Carico d’incendio e curva RHR

Il concetto di carico di incendio è tanto noto e utilizzato quanto poco approfondito nei suoi aspetti più significativi e rilevanti ai fini della sicurezza in caso di incendio: nello specifico la sicurezza strutturale in caso di incendio. La modalità di calcolo del carico di incendio specifico di un compartimento è nota:

dove

y_i è un fattore di limitazione alla partecipazione alla combustione dell’i-esimo materiale (funzione del contenitore)

m_i è un fattore di partecipazione alla combustione dell’i-esimo materiale (funzione del materiale)

g_i è la massa dell’i-esimo materiale combustibile (kg)

H_i è il potere calorifico inferiore dell’i-esimo materiale combustibile (MJ/kg)

A è la superficie del compartimento (m²)

Il calcolo del carico d’incendio è quindi un operazione non particolarmente complessa che fornisce, per lo specifico compartimento, la stima dell’energia disponibile in caso di incendio e, di conseguenza, l’indicazione del livello di pericolosità ai fini della valutazione del grado di resistenza al fuoco richiesto alle strutture di un dato compartimento.

Il concetto non immediato e non scontato è che questa energia è sostanzialmente un’energia sì disponibile, ma di tipo potenziale. Perché questa energia, in caso di incendio, possa effettivamente svilupparsi, è necessaria la concomitante presenza di un altro elemento fondamentale: la ventilazione.

Una ridotta disponibilità di comburente, l’ossigeno contenuto nell’aria, determina una non completa combustione del materiale combustibile che, nei casi estremi di ridottissimo apporto di comburente, dà luogo al fenomeno degli incendi di tipo covante, senza fiamma. All’estremo opposto un’ampia disponibilità di aria, apportata e ricambiata nel punto di combustione, ravviva e sostiene la combustione stessa e favorisce la completa combustione del materiale.

Come quindi influiscono su un incendio l’apporto di combustibile e l’apporto di comburente? Un aiuto alla comprensione del fenomeno è dato dall’osservazione comparata della curva RHR schematicamente e qualitativamente rappresentata nella figura che segue. In ascissa il tempo, espresso in secondi, in ordinata la potenza termica, espressa in kW. L’area sottesa dalla curva ci fornisce la misura dell’energia generata dall’incendio.

Cosa cambia tra le due curve? Sono riferite a due tipologie di incendio completamente differente l’una dall’altra?

La fase di crescita dell’incendio è caratterizzata da due curve perfettamente sovrapposte: trattasi quindi della medesima tipologia di materiale, caratterizzato da un rateo di crescita dell’incendio con legge quadratica del tipo at² con a, coefficiente rappresentativo della velocità di crescita dell’incendio, identico per entrambe le curve.

Ciò che cambia tra le due curve è la ventilazione disponibile nel compartimento oggetto di analisi. La curva blu (n. 2) si differenzia quindi dalla curva verde (n. 1) unicamente per il fatto che nel medesimo compartimento sono disponibili maggiori aperture di ventilazione che favoriscono la combustione di un quantitativo maggiore di combustibile.

Il flashover viene raggiunto con un leggero ritardo nell’incendio rappresentato dalla curva n. 2 rispetto a quanto avviene nella curva n. 1: inoltre la durata dell’incendio, ovvero il tempo necessario a consumare il combustibile disponibile nel compartimento, è inferiore. La potenza raggiuta nel secondo caso è molto maggiore.

Tutto questo senza aumentare di un grammo il quantitativo di combustibile disponibile.

Se invece lasciassimo inalterate le aperture di ventilazione ed aumentassimo il quantitativo di materiale combustibile? Agendo sul materiale si varia l’energia disponibile, si aumenta l’area della curva. Non aumenta la potenza dell’incendio, aumenterà solo la sua durata.