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CORSO DI FORMAZIONE PER ADDETTI
ANTINCENDIO BOSCHIVO
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
LA COMBUSTIONE
Quella che comunemente viene definita “fuoco” o “fiamma” è la parte
visibile di un processo chimico noto come
combustione.
La combustione è una reazione di ossidazione, in cui determinati
composti (i reagenti) si trasformano in altri (i prodotti). Poiché i reagenti
possiedono più energia dei prodotti, che sono più stabili, durante la reazione
si ha rilascio di calore verso l’esterno: la reazione di definisce esotermica.
All’inizio, però, occorre fornire energia perché la reazione si sviluppi.
Occorre un innesco.
Reagenti: combustibile e comburente
Innesco: un’elevata quantità di calore
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
COMBUSTIBILE, COMBURENTE e INNESCO sono i tre
lati del cosiddetto TRIANGOLO DEL FUOCO.
•
•
Non si può avere una combustione se non si hanno tutti e tre questi
elementi.
Non si può avere un incendio se questi elementi non sono nelle giuste
proporzioni.
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
La combustione
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
La combustione reale :
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
Post combustione:
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
Il combustibile
• Sostanza gassosa, liquida o solida che produce
vapori in grado, in presenza di un innesco (energia)
adeguato, di ossidarsi.
• Incendi boschivi: il combustibile è quasi
completamente composto da vegetali e legna
Combustibile tipo A
CLASSE A  MATERIALI SOLIDI
CLASSE B  LIQUIDI INFIAMMABILI
CLASSE C  GAS INFIAMMABILI
CLASSE D  METALLI COMBUSTIBILI
--– Servizio
Protezione Civile
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
Il comburente
E’ l’agente ossidante della reazione, che si lega con il
combustibile.
Negli incendi boschivi è l’ossigeno presente nell’aria.
L’innesco
La combustione, una volta cominciata, si propaga da
sola perché libera energia. Per cominciare, ha però
“bisogno di una mano”. Negli incendi boschivi il legno
e l’aria non originano (per fortuna) spontaneamente
l’incendio, ma hanno bisogno di un innesco (calore,
altre forme di energia, scintille…).
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
La propagazione del calore
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
DALLA FIAMMA ALL’INCENDIO
Trasmissione del calore
• Radiazione
• Convenzione
• Conduzione
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
Irraggiamento
• Il calore radiante può
essiccare e alcune volte
incendiare i
combustibili circostanti
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
Conduzione
• Il calore si trasferisce
da una particella di
combustibile all’altra
per contatto diretto
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
Convezione
• I gas caldi che
compongono la colonna
di fumo disidratano e
portano all’ignizione i
combustibili.
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
La propagazione del calore:
la CORRENTE DI CONVEZIONE
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
La propagazione del calore:
modello di corrente di CONVEZIONE ASCENDENTE
CHIMICA E FISICA DEL FUOCO
La propagazione del calore:
la CONVEZIONE ASCENDENTE come motore del fuoco
TIPOLOGIE DI INCENDI :
PARTI E TIPI DI INCENDIO
TIPOLOGIE DI INCENDI :
PARTI E TIPI DI INCENDIO
Denominazione delle parti:
FRONTE:
parte del PERIMETRO
con fiamma attiva.
Origine
Testa
Fianco (dx o Sx)
Coda o Spalle
Perimetro
Lingua
Tasca
Isola
Spot Fire
testa
•Fianco sinistro
•Fianco destro
coda
•Origine
Che fianco è il più attivo?
Dove cominciate le opere di
spegnimento?
TIPOLOGIE DI INCENDI :
PARTI E TIPI DI INCENDIO
Tipi di incendio
TIPOLOGIE DI INCENDI
(CLASSIFICAZIONE TIPOLOGICA)
FUOCO SOTTERRANEO:
superficiale o profondo
(può precedere l’incendio e quasi sempre ne costituisce la “coda”)
FUOCO RADENTE:
di lettiera
di strato erbaceo
di strato arbustivo (cespugliato, macchia)
passivo ( o “dipendente” o “a reazione
FUOCO DI CHIOMA: esplosiva”) popolamenti radi di resinose;
(o di Corona o di Cima) attivo sinergismo tra fuoco radente e di chioma;
indipendente velocità di espansione variabile tra
50/60 sino a 100/105 m/min.di espansione. E’ il
più violento.
Introduzione
La predisposizione dei combustibili
Fusti
predominanti
Fusti
dominanti
Fusti
dominati
Strato
aereo
Fusti
sottoposti
Strato
di superficie
Lettiera in
decomposizione
Lettiera in
fermentazione
Radici
Humus
Strato
del terreno
o sotterraneo
Incendio ipogeo o sotterraneo:
Incendio ipogeo o sotterraneo:
Gli incendi sotterranei sono estremamente distruttivi
andando ad interessare le radici e gli strati più profondi
della lettiera, compromettendo la ripresa vegetativa o il
ricaccio di polloni delle piante danneggiate, rendendo
sterile il terreno e accentuando l'azione erosiva della
pioggia e dello scorrimento superficiale su di un terreno
non più trattenuto dalla fitta rete di radici.
Incendio ipogeo o sotterraneo:
– siccità prolungata;
– brucia la parte profonda della lettiera:
• humus, radici secche, lettiera in profondità;
–
–
–
–
limitata quantità di fumo;
la trasmissione del fuoco avviene sotterraneamente;
assenza di fiamma;
velocità di propagazione bassa.
Incendio ipogeo o sotterraneo:
Zona di
combustione
Schema del fuoco ipogeo
Incendio di superficie o di tipo radente:
Incendio di superficie o di tipo radente:
Gli incendi di superficie, anche se di solito non provocano
danni rilevanti sugli alberi d'alto fusto, distruggono la
vegetazione a livello del terreno determinando gravi
conseguenze ecologiche fra le quali la riduzione della
diversità floristica; inoltre la distruzione della lettiera
indecomposta e della sostanza organica degli orizzonti
superficiali del terreno mettono a nudo il terreno
minerale con gravi conseguenze sia fisiche, di erosione
superficiale, sia biologiche, di asportazione dell'humus e
di distruzione degli organismi che provvedono alla
trasformazione della lettiera nel lungo processo di
formazione del suolo.
Incendio di superficie o di tipo radente:
– a seguito di deficit idrici di media intensità;
– brucia la lettiera indecomposta, la copertura erbacea
ed arbustiva (fase iniziale comune a tutti):
• foglie morte, erba, cespugli, novellame, ceppaie,
tronchi abbattuti.
– la trasmissione del fuoco avviene in superficie;
– fiamme anche elevate (alcuni metri);
– velocità di propagazione variabile:
• da 1 - 2 m/min. a 20 - 30 m/min.
Incendio di superficie o di tipo radente:
Incendio di chioma o di corona:
Incendio di chioma o di corona:
Incendio di chioma o di corona:
Gli incendi di chioma sono fra i più distruttivi
andando ad interessare le intere chiome delle
piante compromettendone totalmente la vitalità
tramite la distruzione dell'apparato fogliare;
Incendio di chioma o di corona:
– concomitanze orografiche e meteorologiche
favorevoli;
– la trasmissione del fuoco, avviene in modo aereo;
– rischio di vere e proprie esplosioni:
• produzione di vapori di oli eterei.
– fiamme molto elevate;
– velocità di propagazione elevata:
• 200 - 300 m/min.
COMPORTAMENTO DEL FUOCO
Altri agenti ambientali che influenzano lo sviluppo di un
incendio
Agente
Combustibile
Tempo meteorologico
Topografia
Favorisce l’incendio
Inibisce l’incendio
Leggero, secco; pesante
molto secco e già
innescato; resinoso
Pesante, bagnato, verde
Vento, siccità
Forti pendenze,
esposizione al sole
Pioggia, neve, umidità
Zone pianeggianti,
versanti non esposti
Geomorfologia
Crepacci, valloni
Ostacoli naturali
Condizioni sociali e
territoriali
Incuria dei boschi
Fitto tessuto urbanizzato
LA PROPAGAZIONE DEL FUOCO
PROPAGAZIONE SENZA FATTORI ESTERNI
CONDIZIONI STABILI
SENZA VENTO
TERRENO PIANO
COMBUSTIBILI UNIFORMI E CONTINUI
PROPAGAZIONE IDEALE
RADIAZIONE
PROPAGAZIONE CIRCOLARE
RADIAZIONE
PROPAGAZIONE PER EFFETTO DEL VENTO
INCLINAZIONE DELLA FIAMMA
MAGGIOR RADIAZIONE
MINOR TEMPO DI IGNIZIONE
PROPAGAZIONE REALE
PROPAGAZIONE CON TESTA E CODA
RADIAZIONE E
CONVEZIONE
RADIAZIONE
PROPAGAZIONE PER EFFETTO DELLA
PENDENZA
INCLINAZIONE DELLA FIAMMA
MAGGIOR RADIAZIONE
MINOR TEMPO DI IGNIZIONE
PROPAGAZIONE REALE
PROPAGAZIONE CON TESTA E CODA
RADIAZIONE
RADIAZIONE E
CONVEZIONE
PROPAGAZIONE
PER EFFETTO
DEL VENTO E
Diffusione
del fuoco
e propagazione
DELLE SUE DIREZIONI
degli incendi ( i combustibili, fattori
climatici, orografia ):
COMPORTAMENTO DEL FUOCO
Denominazione delle parti:
ZONA DI MASSIMO
PERICOLO
ZONA DI SICUREZZA
O DI ATTACCO
COMPORTAMENTO DEL FUOCO
Fasi evolutive
Fasedidicrescita
crescita(o(oiniziale)
iniziale)
Fase
auto-mantenimentodella
dellafiamma
fiamma
auto-mantenimento
Fasediditransizione
transizione
Fase
rapidopre-riscaldamento
pre-riscaldamentodel
delcombustibile
combustibileantistante
antistanteililfronte
fronte(inclinazione
(inclinazionedella
dellafiamma)
fiamma)
rapido
iniziano i moti
convettiviad incendio ad alta intensità)
iniziano i moti convettivi (predisposizione
al passaggio
Fase(omatura
finale)
Fase matura
finale)(o
non
sempre presente
non
sempre presente
incendio (quasi)
indipendente
dai fattori esterni
Fase di decadimento
PARAMETRI DESCRITTIVI DELL’EVENTO
CARICO DI INCENDIO (W): viene di solito espresso in t/ha. Di norma
assume valori compresi tra 1,8 t/ha e 15,6 t/ha (sino a 85 - 143 t/ha in
caso di popolamenti interessati da schianti)
INTENSITA’ DI FRONTE DI FIAMMA o intensità di incendio (I): viene
espressa in KW/m (di fronte) o con l’utilizzo di aggettivi quali BASSA (100/800
KW/m), solitamente per incendi radenti di lettiera, MEDIA e ALTA (9.000
KW/m).
VELOCITA’ DI PROPAGAZIONE DEL FUOCO (R): viene misurata in
m/min. Mediamente è pari a 5 - 10 m/min (0,3 - 0,6 Km/h), ma può raggiungere
valori dieci volte maggiori rispetto a quelli medi (50/100 m/min pari a 3/6
Km/h)
ALTEZZA DI FIAMMA (h): viene espressa in m. In generale la distanza di
sopportazione è pari a 3/4 volte l’h di fiamma.
Introduzione
FASI DEGLI INCENDI BOSCHIVI
BASSA INTENSITA’
MEDIA INTENSITA’
Fattori che influiscono sul
passaggio di fase
Disponibilità di combustibile e sua
disposizione nello spazio
(caratteristiche del popolamento)
h inf. a 3 m - V 5/10 m/min
Fattori meteorologici e topo orografici
ALTA INTENSITA’
Con inizio della fase convettiva
COLONNA COVETTIVA
Effetto sinergico tra velocità di
propagazione ed alta intensità
del focolaio
Introduzione
COLORE del fumo
Abituiamoci a cogliere alcuni aspetti fondamentali in fase di
avvicinamento
Il COLORE BIANCO del fumo ci da
indicazione che è presente al suolo una
combustione parziale del materiale
dovuta ad un’elevata percentuale di
umidità in esso contenuta ed inoltre che
non vi è coinvolgimento di sostanze
resinose
Abituiamoci a cogliere alcuni aspetti
fondamentali in fase di avvicinamento
COLORE
Tipologia del combustibile
VELOCITA’
DEL VENTO
Indica il grado di pericolosità
DIREZIONE
Consente di programmare e pianificare
l’intervento
VISIBILITA’ AL SUOLO
Limita l’intervento dei
mezzi aerei
Il FUMO è il “termometro” dell’Incendio
Fasi evolutive dell’Incendio Boschivo
L’evoluzione cronologica dell’evento
attraversa diverse fasi di accelerazione
che descrivono il destino evolutivo
dell’evento.
Gran parte degli incendi non attraversa tutte le fasi
di sviluppo: il fuoco si propaga in forma radente con intensità medio
bassa. In alcuni casi però, dove le caratteristiche del combustibile
ed i fattori che condizionano la propagazione del fuoco lo
permettono, l’evento può attraversare tutte le fasi e raggiungere
livelli di alta intensità.
Fasi evolutive dell’Incendio Boschivo
Prima fase o fase iniziale di crescita
(principio d’incendio): bassa intensità del
fronte, emanazione termica moderata,
accelerazione contenuta. Di solito questa fase è
piuttosto lenta. Molti incendi vengono spenti in
questa fase e molti altri non hanno possibilità di
evolversi ulteriormente.
Fasi evolutive dell’Incendio Boschivo
Seconda fase o fase di transizione:
deciso incremento dell’intensità, della larghezza
e della velocità di propagazione del fronte di fiamma,
aumento dell’emanazione termica
(forte preriscaldamento del combustibile antistante),
inclinazione della fiamma verso la zona ancora
non bruciata, generazione di correnti (convettive)
d’aria. Possibile passaggio, in bosco, da fuoco radente
a fuoco di chioma.
Fasi evolutive dell’Incendio Boschivo
Terza fase o fase finale: l’intensità del fronte
di fiamma raggiunge la sua massima possibile
espressione, formazione di una colonna convettiva, di
fenomeni di spotting e vortici; il fuoco assume
dimensione tridimensionale e può manifestare un
comportamento proprio, indipendente dai fattori
esterni che normalmente condizionano l’evoluzione
del fuoco.
Fasi evolutive dell’Incendio Boschivo
Quarta fase o fase di decelerazione:
regressione dell’incendio ad evento a due
dimensioni, diminuisce notevolmente
l’intensità del fronte di fiamma (ore notturne,
cessazione del vento, crinali, radure, diversa
distribuzione dei combustibili).