, la tecnologia di estinzione ad aerosol caldo ha raggiunto la terza generazione. Storicamente, la prima generazione di tecnologia antincendio ad aerosol caldo è chiamata tecnologia antincendio G1, quella inventata a Tianjin, negli anni '60.

La tecnologia di estinzione dell'incendio ad aerosol caldo di seconda generazione o G2, il cui principale ossidante sono i sali di potassio, è chiamata tecnologia di estinzione dell'aerosol caldo di tipo K. Questa fu iniziata nell'ex Unione Sovietica già a metà degli anni '60. In questo tipo di agente generatore di aerosol, il nitrato di potassio viene utilizzato principalmente come principale ossidante. Ha un'elevata efficienza antincendio, ma poiché contiene una grande quantità di ioni potassio, che facilmente assorbe l'umidità, formando un film liquido conduttivo alcalino forte, giallo e appiccicoso, questa sostanza è molto dannosa per le apparecchiature elettroniche, quindi non poteva essere utilizzato su apparecchiature elettroniche, strumenti di precisione e beni artistici e il suo uso andò gradualmente diminuendo.

L'aerosol di terza generazione (tipo S) è costituito principalmente da sale di stronzio come principale ossidante. A differenza dell'aerosol di tipo K, gli ioni di stronzio non assorbono l'umidità, non formano una soluzione conduttiva e non danneggiano le apparecchiature elettriche.

A differenza dei tradizionali agenti antincendio a gas inerte, schiuma, acqua nebulizzata e Halon, gli agenti estinguenti ad aerosol caldi non devono essere espulsi da gas in pressione e possono estinguere incendi di classe A, B, C, D e K.

 

Anche gli estintori a polvere, di cui abbiamo già parlato, si basano sulla dispersione di polveri secche o particelle in una soluzione, rientrando a pieno titolo nella classificazione di aerosol; la differenza tra i meccanismi di soppressione dei comuni agenti estinguenti, inclusi gli appena citati ad aerosol freddo, con la tecnologia dell'aerosol caldo fanno, però, di questi ultimi, una categoria a se stante di agenti estinguenti.

Per la tecnologia dell'aerosol caldo, gli ingredienti principali dell'agente estinguente sono i nitrati di metalli alcalini o alcalino-terrosi, che agiscono come ossidanti nel processo di generazione dell'aerosol caldo, e diversi tipi di riducenti.

Anche costruttivamente i dispositivi che li disperdono sono differenti; non hanno bisogno di essere immagazzinati in un contenitore pressurizzato in quanto, come accennato, non hanno bisogno di essere espulsi da gas inerti pressurizzati.

 

L’attivazione dei generatori ad aerosol avviene attraverso cavo elettrico o dispositivo termico.

A questo punto i colloidi di aerosol caldo sono generati tramite reazione di ossidoriduzione. Questi colloidi hanno diametri molto piccoli in corrispondenza dei quali inizia a verificarsi il moto browniano che conferisce alle particelle di aerosol caldo un'elevata capacità diffusiva e un lungo tempo di sospensione nella zona dell'incendio per combatterlo.

Il meccanismo degli agenti estinguenti ad aerosol caldi per estinguere il fuoco è sia fisico che chimico.

Poiché le particelle di aerosol hanno rapporti superficie/volume elevati, quando tali particelle entrano nella zona interessata dall'incendio, attraggono i radicali che supportano il fuoco come i radicali idrogeno e idrossile sulle loro superfici18 per ridurre l'energia superficiale delle particelle e fermare la reazione a catena. I gas generati dall'ossidoriduzione, come l'azoto, il vapore acqueo e l'anidride carbonica, possono soffocare il fuoco diluendo l'ossigeno circostante e riducendo la temperatura della zona di incendio. I processi di estinzione fisica contribuiscono in misura minore rispetto ai processi di estinzione chimica, a meno che l'incendio non sia prossimo all'estintore.

 

Poiché le particelle di aerosol caldo hanno dimensioni comprese tra 10-9 e 10-7 m, vengono chiamate particelle PM2.5, queste possono depositarsi sulle pareti dei bronchi nell'albero bronchiale causando malattie respiratorie croniche e malattie respiratorie acute, inoltre, nella fase gassosa dell'aerosol caldo, possono essere presenti NOx , CO, CO2 e idrocarburi che possono causare suscettibilità ai patogeni respiratori, riduzione della capacità del sistema circolatorio di trasportare O2, compromissione delle prestazioni in compiti che richiedono vigilanza e aggravamento delle malattie cardiovascolari. Un altro problema causato dall'aerosol caldo è la riduzione della visibilità nella zona dell'incendio poiché sia il particolato fine che i gas nell'aerosol caldo possono assorbire e diffondere la luce.

Oltre agli effetti nocivi sulla salute umana e alla compromissione della visibilità ambientale, un gran numero di particelle corrosive come ossidi, idrossidi e carbonati di metalli alcalini insieme ad alcuni gas acidi NO x e CO2 presenti nell'aerosol caldo possono danneggiare i delicati dispositivi elettronici ed elettrici o preziosi archivi e oggetti d'antiquariato con l'esistenza di gocce d'acqua, anche se questo problema può essere ampiamente risolto sostituendo i metalli alcalini con metalli alcalino-terrosi come magnesio e stronzio i cui ossidi, idrossidi e carbonati sono insolubili. L'aerosol caldo, inoltre, può raggiungere temperature molto alte (anche ben oltre i 900°C) all'ugello del contenitore e può quindi comportare potenziali rischi di incendio secondario19. Infine, l'onda d'urto di aerosol caldo al momento del rilascio può creare danni ma può anche essere utile per spazzare via il fuoco.

 

Fondamentalmente, le tecnologie antincendio G2 e G3 hanno strutture a contenitori fissi cilindrici di diverse dimensioni tuttavia – e questo è il motivo per cui ne parliamo qui – esistono anche dispositivi portatili includono configurazioni a mano e a granata per estinguere incendi su piccola scala vicino a un operatore.

Per garantire una tenuta sicura, è necessario uno strato isolante per impedire il trasferimento di calore alla superficie esterna del contenitore. Il liquido di raffreddamento nel contenitore vicino all'ugello può anche ridurre il rischio di ustioni da aerosol caldo.

Di solito, il tempo di scarica dell'aerosol dei dispositivi portatili è maggiore di 15” e può essere allungato mescolando ritardanti di combustione con agenti formanti aerosol in modo che l'operatore abbia abbastanza tempo per mirare alla fonte del fuoco prima che tutti gli aerosol vengano scaricati.

Per le granate estinguenti ad aerosol caldo, una spoletta a tempo fornisce da 6” a 10” all'operatore per lanciare la granata nel fuoco prima che si attivi.

 

twin agents

Ci avviamo alla conclusione citando gli estintori carrellati Twin Agents vengono adottati in luoghi ad altissimo rischio d'incendio, dove è richiesto un veloce e potente abbattimento delle fiamme in tempi brevi. Questa tipologia di estintori è formata da un carrello che sostiene tre bombole, due di estinguente di pari capacità (una di schiuma e una di polvere) e l'altra di azoto, più piccola, per pressurizzare le bombole solo al momento dell'uso. Il tutto termina con un doppio tubo attaccato ad una speciale lancia combinata.

Siamo di fronte ad un sistema che pur portatile, per complessità, si colloca ai margini della tematica trattata in questo articolo.

 

invenzioni al contorno

Non tutti gli estintori, abbiamo visto, necessitano di una manichetta ma quelli che ne hanno bisogno, beneficiano dell’evoluzione in questo campo. Non abbiamo qui lo spazio per una dettagliata analisi della storia della manichetta – ma ci riserviamo di tornare sul tema in un prossimo articolo – tuttavia ci sia concesso un rapido accenno ad alcune tappe fondamentali. Nel 1821, James Boyd brevettò una manichetta antincendio con rivestimento in gomma e rivestimento in tessuto. Fino ad allora erano fatte di cotone filato. Charles Goodyear di Akron Ohio pochi anni dopo perfezionò il processo di vulcanizzazione e lo applicò (tra l’altro) al tubo di gomma, rinforzato con uno strato di cotone. Da allora lo sviluppo della gomma e le sue applicazioni, anche agli estintori, non si contano.

 

Altri due componenti sono fondamentali nella storia degli estintori: valvola e bombola. L'avvento del vapore e i progressi nella metallurgia sono stati decisivi perchè questi due componenti raggiungessero le  odierne prestazioni.

Della storia delle valvole abbiamo già parlato nel nostro articolo sull’origine degli impianti di spegnimento a gas; approfondirla ulteriormente sarebbe sicuramente interessante ma richiederebbe di allontanarci così tanto dal tema di questo articolo che dobbiamo, con dispiacere, rinunciarvi. Diverso è il caso delle bombole su cui, invece, torneremo più tardi facendo particolare attenzione ai gas in queste contenute. Ma andiamo con ordine e passiamo a descrivere le origini di un elemento fondamentale anche se, forse, non così appariscente.

 

tenere tutto insieme

Per tenere insieme valvola e bombola ci fu bisogno di un'invenzione che affonda le sue origini fino al 400 a.C.. È infatti attribuita ad Archita di Taranto, il fondatore della meccanica, una delle prime applicazioni del principio della vite nelle presse per l'estrazione degli oli dalle olive e del succo dall'uva. Della vite qui ci interessa la sua filettatura. Archimede sviluppò il principio della vite e lo utilizzò per costruire dispositivi per sollevare l'acqua20.

La costruzione della filettatura dipendeva dall'occhio e dall'abilità dell'artigiano. Nel 1568, Jacques Besson, un inventore francese, creò la macchina per la produzione di bulloni e viti. Realizzò anche una piastra per il taglio delle viti da utilizzare con i torni, che fu poi perfezionata e messa in più ampia circolazione dalla società inglese Hindley di York. Nel diciottesimo secolo, le viti si sono evolute di nuovo quando Antoine Thiout, un orologiaio francese, ha collegato una trasmissione a vite a un tornio, consentendo ai carrelli degli utensili di muoversi in modo semiautomatico.

Il sistema fu migliorato da Jesse Ramsden, matematico britannico, costruttore di strumenti astronomici e scientifici di alta precisione, che nel 1770 realizzò il primo tornio a vite soddisfacente. Le filettature di precisione hanno permesso di realizzare strumenti di precisione per consentire la costruzione di macchine a vapore e macchine utensili.

Job e William Wyatt, negli anni 60 del '700, hanno il merito di aver sviluppato il primo processo di produzione automatizzato di successo.

La mancanza di standardizzazione della filettatura rendeva problematica l'intercambiabilità dei dispositivi di fissaggio fino a che Joseph Whitworth non raccolse viti campione da un gran numero di officine britanniche e nel 1841 avanzò le sue proposte di standardizzazione, che divennero prassi standard in Gran Bretagna nel 186021.

 

questione di pressione

Manca ancora almeno un elemento, per concludere degnamente la nostra storia e riguarda i propellenti che permettono all’agente estinguente di uscire dalla bombola e spandersi sulle fiamme.

La storia della chimica, lo abbiamo visto già in altri articoli di questa collana, racconta che diversi gas sono stati scoperti o sintetizzati per la prima volta tra XVIII e XIX secolo. La loro classificazione ha segnato le prime tappe della chimica moderna. L'anidride carbonica, l'idrogeno, il protossido di azoto, l'ossigeno, l'ammoniaca, il cloro e l'anidride solforosa erano già utilizzati durante il XIX secolo ed erano principalmente impiegati nella refrigerazione, in medicina e per l' illuminazione. [L'acqua gassata venne prodotta già dal 1772, il cloro fu usato per la prima volta per sbiancare i tessuti nel 1785, il protossido di azoto fu usato per la prima volta per l'anestesia odontoiatrica nel 1844. L'acetilene è stato prodotto commercialmente dal 1893 e i generatori di acetilene sono stati utilizzati dal 1898 circa per la cottura a gas e l'illuminazione (ma in questo caso i gas erano generati al momento dell'uso da reazioni chimiche). Un notevole esempio di generatore è l' apparato Kipps che è stato inventato nel 1844, utilizzato per generare gas come idrogeno, idrogeno solforato, cloro, acetilene e anidride carbonica. Con l' elettrolisi dell'acqua si produceva idrogeno (nel 1869) e ossigeno (dal 1888), il processo Brin per la produzione di ossigeno che fu inventato nel 1884, il processo alcalino per produrre cloro nel 1892 e il Processo Haber per produrre ammoniaca nel 1908.

Lo sviluppo degli usi nella refrigerazione ha consentito anche progressi nel condizionamento dell'aria e nella liquefazione dei gas. L'anidride carbonica fu liquefatta per la prima volta nel 1823. Il primo ciclo di refrigerazione a compressione di vapore che utilizzava l' etere fu inventato da Jacob Perkins nel 1834 e un ciclo simile che utilizzava l' ammoniaca fu inventato nel 1873 e un altro con l'anidride solforosa nel 1876. Ossigeno liquido e azoto liquido furono entrambi realizzati per la prima volta nel 1883; L'idrogeno liquido è stato prodotto per la prima volta nel 1898 e l'elio liquido nel 1908. Il GPL è stato prodotto per la prima volta nel 1910.

 

Le prime bombole metalliche portatili sono state utilizzate per lo stoccaggio e il trasporto di gas compressi e liquefatti già nel 1810. Ma l'avvento di bombole di gas compresso ad alta pressione del tipo utilizzato oggi non si è verificato fino al 1890 circa, quando i primi recipienti ad alta pressione in acciaio senza saldatura sono stati introdotti dalla Mannesmann Company in Germania. Nel 1900, l'inventore Paulus Heylandt costruì la prima auto cisterna per ossigeno liquido, chiamata "Laubfrosch" o "Tree Frog". Negli Stati Uniti, le prime bombole di gas compresso furono prodotte dalla Harrisburg Pipe and Pipe Bending Company (ora Harsco Corp.) alla fine del 1800 quando l'azienda fornì il suo primo "gas shipping drum" per ammoniaca anidra, un contenitore che era sagomato e saldato a mano da un pezzo di tubo d'acciaio lungo 140 centimetri e di 13 di diametro.

Dal 1888, con l'emergere del commercio di anidride carbonica liquefatta, è emersa la necessità di contenitori ad alta pressione. All'inizio, la Harrisburg decise che 9 kg di anidride carbonica potevano essere compresso nel "gas shipping drum" utilizzato per l'ammoniaca. Ma si scoprì presto che l'anidride carbonica strettamente compressa spesso rompeva il recipiente lungo  la saldatura a mano. La prima soluzione al problema fu testare ogni bombola prima della spedizione, e fu costruita una pompa che avrebbe portato la pressione fino ad oltre 250 atmosfere per il collaudo delle bombole. Allo stesso tempo, tuttavia, recipienti ad alta pressione in acciaio senza saldatura venivano già importati dalla Germania. Come risultato, Harrisburg costruì il primo impianto per produrre bombole senza saldatura negli Stati Uniti, che entrò in produzione nel 1902.

Con l'avvento dei primi impianti di separazione dell'aria a partire dal 1907 e la rapida crescita della saldatura in ossi-acetilene, c'era bisogno di bombole di ossigeno ad alta pressione. Fino a quel momento, l'ossigeno era stato spedito in bombole a bassa pressione contenenti solo circa 280 metri cubi di gas. Harrisburg iniziò a realizzare bombole di ossigeno ad alta pressione nel 1908, insieme al suo unico concorrente statunitense all'epoca, la National Tube Company. Le nuove bombole di ossigeno richiedevano pressioni più elevate rispetto alle bombole di anidride carbonica, e presto portarono a metodi migliorati per la produzione e il collaudo.

 

Il peso delle bombole di gas compresso, che ha contribuito ad alti costi di trasporto e difficoltà nella movimentazione, è sempre stato un problema. Le aziende americane iniziarono a realizzarne in acciaio ad alta pressione durante la prima decade del secolo, incontrando solo un successo limitatoa causa della concorrenza di quelle di fabbricazione tedesca [e alla rimozione di tariffe doganali che favorirono questo commercio dal Vecchio Continente]. Per affrontare questa sfida, Harrisburg sviluppò la prima bombola ad alta pressione, temprata, trafilata e trattata termicamente riducendo il peso di un terzo e rendendo la movimentazione di un recipiente standard un'operazione alla portata di un solo uomo invece di richiederne due come prima. In un primo momento, i sostenitori delle bombole tedesche più pesanti denunciarono il nuovo recipiente leggero come un prodotto inferiore. Ma alla fine i prodotti americani più leggeri conquistarono il mercato statunitense.

 

La quasi totalità degli estintori espelle l'agente estinguente mediante l'utilizzo di gas propellenti. Non vengono infatti considerati estintori gli apparecchi come gli spruzzatori d'acqua a pompa, pure utilizzati nello spegnimento dei fuochi boschivi (alcuni di essi, in effetti, pompano aria che espelle l'acqua, e quindi ricadono nel caso precedente).

Alcuni agenti estinguenti sono autopropulsori, e il caso tipico (e praticamente l'unico) è l'anidride carbonica, che viene conservata in bombole ad alta pressione allo stato liquido (purché si resti al di sotto della temperatura critica). Poiché a pressione atmosferica e a temperature ordinarie l'anidride carbonica è allo stato gassoso, la stessa – che è anche l'agente estinguente – esce dall'estintore per semplice differenza di pressione. Tutti gli altri agenti estinguenti, invece, necessitano di un gas propellente.

Benché venga spesso usata l'aria, che contiene, però, ossigeno, come propellente, i migliori propellenti sono ovviamente i gas inerti, e tra questi vengono utilizzati l'azoto e, ancora, l'anidride carbonica (lo abbiamo ripetutamente visto negli esempi citati in precedenza); molto raramente elio e argon22. In genere, l'azoto o l'aria vengono utilizzati a contatto permanente con l'agente estinguente (estintori a pressione permanente o pressurizzati), mentre l'anidride carbonica è spesso conservata in cartucce o bombole interne, e messa in contatto con l'agente estinguente solo immediatamente prima dell'uso. Ciascuno dei due sistemi ha i propri vantaggi e svantaggi: in linea di massima, gli estintori a bombola interna permettono di non avere contenitori sottoposti a pressione in posizioni atte a ricevere urti (vi è ad esempio un rischio potenziale per estintori montati su mezzi mobili, quali camion e simili, benché le norme richiedano particolari verifiche per scongiurare il pericolo). D'altra parte, l'estintore a pressione permanente è di costruzione più semplice (e quindi più sicura) e meno costoso.

In passato sono stati utilizzati come propellenti gas liquefatti in pressione, in particolare il freon 11 e il freon 12 – spesso in miscela – che avevano il vantaggio di essere praticamente inerti o addirittura debolmente estinguenti, conservabili a bassa pressione e quindi utilizzabili con serbatoi commerciali di grandissima diffusione (e basso costo) come le bombolette spray. Negli anni 1970 vi è stata grande produzione di estintori di questo tipo, con agente estinguente polvere o, in seguito, Halon. La messa al bando dei freon e degli Halon e l'introduzione di norme che hanno regolato il mercato degli estintori, ne hanno in pratica decretato la fine23.

 

conclusioni

Questo numero de LeOrigini ha incrociato molte volte storie che avevamo già raccontato in uscite precedenti, a causa delle comuni origini. Speriamo di aver arricchito il quadro generale della storia dei sistemi antincendio che stiamo dipingendo con questi articoli e vi lasciamo con una curiosità, legata agli estintori e riguarda la loro classificazione. La classe di fuoco è un volume o dimensione nominale di combustibile, di un certo tipo, che l'estintore riesce a spegnere. Le classi sono definite:

come volume di liquido in vasche di dimensioni standard, per i fuochi di combustibile liquido o come lunghezza in decimetri di una catasta di quadrotti di legno di una dimensione definita, per i fuochi di combustibili solidi. La cosa interessante è che le dimensioni standardizzate seguono una successione molto precisa: 5, 8, 13, 21, 27, 34, 43, 55, 70, 89, 113, 144, 183, 233. Questa serie di numeri rappresenta, con alcune varianti [i valori 1, 2 e 3 della serie non vengono usati, e i valori 5 e 43 sono usati solo per i fuochi di tipo A. I valori 27, 43, 70, 113 e 183, che non sono elementi dalla successione di Fibonacci, sono stati mantenuti per tradizione], la successione di Fibonacci. E fin qui si tratta di una informazione nota a chiunque si occupi di questi dispositivi o facilmente reperibile; ciò che non siamo riusciti a scoprire è perchè sia stata scelta proprio questa successione - che ha peraltro moltissime applicazioni - per questa particolare classificazione. Se qualcuno dei lettori ha la risposta può condividerla sui nostri social.


note

[1] Da questi dispositivi non evolsero, in realtà, gli estintori moderni, bensì le autopompe e le stazioni di pompaggio.

[2] Lo sviluppo di sistemi fissi ha portato gli estintori a concentrarsi sulla capacità di essere agevolmente trasportati. Le norme EN3 e le ISO 7165 stabiliscono una massa limite di 20 kg per gli estintori portatili. A tale scopo le norme obbligano a dotare gli estintori di maniglie di sollevamento per un agevole trasporto, e basi di appoggio per un sicuro deposito. Oltre il limite di 20 kg gli estintori sono carrellati, ovvero dotati di ruote in grado di consentirne il movimento a spinta o traino ed hanno massa complessiva comunque non eccedente i 100 – 125 kg. Oltre tale valore, si provvedono in genere gli apparecchi di sistemi di traino motorizzato, realizzando in pratica dei piccoli rimorchi, spesso omologati per uso stradale.

[3] Si ha notizia del suo uso, in quanto il Bradley's Weekly Messenger del 7 novembre 1729, parlò della sua efficacia nell'estinguere un fuoco a Londra.

[4] Un ufficiale di artiglieria ha testato il sistema nel 1770, a Essling, quando ha ne fatto esplodere uno in un deposito in fiamme. In diverse fonti, le conseguenze di un tale esperimento sono descritte in modo discordante.

[5] La safety fuse fu inventata da William Bickford e consisteva in un miglioramento sostanziale delle micce in uso; si trattava di un tubo in tessuto riempito con combustibile e avvolto esternamente per prevenire accensioni accelerate.

[6] Il sale di Glauber era prodotto nel XVII° secolo dal chimico Johann Rudolph Glauber. Egli produceva solfato di sodio dal sale da tavola e dall'acido solforico.

[7] Kühn inventò il verde ossido di cromo come nuovo colore sottosmalto nel 1817 e il metodo per la doratura lucida, che fu utilizzato per la prima volta nel 1827 . Nel 1837 Kühn sviluppò i colori Schiller o Lustreche, ampiamente utilizzati nell'industria della ceramica. Inoltre, ha sviluppato la polvere di peperoncino Kühn.

[8] La lega conteneva piombo, cadmio, stagno e bismuto fondeva già a 68,5°C.

[9] Ne abbiamo già parlato nel nostro articolo dedicato ai sistemi schiuma.

[10] Gli affari dovevano essere così incerti che Loran affiancò alla produzione di estintori uno studio fotografico.

[11] Le prime fire grenade usavano soluzioni saline, ma il "tetra" si dimostrò più efficace.

[12] L'esposizione ad alte concentrazioni di tetracloruro di carbonio danneggia il sistema nervoso e gli organi interni; inoltre, esposta ad alte temperature può convertirsi nel gas tossico fosgene.

[13] il nome commerciale  del bromoclorometano anche noto come bromometano o bromuro di metile.

[14] Gli idrocarburi alogenati o halon sono sostanzialmente dei derivati paraffinici alogenati, composti da catene di atomi di carbonio legati ad un alogeno: F, Cl, Br. Denominati commercialmente Halon seguiti da numeri di 3 o 4 cifre rappresentanti il numero di atomi, nell'ordine, di carbonio, fluoro, cloro, bromo. Sono stati a lungo utilizzati ove era necessaria la presenza di un estinguente gassoso, ma sono stati ritirati dal mercato per il loro effetto dannoso sull’ecosistema ed in particolare per la loro capacità di impoverire lo strato di ozono stratosferico, a seguito dei protocolli di Montréal e di Copenaghen. Sono stati sostituiti dai cosiddetti HCFC (clorofluorocarburi idrogenati), di scarso successo perché molto costosi e con limitata capacità estinguente ma non dannosi per l'alta atmosfera, come il decabromodifeniletano.

Per un approfondimento rimandiamo al nostro articolo, dell’aprile 2021, parte della collana LeOrigini, reperibile sui nostri social.

[15] L’azione estinguente dell’anidride carbonica si sviluppa principalmente per soffocamento (in quanto nel passaggio dallo stato liquido a quello aeriforme, sottrae ossigeno alla combustione), e in parte minore per raffreddamento, sebbene L’anidride carbonica liquida, subito trasformata dal contatto con l'atmosfera in "neve carbonica", raggiunga i -78 °C. La CO2 abbatte le fiamme con rapidità senza lasciare residui (i cristalli di neve carbonica sublimano rapidamente). Risulta un ottimo estinguente per fuochi da liquidi e gas e per fuochi da apparecchiature elettriche in tensione. Di contro ha una ridotta efficacia all'aperto, la gittata degli estintori che la impiegano è limitata e nulla possono su fuochi di classe A e sono fortemente controindicati su fuochi di classe D per rischio esplosioni o reazioni violente e su apparecchiature che risentano dello shock termico.

[17] Le polveri estinguenti, costituite da miscele di sostanze chimiche combinate insieme, si dividono in polveri chimiche e polveri speciali e le polveri chimiche a loro volta si dividono in “polveri normali” e “polveri polivalenti”. Le polveri chimiche normali (o monovalenti) sono costituite principalmente da bicarbonato di sodio e composti di potassio; sono ottimi estinguenti per fuochi di liquidi e gas nonché l’impiego su apparecchiature elettriche in tensione, mentre le polveri chimiche polivalenti – o polveri ABC – costituite generalmente da solfato di ammonio e di potassio, o da fosfato di ammonio, in percentuale compresa tra il 40% (polvere standard) ed il 90% (alta capacità estinguente), invece, sono utilizzabili anche su fuochi da solidi. Di uso limitato l'urea (polveri Monnex) e il bicarbonato di potassio (polveri Purple-K), denominate come polveri BC ad altissima capacità estinguente, sono utilizzate nell'industria petrolchimica e negli aeroporti per la loro eccezionale efficacia sui fuochi di combustibili liquidi e gassosi unita alla velocità di abbattimento; questo perché le polveri chimiche, proiettate verso il rogo sotto pressione di gas inerti (generalmente CO2 o azoto), venendo in contatto con il calore delle fiamme, si decompongono ed arrestano, con i prodotti della decomposizione – gas inerti e residui incombustibili o addirittura attivi – le reazioni dei gas combustibili con l’ossigeno.

Infine le polveri speciali, costituite da grafite, cloruro di sodio anidro, carbonato di sodio anidro e sabbia secca, risultano idonee per i fuochi da metalli, poiché fondendo, creano una crosta impermeabile all’ossigeno. Il bicarbonato di sodio è anch'esso un estinguente, prodotto base delle polveri BC ad ordinaria capacità estinguente, ormai in disuso. Rapido abbattimento delle fiamme, lunga gittata, buona durata e polivalenza rendono questi estintori i più diffusi sul mercato. Di contro vi è la limitata visibilità durante la scarica, l'irritazione delle vie aeree dovute al respiro di polveri durante l'uso (se poco addestrati in locali chiusi) e l'essere difficile da rimuovere in quanto le microparticelle di polvere s'infiltrano dappertutto costringendo a una pulizia meticolosa per eliminarle. Per questo motivo sono controindicati su apparecchiature delicate.

[18] Più precisamente, lo fanno grazie a fenomeni di adsorbimento fisico a più strati, premessa per l'adsorbimento chimico.

[19] Per ovviare a questo problema dei refrigeranti devono essere installati nel contenitore insieme all'agente che genera aerosol caldo. I meccanismi di raffreddamento possono essere fisici o chimici. I metodi fisici raffreddano le temperature dell'aerosol caldo attraverso il puro assorbimento del calore da parte di piastre metalliche perforate o barre metalliche (di solito barre di rame), ma l'efficienza di raffreddamento fisico è bassa poiché i metalli hanno capacità termiche limitate. I metodi di raffreddamento chimico comportano la decomposizione e il cambiamento di fase dei refrigeranti, che adsorbono una grande quantità di calore. Questi refrigeranti possono essere semplici materiali naturali come acqua contenente minerali o semplici sostanze chimiche come urea o idrossido di alluminio o compositi sintetici termicamente instabili.

[20] La vite elicoidale, forse già noti agli antichi egizi, vide la sua prima applicazione conosciuta, per sollevare l'acqua nei giardini pensili di Ninive attorno al 700 aC, secondo Stephanie Dalley.

[21] Nel 1864 in America, William Sellers propose indipendentemente un altro standard. Questo è stato adottato come standard statunitense e successivamente sviluppato nell'American Standard Coarse Series (NC) e Fine Series (NF). Più o meno nello stesso periodo, nell'Europa continentale venivano adottati altri standard di filettatura: ad esempio, il tedesco Loewenherz, lo svizzero Thury. La filettatura metrica internazionale standard alla fine si è evoluta dagli standard metrici tedeschi e francesi.

[22] L'elio viene talvolta usato per la semplicità del suo tracciamento per via spettroscopica allo scopo di rivelare fughe in fase di costruzione o manutenzione.

[23] Vi è infine la possibilità teorica di azionamento dell'estintore con gas propellente generato da cariche esplosive di tipo pirotecnico, sul modello di pressurizzazione degli airbag ma sono tuttora allo stato sperimentale.

 

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