h-header

header
main

dynamic

content

post

Le Origini - SISTEMI ANTINCENDIO A GAS. UNA PROSPETTIVA STORICA

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

in copertina: tratto dal calendario Mozzanica 2021 – Apparecchio per distillare ed estrarre CO2 dalla combustione del carbone in un recipiente chiuso, XVII secolo

dal portatile al fisso

I sistemi fissi di estinzione 1 a gas inerte derivano dall'esperienza accumulata con gli estintori portatili basati sugli stessi principi (e di cui parleremo nell'uscita di luglio 2020 di questa collana). Dall’800, infatti, l'anidride carbonica fu usata in quelli che erano noti come "granate antincendio" 2 e negli estintori. Il gas veniva sviluppato frantumando, ad esempio, fiale di vetro contenenti acido solforico in soluzioni di bicarbonato di sodio 3. Altri estintori contenevano una miscela di sostanze chimiche acide e alcaline che reagivano tra loro per produrre anidride carbonica.

Nel 1923, Kidde acquistò i diritti di brevetto per un dispositivo a sifone che consentiva il rilascio rapido di anidride carbonica , migliorando la funzione degli estintori. Nel 1924 l'azienda produsse il primo estintore portatile ad anidride carbonica e nel 1925 installò il primo impianto antincendio industriale integrato. 

Mentre l’applicazione dell’anidride carbonica si diffondeva, furono impiegati anche altri agenti estinguenti gassosi.

Nel 1910, la Pyrene Manufacturing Company del Delaware depositò un brevetto per utilizzare il tetracloruro di carbonio per estinguere gli incendi. In questo caso il liquido era vaporizzato dal calore dalle fiamme. All'epoca si credeva che il gas semplicemente spostasse l'ossigeno ma ricerche successive hanno scoperto che la reazione chimica dei composti inibiva la reazione a catena del processo di combustione.

Una decina d'anni dopo fu sviluppato il bromuro di metile ampiamente utilizzato come agente estinguente in forma gassosa a bassa pressione. Sebbene fosse il più tossico dei liquidi vaporizzanti, fu utilizzato fino agli anni '60 4.

Negli anni '40, in Germania fu sviluppato il clorobromometano liquido (CBM) per l'uso negli aerei e nei carri armati. Era più efficace e leggermente meno tossico del tetracloruro di carbonio ed fu utilizzato, anch’esso, fino al 1969.

Tutti i primi sistemi di estinzione si basavano, con l’eccezione della CO2, sulla vaporizzazione del gas a contatto con le fiamme.

La "Internationale Feuerlösch-Gesellschaft mbH" (in seguito TOTAL Feuerschutz GmbH ) presentò a Berlino nel 1912 il primo "estintore rapido a secco” registrato all'ufficio brevetti imperiale con il numero di brevetto "277836 vz B. 1912 estintore a gas compresso con un gas estinguente utilizzato come mezzo di pressione". Può essere visto come il precursore di tutti i moderni estintori avendo un propellente gassoso.

Se questo approccio progettuale ci interessa per quanto riguarda il principio di estinzione, non è l'argomento di questo articolo nella misura in cui il gas non era stoccato liquido o sotto pressione in appositi recipienti, come avviene nei sistemi di estinzione a gas ma veniva sviluppato, al momento dell’impiego, dalla reazione chimico-fisica.

Tutto questo perchè un'architettura di sistema come quella che caratterizza i moderni sistemi di estinzione fissi a gas richiedeva un corollario di innovazioni non trascurabile.

Non ci basta lo spazio per raccontare il viaggio dalla sorgente di ogni affluente che va ad alimentare il flusso principale della nostra storia pertanto ci limiteremo ad alcuni cenni che ci auguriamo sufficienti per descrivere la profondità delle radici storiche di questi sistemi.

Per farlo seguiamo il loro sviluppo partendo dalle fondamenta di questi impianti: Il gas. Il nostro viaggio proseguirà poi toccando almeno velocemente la storia dei componenti fondamentali, ovvero le bombole, le valvole, le tubature e gli ugelli5.

 

l’anidride carbonica

Jean Baptiste van Helmont, sebbene mistico e alchimista abbracciò, cionondimeno, il metodo scientifico basato sull'osservazione sperimentale, introdotto dai suoi contemporanei come William Harvey, Galileo Galilei e Francis Bacon. La sua disponibilità a basarsi sul dato sperimentale gli consentì di guardare oltre le sue stesse convinzioni in diversi ambiti. Tra gli altri contributi di quest’uomo di scienza, quello che interessa noi, in questo momento, è che il suo metodo di ricerca gli consentì di entrare nella storia, alla non più giovane età di 63 anni, come padre della chimica pneumatica, intuendo per primo che l'aria atmosferica è una miscela di componenti distinti.

Come un genitore, fu lui a dare il nome all’oggetto della sua ricerca, coniando il termine gas6. Pochi anni dopo l'irlandese chimico Robert Boyle enunciò che l'aria era costituita da atomi e da vuoto; tutto questo accadde  140 anni prima che le idee potessero essere dimostrate vere.

Van Helmont si rese conto che il gas silvestre – l’anidride carbonica - che si otteneva bruciando carbone era lo stesso prodotto dalla fermentazione del mosto, che a volte rende irrespirabile l'aria nelle cantine sotterranee.

Seguendo l'aspro odor dei tini, potremmo dire con Carducci, la storia dell’anidride carbonica ci porta, cento d’anni dopo, ad un altro dei padri nobili della chimica.

Joseph Black infatti era nato a Bordeaux, in Francia, dove suo padre era, appunto, un commerciante di vini. L’origine scozzese della famiglia lo riporterà abbastanza preso oltremanica e nel 1752 lo troviamo all'Università di Edimburgo, a quel tempo fossero molto più avanti rispetto alle più note università inglesi come Oxford e Cambridge nel campo della medicina. Qui a Black fu richiesto di scrivere una tesi per la sua laurea in medicina e si interessò alle proprietà dell'acqua di calce, che si pensava fosse preziosa nella cura del calcolo renale7. Il motivo di quest’interesse  merita una rapida digressione. Nel 1738 fu pubblicato un articolo sul Gentleman's Magazine che esaltava i benefici della cura inventata dalla signora Joanna Stephens, appunto, per i calcoli renali. Si era forse trovata finalmente la cura per questa piaga e si doveva renderla accessibile a tutti!

Per questo, quando una raccolta fondi privata attraverso il Gentleman's Magazine raccolse solo 1356,30 sterline fu presentata una petizione al Parlamento per acquistare da parte dello Stato la ricetta. Fu istituita una commissione parlamentare, la quale stabilì preventivamente di testare la ricetta su quattro malati. I pazienti furono esaminati prima e dopo la cura da un comitato di 28 medici, politici e scienziati tra cui l'arcivescovo di Canterbury, il presidente della Camera dei comuni, e Robert Walpole, cancelliere dello scacchiere e primo ministro della Gran Bretagna e come risultato il Parlamento accettò8 di pagare a Joanna Stephens 5000 sterline – una cifra enorme, equivalente a 750.000 euro di oggi – per la sua formulazione, che fu quindi pubblicata sulla London Gazette il 16 giugno 1739 e si scoprì che si trattava di un miscuglio di conchiglie , gusci d'uovo, lumache, sapone, miele e vari altri componenti improbabili.

Mentre – possiamo immaginarci – la Signora Stephens, figlia di un gentiluomo di buona famiglia nel Berkshire, era intenta a trovare un modo per spendere quella fortuna, vari medici dell'Università di Edimburgo si interessarono alle proprietà dell'acqua di calce, uno degli ingredienti (e forse l’unico) che si presumeva avesse un ruolo.

Si sviluppò una disputa tra due di quei professori, e sebbene l'acqua di calce interessasse Black, il giovane studente pensò che fosse meglio restare fuori dalla controversia. Ha spiegato in una lettera al padre:

“Ho trovato corretto mettere da parte l'acqua di calce che avevo scelto per l'argomento della mia tesi. È stato difficile e mi sarebbe apparso presuntuoso aver tentato di risolvere alcuni punti sui quali due dei professori stessi stanno discutendo”

Black, che già aveva dimostrato brillanti doti di scienziato, in questo caso rivelò anche una sensibilità particolare per la diplomazia e spostò il suo oggetto di ricerca su un argomento correlato, le proprietà della "magnesia alba" (carbonato di magnesio). Mai forse evitare di impelagarsi in una disputa tra parrucconi fu una scelta così feconda!

Nei suoi primi esperimenti Black, aggiungendo acido alla magnesia alba, notò dell’effervescenza e perdita di peso; una caratteristica della ricerca di Black era l'uso di bilance accurate analitiche di sua invenzione9. Si dedicò tra l’altro ad indagare le proprietà di quella che lui chiamò “aria" che generava quest’effervescenza, scoprendo che non era la stessa cosa dell'aria atmosferica. In una lettera a Cullen, il suo mentore, scrisse:

“Ho mescolato insieme un po' di gesso e acido vetriolico; La forte effervescenza produceva un'aria o vapore che, uscendo dalla sommità del contenitore, spegneva una candela che gli stava vicino; e un pezzo di carta ardente immerso in esso, è stato spento con la stessa efficacia come se fosse stato immerso nell'acqua".  

Dimostrato anche che quel gas era tossico per gli animali che lo respiravano10.

Non sappiamo se siano state le sue tradizioni familiari nel settore degli alcolici a condurlo ad effettuare un test in un birrificio, fatto sta che qui scoprì che lo stesso gas veniva emesso durante il processo di fermentazione alcolica. Si rese anche conto che era lo stesso gas espirato dai polmoni11 e coincideva con descritto circa 100 anni prima da van Helmont.

Black chiamò quel gas "aria fissa"12.

La scoperta dell'anidride carbonica da parte di Black fu il primo grande passo avanti nella scoperta dei gas respiratori. La pubblicazione di Black risale al 1757 e solo nove anni dopo Henry Cavendish si occupò di scoprire l'idrogeno; sei anni dopo, nel 1772, un allievo di Black, Daniel Rutherford, isolò l'azoto. Priestley produsse ossigeno nel 1774 (sebbene Carl Wilhelm Scheele lo avesse fatto in precedenza), fino a che Lavoisier, a fine secolo, prima di lasciare la testa sulla ghigliottina, diede una sistematizzazione organica alla chimica dei gas.

Una volta scoperti, i gas, potevano essere in qualche modo governati. L'anidride carbonica fu liquefatta per la prima volta (a pressioni elevate) nel 1823 da Humphry Davy e Michael Faraday.

Solo lo sviluppo della refrigerazione consentirà però progressi considerevoli nella liquefazione dei gas.

 

► scopri di più: GUARDA GLI IMPIANTI A MOZZANICA AD ANIDRIDE CARBONICA. CLICCA QUI

 

Nato a Newburyport, nel Massachusetts , il 9 luglio del 1766 Jacob Perkins è conosciuto come il padre del frigorifero cosa che lo rende benemerito all'umanità non solo per averci permesso di sorseggiare quella bibita gassata dal colore ambrato di cui non farò il nome ma anche perchè le sue invenzioni hanno permesso di cambiare il mondo in così tanti modi che è difficile enumerarli tutti. Ciò che si può più facilmente contare è il numero dei brevetti che gli furono riconosciuti:  ventuno brevetti americani e diciannove inglesi per la precisione.

I suoi interessi spaziavano dalle macchine per la produzione di chiodi, batometri e piezometri per misurare la profondità del mare in base alla pressione, macchine da stampa e incisione per la valuta ma collaborava anche col fratello che aveva ottenuto importanti brevetti relativi alla sicurezza antincendio sui quali aveva avviato una florida attività .

Jacob entrò anche in società con Thomas P. Jones nell'agosto 1817 come produttori di pompe per tubi flessibili antincendio, basate sul successo della sua pompa a valvola triangolare. Dalla loro fabbrica uscirono tra l'altro un carro pompa antincendio migliorato e una pompa di alimentazione che poteva essere collocata nel seminterrato di un edificio in fiamme, per raccogliere e riutilizzare parte dell'acqua già impiegata contro il fuoco.

La partnership tra Perkins e Jones fu sciolta nel 1819 e l'inventore si trasferì a Londra l'anno successivo dove continuò un'attività analoga. Appena giunto sul suolo britannico la Society of Arts riconobbe il lavoro di Perkins con la medaglia d'argento nel 1820 per le sue innovazioni in ambito antincendio ed in particolare per il suo metodo migliorato di fissaggio delle cuciture delle tubature di cuoio con rivetti di rame e per il suo design per un nuovo raccordo girevole che non ostruisse il flusso dell'acqua.

Tuttavia, quello che si rivelerà il suo maggior contributo alla lotta agli incendi , pur prendendo le mosse da questi tubi ermetici, segue un percorso decisamente più largo.

Tra il 1829 ed il 1830, Perkins iniziò una collaborazione con il suo secondo figlio Angier March, utilizzando il suo principio del tubo ermetico. Il fatto di poter gestire alte pressioni con queste tubature, consentì loro di sviluppare sistemi di riscaldamento centralizzato e macchinari per la refrigerazione.

Non era solo una questione di tubi, tuttavia; Perkins aveva scoperto, dalla sua ricerca sul riscaldamento, che l'ammoniaca liquefatta poteva essere utilizzata come fluido refrigerante13.

A Perkins è accreditato il primo brevetto per il ciclo di refrigerazione a compressione di vapore, che impiegava l’etere14, assegnato il 14 agosto 1834.

Ossigeno liquido e azoto liquido furono entrambi ottenuti per la prima volta nel 188315; e cicli simili che utilizzavano l'ammoniaca e l’anidride solforosa furono inventati nel 1873 e nel 1876 da Linde.

Se vi state chiedendo se Carl Paul Gottfried Linde abbia qualcosa a che fare con la Linde plc , la più grande azienda di gas industriali al mondo, beh…sì. Ne è stato il fondatore. Ma prima di arrivare a questo punto della storia dobbiamo ancora raccontare qualcosa. Bavarese, di famiglia nobile, Carl non proseguì la carriera politica del padre e non completò nemmeno gli studi, essendo stato espulso dall’istituto tecnico svizzero in cui studiava, nel 1864  per aver partecipato a una protesta studentesca. La mancanza di un titolo di studio non gli fu di grosso ostacolo, trovando subito lavoro prima presso un impianto di filatura del cotone poi nella nuova fabbrica di locomotive Krauss a Monaco , dove lavorò come capo del dipartimento tecnico. 4 anni dopo aver lasciato la scuola, vi farà rientro, come docente questa volta, nella nuova università a Monaco, la Technische Hochschule. Aveva 26 anni. Qui Linde costruì la sua carriera, diventando professore ordinario di ingegneria meccanica in altri appena quattro anni e fondando un laboratorio di ingegneria dove studiò tra l’altro Rudolf Diesel. Mentre il suo allievo avrebbe applicato le scoperte sulla compressione ed espansione dei gas per rivoluzionare il mondo dei motori, Linde in quegli anni dedicò la sua ricerca alla refrigerazione. Scoprì, come abbiamo accennato, un ciclo di refrigerazione e inventò i primi processi di separazione dell'aria e di liquefazione del gas su scala industriale, che portarono al primo frigorifero ad ammoniaca compressa affidabile ed efficiente nel 1876. Nel 1879 abbandonò (provvisoriamente) la cattedra per fondare  la Gesellschaft für Lindes Eismaschinen Aktiengesellschaft, la Società per le Macchine  per il Ghiaccio Linde, oggi Linde plc. Nel 1892, un ordine dal birrificio Guinness di Dublino per un impianto di liquefazione dell'anidride carbonica spinse la ricerca di Linde nell'area della refrigerazione a bassa temperatura e nel 1894 iniziò a lavorare su un processo per la liquefazione dell'aria. Nel 1895, Linde ottenne per la prima volta il successo e presentò domanda di brevetto. Nel 1901 iniziò a lavorare su una tecnica per ottenere ossigeno e azoto puri basati sulla distillazione frazionata di aria liquefatta. Nel 1910, i colleghi, incluso il figlio di Friedrich, avevano sviluppato il processo Linde a doppia colonna , le cui varianti sono ancora di uso comune oggi.

L’industria dei gas tecnici prenderà le mosse proprio da pionieri come Linde ma avrà bisogno anche di alcune innovazioni impiantistiche.

 

le bombole

Il primo progetto documentato di recipienti a pressione fu descritto nel 1495 da Leonardo da Vinci in quello che oggi è noto come Codice Madrid I16 ma si dovette attendere che materiali e tecniche di costruzione maturassero per fare in modo che dal progetto questi recipienti venissero tradotti in manufatti reali; e questo non accadde fino al 1800, quando l’energia del vapore, che stava spingendo la seconda rivoluzione industriale, non stimolò lo sviluppo di sistemi di accumulo.

L'inizio dell'industria del gas industriale può essere fatta risalire proprio alla costruzione delle prime bombole di gas ad alta pressione.

Inizialmente le bombole venivano utilizzate principalmente per l'anidride carbonica nella carbonatazione o nell'erogazione di bevande.

Erano ancora oggetti estremamente pericolosi. In un primo tentativo di progettare un serbatoio in grado di resistere a pressioni fino a 10000 psi, nel 1919 è stato sviluppato un serbatoio da 150 mm di diametro con due strati di fogli di acciaio ad alta resistenza avvolti a spirale e calotte terminali rinforzate longitudinalmente con aste longitudinali17. La necessità di recipienti ad alta pressione e temperatura per le raffinerie di petrolio e gli impianti chimici diede origine a recipienti uniti con saldatura.

Dovettero progredire i materiali, le tecniche di saldatura e le metodologie di indagini non distruttive.

Una volta chiuso in una bombola, tuttavia, il gas deve uscire e deve farlo in maniera controllabile.

 

le valvole

Sebbene la maggior parte dei progetti di valvole di base sono stati concepiti tra la fine del XIX° e l'inizio del XX° secolo, le prime valvole così come le conosciamo possono essere fatte risalire a oltre 2.000 anni prima18.

Con la caduta dell’Impero Romano la tecnologia delle valvole languì per secoli – con l’illustre eccezione dell’onnipresente Leonardo Da Vinci - fino all'invenzione del motore a vapore.

Il design delle valvole tra il 1850 e il 1875 fu dominato dalle valvole a globo, fondamentali per la regolazione del flusso di vapore19.

I materiali delle valvole nel XIX° secolo erano tipicamente in bronzo e ghisa. Ma una caldaia ad alta pressione della fine del 1880 funzionava a una pressione di esercizio di 200 psi.

La produzione di acciaio ad alta capacità iniziò negli Stati Uniti nel 1860 con l'inizio del processo Bessemer. Questo processo ha reso economica la produzione di grandi lotti di acciaio. Tuttavia, l'acciaio non ha raggiunto l'industria delle valvole per molti anni. L'esplosione dell'industria delle valvole in acciaio è iniziata durante il primo decennio del XX° secolo. La fragilità e il limite della resistenza alla trazione (23000 psi) della costruzione della valvola in ghisa furono surclassate dalla resistenza (70.000 psi di trazione) e duttilità dell'acciaio.

Nel 1900, l'industria delle valvole era in piena espansione ed iniziò la standardizzazione dei componenti e la sperimentazione di nuovi materiali.

Gli steli delle valvole, le sedi e i dischi erano in bronzo, ottone o ferro. Il primo miglioramento nei materiali per finiture è stata l'introduzione di leghe rame-nichel. Questa lega, nota come Monel20, era molto utile perché più dura di qualsiasi altra ancora disponibile e anche altamente resistente alla corrosione.

Il successivo materiale per le guarnizioni delle valvole a guadagnare popolarità è stato l'acciaio inossidabile martensitico serie 400 che in virtù del contenuto di cromo dell'11-13%, erano resistenti alla corrosione; sarebbero stati il materiale di rifinitura preferito per 30-40 anni fino a quando non sarebbero stati soppiantati dai materiali "Stellite" a base di cobalto dopo la seconda guerra mondiale .

Con l'aumento delle temperature e delle pressioni, in particolare nel settore energetico negli anni '20 e '30, sono stati introdotti acciai al carbonio-molibdeno colati ad alte prestazioni. Il periodo precedente la seconda guerra mondiale vide anche l'introduzione delle prime leghe di acciaio inossidabile austenitico, che erano di gran lunga superiori alla serie 400 in termini di resistenza alla corrosione. Il due decenni successivi alla seconda guerra mondiale videro il debutto degli acciai al cromo/molibdeno, degli acciai inossidabili sempre più performanti e nuove "superleghe".

Le valvole inoltre richiedevano baderne per mantenere la pressione contenuta all'interno della valvola. Queste guarnizioni dovevano essere flessibili, ragionevolmente resistenti e in grado di sopportare le temperature di esercizio. I primi materiali da imballaggio erano corde di iuta e lino ma con l'aumento delle temperature di esercizio, questi materiali si rivelarono inadeguati. La risposta fu trovata in un minerale unico chiamato chrysotile, ovvero amianto, le cui fibre combinate con la resistenza alla temperatura lo hanno reso un materiale eccezionale; le stesse caratteristiche che lo resero, tuttavia, una minaccia alla salute umana. Con fatica l'industria ha perfezionato i prodotti a base di carbonio/grafite, per sostituire l’amianto.

Accanto ad una ricerca chiaramente orientata al miglioramento dei componenti ci sono stati anche episodi di serendipità, come quello che capitò la mattina del 6 aprile 1938 ai laboratori della Du Pont.

Jack Rebok e Roy Plunkett, , stavano lavorando con il tetrafluoroetilene alla ricerca di una nuova forma di refrigerante ma qualcosa non stava funzionando. Il gas non usciva dalla bombola. I due quindi svitarono la valvola , capovolsero la bombola da cui uscì una polvere biancastra. Non convinti sezionarono la bombola. Il tetrafluoroetilene nel contenitore era polimerizzato in politetrafluoroetilene, un solido ceroso con proprietà sorprendenti come resistenza alla corrosione, basso attrito superficiale e alta resistenza al calore . Se non vi dice niente forse è perché conoscete questo materiale con il suo nome commerciale: teflon.

Il nuovo materiale è stato immediatamente utilizzato in uno sforzo segreto in cui DuPont stava assistendo il governo: il Progetto Manhattan. Il teflon venne utilizzato per guarnizioni e tenute per contenere gli esafluoruri di uranio corrosivi e altre applicazioni difficili richieste per il progetto della bomba atomica.

Più o meno nello stesso periodo, la Marina aveva problemi a combattere gli incendi a bordo e aveva bisogno di un ugello di spruzzatura migliore, uno che potesse creare una nebbia coprente per soffocare un incendio. Un giovane ingegnere per la Rockwood Sprinkler Company, Howard G. Freeman, risolse il problema creando un ugello per la nebbia d’acqua. La Marina rimase colpita e chiamò Rockwood e Freeman per altre soluzioni. Durante questo periodo, Rockwood fu anche coinvolto nel Progetto Manhattan. In qualità di insider, Freeman imparò tutto ciò che c’era da sapere sul Teflon e sui miracoli che poteva compiere21 e lasciò la Rockwood il 25 gennaio 1955 per fondare la sua nuova azienda, chiamata Jamesbury, il mese successivo. Qui Freeman mise su carta le sue idee e creò la prima valvola a sfera bidirezionale a zero perdite22. La chiave del successo della valvola e il cuore del brevetto era il design delle sedi flessibili in teflon, che creavano una tenuta positiva in entrambe le direzioni23.

Le baderne e le guarnizioni in teflon sono oggi uno standard nelle valvole in lega di nichel e in acciaio inossidabile. Il teflon viene utilizzato anche per altri componenti di valvole come le sedi delle valvole a sfera.

L’evoluzione delle valvole portò allo sviluppo di dispositivi in grado di ottenere una gestione fine del flusso. I regolatori di gas furono inventati in epoca vittoriana, quando nel 1825 fu depositato un brevetto per un dispositivo per far fluire il gas attraverso i tubi in modo più fluido.

Nacquero dalla necessità di risolvere i problemi che affliggevano i lampioni a gas di Londra, che erano stati installati solo pochi anni prima24. Era infatti necessaria un'elevata pressione per spingere il gas attraverso le tubature e, poiché queste erano estremamente lunghi, offrivano molta resistenza.

Regolatori per altri scopi emersero più tardi. Il primo per l'uso con autorespiratori fu inventato nel 1860 da Benoît Rouquayrol, un ingegnere minerario francese, per aiutare i minatori a sopravvivere alle fughe di gas velenosi, costruendo un "Regolatore per l'equalizzazione del gas compresso"25.

Ora che era a disposizione un sistema in grado di controllare il flusso del gas bastava, si fa per dire, inventare un sistema in grado di attivare queste valvole al bisogno, possibilmente in maniera automatica da parte del sistema di rilevamento incendi; in altre parole bisognava inventare l’elettrovalvola. La prima di queste fu prodotta nel 1910 dalla Automatic Switch Company (ASCO). Queste valvole andavano di pari passo con i prodotti principali dell'azienda: gli interruttori.

Il secondo importante passo avanti nella progettazione dei solenoidi avvenne negli anni '50, quando Bürkert sviluppò le prime elettrovalvole con corpo stampato in plastica. L'incapsulamento chimicamente resistivo proteggeva il sistema elettrico da influenze dannose come polvere, sporco e umidità.

Per applicazioni che comportano temperature ambiente fino a 250 gradi Celsius, è importante garantire che le bobine possano resistere; furono inventare così le bobine i cui fili di rame sono smaltati o anodizzati per garantire un funzionamento affidabile.

 

le tubature

Forse il primo utilizzo del tubo fu da parte degli antichi agricoltori che deviavano l'acqua da ruscelli e fiumi nei loro campi. Le prove archeologiche suggeriscono che i cinesi usassero tubi di canna per trasportare l'acqua nei luoghi desiderati già nel 2000 a.C. .

Per costruire i tubi in piombo, le fistulae, i Romani usavano, generalmente, stampi in pietra nei quali colavano il piombo fuso. La larghezza degli stampi, e l'altezza dei bordi, determinavano le dimensioni e lo spessore delle lastre in piombo che si desideravano realizzare. Una volta ottenuta la lastra di piombo, questa veniva avvolta intorno ad un'anima di legno, a sezione circolare, e i due lembi della lastra venivano saldati o ripiegati e poi saldati. In tal modo si ottenevano tubi di lunghezza standard (10 piedi pari a 2,96 m) e di diametro variabile da 2,3 cm a circa 30 cm.

Ad ogni diametro corrispondeva un preciso spessore, uno specifico peso e, pertanto, una specifica resistenza26.

Lo sviluppo del moderno tubo in acciaio saldato può essere fatto risalire agli inizi del 1800. Nel 1815, William Murdock inventò quel sistema di lampade a gas di carbone di cui accennavamo più sopra a proposito dei regolatori di flusso. Recuperando le canne scartate dalla fabbricazione dei moschetti, Murdock installò un gasdotto che alimentava il sistema di illuminazione di Londra. Se Murdock dovette impiegare materiali di risulta da altre lavorazioni, la richiesta di tubi metallici lunghi successivamente alimentò lo sviluppo di nuovi processi di fabbricazione dei tubi e una vera e propria industria. Un primo metodo degno di nota per la produzione di tubi metallici in modo rapido ed economico fu brevettato da James Russell nel 1824. Nel suo metodo, i tubi venivano creati unendo i bordi opposti di una striscia di ferro piatto. Il metallo veniva prima riscaldato fino a renderlo malleabile e poi, usando un maglio a vapore, i bordi venivano piegati insieme e saldati. Infine il tubo veniva completato facendolo passare attraverso il canale di un laminatoio. Il metodo di Russell non fu utilizzato a lungo perché già l'anno successivo Comenius Whitehouse sviluppò un metodo migliore per la produzione di tubi metallici. Questo processo, chiamato processo di saldatura di testa, è alla base delle attuali procedure di produzione di tubi. Nel suo metodo, sottili fogli di ferro venivano riscaldati e tirati attraverso un'apertura a forma di cono. Quando il metallo passava attraverso l'apertura, i suoi bordi si piegavano in un tubo. Le due estremità venivano quindi saldate insieme.

Gradualmente, sono stati apportati miglioramenti al metodo Whitehouse; una delle innovazioni più importanti è stata introdotta da John Moon nel 1911che ha proposto un metodo per produrre tubi in un flusso continuo. 

Presto sorse la necessità di tubi metallici senza saldatura, che sono per esempio quelli necessari alle installazioni di cui stiamo parlando in questo articolo. Già nel 1840 lo si faceva praticando un foro attraverso una billetta rotonda di metallo solido. La billetta veniva quindi riscaldata e trafilata attraverso una serie di filiere che la allungavano a formare un tubo. Questo metodo era inefficiente perché era difficile praticare il foro al centro, con la conseguenza che il tubo diventava irregolare con un lato più spesso dell'altro. Nel 1886, gli ingegneri tedeschi Reinhard e Max Mannesmann brevettarono il primo processo di laminazione per la creazione di tubi senza saldatura presso la fabbrica di lime del padre a Remscheid. Negli anni 1890 il duo inventò il processo di laminazione a freddo, un metodo per ridurre il diametro e lo spessore delle pareti dei tubi di acciaio. L’affinamento di queste innovazioni portò al “processo Mannesmann" che rivoluzionò la produzione dei tubi di acciaio: viene realizzato grazie ad un apposito laminatoio elicoidale, in cui cioè i suoi cilindri presentano degli assi sghembi. La billetta portata ad alta temperatura viene sottoposta a compressione, lungo una sola direzione, e contemporaneamente a rotazione, generando un difetto lungo il proprio asse, dovuto all'alternanza di sforzi ciclici di trazione e compressione che si concentrano lungo l'asse. Nell’avanzare la billetta incontra una spina, posizionata tra i rulli, che lacera il materiale al centro, nell’area in cui il metallo è più debole per il particolare stato tensionale, generando il foro e comprimendo il materiale verso l’esterno.

Il tubo, così prodotto, riceve il grado di finitura definitivo con una successiva lavorazione alla trafila o al laminatoio a passo di pellegrino.

Nel 1888, un metodo ancora diverso ottenne un brevetto. In questo processo il metallo veniva gettato attorno a un'anima in materiale refrattario, che in seguito veniva rimossa, lasciando un buco nel mezzo. Nel 1895 fu costruito il primo impianto per la produzione di tubi senza saldatura.Da allora le nuove tecniche a rullo hanno sostituito questi metodi.

Negli anni '60, in particolare, la tecnologia CNC consentì ulteriori progressi ma questo articolo non racconta una storia del tubo e quindi, con un’idea approssimativa ma sufficiente di quanto lontano si spingano le origini di componenti apparentemente semplici, ci avviamo a considerare l’ultimo elemento impiantistico.

 

l’ugello

Oltre alle lettere, la storia e la diplomazia, tra i diversi interessi di un sacerdote emiliano e professore all’Università di Modena, c’era la fisica; è fu questo campo di ricerca che gli valse l’immortalità. Giovanni Battista Venturi, rimasto a Parigi a seguito delle infruttuose trattative condotte come segretario di una delegazione inviata dal Duca di Modena, entrò in contatto con alcuni degli studiosi più dotti dell'epoca e fu qui che, nel 1797, diede alle stampe la ricerca che descriveva la scoperta dell’effetto, che da lui prende il nome. L’effetto Venturi non ebbe applicazioni pratiche per altri novant’anni circa, quando Clemens Herschel,  ingegnere idraulico americano, influenzato da James B. Francis – che abbiamo già incontrato nella storia dei sistemi sprinkler – sviluppò per la prima volta il suo concetto di misuratore Venturi tra il 1886 e il 1888. Lo scopo originale del misuratore Venturi di Herschel era misurare la quantità di acqua utilizzata dai singoli mulini ad acqua nell'area di Holyoke, in cui operava ma quel dispositivo sarebbe stato solo la prima applicazione di innumerevoli altre che applicano il principio indispensabile per i sistemi che impiegano fluidi e specialmente gas.

Le teorizzazioni di Venturi e, prima di lui, di Daniel Bernoulli, matematico e fisico svizzero che nella sua Hydrodynamica, del 1738, pose le basi per la teoria cinetica dei gas. Verranno applicate per la prima volta nell’idropneumatica dei motori a vapore.

Prima del 1860 l’acqua nelle caldaie per locomotive veniva alimentata mezzo di pompe, che venivano azionate inizialmente manualmente e quindi dallo stesso motore, attraverso complessi meccanismi fatti di eccentrici  e manovelle. Fu proprio per ovviare a questa complessità che prese le mosse la ricerca di un sistema più semplice, sulla base delle ricerche di Bernoulli e Venturi. L’azione di un fluido in grado di metterne in moto un altro fu sviluppata da Nicholson in un brevetto del 1806 in cui un piccolo getto di vapore ad alta pressione e in movimento ad alta velocità, aspirava una colonna d’aria trasformando il getto di vapore iniziale in un getto di vapore e aria di grande volume e velocità inferiore. Nel 1818, 184 e 1848 , rispettivamente Mannoury, D'Ectot, Bourdon proseguirono queste ricerche portando a notevoli miglioramenti. Bourdon in particolare applicò la configurazione dell’ugello divergente (attribuito a Schau, di Vienna, che sperimentò ugelli a vapore di varie forme).

L'iniettore Giffard non fu brevettato fino al 1858 ma nel 1850 l'ingegnere e scienziato francese descrisse per la prima volta il progetto di quello che avrebbe poi realizzato e che può essere considerato il primo vero iniettore d’uso pratico.

Dopo la sua introduzione sono iniziate le modifiche del principio di Giffard, che sono continuate ininterrottamente fino ai giorni nostri, applicando gli ugelli a diversi impieghi.

L’ugello convergente/divergente, introdotto per la prima volta nel 1869 da Schau, anticipò di alcuni anni gli studi effettuati da Gustaf de Laval, ingegnere e uomo d'affari27 svedese che nel 1890 sviluppò un ugello per aumentare il getto di vapore a velocità supersonica, sfruttando l'energia cinetica del vapore, piuttosto che la sua pressione.

Questo tipo di ugelli si utilizzavano solamente all’interno di alcuni cicli frigoriferi fino al 1910, quando l’ingegnere delle ferrovie francesi Maurice Leblanc li introdusse nei cicli a vapore come eiettori a getto.

Nel 1931 Norman H. Gay brevettò gli eiettori a due fasi al fine di migliorare le performance dei sistemi di refrigerazione riducendo le perdite energetiche dovute all’uso delle valvole di espansione

Col progresso delle conoscenze in materia di dinamica dei gas28 gli ugelli evolveranno in prestazioni e troveranno applicazioni anche nella diffusione di gas diversi dai refrigeranti o dal vapore.

Abbiamo accennato, solo brevemente, ad alcuni filoni di ricerca e di ingegneria su cui poggia il concetto di un sistema antincendio a gas. Senza la pretesa di aver reso un quadro completo (peraltro non ve n’era intento), il lettore dovrebbe avere  ora l’idea di come, anche questa tecnologia è frutto della convergenza di una consistente sedimentazione del sapere. Con questa consapevolezza possiamo affrontare la seconda parte di quest viaggio.

 

Kidde

Abbiamo visto che tra gli antenati di questi sistemi, quelli da cui sono immediatamente derivati sono gli impianti a vapore.

Avevamo già incrociato l’impiego del vapore come mezzo antincendio, nel precedente numero della collana Le Origini, a proposito delle leghe eutettiche, impiegate come valvole di sicurezza nei motori a vapore, le quali avevano anche lo scopo di lasciar sfogare l’eccesso di vapore sulla caldaia, spegnendola.

In un report del dicembre 1838 relativo ad un sistema di estinzione degli incendi per mezzo di vapore, si riportano numerose dimostrazioni, da parte dell’ inventore, Mr. Wallace29 che il vapore fosse in grado di spegnere prontamente ed efficacemente l'incendio, grazie anche al fatto che era in grado di aggirare gli angoli e infilarsi in fessure dove l'acqua faticava ad insinuarsi. Il sistema era stato pensato e testato su edifici e imbarcazioni oltre essere realizzato anche in una versione trasportabile.

Ancora, in un brevetto statunitense del 24 luglio 1888, concesso a Edward H. Ashcroft, veniva descritto un impianto a vapore per estinzione incendi. L'invenzione riguardava un sistema di distribuzione del vapore, da una stazione centrale, in un circuito chiuso con condutture di mandata e valvole automatiche in grado di rilasciare il vapore al superamento di temperature preimpostate30.

 

► scopri di più: GUARDA GLI IMPIANTI A MOZZANICA AD ANIDRIDE CARBONICA. CLICCA QUI

Questa tipologia di impianti era utilizzata ancora nel 1918 quando la Walter Kidde & Company acquistò i diritti sul sistema "Rich" per la rilevazione e la soppressione degli incendi a bordo. Il problema con questo sistema era che il vapore che veniva utilizzato per spegnere il fuoco, causava notevoli danni al carico della nave. La Kidde utilizzò per prima l'anidride carbonica al posto del vapore. Questo nuovo design aveva uno svantaggio, l'anidride carbonica non veniva rilasciata abbastanza velocemente, quindi nel 1923, Kidde acquistò i diritti di brevetto per un dispositivo a sifone che consentiva il rilascio rapido dell’anidride carbonica. Nel 1924 l'azienda produsse il primo estintore portatile ad anidride carbonica e nel 1925 installò il primo impianto antincendio industriale integrato. Nel 1926, Walter Kidde & Company collaborò con la Marina per progettare un sistema per proteggere i motori degli aerei dagli incendi.

Era nato il sistema antincendio a gas. Ora non restava che sperimentare nuovi agenti estinguenti gassosi.

halon

Un agente estinguente alogenato o halon (abbreviazione di idrocarburo alogenato) può essere uno qualsiasi di un gruppo di composti organoalogeni contenenti bromo e fluoro e uno o due atomi di carbonio31.

Si presenta solitamente, nell’impiego antincendio, come un gas liquefatto32.

L'efficacia degli halon nello spegnimento degli incendi deriva dalla loro azione nell'interrompere le reazioni a catena che propagano il processo di combustione33.

Gli halon sono non conduttori di elettricità e possono essere utilizzati per combattere gli incendi nei liquidi infiammabili e nella maggior parte dei materiali combustibili solidi, compresi quelli nelle apparecchiature elettriche; sono inefficaci sui combustibili contenenti il proprio agente ossidante o metalli altamente reattivi , come sodio o potassio .

Ci sono migliaia e migliaia di composti alogenati ma uno sparuto numero di questi è stato usato come agente estinguente:

  • Halons 104 (tetracloruro di carbonio);
  • Halons 1011 (clorobromometano);
  • Halons 1001 (bromuro di metile);
  • Halons 1301 (bromotrifluorometano);
  • Halons 1211(bromoclorodifluorometano);
  • Halons 2402 (dibromotetrafluoroetano)34.

Di questi sei, i primi quattro staccano gli altri due di diverse lunghezze in quanto ad impiego commercialmente significativo.

Fino agli inizi del XX° secolo gli agenti estinguenti impiegati erano quelli a soda-acido, che sviluppavano CO2 o che impiegavano la vecchia e cara acqua ma mostravano scarsa efficacia sugli incendi che coinvolgevano liquidi infiammabili. Questo proprio in un epoca che vedeva l'aumento dell'uso di lubrificanti combustibili e liquidi infiammabili. Tra il 1902 e il 1908, furono sviluppati i primi estintori ad agenti alogenati e nel 1911, un piccolo estintore portatile a pompa che utilizzava come agente estinguente un fluido che era principalmente composto di tetracloruro di carbonio (Halon 104) fu il primo estintore ad agente alogenato ad essere distribuito. Questi agenti erano efficaci laddove non lo era l'acqua e nello spegnimento di incendi che coinvolgevano archi elettrici di notevole capacità, incendi in quantità limitate di liquidi volatili, incendi in calcio carburo e incendi superficiali incipienti su materiali che assorbono e trattengono il liquido e ne ritardano la volatilizzazione. Qual era il segreto di queste capacità estinguenti?

Gli halon funzionano principalmente mediante una combinazione di effetti chimici e fisici. Quelli chimici, che sono dominanti nel loro effetto complessivo, sono raggiunti grazie al fatto che gli atomi del gas inibiscono direttamente la combustione in due modi diversi: Gli atomi di bromo, iodio e cloro agiscono cataliticamente in modo che ogni atomo partecipi ripetutamente all'eliminazione di importanti radicali liberi dai gas di combustione, mentre gli atomi di fluoro reagiscono con i radicali liberi e formano forti legami chimici che neutralizzano la combustione ma possono farlo solo una volta e vengono poi "consumati"35.

Tra gli effetti fisici esercitati dagli halon sull’incendio c’è l’effetto che si verifica ogni volta che un gas non reattivo viene aggiunto a un gas infiammabile.

L’incremento della capacità termica dell'ambiente provoca l’aumento della quantità di energia necessaria per innalzare la temperatura dell'aria comburente alla temperatura delle fiamme.

Assorbendo l’energia delle molecole senza contribuire alla reazione, questi gas fanno diminuire la combustione e l’ulteriore rilascio di energia innescando un feedback positivo. La riduzione di temperatura dipende anche dal fatto che le miscele di gas halon non sono solo inerti, ma sono anche a bassa temperatura quando vengono rilasciate dal loro stato pressurizzato. La diluizione, un altro effetto fisico degli halon, è una semplice questione di riduzione della frequenza di collisione dell'ossigeno con il combustibile. L'entità di questo effetto, tuttavia, è relativamente piccola rispetto all'inibizione chimica e agli effetti termici, il primo dei quali, come detto, è quello predominante.

Il tetracloruro di carbonio non era nuovo, essendo stato scoperto nel 1839. Dal 1847 era stato usato per breve tempo anche come anestetico36. Il materiale era stato usato anche in Inghilterra intorno al 1900 come shampoo a secco, anche se questo uso sembra essere cessato intorno al 1913. Nel 1918 fu riconosciuto che c'era "qualche effetto tossico" associato all’impiego del tetracloruro di carbonio come agente estinguente e si raccomandò di fare attenzione a usarlo in spazi ristretti. Il 1919 portò le prime morti direttamente attribuite all'uso di questo tipo di estintore, quando due uomini che lavoravano alla costruzione di un sottomarino furono uccisi. Negli anni venti, il problema della tossicità di questo agente era nota ma i vantaggi in termini di lotta agli incendi erano così grandi che non si fece nulla. Durante questo periodo, si scoprì che era anche corrosivo; inizialmente si ritenne che l’effetto fosse dovuto agli additivi37 utilizzati nei composti o alle impurità ma fu solo nel finire del 1932 che emerse un altro agente alogenato, offrendo un’alternativa al tetracloruro di carbonio. Il bromuro di metile (Halon 1001) divenne lo standard di tutta Europa per quanto riguarda la vaporizzazione degli agenti liquidi. Le prove in seguito dimostrarono che il bromuro di metile era anche più tossico del tetracloruro di carbonio ma l'uso di questi materiali continuò a crescere perché non c'era sostituto migliore38.

La guerra aumentò l’esigenza di estinguenti efficaci e le preoccupazioni vennero quasi completamente silenziate. Durante il conflitto, in Germania fu scoperto che il clorobromometano (Halon 1011) era un efficace agente antincendio. Con la sconfitta della Germania nel 1945, queste informazioni divennero disponibili agli alleati e nel 1946 un certo numero di imprese iniziarono a testare gli estintori utilizzando questo materiale. Nel 1947, dalla Underwriters' Laboratories, Inc. arrivò una doccia fredda; anche il clorobromometano aveva un livello di tossicità paragonabile al tetracloruro di carbonio. Tuttavia era più efficiente come agente estinguente e pertanto fu preferito al precedente. Almeno fino al 1950 quando due altri complessi alogenati, scoperti fin dalla metà degli anni ‘30, furono introdotti tra gli agenti estinguenti.

In particolare durante e dopo la guerra furono testati una sessantina di nuovi agenti dalle università e dall'esercito negli Stati Uniti e in Inghilterra. Da quei test furono selezionati per ulteriori valutazioni Halon 1301, 1211, 1202 e 2402.

L’Halon 1301, sviluppato da DuPont e dall'esercito americano, nel 1954 ha rappresentato un importante progresso in quanto è stato il primo agente alogenato ad avere un punto di ebollizione inferiore a 0°C e quindi le bombole contenevano gas liquefatto e non liquidi vaporizzanti. Assieme all’Halon 1211, era un agente meno tossico e corrosivo rispetto agli Halon 104, 1011 e 1001. Questi vantaggi, unitamente alla crescente popolarità degli estintori chimici secchi, che non avevano problemi di tossicità e una maggiore efficienza, condussero al definitivo abbandono del tetracloruro di carbonio, uscito di scena definitivamente negli anni '60, seguito a ruota dagli Halon 1011 e 1001. Tra gli anni ‘60 e ‘70 del XX° secolo cominciò ad affermarsi anche l’Halon 240239

L'idea di utilizzare questi stessi agenti in sistemi di estinzione fissi si affermò negli anni '60. Le prime applicazioni sono state varianti dei sistemi a allagamento totale che utilizzano hardware e tecnologia progettata per l'anidride carbonica.

In quei tempi ci si immaginava che questi composti si sarebbero affermati come agenti "puliti", sia perché non avrebbero lasciato residui dopo il loro uso sia per la loro relativamente bassa tossicità, coniugate ad una buona efficienza nello spegnimento degli incendi.

 

alternative agli halon

Dagli anni Settanta era noto il meccanismo di impoverimento dello strato di ozono indotto dai clorofluorocarburi (CFC) tanto da portare il 22 marzo 1985 alla firma della Convenzione di Vienna per la protezione della salute umana e dell'ambiente dagli effetti nocivi di questo fenomeno. Non fu una sorpresa ma una drammatica conferma quindi la ricerca, pubblicata a metà del 1985, dagli scienziati del British Antarctic Survey che mostrava una perdita annua del 40% nello strato totale di ozono dagli anni '60 sull'Antartide, da settembre a novembre di ogni anno. Nel 1987, ulteriori ricerche non lasciavano dubbi sul fatto che le sostanze chimiche, i CFC e gli halon artificiali in particolare, erano responsabili dell'impoverimento dello strato di ozono sull'Antartide. Nel settembre 1987, fu firmato il protocollo di Montreal, che conteneva restrizioni commerciali per halon e CFC40.

Nel marzo 1988, E. I. du Pont de Nemours, il principale produttore mondiale di halon e CFC, annunciò l'eliminazione graduale di tutti i materiali contenenti CFC nocivi entro il 2000. tuttavia nell'ottobre 1988, a causa di maggiori prove di danni allo strato di ozono, du Pont intensificò il suo calendario per un'eliminazione completa entro 5 anni.

Nel giugno 1988 si tenne in Svizzera una conferenza sull'halon e l'ambiente, durante la quale fu rilasciato un documento di ricerca sui test di scarico dell'halon. Offriva una guida e delle alternative per i test di scarico non essenziali di halon, ad esempio svolgendo dei test di tenuta dell’involucro edilizio senza l’impiego del gas; tre anni prima al NFPA Fall Meeting a Nashville un oratore aveva fornito le statistiche sugli scarichi di halon nel corso del 1985: pur includendo le attività di ricerca e lo sviluppo il 68% dell'halon veniva utilizzato in test di scarico non necessari41.

Nel settembre 1988, anche il tentativo di salvare capra e cavoli fallì e si iniziò a chiedere l'eliminazione completa degli halon e dei CFC .

Da quando si è cominciato ad intravvedere che la produzione di halon sarebbe stata vietata, fu avviata la caccia a dei sostituti. Secondo Halon Alternatives Research Corp., esistono più di 20 diversi tipi di alternative come sostituti diretti (gas inerti e composti di alocarbonio,  chimicamente simili agli halon, ma con un basso impatto ambientale, una tossicità accettabile e, ovviamente, efficaci come agenti estinguenti.)

L’introduzione alla rassegna storica del progresso tecnico sulla sostituzione degli agenti alogenati, prodotta dalla University of New Mexico e dall’aereonautica militare statunitense, si apre con una citazione particolarmente azzeccata:

“...and it will fall out as in a complication of diseases, that by applying a remedy to one sore, you will provoke another; and that which removes the one ill symptom produces others ...,”

Sir Thomas More, Utopia, 15 16.

More  in quel passo si riferiva, con una acuta similitudine, al monarca che vive negli agi mentre tutto intorno a lui il popolo soffre. La storia della sostituzione degli agenti alogenati è infatti una storia di cattivi rimedi che curando una malattia ne provocano un’altra.

In previsione di possibili restrizioni alla disponibilità di halon e per studiare il potenziale di agenti migliorati, già nell'agosto 1985, la US Air Force aveva avviato un progetto in collaborazione con la Marina su "Agenti estintori di nuova generazione". Come risultato del lavoro svolto divenne ovvio che gli alocarburi erano di particolare interesse come candidati per la sostituzione e, nel 1989, idrobromofluorocarburi (HBFC), idroclorofluorocarburi (HCFC), e i perfluorocarburi (PFC) furono presentati come potenziali sostituti dell'halon. A causa del preoccupazione che anche gli HCFC sarebbero stati fortemente limitati – se ne coglievano le avvisaglie – la ricerca  si intensificò per trovare agenti non HCFC. L’interesse si concentrò sui perfluorocarburi (PFC o FC) e gli idrofluorocarburi (HFC).

Ma quando il tema del riscaldamento globale divenne una questione importante anche i perfluorocarburi, che possono agire come gas serra uscirono dal focus principale della ricerca, lasciando soli gli HFC come eredi degli agenti estinguenti alogenati.

L'eptafluoropropano, noto come HFC-227ea o FM200 apaflurano è un alocarburo gassoso incolore e inodore che è stato il primo agente estinguente non dannoso per lo strato di ozono non contenendo cloro o bromo. A basse temperature è sicuro per l'uomo tanto che viene utilizzato come propellente per aerosol negli inalatori farmaceutici ma temperature elevate si decompone e produce acido fluoridrico. Tuttavia il suo tallone d'Achille è il suo impatto ecologico. La sua durata atmosferica è compresa tra 31 e 42 anni ed ha un potenziale di riscaldamento globale (GWP) di 3.220 tanto che è stato è stato incluso nell'elenco delle sostanze controllate del protocollo di Montreal con l'emendamento Kigali del 2016, in vigore a gennaio 2019.

La ricerca di un agente veramente pulito42 continuò quindi e gli HFC furono presto affiancati , nel 1990, dagli iodocarburi e a fine decennio dagli alocarburi "tropodegradabili" (ovvero con una breve vita in atmosfera). Era il momento storico in cui gas come l'FS 49 C243 o il Novec ™ 123044 potevano affermarsi per e loro caratteristiche di sostenibilità ed efficacia.

 

gas inerti

Anziché impiegare dei gas che chimicamente contrastano la combustione si è percorsa anche la via esclusivamente fisica; quella dei gas inerti.

La tecnologia di estinzione a gas inerte funziona principalmente in base al principio dello spostamento dell'ossigeno. L'agente estinguente gassoso viene immesso nell'aria ambiente, riducendo i livelli di ossigeno al punto che il processo di combustione viene interrotto. Il vantaggio dei gas inerti è quello di non reagire e, quindi, di non lasciare residui (salvo il potenziale di effetto serra di alcuni di loro, come la l’anidride carbonica). Per contro hanno una rapidità inferiore. Inoltre i gas inerti, come la CO2 stessa, tolgono l’ossigeno sia al fuoco che agli esseri umani, con effetti facilmente immaginabili.

Per questo sono stati sviluppate miscele che hanno cercato di bilanciare pregi e difetti.

I sistemi di soppressione ad argonite, sviluppati da Ginge-Kerr, e che impiegano una miscela di argon e azoto in parti uguali, ad esempio, puntano a ridurre la concentrazione di ossigeno a circa il 12,5%, che è considerato un livello accettabile per l'esposizione umana per brevi periodi. La sua efficacia è garantita contro quasi tutti i materiali combustibili e liquidi infiammabili ma ovviamente, non è adatto per gli incendi di sostanze che durante la combustione liberano ossigeno.

Inergen, l’agente estinguente a gas inerte inventato dal danese Torbjorn Laursen nel 1992, invece è una miscela di 52% di azoto, 40% di argon45 e 8% di CO2. Una volta scaricato e miscelato con l’aria presente nell'ambiente le proporzioni risultanti si stabilizzano sulle percentuali del 67,3% di azoto, 12,5% di ossigeno, 17% di argon e 3,2% di anidride carbonica. Questo bilanciamento consente a Inergen di estinguere rapidamente un incendio e allo stesso tempo fornire un ambiente sicuro gli occupanti riducendo lo stress all’apparato cardiaco, mantenendo un tasso di ossigenazione del sangue arterioso sufficiente anche per conservare la lucidità mentale necessaria a gestire l’emergenza46.

 

► scopri di più: GUARDA GLI IMPIANTI A MOZZANICA AD INERGEN. CLICCA QUI

 

A seguito delle limitazioni introdotte dal protocollo di Montreal, la produzione di estintori halon è stata gradualmente ridotta e si è iniziato a sviluppare, testare e produrre sistemi antincendio a inondazione totale contenenti azoto, che funziona sia  come agente antincendio sia come agente di pressurizzazione. Il ciclo di produzione, uso e smaltimento è ecologicamente meno impattante dei gas che aggrediscono lo strato di ozono e che hanno un potenziale in termini di effetto serra. I temi di scarico, come per altri gas inerti, sono tipicamente più lenti rispetto ad altri agenti. L’azoto ha però il vantaggio di poter essere prodotto in maniera economica e richiede tecnologie analoghe ad altri sistemi a gas inerte: bombole, collettori di scarico, valvole di attivazione, tubazioni, ugelli e sistemi di rilevamento.

 

conclusioni

Abbiamo ripercorso la storia degli impianti di estinzione a gas considerando gli aspetti impiantistici poiché all’efficacia di un sistema di estinzione a gas non contribuisce solo la quantità di agente estinguente47 ma è fondamentale il tempo di scarica48.

In particolare nei sistemi a gas inerte, dove le pressioni in gioco sono notevolmente superiori ai sistemi a gas chimico, il tempo di scarica diventa un parametro critico poiché le leggi della gas dinamica impongono dei limiti alla velocità con cui può venire erogato il gas49, con implicazioni conseguenti sulla quantità di agente estinguente necessaria da stoccare per mantenere l'obiettivo del raggiungimento delle condizioni di progetto.

La natura dell’agente estinguente inoltre incide sulla fisica dell’erogazione; per gli agenti chimici il flusso è bifasico liquido-gassoso, mentre per i gas inerti il flusso avviene a pressione fortemente variabile, e quindi richiede un calcolo molto accurato e un sapere in materia di sistemi di stoccaggio e distribuzione accumulato in almeno 200 anni di storia.

Sebbene l'anidride carbonica, come agente estinguente, sia "pulita" e sia molto più economica degli halon o potenziali sostituti, la sua efficacia complessiva per unità di volume immagazzinato è significativamente peggiore. Gli HFC che possono ancora essere impiegati, prodotti ecologicamente sconvenienti ma economicamente convenienti,  richiedono però più formazione e certificazione nel trattamento degli F-Gas da parte di chi li realizza e manutiene, oltre ad essere più complessi in quanto a smaltimento.

Il Novec 1230 surclassa ecologicamente la concorrenza, escludendo i gas inerti. Questi ultimi infatti non creano problemi dal punto di vista ecologico né di tossicità ma per questi gas è necessario un volume molto più elevato per coprire lo stesso volume dei Clean Agent chimici e sono conservati a pressioni molto più elevate. Tutto questi si traduce in più acciaio per produrre le bombole, più spazio per stoccarle, più energia per la produzione, e una complessità generalmente maggiore, oltre a rischi maggiori per le strutture ed alle persone in caso di sovrapressioni o scorretta conservazione delle bombole. Non solo ma i gas inerti, richiedendo una concentrazione maggiore presentano un margine di sicurezza tra livello di concentrazione richiesto dalla norma EN15004 ed il NOAEL ovvero il livello senza effetto avverso osservabile nell'uomo, leggermente inferiore al Novec (7,7% dell’inergen contro il 10% del novec). Anche la velocità di scarica dei sistemi a gas inerte è più lenta. Man mano che la dimensione del rischio aumenta, tuttavia gas come Inergen iniziano a diventare più attraenti dal punto di vista dei costi. Inoltre, è possibile coprire più ambienti con gli stessi stoccaggi e le bombole possono essere conservate a una distanza dal pericolo molto maggiore rispetto a Novec 1230. Infine i gas inerti possono prestarsi a  sostituzione drop-in della CO2.

E evidente quindi che secoli di chimica sono stati necessari per affinare gli agenti estinguenti di cui oggi possiamo disporre. Su queste fondamenta poggeranno anche i sistemi di domani

 

note

1 la caratteristica più importante dei sistemi a gas è di assicurare un processo di spegnimento e non solo di soppressione; per contro essi non presentano generalmente alcun margine di sicurezza e quindi in caso di fallimento dell’azione di estinzione risultano praticamente di nessuna influenza sull’incendio stesso.

2 Heinrich Gottlieb Kühn nel 1846 sviluppò la bomba estintore . Il contenuto della lattina, una miscela di salnitro , zolfo e carbone , veniva fatto reagire usando una miccia e gettato nel fuoco. Il principio si basava sul fatto che l'incendio doveva essere privato dell'ossigeno attraverso lo sviluppo di maggiori quantità di anidride solforosa 

3 Nel 1875 il Dick's Patent Fire Exterminator aveva una fiala di vetro di acido solforico sospesa sopra una soluzione di bicarbonato di sodio. Un perno metallico rompeva la fiala e innescava la reazione. Era l’antesignano del moderno estintore soda-acido.

4 I vapori e i sottoprodotti della combustione di tutti i liquidi vaporizzati erano altamente tossici e potevano causare la morte in spazi ristretti.

5 Trascuriamo in questo caso manometri, sistemi di pesatura, impianti di rilevazione che ne comandano l’attivazione, etc.

6 Che proveniva forse la dalla parola greca χάος – chàos - che van Helmont trascrisse in un più germanico geist o derivandolo dal tedesco gascht, fermentazione.

7 I calcoli renali erano apparentemente più comuni nel XVIII secolo di quanto non lo siano ora. Vari tipi di depositi minerali si accumulavano nella vescica e nel sistema urinario generale, forse esacerbati dalla dieta, e quasi certamente aggravati sostanzialmente dalla disidratazione cronica che era la norma in questo periodo a causa della carenza di acqua potabile sicura. Oltre alle coliche, questi calcoli portavano spesso all'incapacità di urinare, a infezioni secondarie e quindi alla morte e rappresentavano una sfida terapeutica. Il "taglio per la pietra", cioè l'operazione per rimuovere un calcolo renale o ghiaia dalla vescica, è stato spesso descritto e nel periodo precedente l'anestesia era un'operazione molto dolorosa e pericolosa. Di conseguenza c'era molto interesse per possibili trattamenti medici.

8 L'unico dissenso è venuto da due membri della commissione, tra cui, Thomas Pellet, presidente del Royal College of Physicians, che ha rifiutato di approvare una dichiarazione secondo cui il medicinale aveva "potere dissolvente".   Tuttavia, Stephens ricevette 5.000 sterline dallo Scacchiere nel marzo 1740 e scomparve prontamente dalla storia.

9 Più avanti negli anni, Black ingaggiò un diciottenne James Watt per fargli costruire i suoi strumenti. Watt sarebbe stato influenzato dal lavoro di Black sul calore latente e applicò queste conoscenze per migliorare il motore a vapore.

10 A dimostrazione che evidentemente aveva fatto degli esperimenti anche per questo aspetto, scrisse che i passeri, immersi in quella atmosfera "morirono in esso in dieci o undici secondi" sebbene "ci vivrebbero per tre o quattro minuti quando le narici fossero chiuse dalla sugna fusa". Black pensava che potesse essere lo stesso gas prodotto nella Grotta del Cane, a Pozzuoli, dove si sapeva che le persone avrebbero potuto sopravvivere se fossero state in piedi ma i cani morivano perché il gas nocivo, essendo pesante, rimaneva vicino al suolo.

11 Black lo scoprì facendo gorgogliare il gas espirato attraverso l'acqua di calce ricavando il precipitato bianco del carbonato di calcio. Nelle sue "Lectures on the Elements of Chemistry" ha affermato "E mi sono convinto che il cambiamento prodotto sull'aria sana respirandola, consistesse principalmente, se non unicamente, nella conversione di una parte di essa in aria fissa.

12 Il nome deriva dal fatto che nei suoi esperimenti sugli alcali, il gas era stato combinato con un materiale solido. Qui entrano in gioco le sue bilance, che gli hanno permesso di dimostrare che quando il carbonato di magnesio veniva riscaldato e veniva liberata "aria fissa", si verificava una perdita di peso. Questa fu la prima dimostrazione che il gas era un costituente pesabile di un corpo solido

13 Vale la pena ricordare che anche Perkins, come Maxim di cui abbiamo parlato nel nostro articolo sulla storia dei sistemi sprinkler applicò il suo ingegno, ed in particolare la tecnologia del vapore ad alta pressione, per sviluppare una "pistola a vapore", ovvero una delle prime mitragliatrici completamente automatiche, alimentata dal vapore piuttosto che dalla polvere da sparo. Funzionava con palle da moschetto a una cadenza di fuoco di 1.000 colpi al minuto. Si dice che sia stato respinto dal Duca di Wellington come "troppo distruttivo".

14 Sebbene non ci siano prove che abbia anticipato la scoperta di Faraday nel 1823 sulla liquefazione dei gas, davanti alla Royal Society nel 1826 affermò che era riuscito a liquefare l'aria nel gennaio 1822. È possibile che l’attribuzione a Faraday dipenda da una preferenza della Royal Society per lo scienziato di casa.

15 L'idea era venuta da un altro inventore americano, Oliver Evans , che la concepì nel 1805 ma non costruì mai un frigorifero. Lo stesso brevetto è stato concesso separatamente sia in Scozia che in Inghilterra

16 Per inciso Leonardo ipotizzava di impiegare questi recipienti come dei galleggianti per sollevare oggetti pesanti sommersi

17 Il primo codice del recipiente a pressione era stato rilasciato solo nel 1914, dando inizio al codice ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC)

18 La valvola a spina è un tipico esempio di ciò; durante i primi anni del 1900, furono rilasciati numerosi brevetti per queste valvole, in particolare i progetti di Sven Johan Nordstrom. Ma esempi di valvole a rubinetto in bronzo sono stati portati alla luce in molti siti archeologici dell'Impero Romano. Erano di una lega di bronzo che sorprendentemente è quasi identica alla chimica del bronzo ASTM B67 ancora in uso oggi.

19 A John C. Chapman è accreditato il primo progetto per una valvola a saracinesca a cuneo sempre durante questo periodo. Chapman, nel 1875, aveva fondato la Chapman Valve Manufacturing Company, una delle più antiche aziende manifatturiere della sua categoria negli Stati Uniti. Nei grandi stabilimenti che occupavano una mezza dozzina di acri ad Indian Orchard, Massachusetts, a circa sei miglia a est di Springfield, l'azienda realizzava valvole di tutti i tipi, saracinesche per acqua, gas, vapore, olio, ammoniaca, ecc. e, particolarmente interessante ai nostri fini, idranti, con o senza valvole indipendenti. 

20 Monel è un gruppo di leghe di nichel, composto principalmente da nichel (dal 52 al 67%) e rame , con piccole quantità di ferro, manganese, carbonio e silicio. Più forti del nichel puro, le leghe Monel sono resistenti alla corrosione di molti agenti, inclusa l'acqua di mare. Possono essere fabbricati facilmente mediante lavorazione a caldo e freddo, lavorazione meccanica e saldatura.  Monel, creato da Robert Crooks Stanley, che ha lavorato per la International Nickel Company (INCO) nel 1901, prese il nome dal presidente della società Ambrose Monell che la brevettò nel 1906 (una L fu abbandonata, perché i nomi di famiglia non erano ammessi come marchi di fabbrica in quel momento.) Oggi il nome è ora un marchio di Special Metals Corporation.

21 Non pensate solo alla vostra padella antiaderente; gli impieghi del teflon investono pressochè ogni settore (questo è anche uno dei motivi per cui il suo ipatto ecologico è così importante). Per applicazioni a bassa temperatura, il teflon è infatti un eccellente materiale di tenuta resistente alla corrosione.

22 Il principio della valvola a sfera di base o valvola a otturatore sferico come veniva anche chiamata, risale al XIX secolo, con il primo brevetto rilasciato per una valvola a sfera con sede metallica (brevetto n. 0117704) nel 1871 a John Warren, che lo assegnò a John Chapman, che abbiamo già incontrato a proposito della valvola a saracinesca. Il design era generico e non sembra essere stato messo in produzione. Ulteriori progetti di valvole a sfera seguirono nei successivi 60-70 anni, ma quelli efficaci con sede morbida erano solo unidirezionali. Il problema era come creare una valvola a sfera a sede morbida bidirezionale.

23 Freeman ha depositato un brevetto sul design nel febbraio del 1958 e il brevetto n. 2945666 (noto anche come brevetto "666") è stato concesso nel luglio del 1960. Iniziarono allora una serie di guerre legali tra Freeman e la Rockwood, prima, ed in seguito tra Freeman, il governo e tutti i fornitori che avevano prodotto progetti brevettati da Jamesbury. Furono cause che si trascinarono per decenni e furono vinte, definitivamente da Freeman nel 1988.

24 Le lampade avevano bisogno di molta manutenzione e funzionavano in modo irregolare perché il gas scorreva in modo non uniforme attraverso i tubi. Ciò era in parte dovuto alla posa di tubi a diversi livelli stradali, alla variazione della domanda di gas a seconda dell'ora del giorno. Quando alcune lampade si spegnevano perché non erano più necessarie, altre bruciavano fiamme molto più alte perché la pressione veniva aumentata nel resto del sistema. Questo non era solo pericoloso, ma anche un grande spreco di gas.

25 Nel 1864, con l'aiuto del tenente della marina francese Auguste Denayrouze  creò la prima muta da sub. Questa muta da sub vinse la medaglia d'oro all'Esposizione Universale del 1867 e attirò l'attenzione di Jules Verne che incluse la muta da sub in 20.000 leghe sotto i mari e citando gli inventori per nome nella sua opera

26 Sulle tubazioni a servizio di clienti importanti, o su quelle pubbliche, venivano stampigliati in rilievo il nome del concessionario e altre informazioni utili alla messa in sede dello spezzone di tubo. Quando la tubazione raggiungeva un invaso, fosse una casa privata, una fontana o un edificio pubblico, era indispensabile poter regolare il flusso tramite valvole, come abbiamo già accennato.

27 Sulla centrifuga per la separazione del latte e sulle prime mungitrici brevettate nel 1894, si basò la fortuna la società da lui fondata insieme a Oscar Lamm, nel 1883; oggi quell’azienda, l’Alfa Laval, è una multinazionale che si occupa della produzione di prodotti e soluzioni specializzate per l'industria pesante. Nel 1991, l’Alfa Laval Agri, è stata scissa da Alfa Laval e ceduta al gruppo Tetra Pak che l’ha ribattezzata DeLaval, dal nome del fondatore dell'azienda.

28 In questa storia entreranno ancora alcune menti geniali, tra le quali citiamo in maniera non esaustiva Mach, Maxwell, Boltzmann, Prandtl, e i suoi allievi Theodore von Kármán  e Theodor Meyer ma anche Luigi Crocco e Ascher H. Shapiro. Ciascuno darà un contribuito significativo ai principi fondamentali della moderna dinamica dei gas.

29 Il report testimonia che tali esperimenti sono stati condotti al cospetto di magistrati, commissari di polizia, agenti per le compagnie di assicurazione antincendio e altri notabili di Galsgow, che risultavano tutti unanimemente ben impressionati.

30 Il sistema poteva essere anche usato come impianto di teleriscaldamento grazie a dei convertitori.

31 Il fluoro rende stabile il composto, ne riduce la tossicità, ne riduce il punto di ebollizione e aumenta la stabilità termica. Il cloro migliora le capacità di estinzione degli incendi composto, ma d'altra parte riduce anche la sua stabilità termica e aumenta il suo punto di ebollizione e tossicità. Il bromo cambia il composto allo stesso modo del cloro, ma più significativamente.

32 Gli halon possono avere due tipi di comportamenti: possono essere "agenti di streaming" usati negli estintori portatili perché scaricano principalmente come un flusso liquido, come nel caso dell’ Halon 1211, oppure, come nel caso dell'Halon 1301 sono "agenti allaganti" e si scaricano principalmente come gas, permettendogli di penetrare in spazi ristretti e dietro ostacoli. Allo stato liquido hanno un’alta densità, che consente serbatoi di stoccaggio relativamente piccoli.

33 Questi agenti non sono efficaci sulle sostanze chimiche in grado di ossidazione rapida in assenza dell'aria, metalli reattivi (sodio, magnesio, potassio, titanio, zirconio, plutonio, uranio, e simili), idruri metallici e sostanze chimiche in grado di decomposizione autotermica e, molte autorità non raccomandarono l’halon per la protezione dei combustibili ordinari.

34 Il numero a quattro cifre rappresenta, rispettivamente, il numero di atomi di carbonio, fluoro, cloro e bromo presenti in una molecola.

35 La reazione chimica endotermica assorbe energia e porta alla formazione di radicali liberi che, catturando l’ossigeno, e non lo rendono disponibile per la reazione di combustione.

36 Il tetracloruro di carbonio fu scartato per quest’impiego perché il confine tra insensibilità e morte sembrava essere così stretto che in pratica non si era in grado di gestirlo.

37 Questi additivi servivano per la abbassare del punto di congelamento dell'agente estinguente

38 Durante questo periodo, il bromuro di metile era spesso usato come fumigante per alimenti come formaggio e noci.

39 Ci fu anche uno standard NFPA su Halon 2402 per un breve periodo, ma a causa della uso limitato del composto, la norma è stata ritirata.

40 Nel marzo 1988, la NASA pubblicò un rapporto che indicava che l'esaurimento dell'ozono si stava verificando più rapidamente di quanto si pensasse in origine confermando che le cause non erano naturali.

41 In particolare il 23% utilizzato nella soppressione effettiva degli incendi, 30% utilizzato nei test di scarico, 19% utilizzato in scariche accidentali, 18% utilizzato durante la manutenzione dei sistemi e il 9% utilizzato in ricerca e sviluppo oltre ad un modesto 0,5 % utilizzato durante la formazione del personale addetto.

42 NFPA 2001 ha definito il termine "agente pulito" come un agente estinguente elettricamente non conduttivo, volatile o gassoso che non lascia residui all'evaporazione.

43 L'FS 49 C2 è un gas estinguente Clean Agent composto del 60-80% di tetrafluoroetano ( R-134a ), 10-30% di pentafluoroetano ( R-125 ) e 10-30% di anidride carbonica, che sopprime il fuoco mantenendo le concentrazioni respirabili di ossigeno nell'aria. Agisce in modo simile a un gas inerte assorbendo il calore ma a di differenza di questi ci vuole meno gas per sopprimere un incendio, e quindi viene consumato meno spazio per lo stoccaggio del gas per il sistema antincendio.

44 Il Novec ™ 1230 sviluppato da 3M, noto come "acqua senz'acqua" o "acqua secca" è un chetone fluorurato che funziona rimuovendo rapidamente il calore per estinguere un incendio prima che inizi. Può essere utilizzato sia in impianti di allagamento totale, parziale o localizzato, sia in applicazioni di tipo a spruzzo direzionale e in estintori portatili per applicazioni specializzate. Il fluido viene immagazzinato come liquido in bombole pressurizzate con azoto (mentre i gas inerti o la CO2 vengono conservati sotto forma gassosa). Ciò fa si che il numero di bombole necessarie sia nettamente inferiore a parità di performance. Inoltre, le bombole possono essere installate all'interno delle aree protette eliminando la necessità di una camera di stoccaggio separata. I sensori di rilevamento automatico attivano il rilascio quando l'incendio è in fase iniziale, estinguendolo in pochi secondi. Questo perché quando viene rilasciato, evaporando 50 volte più velocemente dell'acqua, si vaporizza rapidamente distribuendosi in modo uniforme in tutti gli spazi. Assorbendo il calore del fuoco, interrompe la reazione a catena ed estingue l'incendio. Estinguendo il fuoco molto più velocemente rispetto ai sistemi basati su gas inerte o su CO2, i danni delle strutture e degli oggetti saranno minimi ed è rapidamente ripristinabile l’attività.Oltre a non creare danno alle strutture, in particolare salvaguardando gli apparati elettronici, ha il vantaggio di non creare danni per l'uomo né aggredire l' ozono ed ha un potenziale di riscaldamento globale (GWP) minore di 1, equivalente a quello dell'anidride carbonica mentre gli HFC hanno  un GWP tipicamente superiore a 3000. ma una durata atmosferica stimata molto breve di cinque giorni a causa della fotolisi alla luce del sole.

45 L’argon è sostituibile con elio, neon, krypton o xexnon

46 L'atmosfera normale in una stanza contiene circa il 21% di ossigeno e lo 0,03%  di anidride carbonica.  L'aumento del contenuto di anidride carbonica aumenta la frequenza respiratoria di una persona e la capacità del corpo di assorbire l'ossigeno.   Ciò compensa l’abbassamento del livello di ossigeno. Il brevetto statunitense 4.807.706, datato 28 febbraio 1989 non protegge la composizione della miscela ma il processo di ottenimento di un'atmosfera non combustibile ma traspirante.

47 proporzionale alla concentrazione per unità di volume di gas necessaria per essere efficace ed al volume da saturare

48 Tipicamente è di 10 secondi per scaricare il 95% delle quantità di progetto per i gas chimici e 60 secondi per raggiungere il 95% della concentrazione di progetto per i gas inerti

49 Come spiega bene Nigro, nel suo Impianti Antincendio, bisogna immaginare le diverse bombole come dei contenitori nei quali il gas compresso è "spinto fuori" dal gas stesso, con una velocità che è funzione della pressione del gas, ma anche e soprattutto della sezione di passaggio della valvola inserita sul contenitore. Una delle condizioni poste dalla gas-dinamica è infatti l'impossibilità per un gas compresso, di uscire da un orifizio a velocità superiore a quella del suono per quel gas. Ciò fa sì che la portata effettiva di gas che fuoriesce dalle bombole, dipenda in modo diretto dalla sezione di passaggio delle valvole di erogazione, e che quindi due bombole di pari volume e di pari pressione, avranno velocità di scarica diverse seconda della dimensione efficace della valvola di erogazione su di esse installata.

asvshop, n.d. approfondimento-come-funzionano-gli-eiettori. [Online]
Available at: https://www.asvshop.com/senza-categoria/approfondimento-come-funzionano-gli-eiettori/

B.Z. Dlugogorski, E. K. T. S. a. J. V., 2002. what properties matter in fire-fighting foams?. Tokyo, s.n.

Barnes, W. B. J. W., n.d. Fire-fighting method employing high expansion foam. s.l. Patent No. US3186490A.

D. L. Weaire, S. H., n.d. The Physics of Foams. [Online]
Available at: https://www.google.it/books/edition/The_Physics_of_Foams/mEHlZ9ZodFsC?hl=en&gbpv=1&dq=isbn:9780198510970&printsec=frontcover

Duchen, J., n.d. Herbert Eisner: Physicist with specialist expertise in fires and explosions. [Online]
Available at: https://www.independent.co.uk/news/obituaries/herbert-eisner-physicist-specialist-expertise-fires-and-explosions-2332052.html

ElmerGates.com, n.d. ElmerGates.com. [Online]
Available at: https://www.elmergates.com/

EMME ITALIA, n.d. Foam fire extinguishers: how they work and how much they cost. [Online]
Available at: https://www.emme-italia.com/en/foam-fire-extinguishers#

Fire Middle East, n.d. Is CAF solution?. [Online]
Available at: https://compressedairfoam.eu/wp-content/uploads/2018/10/fire-middle-east-magazine-siron-compressed-air-foam-systems-caf.pdf

GATES, E., n.d. Method of extinguishing fires. s.l. Patent No. US749374A.

Gilani, N., n.d. The Disadvantages of Compressed Air Foam Systems. [Online]
Available at: https://homesteady.com/list-7153865-disadvantages-compressed-air-foam-systems.html

HM Fire Service Inspectorate Publications Section, n.d. Fire Service Manual - Volume 1 - Fire Service Technology, Equipment and Media. [Online]
Available at: https://www.ukfrs.com/sites/default/files/2017-09/Fire%20Service%20Manual_Volume%201%20-%20Fire%20Service%20Technology%20Equipment%20and%20Media%20-%20Firefighting%20Foam_Technical.pdf

HOLEMANN, H., n.d. Environmental Problems Caused by Fires and Fire-Fighting Agents. [Online]
Available at: http://www.iafss.org/publications/fss/4/61/viewGoogle

John Nagy, E. M. M. D. W. M., n.d. Controlling Mine Fires with High-expansion Foam. [Online]
Available at: https://books.google.it/books?id=B7FZe05o0DgC&lpg=PA2&ots=gbJfgQN8cw&dq=foam%20in%20mining%20fire%20eisner&pg=PA3#v=onepage&q=foam%20in%20mining%20fire%20eisner&f=false

Kelly, J., n.d. Inventor walked the fine line of between lunacy and legacy. [Online]
Available at: https://archive.redding.com/lifestyle/inventor-walked-the-fine-line-of-between-lunacy-and-legacy-ep-378452490-356554221.html/

Lamperti, E., n.d. Liquidi schiumogeni antincendio: la scelta e il loro utilizzo.. [Online]
Available at: http://antincendio-italia.it/liquidi-schiumogeni-antincendio-la-scelta-e-il-loro-utilizzo/

Maxwell, J. C., n.d. Natura(18 giugno 1874) Plateau on soap-bubbles, pp. 119-121. [Online]
Available at: https://digicoll.library.wisc.edu/cgi-bin/HistSciTech/HistSciTech-idx?type=article&did=HISTSCITECH.NATURE18740618.CLERK01&id=HistSciTech.Nature18740618&isize=text

National Wildfire Coordinating Group, n.d. Foam Applications for Wildland & Urban Fire Management: A ..., Volumes 1-7. [Online]
Available at: https://books.google.it/books?id=g-QoAQAAMAAJ&pg=RA8-PA6&lpg=RA8-PA6&dq=Water+Expansion+System+texas+snow+job&source=bl&ots=PGuu0xUTsQ&sig=ACfU3U16P5wpYiEefWTcdJQPInzLWUPlLA&hl=en&sa=X&ved=2ahUKEwiWp42b9qfvAhVD4aQKHVTIBfcQ6AEwBXoECAcQAw#v=onepage&q=Water%

Nature 38, 177–179 (1888). , n.d. Soap-Bubbles .. [Online]
Available at: https://doi.org/10.1038/038177a0

Parisi, L., n.d. Lotta agli incendi con il CAFS. [Online]
Available at: http://www.scuolaantincendi.tn.it/it/content/download/1463/17901/

Ratzer, A. F., n.d. History and Development of Foam as a Fire Extinguishing Medium.

Rudolf, S., n.d. Process of producing foam from foam developing substances. s.l. Patent No. US1874209A.

Shields, T. H., n.d. Giffard Centenary A Study Of Locomotive Injector Development. [Online]
Available at: https://archive.org/details/GiffardCentenaryAStudyOfLocomotiveInjectorDevelopment/page/n25/mode/2up

Shields, T. H., n.d. The Giffard Centenary: A Survey of Locomotive Injector Development. [Online]
Available at: https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1243/JILE_PROC_1950_040_059_02?journalCode=jila

Smith, D. A., n.d. CAFS Pioneer Mark Cummins Followed Father’s Path. [Online]
Available at: https://www.fireapparatusmagazine.com/fire-apparatus/cafs-pioneer-mark-cummins-followed-fathers-path/#gref

Smith, S. L. &. L. M., n.d. Forgotten Genius - Against all odds, African-American chemist Percy Julian became one of the great scientists of the 20th century.. [Online]
Available at: https://www.pbs.org/wgbh/nova/video/forgotten-genius/

United States Department of Agricolture, n.d. Fire Management Notes, Volumes 49-51. [Online]
Available at: https://books.google.it/books?id=3GF2vEiRBd4C&pg=RA1-PA16&lpg=RA1-PA16&dq=Water+Expansion+System+texas+snow+job&source=bl&ots=Lok4QkoMS3&sig=ACfU3U02R1p7VCc2LpsbUQ-NvVCOaOl_Lg&hl=en&sa=X&ved=2ahUKEwiWp42b9qfvAhVD4aQKHVTIBfcQ6AEwB3oECAgQAw#v=onepage&q=Wate

Wikipedia , n.d. Elmer_R._Gates. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Elmer_R._Gates

Wikipedia, n.d. Compressed air foam system. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Compressed_air_foam_system

Wikipedia, n.d. Firefighting foam. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Firefighting_foam#:~:text=Firefighting%20foam%20is%20a%20foam,chemist%20Aleksandr%20Loran%20in%201902.

Wikipedia, n.d. Herbert Eisner. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Herbert_Eisner

Wikipedia, n.d. Joseph Plateau. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Joseph_Plateau

Wikipedia, n.d. Sundown town. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Sundown_town

Williams, D. N. M. R., n.d. Fire extinguishing. s.l. Patent No. US3475333A.

 

Per scaricare questo articolo in versione pdf Clicca QUI

note sull'autore

Gianfranco Rocchi è curatore del digital content marketing di Mozzanica&Mozzanica Srl; con una formazione accademica in storia economica, ha una esperienza di oltre quindici anni nella consulenza aziendale relativamente ai sistemi di gestione aziendale e della salute e sicurezza sul lavoro. È stato inoltre autore di contenuti per la televisione ed il podcasting.

 

 rocchi@mozzanica.eu

  www.mozzanica.eu

  https://www.linkedin.com/in/gianfrancorocchi/

 https://www.linkedin.com/company/mozzanica-&-mozzanica-srl/

side archivio

Archivio per anno

h-footer

Mozzanica & Mozzanica Srl

 

Via Martiri della Liberazione, 12

23875 Osnago (LC) - Italy

T +39 039 2254 700

T +39 039 9910 618

F +39 039 9910 615

info@mozzanica.eu

 

PEC mozzanica@legalmail.it

 

Cap. Soc. € 400.000,00 i.v.

REA Lecco 291853

P. IVA 02555530134

Sede di Milano

 

Via G. Sforza 62

20081 Abbiategrasso (MI)

F +39 039 9910 615

Mozzanica USA LLC

 

Sede USA

2253 Vista Parkway, Suite 8

West Palm Beach, FL 33411

T +1 561 370 3597

infousa@mozzanica.eu

Social

 

© Copyright 2021 - Mozzanica&Mozzanica Srl

Privacy Policy - Cookie Policy