Segnali e sintomi di un backdraft

Backdraft. E’ il titolo originale di uno storico film, poi italianizzato in Fuoco Assassino. Ma è anche un pericoloso nemico che spesso si presenta negli incendi sottoventilati.

Cos’è un backdraft?

Perché si verifica e come possiamo gestirlo?

Diamo un’occhiata a quello che già sappiamo.
Abbiamo un incendio, con calore, ossigeno e combustibile, ma per qualsiasi motivo tutto l’ossigeno è esaurito. Questo potrebbe essere dovuto al fatto che c’è un rapporto enorme tra combustibile (troppo) e ossigeno (poco), o perché i percorsi di flusso d’aria e la ventilazione all’incendio sono limitati. Quindi cosa sta succedendo?

Come sappiamo, il calore generato ha causato la pirolisi e abbiamo combustibili in forma gassosa nell’ambiente 3D del compartimento. Poiché questi gas si trovano in un ambiente privo di ossigeno sufficiente, sono al di sopra dell’intervallo di infiammabilità e sono quindi incapaci di innescarsi.

Se ricordiamo PVT; il compartimento stesso è come un contenitore rigido, quindi i gas ad alta temperatura si espandono e alla fine riempiono il volume. Quando i gas cercano di espandersi ulteriormente, non possono farlo a causa dei confini del compartimento, quindi la pressione aumenta. Questo è il motivo per cui vediamo i gas espulsi dagli spazi vuoti sotto pressione verso aree a pressione inferiore.

Quando i gas ad alte temperatura e pressione vengono espulsi, si genera in basso un’area a pressione negativa all’interno del compartimento dell’incendio mentre i gas leggeri salgono nello spazio lasciato dai gas espulsi.

Questa pressione negativa “attira” o risucchia aria dal basso, motivo per cui a volte si può avvertire un afflusso d’aria quando si apre una porta in un compartimento in condizioni di backdraft.

Mentre il compartimento è generalmente pieno di gas, il “piano neutro” sarà a livello del pavimento o eccezionalmente basso. Secondo le regole del PVT, quando i gas caldi vengono rilasciati sotto pressione e viene aspirata aria più fredda, la temperatura si riduce, il che riduce anche il volume del gas e quindi alza il piano neutro. Quando l’aria aspirata raggiunge il le fiamme e viene riscaldata naturalmente, la temperatura aumenta ancora una volta, il volume dei gas d’incendio aumenta e il piano neutro si abbassa nuovamente. E’ il “respiro della bestia”.

I vigili del fuoco devono quindi essere consapevoli che il “rimbalzo” del piano neutro può essere un segno di condizioni di backdraft e devono considerare che qualsiasi innalzamento dello strato di fumo può essere dovuto a questo piuttosto che a un’efficace applicazione dell’acqua. Non bisogna assolutamente confondere i due effetti!

Un incendio controllato dalla ventilazione non ha abbastanza ossigeno per bruciare completamente. Ha molti combustibili in forma gassosa, ma questi sono troppo “carichi” per essere innescati. Può, tuttavia, avere abbastanza calore per auto-accendersi nel suo intervallo di infiammabilità e continuare la produzione di combustibile gassoso, nota come pirolisi. Certamente questa massa di combustibile ha una pressione elevata (PVT) e vuole spostarsi in un’area a pressione inferiore.

Quando viene creata un’apertura in un compartimento in condizioni di backdraft, l’aria viene improvvisamente reintrodotta e diluisce i gas nel loro intervallo di infiammabilità, innescandoli rapidamente. Ciò aumenta improvvisamente la temperatura nel compartimento provocando l’espansione dei gas (PVT). Questo costringe i gas ad uscire attraverso la parte superiore dell’apertura o, se la pressione è abbastanza alta, anche ad esplodere attraverso le altre aperture. Poiché i gas ancora incombusti fuoriescono dal compartimento, nel mix con l’aria esterna, viene a crearsi un’atmosfera infiammabile che prende fuoco.

Ora abbiamo una massa di gas in movimento, nel loro intervallo di infiammabilità, che si estende dall’interno di un compartimento verso l’esterno, attraverso l’apertura che è stata creata.

Si noti lo sviluppo dell’incendio nella grafica seguente – l’incendio è a ventilazione controllata e sebbene sia presente una massa di gas incombusti (prodotti di pirolisi) non vi è ossigeno sufficiente per sostenere a lungo la combustione. Una volta che la finestra viene meno (o viene involontariamente rotta da un vigile del fuoco, o si sceglie di romperla come parte della strategia di ventilazione), l’aria viene aspirata (sul percorso di flusso di ingresso) diluisce i gas di fuoco all’interno della gamma infiammabile e, con una fonte di accensione o la temperatura ai livelli di autoaccensione, la conflagrazione (movimento della fiamma) si sposta dall’area di pressione più alta all’area di pressione più bassa.

Se c’è calore sufficiente in un compartimento, i gas possono trovarsi alla loro temperatura di autoaccensione e non appena si diluiscono nel loro campo infiammabile si accendono e si muovono rapidamente attraverso il combustibile dalla pressione più alta all’interno del compartimento alle pressioni più basse all’esterno dell’apertura.

Ricorda:

Temperatura di Auto Ignizione = T.A.I. (T) Temperatura (A) Aria (I) Innesco

Questo movimento di fiamma è noto come “conflagrazione”. Può essere subsonico (più lento della velocità del suono) o supersonico (più veloce della velocità del suono).

I vigili del fuoco possono anche introdurre un’innesco ai gas che si trovano al loro “punto di innesco” ma al di sotto della loro “temperatura di autoaccensione”.

Questo può essere fatto con un’applicazione dell’acqua errata. Ad esempio, getti potenti diretti ai combustibili possono agitare le braci e le fonti di ignizione, facendole cadere su combustibili gassosi nel loro intervallo di infiammabilità, fungendo da scintilla per accendere i gas e consentendo il verificarsi del backdraft.

Come si creano le aperture?

Le aperture possono crearsi attraverso cedimenti delle strutture, come finestre che si rompono sotto il calore dei gas o da operazioni di ventilazione dei vigili del fuoco, o, più comunemente, dai vigili del fuoco che aprono una porta del compartimento sottoventilato.

Segni e sintomi di backdraft

Piano Neutro Basso

Come sappiamo, anche se il fuoco non ha abbastanza ossigeno per bruciare, ha ancora calore, provocando pirolisi e liberando gas (PVT) che riempiono la stanza. Poiché la stanza è piena, lo strato di fumo sembrerà eccezionalmente basso o a livello del pavimento.

Piano neutro rimbalzante

Quando i gas fuoriescono sotto pressione, il calore viene rilasciato, il volume del gas si riduce (PVT) e il piano neutro si alza. Man mano che i gas in entrata vengono riscaldati, il volume del gas aumenta (PVT) e il piano neutro si abbassa nuovamente.

Gas che escono da intercapedini sotto pressione

Poiché il volume del gas è vincolato dai confini del compartimento, la pressione aumenta poiché i gas non possono espandersi ulteriormente (PVT). Questa pressione spingerà i gas fuori da eventuali piccoli spazi e uscite, telai di finestre, telai di porte e qualsiasi cavità. Questo è un indicatore tipico.

Gas in uscita che si innescano

Come sopra, quando questi gas escono e si mescolano con l’aria (ossigeno) si diluiscono nuovamente nel loro intervallo di infiammabilità. Se sono sufficientemente caldi per essere alla loro temperatura di autoaccensione, si accenderanno all’uscita. Questo potrebbe avvenire lontano o a breve distanza dal punto di uscita.

Gas pulsanti

Abbiamo già spiegato che i gas vengono espulsi dagli interstizi sotto pressione. Come abbiamo anche già detto, quando questo accade crea temporaneamente delle zone di bassa pressione all’interno del compartimento che poi aspira aria (a pressione maggiore) dall’esterno del compartimento. Quando questo accade attraverso gli stessi spazi vuoti, sembra esserci una pulsazione o un fenomeno respiratorio. Un altro classico indicatore di backdraft imminente.

Afflusso d’aria durante l’apertura (fischi)

Quando viene creata un’apertura, ad esempio da un vigile del fuoco che apre una porta, l’aria viene attirata verso il fuoco dalle correnti di convezione. Questo può essere sentito e visto. Può essere accompagnato da un fischio, anche se questo può essere difficile da sentire quando si è sotto stress e si indossa l’APVR.

Uscita di gas d’incendio turbolenti, alterazione di ritmo, colore e composizione

‘Funghi’, ‘cavolfiori’, ‘zucchero filato’, l’alterazione riflette i cambiamenti nell’infiammabilità, i combustibili vengono coinvolti attraverso la pirolisi e la turbolenza del flusso di gas che indicano la crescita dell’incendio.

Il cuneo

I gas in uscita dal fuoco sotto pressione e l’aria in entrata sotto pressione si combinano per creare un effetto che assomiglia a un “cuneo della porta”. Questo è un buon indicatore visivo.

Finestre annerite

La mancanza di ossigeno significa che le molecole di carbonio (C) non si legano con l’ossigeno e quindi molte di queste molecole rimangono nel compartimento con incendio controllato dalla ventilazione. Poiché queste molecole sono adesive, aderiscono o “si attaccano” alle finestre, presentandosi come fuliggine e annerendo le finestre. Le finestre annerite sono un indicatore di un incendio a ventilazione controllata o carente di ossigeno.

Definizione ufficiale di Backdraft

Per fare contento il tuo capo, cita a memoria questa definizione ufficiale di backdraft:

Una ventilazione limitata può provocare un incendio in un compartimento che produce gas di incendio contenenti proporzioni significative di prodotti di combustione parziale e prodotti di pirolisi incombusti. Se questi si accumulano allora l’immissione di aria, quando si fa un’apertura al vano, può portare ad un’improvvisa deflagrazione. Questa deflagrazione che si muove attraverso il compartimento e fuori dall’apertura è un backdraft.

Definizione operativa di Backdraft

Si è sviluppata una situazione di incendio a ventilazione controllata con quantità di combustibili incombusti pressurizzati e troppo densi per bruciare. Qualsiasi creazione di un’apertura consente all’aria di entrare, al gas di uscire e ai gas di diluirsi nel loro intervallo di infiammabilità. Qualsiasi fonte di accensione (o T.A.I.) consente la combustione e il movimento della fiamma che fuoriesce sotto pressione attraverso l’apertura. Questo movimento di fiamma può essere subsonico o supersonico.

Cosa significa backdraft per i vigili del fuoco?

La maggior parte degli incendi a cui assistiamo ora sarà controllata dalla ventilazione a causa di una serie di fattori, il carico d’incendio e la tipologia di costruzione sono solo due. Pertanto, il rischio di backdraft è molto più frequente ora ed è una reale possibilità nella maggior parte degli incendi di compartimenti chiusi su cui interveniamo.

La possibilità e la frequenza del backdraft evidenzia davvero l’importanza di conoscere i segni dei sintomi e intraprendere azioni appropriate, avere una conoscenza pratica di come gestire i flussi d’aria ed essere in grado di prevedere e comprendere l’effetto dell’aria sugli incendi quando si aprono porte e finestre.

Come controllare il backdraft?

Un modo semplice di comprendere il backdraft è capire che i gas nell’ambiente sono in uno stato di estrema densità. Il backdraft potrebbe innescarsi quando all’aria è permesso di fluire e diluire la concentrazione di questo combustibile, portandolo nel suo intervallo di infiammabilità.

Per approfondire la tematica suggeriamo la lettura del libro “Fire Dynamics for Firefighters – 2nd Edition” di Benjamin Walker e Shan Raffel.