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L’impiego dell’anidride carbonica come estinguente è strettamente legata alla diffusione dell’elettrificazione. Fu in particolare la Bell Telephone Company che, già dal 1914, stimolò la ricerca di una sostanza chimica elettricamente non conduttiva per estinguere gli incendi nei sui centralini telefonici. La Walter Kidde Company sviluppò, per queste esigenze, il primo estintore portatile a CO2 e negli anni '20 erano già disponibili sistemi automatici che utilizzavano anidride carbonica. Nel 1928 iniziò a prendere forma il primo standard NFPA per i sistemi di estinzione del biossido di carbonio. Incolore, inodore, non corrosiva, elettricamente non conduttrice, l’anidride carbonica non partecipa alle reazioni di combustione e, quindi, se riversata sulle fiamme allontana l’ossigeno (ed i vapori che possono innescarsi) da queste e le fa esaurire.

Liberandosi da stoccaggi refrigerati o compressi ad alta pressione il gas, inoltre, si espande, si raffredda ed investendo i materiali coinvolti dalle fiamme sottrae loro energia, agendo su due dei vertici del triangolo del fuoco (anche se l’azione principale è quella di sottrarre comburente alla reazione). Tipicamente usati in locali chiusi, questi sistemi possono trovare impieghi anche in ambienti aperti sfruttando applicazioni localizzate e facendo leva sul tempo di scarica e sulla dinamica dell’anidride carbonica che, più densa e pesante del 50% rispetto all’aria che la circonda, può creare delle coltri che sommergono gli spazi protetti. Un sistema a CO2 non provoca danni a strutture, arredi, o ai beni protetti, non lascia residui o prodotti di decomposizione; naturalmente presente nell’aria l’anidride carbonica non presenta limitazioni di applicazione e costi che possono essere correlati all’impiego di altri agenti estinguenti gassosi. I sistemi a CO 2 presentano una buona velocità di penetrazione del gas nelle aree da proteggere ed è efficace su un'ampia gamma di materiali infiammabili e combustibili.

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Sistemi a CO2 a saturazione o estinzione localizzata

Gli impianti a CO2, tra i più diffusi sistemi antincendio a gas, sono assimilabili ai sistemi a clean agent, per modalità di stoccaggio e di diffusione (total flooding o ad applicazione localizzata). Praticamente l’unico estinguente impiegato in applicazioni localizzate, la CO2 a bordo di macchina è utilizzata su prodotti infiammabili. Questi sono sistemi in grado di creare, a livello locale, particolari condizioni di concentrazione di anidride carbonica ma sono adatti solo all'estinzione di fuochi superficiali. I sistemi total flooding, con tempi di azione più lunghi di quelli a gas inerti o halocarbons, debbono saturare l’atmosfera dello spazio protetto. Con incendi di tipo superficiale, infatti, l'estinzione è rapida mente su incendi che sono penetrati a fondo è necessario mantenere l’atmosfera inerte per un periodo sufficientemente lungo per evitare la ripresa delle fiamme.

Strategie di estinzione dei sistemi a CO2

Essendo più economica di altri agenti estinguenti, la CO2 viene impiegata secondo una strategia di spegnimento diversa, la cosiddetta  scarica prolungata o lenta, che accompagna o segue  la scarica principale, continuando a diffondere una quantità di CO2 sufficiente al ripristino della quantità di gas che viene disperso. Sfortunatamente la concentrazione di CO2 necessaria per l’estinzione è tale da non permettere la sopravvivenza umana, imponendo particolari precauzioni  e limitazioni.

Sistemi a bassa e alta pressione

A differenza degli altri estinguenti gassosi la CO2 ha un comportamento chimico fisico singolare, sublimando dallo stato solido, senza passare  per quello liquido. Nei sistemi a bassa pressione, in cui l’anidride carbonica è stoccata in serbatoi refrigerati a 18 bar  e adatti specialmente per gestire molti pericoli di dimensioni medio-grandi, quasi metà della scarica, raggiunge le fiamme sottoforma di particelle di ghiaccio secco. Ciò fornisce una maggiore applicazione locale, l'efficacia e una maggiore capacità di raffreddamento; con un sistema ad alta pressione, in cui la CO2 è stoccata in bombole fino a 70 bar, solo circa un terzo è costituito da particelle di ghiaccio secco. Le bombole degli impianti ad alta pressione hanno ciascuno con una propria valvola che una volta aperta scarica completamente il contenuto; la capacità di riserva richiede un’ulteriore batteria di bombole e un sistema di distribuzione che consenta il passaggio da una batteria all’altra. I sistemi a bassa pressione, meno flessibili e meno adatti a rischi modesti, tuttavia sfruttano più efficacemente l’anidride carbonica stoccata, presentano meno discontinuità nel passaggio tra le scariche e sono più facilmente scalabili. Il sistema a bassa pressione, molto più ingombrante e pesante di uno ad alta pressione, richiede di essere mantenuto refrigerato e richiede manutenzioni e verifiche molto più frequenti di un sistema ad alta pressione, il quale, per contro richiede una maggior attenzione agli aspetti di tenuta sia nel tempo che nelle fasi di ricarica. In generale, un sistema a bassa pressione mostra i suoi vantaggi quando sono richieste quantità di CO2 superiori alla tonnellata o si devono proteggere più pericoli all'interno di una singola struttura o in altre particolari soluzioni progettuali.

Applicazioni tipiche

Al netto delle variabili dimensionali citate, i sistemi ad anidride carbonica trovano applicazione per la protezione di macchinari industriali, data-center, cabine  e quadri elettrici, impianti di processo in industrie chimiche e farmaceutiche ma anche in musei e laddove i beni protetti debbano essere mantenuti esenti da rischi di corrosione e bagnamento. La limitazione principale per l'uso del sistema è dovuta alla pericolosità della CO2 che a concentrazione di utilizzo risulta pericoloso per gli occupanti. Il principale standard di riferimento per questo tip di impianti è l’NFPA 12 Standar on Carbon Dioxide Extinguishing System.

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