Capire il linguaggio del fuoco: agisci ‘BE SAFE’, pensa ‘BE SAHF’.

di Shan Raffel

Ogni incendio invia segnali che possono aiutare il vigile del fuoco a determinare la fase di sviluppo del fuoco e, soprattutto, i cambiamenti che possono verificarsi. Questa abilità è essenziale per assicurare la strategia e la tattica più sicure e più efficaci da impiegare. Essere in grado di “leggere il fuoco” è la prima caratteristica di un vigile del fuoco che può prendere decisioni basate sulla conoscenza e l’abilità, non provando a indovinare o sperando nella fortuna.

Contesto storico

I principi base di “Lettura del fuoco” furono posti in Svezia alla fine degli anni ’70. L’ingegnere antincendio svedese Krister Giselsson era tra gli uomini più all’avanguardia nel ridefinire il concetto di sviluppo dell’incendio e delle tecniche di estinzione. Giselsson, insieme al vigile del fuoco Mats Rosande, per primo riconobbe che i cambiamenti nelle tecniche di costruzione degli edifici, l’aumento dei carichi d’incendio e l’inserimento di materie plastiche in quasi tutte le parti degli arredi interni avrebbero portato a incendi dal comportamento e dalle dimensioni mai sperimentate. Seguendo una rigorosa trattazione scientifica, svilupparono soluzioni pratiche per addestrare e preparare i pompieri con strategie, tattiche e strumenti che permettessero loro di riprendere il controllo dei nuovi incendi emergenti. Alla fine degli anni ’90, i vigili del fuoco venivano preparati di default a riconoscere i cosiddetti “segni e sintomi di flashover” e “segni e sintomi di backdraft”. Questi erano utili aiuti nel riconoscere fenomeni d’incendio che potrebbero verificarsi all’interno degli ambienti coinvolti. La mia ricerca e l’esperienza personale mi hanno portato a credere che esisteva, tuttavia, un insieme di eventi verificabili che non rientravano nella categoria del flashover o del backdraft. Spesso, non c’erano segnali di un cambiamento improvviso, estremo e inaspettato nelle condizioni interne. Infatti, nel 2005, il termine “Ignition Fire Gas” fu usato per descrivere l’improvvisa accensione di fumo accumulato (combustibile non combustibile):

Ignizione dei gas d’incendio (FGI): ‘accensione di gas combustibili accumulati e prodotti di combustione, già esistenti o portati ad uno stato infiammabile.’ Ci sono una vasta gamma di eventi che possono essere opportunamente raggruppati sotto il concetto di FGI; tali fenomeni possono generalmente essere definiti come qualsiasi accensione normalmente causata dall’introduzione di una fonte di ignizione in uno stato pre-miscelato di gas infiammabili o il trasporto di tali gas verso una fonte di accensione o la trasformazione di una miscela ricca di combustibile in gas. In una zona contenente dell’ossigeno e una sorgente d’ignizione, l’accensione è causata dall’azione del flusso d’aria/ossigeno in direzione della sorgente di ignizione, fenomeno chiaramente riconosciuto come un evento di backdraft.

I quattro indicatori principali del comportamento dell’incendio

Anche se ho trovato utili in teoria gli indicatori elencati sotto il nome di “segnali e sintomi”, ho visto la necessità di un modello semplice che potesse aiutare a determinare rapidamente la posizione del fuoco, la fase dello sviluppo dell’incendio e i probabili cambiamenti. Nel 1999, ho applicato un semplice concetto grafico che si è concentrato sui quattro principali indicatori del comportamento del fuoco: fumo (Smoke), aria (Air), calore (Hot) e fiamma (flame), generando quindi il concetto di SAHF “SAFE”. La misurazione accurata dello sviluppo dell’incendio è un’abilità essenziale per selezionare il metodo di attacco più sicuro e più efficiente. In particolare, un piano di “Ventilazione Tattica” non può essere sviluppato o implementato in modo sicuro fino a quando non viene effettuata una valutazione SAHF. Le squadre operative dovrebbero anche utilizzare una valutazione dei rischi SAHF nel loro settore di competenza. Ciò è particolarmente importante negli istanti precedenti alla creazione di eventuali aperture. Queste informazioni dovrebbero essere trasmesse al team di intervento rapido (RIT) e al comandante delle operazioni (ROS) in modo da poter aggiornare in maniera accurata il profilo dell’incendio. Gli indicatori possono essere letti singolarmente, ma è possibile sviluppare un profilo d’incendio più completo leggendo contemporaneamente più indicatori possibili da diversi punti di vista all’interno e all’esterno della struttura.

Scenario – Fattori ambientali e strutturali

Intorno al 2005, il capo battaglione Ed Hartin ha aggiunto una “B” davanti ai quattro indicatori del comportamento dell’incendio per rafforzare la necessità di leggerli in funzione delle caratteristiche dell’edificio.

“B” – fattori di costruzione

Una buona conoscenza delle caratteristiche costruttive di un edificio è un bagaglio fondamentale che tutti i vigili del fuoco devono possedere. Lo scenario strutturale cambia continuamente in quanto aumenta la domanda di efficienza energetica. Informazioni dettagliate sulle modalità di realizzazione delle costruzioni sono al di là del campo di applicazione di questo articolo, ma discuterò brevemente alcuni dei fattori chiave che possono influire in modo significativo sulla dinamica del fuoco.

Tipologia costruttiva e destinazione d’uso della costruzione

La comprensione dei diversi tipi di costruzione della tua zona è essenziale per capire come probabilmente si svilupperà il fuoco e il potenziale di collasso strutturale. La destinazione d’uso fornirà informazioni sui probabili rischi e sui materiali che potrebbero essere coinvolti.  

Rivestimenti 

Le proprietà termiche delle pareti e dei soffitti dipendono dalla loro densità, dalle proprietà isolanti e dalla loro capacità termica. La capacità termica è una misura della quantità di energia termica necessaria per aumentare la temperatura di 1 grammo di sostanza di 1°C. Se la sostanza ha una bassa capacità termica, si scalda rapidamente. Se i rivestimenti hanno buone proprietà di isolamento, l’energia termica è meno probabile che sia trasferita alle pareti, al soffitto e quindi fuori dall’ambiente. Maggiore è la densità dei rivestimenti, più materiale assorbe l’energia termica. I materiali da costruzione ad alta massa termica assorbono e conservano l’energia termica generata dal fuoco. Ciò può rallentare il tasso di crescita dell’incendio poiché l’energia viene assorbita nella massa della fodera per conduzione. Tuttavia, una volta che i rivestimenti hanno assorbito l’energia, tendono a trattenere e, infine, irradiare questa energia nell’ambiente. L’acqua applicata alla superficie di questo rivestimento evapora rapidamente, e la temperatura superficiale salirà rapidamente quando l’energia termica immagazzinata viene trasferita sulla superficie. I rivestimenti isolanti trasferiranno il calore nel vano incendiato e questo può accelerare la crescita dell’incendio.

I rivestimenti combustibili producono gas di pirolisi quando vengono riscaldati e ciò contribuirà all’accumulo di gas combustibili nella regione di sovrapressione vicino al soffitto.

I rivestimenti non combustibili tendono ad assorbire l’energia termica nelle fasi iniziali dello sviluppo. Le vernici, come il cemento, assorbono molta energia e fungono da “serbatoi” di calore. Una volta che l’energia è stata assorbita, sarà più difficile per loro raffreddarsi e possono continuare a rilasciare energia anche dopo che la sorgente è stata estinta.

La presenza di doppi vetri rende la costruzione ben sigillata e può in alcuni casi ostacolare la crescita limitando l’alimentazione dell’aria al fuoco.

Da ultimo, una costruzione leggera, prefabbricata, può spesso “forarsi”, portando ad una rapida progressione dell’incendio.

Il mio approccio, per semplificare lo scenario di un edificio, è quello di valutarlo in termini di sviluppo dell’incendio.

Flashover

Il flashover avverrà nella maggior parte degli edifici se è disponibile aria sufficiente. Gli edifici con grandi finestre a vetri singoli potrebbero non riuscire e fornire aria supplementare nelle prime fasi di sviluppo. La costruzione leggermente isolata permetterà il da subito il trasferimento di calore, che potrebbe portare alla crisi prematura di componenti strutturali e quindi fornire aria e consentire la diffusione dei gas super-riscaldati attraverso la struttura. Pareti in mattoni pesanti o in cemento assorbono molta energia, che potrebbe ritardare il flashover.

Backdraft

Il Backdraft è più probabile che si verifichi in edifici a basso consumo energetico con ottimi isolamenti e finestre sigillate o vetri doppi/tripli. Lo sviluppo di incendi può consumare l’ossigeno disponibile prima che il fuoco riesca a raggiungere il flashover. Mentre il livello dell’ossigeno diminuisce, il processo di combustione può passare dalla fiamma alla brace. Intanto la temperatura della stanza è abbastanza elevata per sostenere la pirolisi,quindi i combustibili nel compartimento continueranno a rilasciare vapori infiammabili.

FGI

Vuoti; condotte; travi; cornici; ampio piano aperto; soffitti alti; soppalchi o sbalzi sono alcuni dei fattori che consentono di trasportare e accumulare fumo nelle aree adiacenti al compartimento d’origine, o ad una certa distanza da esso. L’azione del fuoco può creare aperture o vuoti inaspettati. Il combustibile nel fumo è spesso parzialmente miscelato con aria fresca e può accumularsi a concentrazioni infiammabili. Se una sorgente di accensione progredisce in questo fumo premiscelato accumulato, il risultato può essere un evento molto improvviso ed estremo.

Fattori ambientali

Nel 2008, Peter McBride (dell’Ottawa Fire Services) ha ampliato lo scenario per includere fattori ambientali critici come il vento, in velocità e direzione, la bassa umidità e i valori estremi di temperatura. Il vento è il più critico dei fattori ambientali. I venti forti possono accelerare la crescita dell’incendio e aumentare la probabilità che il fuoco si diffonda alle stanze adiacenti. Possono aggravare gli effetti anche la bassa umidità e le temperature estreme.

Topografia

La morfologia del territorio attorno alla struttura può causare variazioni di direzione e velocità del vento sui vari lati della struttura interessata. Un altro esempio di impatto estremo è quello che si chiama “wind-driven fire” (incendio guidato dal vento). I venti forti che soffiano in una stanza chiusa possono aumentare la pressione all’interno del compartimento. Se la porta è aperta, il vento può causare un rapido e sostenuto flusso di gas super-riscaldati nel passaggio. Le variazioni estreme di temperatura possono avere un impatto significativo sul modo in cui si comporta il fumo rilasciato da una struttura. Temperature estremamente basse possono causare un rapido raffreddamento del fumo scaricato che ridurrà la “galleggiabilità” dello stesso. In combinazione con “bassa pressione atmosferica”, si può formare uno strato di inversione che impedisce al fumo di salire. Costruzioni realizzate in aree in cui potrebbe verificarsi freddo estremo mostrano valori di calore che potrebbero essere considerati “comuni, normali” in tipi di costruzioni presenti in clima moderati. Gli impatti più significativi degli estremi nella temperatura sono sul benessere fisico dei vigili del fuoco. Le operazioni di spegnimento in temperature ambiente molto elevate possono diventare estremamente ardue e frequenti periodi di riabilitazione combinati con raffreddamento, riposo e riabilitazione del corpo sono essenziali. Le operazioni a temperature estremamente basse possono anche aumentare sensibilmente i rischi connessi ai vigili del fuoco. Le parti del mondo in cui si incontrano regolarmente temperature estreme sono spesso consapevoli dei pericoli e dei metodi di controllo. Il rischio è di solito più alto in situazioni in cui si verificano ambienti di temperatura estrema come parte di un evento raro in aree geografiche che non sanno come gestire questi estremi.

Fumo

Volume e posizione

Il volume e la posizione del fumo sono spesso i primi indicatori che l’occhio umano nota. In generale, possono fornire una guida alla dimensione e alla posizione del fuoco. In alcuni casi possono essere inaffidabili e possono dare indicazioni false sulla posizione, la dimensione dell’incendio e la fase di sviluppo. Il fumo può attraversare i vuoti e i condotti nascosti ed emergere in luoghi inaspettati. Il fumo riscaldato è fluttuante e sale verticalmente. Quando raggiunge ostacoli orizzontali, si estenderà e cercherà ulteriori aperture che consentano la corsa verticale. La maggior parte dei vigili del fuoco avrà sicuramente visto una struttura incendiata che rilasciava grandi volumi di fumo per poi scoprire che l’area effettiva del fuoco era più piccola di quanto previsto o in una posizione totalmente inaspettata. Come per tutti gli indicatori di comportamento antincendio, è fondamentale non leggere l’indicatore singolarmente.

Colore

Il colore del fumo può variare con il tipo e la forma del contenuto di combustibile nonché la ventilazione disponibile. Può dare un’indicazione generale dell’efficienza del processo di combustione nella stanza o nella struttura. Il fumo più chiaro (a volte quasi bianco) viene spesso prodotto quando il combustibile viene riscaldato alla temperatura di pirolisi. A questa temperatura vengono liberati i componenti volatili e il carbonio solido viene lasciato sotto forma di “char”. Se il calore continua ad aumentare e l’ossigeno non è sufficiente anche per la combustione diretta, la produzione di fumo bianco continuerà. È importante rendersi conto che mentre il fuoco si sviluppa, il calore verrà trasferito nei compartimenti vicini, che possono causare la pirolisi di rivestimenti e combustibili adiacenti. Questo fumo bianco si accumula e si sposta in parti non interessate dell’edificio. Anche attraverso questo fumo che è a una temperatura più bassa, ha un contenuto di gas combustibili molto elevato e l’introduzione di fiamme in questi spazi può provocare un accensione improvvisa e potente. Ricorda che quando si inizia ad applicare l’acqua, il fumo scaricato sarà più leggero a causa della presenza di vapore acqueo. Il fumo marrone o giallastro può essere rilasciato nelle fasi iniziali della pirolisi dei prodotti del legno. Ciò avviene quando la lignina si rompe e il catrame viene rilasciato sotto forma di vapore. Il fumo scuro spesso indica condizioni ricche di combustibile ma con un’alimentazione limitata. Quando si verifica una combustione con fiamma o senza, il carbonio del prodotto viene rilasciato come fuliggine nel fumo. Il colore può essere molto scuro se il processo di combustione è ostacolato da una mancanza di aria o da condizioni eccessivamente ricche di combustibile. Se l’alimentazione di aria è buona, parte del carbonio verrà bruciato nella zona di reazione (fiamma), provocando un fumo leggermente più leggero e una fiamma gialla. La presenza di fumo grigio, indica che è presente una certa combustione con fiamma. Dove c’è una miscelazione del fumo più scuro da combustione con fiamma, con il fumo pirolitico più bianco, il risultato può essere un fumo grigio.

Densità ottica

Lo spessore può essere un buon indicatore dell’efficienza del processo di combustione. Nella fase iniziale del combustibile, il tasso di produzione di fumo è minore a causa di una fornitura d’aria relativamente buona. Mentre avanza verso la ventilazione controllata, la combustione diventa meno efficiente e il volume del fumo aumenterà. L’incendio fortemente limitato nella ventilazione produrrà grandi volumi di denso fumo scuro. Lo spessore del fumo è anche una funzione della durata. Quindi, è possibile che un incendio relativamente piccolo produce un grande volume di fumo spesso se è stato bruciato per molto tempo in condizioni di ventilazione limitata.

Galleggiabilità

Vedere il fumo espandersi verso l’alto e ruotare indica che i gas sono ad alta temperatura. Anche i prodotti d’incendio sono più leggeri dell’aria quando vengono riscaldati ad alte temperature. Al contrario, il fumo rilasciato ad una temperatura più bassa ha la tendenza a saltare lentamente verso l’alto o anche verso il basso in condizioni fredde. Questa minore temperatura e la galleggiabilità potrebbero indicare temperature relativamente basse nello scompartimento o potrebbero essere causati dal raffreddamento che è avvenuto in quanto il fumo ha percorso una certa distanza attraverso le sezioni non interessate della struttura, raffreddandosi.

Altezza del piano neutro

Mentre il fuoco si sviluppa, il piano neutro si abbassa e lo spessore dei gas accumulati in alto aumenterà. Pertanto, occorre essere pronti alle seguenti condizioni potenziali:  

  • Un piano neutro elevato potrebbe indicare che il fuoco è nelle prime fasi di sviluppo.
  • Un piano neutro molto basso potrebbe indicare condizioni di backdraft.
  • Una risalita improvvisa della quota potrebbe indicare che è avvenuta la ventilazione.
  • L’abbassamento graduale potrebbe indicare un accumulo dei gas e un prossimo flashover.
  • L’abbassamento improvviso potrebbe indicare una improvvisa intensificazione del fuoco.

Aria

L’aria è uno dei quattro indicatori del comportamento dell’incendio che possono essere osservati in corrispondenza di un’apertura o all’interno di una struttura. L’aria, invisibile, è tipicamente osservabile dal movimento turbolento del fumo, dalla sua velocità, dall’interno sulle pareti di un compartimento o in corrispondenza di un’apertura. E ‘di vitale importanza che i vigili del fuoco comprendano i probabili percorsi del movimento dell’aria causati da ventilazione pianificata o non pianificata in tutte le parti della struttura.

Percorso di flusso bi-direzionale

Quando si crea un’apertura nella stanza in fiamme, i gas riscaldati scorreranno fuori dalla sommità dell’apertura e l’aria fresca verrà prelevata attraverso il fondo dell’apertura.

Controllato dal combustibile – Flusso lento

Se il flusso di fumo / aria è lenta e diretta, potrebbe indicare che il fuoco è nelle fasi iniziali e probabilmente ancora controllato dal combustibile.

Controllato dalla ventilazione – Flusso turbolento

Mentre il fuoco aumenta, aumenta la domanda di aria, così come il volume di fumo super-riscaldato. Ciò porta ad una situazione in cui il fumo scaricato blocca l’apertura e limita l’ingresso dell’aria verso la base d’incendio. Questo provoca turbolenze al piano neutro in corrispondenza dell’apertura.

Scarico del Fumo 

Affinché il fumo o le fiamme escano direttamente da un’apertura, devono esserci flussi in ingresso che siano almeno uguali in termini di sezione trasversale o che sia attivata la ventilazione agli ingressi.

Ingressi

Occorre individuare porte e finestre aperte che potrebbero alimentare l’incendio. Come accennato in precedenza, ogni apertura unidirezionale di scarico richiederà aperture di almeno una sezione trasversale uguale (a meno che gli ingressi non vengano supportati dalla ventilazione). Può essere possibile ridurre il tasso di sviluppo del fuoco se questi ingressi vengono chiusi o limitati.  

Guidato dal vento  

Venti forti che soffiano in un vano chiuso possono portare ad una zona ad alta pressione nello scompartimento. In condizioni di vento normale, una stanza con una sola apertura genererà un flusso bidirezionale. Ciò sarà controllato dal combustibile (flusso regolare) o dalla ventilazione (turbolento). In caso di vento, l’apertura alternerà in modo casuale momenti di ingresso e momenti di scarico.

Pulsazioni

Vedere il fumo pulsare fuori da piccole aperture può indicare un fuoco controllato dalla ventilazione (o con il limite). Ciò indica che ci sono variazioni di pressione causate da un’alimentazione limitata di ossigeno. Mentre il livello dell’ossigeno diminuisce, così avviene anche il processo di combustione. Questo, a sua volta, riduce la temperatura e, di conseguenza, il volume dei gas diminuisce. Ciò provoca l’innalzamento dell’aria, il fuoco inizia ad aumentare, la temperatura dei gas aumenta e il fumo in espansione viene spinto attraverso i vuoti in pressione fino a quando l’aria viene consumata e il ciclo ricomincia. In alcuni casi, questo potrebbe svilupparsi in una situazione in cui l’apertura improvvisa del comparto potrebbe portare a backdraft.

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