LA STORIA DELLA SCHIUMA

 

Dopo il recente post sulle schiume F3 (Fluorine Free Foam), vorrei ulteriormente approfondire quello che è stato lo sviluppo della schiuma, dalla sua invenzione fino ad oggi. 

Cominciamo.....

1877 - Abbiamo lo sviluppo della prima Schiuma in Inghilterra

1904 - Il primo spegnimento di Naphtha contenuta dentro una cisterna larga un metro durante un incendio in Russia. La schiuma è stata prodotta miscelando due soluzioni chimiche.

1914 - Ingegneri Austriaci hanno prodotto schiuma miscelando due polveri nell'acqua corrente.

1920 - La prima produzione di schiuma a base proteinica con equipaggiamento apposito, distribuita come la prima schiuma meccanica.

1930 -  Sviluppo della prima schiuma chimica con proprietà di resistenza agli Alcoli. Fu inoltre sviluppato il concetto di aspirazione e proporzionamento della schiuma con sistemi meccanici e cominciarono i primi esperimenti su schiume sintetiche concentrate.

1940 - Fu introdotta la prima schiuma concentrata proteinica al 3% rimpiazzando quella al 6% salvando spazio e peso.

1950 - La schiuma bassa, media ed alta espansione potevano essere prodotte da un'unica schiuma concentrata. Ci fu inoltre la prima schiuma utilizzabile sui solventi polari.

1960 - Sviluppo della prima schiuma Fluoroproteinica e della AFFF - Acquous Film Forming Foam) e miglioramento della schiuma AR- Alcohol Resistent

1970 - Un avanzato sviluppo delle schiume AR e schiume con più scopi al 3% sugli idrocarburi e 6% sui solventi polari, sviluppo di un'ulteriore schiuma per la soppressione di vapori pericolosi.

1980 - sviluppo della prima schiuma Classe A da George Cowan and Eddie Cundsawmy Canada

1980 - In questo periodo abbiamo le definitive AFFF - AR e le FFFP - AR la schiuma FFFP -AR

1990 - Sviluppo della schiuma al 3% per idrocarburi ed Alcoli. Introduzione della Schiuma concentrata per Classe A

L'addizione dei tensioattivi Fluorati nelle schiume proteiniche che avevano grande stabilità e resistenza, rese la schiuma proteinica molto veloce, riusciva a sigillare velocemente il recipiente con il combustibile liquido in fiamme attraverso un film acquoso che correva velocemente sul combustibile. Questo però con grandi ripercussioni sull'ambiente infatti oggi molte sostanze all'interno delle schiume AFFF ed FFFP sono state bandite da molte nazioni dopo che le organizzazioni ambientalistiche mondiali si sono battute per tale rimozione. A causa di ciò i produttori di schiumogeni, hanno creato schiume con concentrazioni minime o addirittura esenti da tali sostanze. Vedi post sulle F3

https://vvf-flashover-garofalo.blogspot.com/2020/06/gli-schiumogeni-fluorine-free.html?m=1

Questo ha portato ad uno sviluppo delle schiume verso una direzione più eco-comapatibile. Quindi le date che seguiranno verteranno più su di un quadro legislativo che di scoperte perché le aziende hanno dovuto poi modificare le loro produzioni in base ad esse. 

2002 - Lo studio sull'ambiente dall' OECD Organization for Economic Cooperation and Development scopre che il PFOS è persistente , bio cumulativo e tossico nei mammiferi.

2003 - 3M modifica la formula per rimuovere il PFOS.

2005 - 3M ritira dalla produzione e dalla vendita gli AFFF

2009 - Il PFOS viene classificato dalla convention di Stockolma come persistente negli organismi ed inquinante, l'uso del PFOS viene vietato in tutta Europa.

2010 - Un concetto globale è sorto sul PFOA. E negli Stati Uniti L'agenzia dell'ambiente EPA, sviluppò un programma per eliminare tutti i composti che degradano in PFOA e PFOS tutti quei tensioattivi fluorati con catena lunga da C8 in su, il termine fu stabilito per il 2015. Nell'industria antincendio cominciarono  la creazione dei nuovi C6 che non degradano in PFOA e PFOS.

2014 - Negli USA l' EPA blocca l'importazione per l'industria dei tensioattivi fluorati con catena lunga.

2015 - Studi approfonditi stabilirono che anche i C6 contengono tracce di PFOA, è purtroppo relativo al processo di produzione dei tensioattivi fluorati, di conseguenza i paesi come Norvegia , Germania, Queensland, Australia con le loro rispettive leggi bannano ogni sostanza che contiene o si scompone in PFOA.

2016 - L'ECHA permette ai C6 AFFF di essere prodotti e venduti in tutta Europa

2017 - In Europa nei C6 sono permessi concentrazioni di PFOA con una quantità di 25 parti per miliardo dal 2020.

2018 - Discussione globale per bannare gli AFFF in ogni forma, e sostituzione con gli F3, ma l'uso degli AFFF viene permesso solo per grandi incendi.

2020 - Dal 4 luglio in vigore la nuove legge sul PFOA max 25 parti per miliardo, si attende, se venga accolta oppure no la proposta della Germania di bannare definitivamente in tutta Europa qualsiasi tensioattivo Fluorato.

AVERE SUCCESSO CON LA PPA

da web

Ci sono 3 importanti aspetti per avere una pressione positiva ed attacco di successo ed ottenere il massimo beneficio da questa importantissima opzione tattica.

UNO

Addestramento dell'intero comando su di questa opzione tattica. Ognuno all'interno del comando dal più Anziano Ufficiale al più giovane vigile, deve essere instradato al cambiamento. E soprattutto ogni partenza deve essere dotata di un ventilatore ed propriamente addestrata nell'utilizzo.

DUE

Ogni ventilatore deve poter essere dispiegato dalla prima squadra che arriva sulla scena.  E posizionato da un pompiere mentre si fa la tubazione per l'attacco iniziale. Per effettuare questo le squadre devono essere propriamente addestrate.

TRE

La pressione Positiva attacco deve essere utilizzata per un attacco aggressivo interno. Dove la squadra può guadagnare una rapida entrata nella struttura ed al cuore del fuoco. Gradi incendi in aree grandi richiedono un più complesso aspetto tattico che deve essere valutato. In questo caso la pressione positiva ed attacco deve essere spiegata magari in maniera meno aggressiva e più metodica. 

Se l'incendio richiede ventilazione, perché c'è molto fumo e calore, la Ventilazione in pressione positiva ed attacco dovrebbe essere usata. Se non viene usata in maniere efficiente e cioè nelle prime fasi dell'intervento, molti dei suoi benefici andranno persi.

Se userete la pressione positiva ed attacco e ne apprezzate i benefici, raramente tornerete al vecchio modo di attacco.

Altre info su 

https://vvf-flashover-garofalo.blogspot.com/2013/05/laventilazione-come-abbiamo-visto-nel.html

https://vvf-flashover-garofalo.blogspot.com/2019/06/ppa-pressione-positiva-ed-attacco-molte.html

PUNTI DI SICUREZZA PER APPLICARE LA PPA 

La pressione positiva ed attacco ha bisogno come dicevamo di una attenta analisi del rischio, che possiamo riassumere con i seguenti punti sotto:

1.    Per la pressione Positiva ed attacco vi è bisogno di almeno 6 persone (operatore pompa compreso) per mantenere tutti i requisiti di sicurezza necessari.

2.    Valutare se la struttura si presta a questo tipo di applicazione. Es strutture industriali complesse non si prestano, o poco, mentre abitazioni private come gli appartamenti, sono più performanti.

3.    Stima del PROFILO DI VENTLAZIONE, importantissimo!! Es pericoli di probabili backdraft in condizioni sotto ventilate.

4.    Le dimensioni del compartimento, un ventilatore riesce a pressurizzare compartimenti < 200 mq.

5.    Possibilità di conflitto con apparati di ventilazione dell’edificio tipo HVAC (heat ventilation air conditional).

6.    Stima approssimata del fuoco

7.    Scarico uscita dei fumi più vicina al fuoco.

8.    Entrata dell’aria deve essere simile o pari all’uscita, per non creare flussi di ritorno con fiamma. Si stima che l’uscita debba essere > 50% dell’entrata dellaria. 

9.    I pompieri non devono sostare sull’entrata dell’aria.

10. Se ci sono vittime alle finestre assolutamente non applicare PPA.

La Sequenza Operativa per Pressione Positiva ed Attacco

IL ROS

Il Ros dopo il giro a 360° dell’edificio, seleziona l’entrata dell’aria ed uscita dei fumi, molto utile la termocamera nel selezionare l’uscita dei fumi, che ricordo deve essere più vicino al fuoco. Si assicura che non vi siano condizioni sotto ventilate (backdraft). Quando ritiene che la ventilazione di uscita dei fumi sia stata fatta in modo corretto, da l’ordine al controllore porta di immettere aria all’interno, monitorando l’uscita del flusso dei fumi, poi darà l’OK al team di attacco di entrare ed attaccare il fuoco. Se non nota nessun cambiamento di velocità nel flusso esterno, vuol dire che all’interno qualche porta si è chiusa sotto la forza del ventilatore o era già chiusa, a questo punto attaccare in maniera tradizionale ed applicare PPA solo se il team all’interno lo RICHIEDE!

 Team di attacco 

Si preoccupa di spiegare in modo corretto la tubazione onde minimizzare le perdite di carico, con tubi da 70 mm misto 45 mm con relativa lancia DMR fronte porta, che se aperta, va accostata per minimizzare l’entrata dell’aria che di conseguenza rallenta lo sviluppo dell’incendio. Se chiusa, va forzata e prima di compiere questa azione, controlla le condizioni di calore a tutti i livelli della porta individuando il piano neutro, per possibili backdraft. Il team d’attacco mantiene, se ci sono piani superiori, l’integrità della scala dal fumo, tenendo la porta accostata fino a che non sia attivato il ventilatore che spinge all’interno, prima di aprire la porta la tubazione sarà già carica, aspetta che il ventilatore stabilizzi l’ambiente in approssimativamente 60 sec. Proteggendo con la tubazione il controllore porta ed attende l’ordine di entrata del ROS.

 Il controllore porta 

Importante ruolo che controlla l’entrata e cosa vi succede, ed aiuta la tubazione a fluire all’interno. Spiega il ventilatore, lo accenderà posizionandolo, come regola di pollice, alla distanza di circa la lunghezza della diagonale dell’accesso, ma con il flusso non diretto verso l’entrata, ossia lateralmente, al minimo della potenza ed attenderà l’ordine di dirigere il getto all’interno dal Ros. Quando dirige il getto all’interno il team di attacco è defilato e non ostruisce l’entrata dell’aria. Il controllore porta, si assicura che il flusso copra l’intero accesso, se in alto alla porta esce del fumo allontana il motoventilatore perché troppo vicino. Riporta al ROS le condizioni.

La posizione dell’uscita dei fumi 

Vigile operatore aggiuntivo che potrebbe essere di botte o autoscala o di una squadra APS di 4 operatori. Si assicura di creare l’uscita dei fumi con una ventilazione sufficientemente grande e la libererà da ogni ostruzione in maniera defilata, riporterà al ROS le condizioni del vento esterno se sono cambiate e soffia verso l’interno e possibili altre esposizioni o condizioni di backdraft, prima di creare la ventilazione, e dopo aver effettuato la ventilazione sotto ordine del ROS, si posiziona al controllo della tubazione/naspo per proteggere l’eventuale esposizione o effettua l’attacco di transizione (vedi in seguito gli attacchi), utile l’uso del naspo per coprire questo incarico per non affaticare ulteriormente questo ruolo con la creazione di una tubazione.

IMPORTANTE: Se si apporta l’attacco di transizione, l’apertura della porta di accesso al compartimento, andrà fatta solo dopo che l’attacco di transizione è stato eseguito, successivamente seguirà la sequenza operativa per PPA descritta sopra.

Altro importante aspetto è se per qualche motivo dopo che il team di attacco è entrato e si crea un qualche tipo di evento rapido del fuoco come un flashover indotto dall’aria forzata dentro dal ventilatore (per questo attendere 60 sec prima dell’entrata), NON rimuovere lo stesso anche se ne è la causa, il flusso che si crea sarà comunque la via di uscita del team di attacco.

LE LANCE AUTOMATICHE FACCIAMO CHIAREZZA

Lancia TFT Automatica

Le lance automatiche sono state inventate nel tardo 1960 dal Chief  C.H. McMillan Gary Indiana USA, Fondatore della TFT - Task Force Tips. Esse sono state sviluppate per risolvere problemi di avere un grande getto con poca acqua. Questa lancia ottimizza l'attacco, perché meglio gestisce l'acqua che effettivamente arriva alla lancia. 

Ma come funziona la Lancia Automatica?

Partendo dalle vecchie lance, se avevamo bisogno di aumentare la lunghezza del flusso o avere più portata (quindi si riduceva la lunghezza del getto) si cambiavano  i bocchelli della Lancia, ottenendo così il risultato desiderato. 

Oggi con la lance DMR, invece, possiamo decidere il getto(lunghezza)/portata desiderato ruotando il selettore di portata, anche se non lavorano alla giusta pressione d'esercizio di circa 6/7 bar.  Infatti se a causa delle perdite di carico arriva poca acqua, posiamo ruotare il selettore delle portate, magari  abbassandolo da una portata di 400 L/min ad una più bassa di 200 L/min, avendo così, un getto opportuno che comunque raggiunga l'incendio cercando di essere a distanza di sicurezza.

Questo è quello che fa la lancia automatica che gestisce per noi il giusto getto con la portata d'acqua che arriva, offrendo sempre una pressione costante alla lancia e quindi al flusso d'acqua (velocità).

Come si vede in foto la portata dell'acqua cambia, ma la lunghezza del flusso rimane costante, perché la pressione è regolata dalla lancia che rimane costante a 75 PSI circa 5 bar, indipendentemente se arriva più pressione e quindi più acqua. La regolazione del diametro di uscita dell'acqua, che poi a catena regola la pressione interna della lancia e la lunghezza del getto, avviene tramite una molla che porta indietro il piattello da dove poi ai lati esce l'acqua. Il piattello che è chiamato BAFFLE in inglese, che si muove avanti ed indietro a seconda se arriva poca (min 6 bar) o tanta pressione, mantenendola così costante, scaricando l'acqua.

Per  un operatore, nell'eventualità improvvisa arrivi più pressione, non dovrà fare nulla, la lancia si auto regola in automatico, diminuendo drasticamente la forza di reazione della lancia e i rischi di caduta o di sfuggita della Lancia stessa dalle mani dell'operatore. Alcune di queste lance hanno un range di portate molto ampio la stessa lancia può essere attaccata sia ad un tubo da 45mm che ad uno da 70mm.

Benefici della lancia Automatica

• Un Flusso con lunghezza adeguata
• Regolazione costante della pressione
• Riduzione della reazione della lancia

Inoltre  l'autoregolazione della portata la rede ottima per l'uso con pre miscelatori ad effetto venturi.

Il problema solito è una regolazione tra le DMR e l'uscita del proporzionatore ad effetto venturi che deve raggiungere il giusto equilibrio per iniziare l'aspirazione della sostanza schiumogena. Con le lance automatiche non vi saranno problemi di regolazione, sarà in automatico appunto.

Dobbiamo però sapere che molte tipologie di attacchi come pulsing, burst, etc per il raffreddamento dei gas super caldi in pre flashover, non possono essere apportati correttamente, in quanto non possiamo selezionare la portata a 100 L/min, ed avere le gocce tra i 3/4 micron etc....

La portata sarà quella reale nella tubazione. Si potrebbe ovviare usando come gas cooling a getti pieni.

Ancora...

Alcune lance di questo tipo hanno un selettore di emergenza davanti allo stream shaper che sposta la pressione di lavoro della lancia da 6 bar a 3 bar detta di emergenza, rendendola ottima anche per le operazioni su idrante a secco in edifici alti, dove si hanno molte perdite di carico dovute all'altezza.

La valvola di chiusura dell'acqua è a pistone non crea turbolenze ed ovviamente diminuisce la portata fino alla chiusura completa della lancia che comunque la lancia tenta sempre di compensare. Da non  confondersi, sul fatto che la maniglia regoli la portata, ossia ovviamente, indirettamente si gestisce, ma non è il suo funzionamento.

Importante: Addestramento ed esperienza con tale attrezzatura sono doverosi, l'operatore potrebbe essere ingannato dal flusso e lunghezza del getto, ma non si accorge di avere magari 150 L/min alla lancia invece di 400 L/min necessari in incendi ad alto rilascio di energia.

RICERCA SVEDESE SUL RAFFREDDAMENTO DEI GAS SUPER CALDI

applicazione del gas cooling durante l'addestramento, 

Matthias Van de Veire (Dipartimento Ingegneria antincendio e sicurezza Svedese) ha presentato il suo studio, alla Laud University Sweden nel 2016, lo studio era volto alla perfomance dell'attacco alla fase gassosa dell'incendio. Questo studio era focalizzato ai metodi e tattiche usate nell'applicare acqua nei spessi gas di combustione, per ridurre una rapida escalation in un evento rapido del fuoco. Le conclusioni hanno apportato una miglior comprensione del raffreddamento del gas super caldo così come l'ottimizzazione della tecnica.

Primo: Le lance sono abili nel provvedere un decente raffreddamento se, sè ne conosce il funzionamento e le caratteristiche. Il cono completamente aperto crea grandi gocce ma ne permette una miglior distribuzione nel layer dei gas. Le lance DMR sono ottime per un gas raffreddato alle spalle ed una temperatura stabile davanti. Le lance che producono delle gocce fini raffreddano il gas istantaneamente. Il getto largo non ha distanza e obbliga all'operatore a stare all'interno. La temperature sono scese da 160°C a 100°C quando l'operatore era in posizione fissa. 

Secondo: L'intervallo tra i colpi dovrebbe essere più corto possibile. Gli impulsi lunghi raffreddavano meglio degli impulsi corti di mezzo secondo. C'era un baffer di tempo tra le applicazioni e dopo l'applicazione, nei 2 secondi di chiusura della lancia, il gas si raffreddava ancora. Il calore nei gas dipende da l'intervallo dei colpi e dimensione delle gocce. Generalmente è lento nel riacquistare calore con grandi gocce e colpi lunghi. 

dopo che la lancia è chiusa continua il raffreddamento

In fine l'uso dell'alta pressione per le lance è preferita alla media per il raffreddamento dei gas perché crea gocce più fini ed in media, parte del getto colpirebbe soffitto e muri.

A Cosa Ci Serve Questo Studio!

 Il metodo Svedese di raffreddamento dei gas super caldi ed in fiamme provvede ad un nuovo mezzo sulle tattiche antincendio dal 1984. Il gestire da parte dei pompieri il fumo sopra le loro teste che si muove in altre stanze e dietro di loro è importantissimo ai fini della sicurezza. Questo fumo può essere raffreddato con colpi corti di acqua nebulizzata/nebbia mantenendo un piano netro quasi imperturbato.

D'altro canto però, il materiale usato per creare i rollover ed il gas per questo attacco, che consisteva in 200 KW di rilascio di energia, non sarà mai vicino ad un incendio vero. Quindi, molti comportamenti del fuoco insegnati, illudono il discente nel credere di poter gestire questa massa, con un pò più di 50L/min.

La ricerca su di 500 incendi reali, eseguita nel Regno Unito, durante gli anni 1980, ha mostrato realmente la potenzialità di questo attacco, ma anche dimostrato le sue limitazioni, il massimo compartimento gestibile  e la dimensione di fuoco trattabile, dove invece alti flussi diretti al fuoco sono essenziali. E' stato osservato, inoltre che il molte occasioni i pompieri divenivano incorretti errando l'attacco in favore dei gas quando era ovvia che la base delle fiamme ad essere la priorità con attacco diretto. 

Ovviamente entrambi gli attacchi sono la miglior scelta, ma l'attacco diretto ad alto flusso alla base delle fiamme è un punto fermo della strategia. 

Molti istruttori di CFBT non potranno avere mai guadagnato una esperienza di un massivo coinvolgimento di combustibile in incendi di edificio. Perciò il messaggio potrebbe essere falsato perché trattando con soli 1.5 MW dei container per il CFBT, non si può percepire fino a dove sia efficace tale approccio. 

Altre info sui risultati della ricerca seguono nel link sottostante.

https://www.firehouse.com/operations-training/hoselines-water-appliances/article/20994029/understanding-gas-cooling-matthias-van-de-veire

IL Completo antifiamma continua

 

Nel continuare le info sul completo antifiamma già affrontato in un post precedente diciamo che il completo antifiamma  è un punto di discussione da molti decenni. Molte delle discussioni sono rappresentate da esperienze del personale antincendio, e queste disussioni/avvenimenti non si possono avvolte riprodurre. Il pompiere è investito dall'energia radiante dell'incendio dal fumo e dai confini del compartimento che riflette il calore, molti di questi aspetti sono replicati nel test di performance dell'indumento protettivo, compresa la possibilità di ustioni da compressione e cioè da contatto non solo così come dal vapore dovuto al sudore. 

Molti incidenti sono dovuti alla compressione dell'indumento sulla pelle, mentre si tocca un oggeto, ma quello che più di tutti modifica la performance dell'indumento è il sudore! 

C'è una notevole differenza di protezione dell'indumento rispetto a quando è asciutto, infatti l'acqua di sudorazione intrappolata nell'indumento, evapora quando il pompiere si avvicina alla sorgente di radiazione termica e l indumento comincia ad assorbire energia. 

I test di performance misuarano la quantità di calore trasferito attraverso l'indumento, quando è esposto alla combinazione di calore radiante e convettiva, nella misura di 84 KW per mq, sarebbe il risultato di un flash fire o  condizioni di post flashover oppure dell'esposizione ad una fireball.

Teoricamente ....il pompiere avrebbe 17 secondi per scappare da un flashover prima di avere ustioni di secondo grado alla pelle. Ovviamnte questo tempo è indicativo alla quantità di energia simulata nei test, potrebbe darsi che duri anche meno di 10 secondi, in condizioni più pesanti.

In addizione sono state aggiunte alla normativa NFPA 1971, rinforzi delle zone di compressione, spalle e ginocchia e gomiti infatti ad una temperatura di 250 gradi si percepisce un aumento pochi gradi dopo 10 secondi. Ma torniamo al sudore. 

Per permettere al calore del corpo di uscire tramite sudorazione e non far incorrere il pompiere in stress termico, si sono fatti grossi passi in avanti, migliorando il parametro THL (termal heat loss), Questo ultimo è un bilanciamento tra la performance di protezione e del THL. Ma la sudorazione resta un forte problema. 

Cose lo stress termico? 

https://vvf-flashover-garofalo.blogspot.com/2013/11/cfbt-stress-termico-e-ppe.html?m=1

Regolamentazioni europee sullo standard dei dispositivi antincendio sono:

1. Vestizione Giaccone e Pantalone EN 469
2. Elmetto EN 443
3. Guanti EN 659
4. Stivali EN 345 parte 2
5. Sotto Casco EN 13911

Durante la mia carriera ho notato che molti incidenti sono comunque accaduti non a causa dell'indumento protettivo ma alla poca consapevolezza di cosa può proteggere il DPI in uso, sono stati fatti processi a caschi e guanti ma purtroppo mancava la fondamentale conoscenza della lettura dell'ambiente. Perchè una lettura attenta del fumo e quindi delle condizioni circostanti, avrebbe evitato questi spiacevoli eventi.