Liquidi schiumogeni antincendio: la scelta e il loro utilizzo.

di Elena Lamperti

Gli agenti estinguenti sono noti per la loro efficacia nella prevenzione, nel controllo e nella lotta agli incendi sia di Classe A (solidi) che di Classe B (liquidi infiammabili). Negli ultimi anni sono state fatte molte discussioni e valutazioni, da parte dell’industria antincendio e delle istituzioni, sull’adeguamento dei prodotti determinato dalle problematiche di impatto ambientale e nuove direttive europee a fronte di rischi sempre più complessi.

Per fare le opportune valutazioni guardando al futuro è indispensabile avere una conoscenza, seppur non profonda, dei prodotti esistenti, della loro storia e del rapporto costo-rischio-beneficio che presentano.

La storia

Gli schiumogeni antincendio vengono utilizzati nel mondo dalla loro invenzione nel 1902, attribuita al chimico russo Aleksander Loran. Nonostante l’acqua sia stata a lungo – e talvolta lo è ancora – considerata come il mezzo estinguente più economico ed efficace, vi sono molti casi in cui l’utilizzo della sola acqua è fortemente sconsigliato se non addirittura dannoso, come ad esempio per gli incendi di Classe B (liquidi infiammabili).

La schiuma (previa preparazione della soluzione schiumogena, ovvero acqua e liquido concentrato in percentuale definita) può essere generata da lance aspirate o non aspirate o sistemi ad aria compressa (CAFS). Compito della schiuma è di estinguere l’incendio attraverso le sue principali funzioni:

  1. escludere l’ossigeno (la schiuma forma una barriera tra il carburante e l’aria);
  2. prevenire la formazione di vapori (rilasciati dal carburante specie se polare e altamente volatile);
  3. raffreddare la superficie del carburante e delle strutture (potere bagnante).

Schiumogeni di Classe A

Sviluppati a metà degli anni ’80 gli schiumogeni di Classe A sono stati inizialmente utilizzati per la lotta agli incendi boschivi, trovando successivamente un grosso riscontro anche per incendi strutturali (civili) e come dotazione primaria dei Corpi VVF in molti paesi, soprattutto con l’avvento dei sistemi CAFS.

Gli incendi di Classe A sono generati da materiali comuni solidi quali legno, carta, indumenti, plastica, gomma. La capacità bagnante e raffreddante della schiuma prodotta è la principale caratteristica degli schiumogeni di Classe A e del loro potere estinguente.

Esempi di utilizzo schiumogeni di classe A.

Questi schiumogeni, tutti a base sintetica, vengono utilizzati in concentrazioni dallo 0,1% all’1%. Tali percentuali di utilizzo li rendono economicamente vantaggiosi perché con quantità minime di prodotto si ottengono schiume particolarmente efficaci. Inoltre, questi prodotti sono altamente biodegradabili, non-tossici e quindi eco-sostenibili.

Gli schiumogeni di Classe A possono essere utilizzati con un’ampia varietà di attrezzature e sistemi, dai veicoli antincendio dei VVF agli elicotteri e mezzi aerei (vedi Canadair per la lotta agli incendi boschivi). I loro principali utilizzatori sono i Vigili del Fuoco, grazie ai molteplici benefici che costoro hanno riscontrato a livello operativo. Minori scorte di prodotto, consumi d’acqua ridotti che consentono di muoversi senza dover pensare a scorte imponenti, gli schiumogeni di Classe A consentono di aumentare esponenzialmente l’efficienza operativa, consentendo l’estinzione in tempi molto più brevi e con molta meno acqua rispetto agli interventi tradizionali con sola acqua.

Sistemi per l’utilizzo di schiumogeni.

Gli schiumogeni di Classe A rendono “l’acqua più bagnata” e ciò non comporta solo un’estinzione in tempi più brevi ma anche una resistenza maggiore alla riaccensione. Per questo motivo sono considerati uno strumento indispensabile e non un semplice mezzo estinguente.

L’introduzione dei sistemi CAFS negli anni recenti ha perfezionato e ulteriormente migliorato l’utilizzo degli schiumogeni di Classe A, con risparmi anche di 10 volte tanto sia di acqua che di prodotto rispetto ai sistemi e schiumogeni tradizionali. La capacità dei sistemi CAFS di generare schiume “secche” consente di operare anche su incendi difficili grazie alla capacità della schiuma di “aggrapparsi” anche a pendenze verticali e di resistere a lungo grazie al suo lento drenaggio. In buona parte dei paesi industrializzati i sistemi CAFS con schiumogeni di Classe A sono stati adottati da tempo grazie agli indiscussi vantaggi economici, ma soprattutto grazie agli immensi vantaggi operativi:

  • manichette leggere (trasportano schiuma, non soluzione schiumogena)
  • gittate molto lunghe grazie alla forza cinetica della schiuma stessa
  • consumi acqua ancora più ridotti
  • massima efficacia estinguente
Sistemi CAFS: la schiuma generata è molto adesiva e le manichette sono estremamente leggere.

Schiumogeni di Classe B

Esistono due categorie di schiumogeno di Classe B:

  1. a base proteinica
  2. a base sintetica

Per ciascuna categoria esistono poi diversi tipi di schiumogeno:

  1. a base proteinica:
    – FP (fluoroproteinici), FFFP (fluoroproteinici filmanti) , FP-AR (fluoroproteinici per alcoli)
  2. a base sintetica:
    – AFFF (Aqueous Film Forming Foam), AR-AFFF (Alcohol Resistant Aqueous FilmForming Foam, HI-EX (sintetico per bassa, media e alta espansione)

Gli schiumogeni proteinici e fluoroproteinici hanno avuto il loro maggior sviluppo e diffusione negli anni ’70-’80, soprattutto in ambito petrolifero per utilizzo sui grandi serbatoi di stoccaggio di liquidi infiammabili.

Già allora, invece, per uso civile (VVF) veniva utilizzato il “precursore” degli schiumogeni che sarebbero poi stati definiti di Classe A, ovvero il cosiddetto (in Italia) “sintetico” che, a seconda del tipo di generatore utilizzato consente la formazione di schiuma a bassa, media o alta espansione.

Questo tipo di schiumogeno è ancora largamente diffuso appunto in ambito civile nei VVF e nelle sale macchine delle navi o hangar aeroportuali, dove si necessita della rapida formazione di schiuma attraverso generatori che consentano il veloce riempimento dello spazio. La schiuma prodotta letteralmente “soffoca” l’incendio.

Negli ultimi 30 anni hanno però preso larga preponderanza, in particolare nel mondo industriale e petrolifero, gli schiumogeni sintetici o “fluorosintetici”, ovvero AFFF (Aqueous Film Forming Foam) e AR-AFFF (Alcohol Resistant Aqueous Film Forming Foam), grazie alla loro rapida capacità estinguente.

Gli AFFF, sviluppati negli anni ’50 per utilizzo in ambito aeroportuale (inizialmente militare), sono da tempo lo schiumogeno più largamente diffuso nelle raffinerie e impianti petrolchimici di tutto il mondo, grazie alla loro rapidissima azione estinguente e, nonostante la schiuma prodotta sia molto “liquida” e fluida, grande resistenza alla riaccensione.

Per gentile concessione della Raffineria di Milazzo (foto sx).

Che siano adatti solo agli incendi di idrocarburi (AFFF) o anche ai solventi e alcoli (AR-AFFF) questi schiumogeni fluorosintetici devono la loro immensa capacità estinguente alla formazione di una pellicola acquosa (film formation) nei primi, o membrana polimerica nei secondi, grazie all’azione dei tensioattivi o polimeri fluorurati in esso contenuti.

Le schiume prodotte dagli schiumogeni fluorosintetici – se di buona qualità – hanno la capacità di “sigillare” la superficie del carburante incendiato anche con lance non aspirate e con conseguente formazione di schiuma molto liquida. E’ invece impossibile utilizzare schiumogeni fluoroproteinici con lance non aspirate.

Formazione pellicola acquosa di AFFF di buona qualità su cicloesano

Mancata formazione di pellicola acquosa di AFFF  su cicloesano di cattiva qualità

La concentrazione di utilizzo degli schiumogeni di Classe B è variabile dallo 0,5% al 6%. Tuttavia è doveroso segnalare che mentre gli schiumogeni a base sintetica, nel tempo, sono stati migliorati nell’efficacia consentendo di avere prodotti anche AFFF che possono essere utilizzati allo 0,5%, gli schiumogeni fluoroproteinici, per loro natura chimica, non consentono concentrazioni inferiori al 3%, impedendo così di fatto un’ottimizzazione di costi, consumi e spazi di stoccaggio.

Esistono quindi sul mercato prodotti AFFF e AR-AFFF che possono essere miscelati allo 0,5%. In particolare la tecnologia, molto più complessa, dei prodotti AR-AFFF ha fatto passi da gigante ed oggi sono appunto disponibili prodotti che possono essere usati alla concentrazione dello 0,5% sia per incendi di idrocarburi che alcoli. E’ importante segnalare che in questo caso si rende necessario disporre di sistemi di miscelazione che consentano la massima precisione di miscelazione per evitare che la soluzione schiumogena sia meno efficace del previsto. E’ altresì vero però che tali sistemi sono ormai molto diffusi e i vantaggi economici e operativi dati da schiumogeni molto concentrati superano di gran lunga l’eventuale investimento per un nuovo sistema di miscelazione più moderno e preciso.

Sistema di miscelazione elettronico Dosifor di Auxquimia.

Agenti bagnanti

Gli agenti bagnanti, dall’inglese “wetting agent”, altro non sono che gli schiumogeni di Classe A di cui abbiamo parlato all’inizio. Underwriter’s Laboratories Inc. (UL) definisce gli “wetting agent” come “liquidi concentrati che, aggiunti all’acqua nella debita proporzione, riducono la tensione superficiale dell’acqua stessa e ne aumentano la capacità impregnante e di spandimento”.

Gli agenti bagnanti sono idonei allo spegnimento di incendi di Classe A ma non possono essere utilizzati su incendi di Classe B di liquidi infiammabili. Innanzitutto per rendere potenzialmente utilizzabile un agente bagnante su incendi di Classe B bisognerebbe usare concentrazioni e ratei di applicazione così alti (solo su idrocarburi) che lo renderebbero estremamente oneroso, oltreché rischioso. Inoltre in nessun caso e in nessuna condizione operativa un agente bagnante potrebbe estinguere un incendio di alcoli o solventi. In entrambi i casi poi la resistenza alla riaccensione sarebbe praticamente nulla.

Agenti incapsulanti

Negli ultimi anni abbiamo assistito alla comparsa, su alcuni mercati, di “agenti incapsulanti micellari”. Questi prodotti basano la loro azione estinguente sulla riduzione della tensione superficiale dell’acqua, sulla rapidità di raffreddamento e sottrazione del calore, sulla neutralizzazione ed incapsulamento delle molecole di idrocarburi. A tutti gli effetti questi prodotti possono essere catalogati tra gli “agenti bagnanti” e quindi intesi per l’utilizzo solo su incendi di Classe A.

Le normative

Qualsiasi sia il tipo di schiumogeno che andremo a utilizzare, è importante che questo venga testato “scientificamente” in base alle normative di riferimento. Infatti, spesso ci troviamo in presenza di prodotti di ottimo impatto visivo e dimostrativo, ma che all’atto pratico non sono idonei all’uso presentato o mancano di prove che riproducano un realistico scenario dell’incendio che dobbiamo affrontare. Una prova scientificamente valida è quella effettuata rispettando tutti i parametri della normativa di riferimento.

Le normative in vigore (in Europa) per gli schiumogeni di Classe B sono:

  • EN 1568:2008 Parte 1 Liquidi schiumogeni a media espansione per applicazione superficiale su liquidi immiscibili con acqua (idrocarburi)
  • EN 1568:2008 Parte 2 Liquidi schiumogeni ad alta espansione per applicazione superficiale su liquidi immiscibili con acqua (idrocarburi)
  • EN 1568:2008 Parte 3 Liquidi schiumogeni a bassa espansione per applicazione superficiale su liquidi immiscibili con acqua (idrocarburi)
  • EN 1568:2008 Parte 4 Liquidi schiumogeni a bassa espansione per applicazione superficiale su liquidi miscibili con acqua (solventi polari)

Gli schiumogeni di Classe A mancano di una normativa Europea propria. Per questo motivo si può prendere in riferimento la normativa NFPA18 “Standard on Wetting Agents”, l’unica che riporti dei criteri di prova riproducibili e pertinenti all’uso su incendi di Classe A.

Qualora si presenti invece la necessità di testare un estinguente di Classe A per utilizzo come Classe B su liquidi infiammabili (non polari) si consiglia di prendere come riferimento la normativa EN 1568:2008 Parte 1 e Parte 3. Utilizzati a bassa e media espansione gli agenti estinguenti di Classe A possono comunquedare risultati discreti escluso nei contesti di rischio di incidente rilevante.

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