WATER MIST: il sistema innovativo

Descrizione generale

L' indiscussa efficacia di sistemi antincendio ad acqua è provata da sempre nei sistemi tradizionali industriali e civili quali " impianti a sprinkler oppure a diluvio"; all'ineguagliabile economicità di questi si è affacciato in questo scenario impiantistico anche il metodo di spegnimento ad acqua finemente nebulizzata denominato "Water Mist".
Il sistema Water Mist è una evoluzione tecnica degli impianti più conosciuti, che sfruttando la grande capacità di scambio del calore tra l'ambiente e l'acqua stessa si sta imponendo come alternativa evoluta di impianto antincendio a sola acqua.
I sistemi Water Mist attualmente si stanno diffondendo in campi civili industriali e trovano la loro ottimale collocazione come primo impianto in dotazione dell'edificio o in alternativa a sostituzione di impianti obsoleti fuori normativa sempre in contesto civile. Allo stato attuale, l'efficacia ottenuta con questi sistemi ha convinto positivamente anche l'ambiente militare e l'applicazione in quest'ambito si sta diffondendo positivamente: protezioni localizzate in ambienti bunkerizzati, protezioni locali motori e siti strategici.
Il progetto Water Mist oltre che come impianto tecnologicamente avanzato, si propone anche come economicamente vantaggioso, dato che ottiene maggior efficacia dei tradizionali sistemi utilizzando minor componentistica d'installazione e una minore riserva idrica.
Per le ragioni di cui sopra tale "progetto" avrà sempre una più capillare diffusione rispetto ai "vecchi" impianti.

Principio di funzionamento di un Water Mist

I sistemi Water Mist sono dei rivoluzionari impianti di estinzione incendio che si basano sull'utilizzo di acqua pressurizzata e nebulizzata, dove le gocce rilasciate hanno dei diametri dell'ordine dei 50-150 micron. Tali gocce finissime si trasformano molto rapidamente in vapore acqueo una volta gettate sull'incendio.
Pertanto all'azione di raffreddamento si somma quella di inertizzazione, dovuta alla diluizione dei vapori infiammabili che si vengono a mescolare con il vapore acqueo in formazione.
Si creano in questo modo diverse azioni contemporanee quali:
- una veloce e importante sottrazione di calore all'incendio;
- un immediato aumento del volume della singola goccia dovuto al cambio di stato dell'acqua, con conseguente rarefazione dell'ossigeno (il cambiamento di stato da liquido a vapore determina un aumento di volume pari a 1640 volte il volume iniziale);
- creazione di una barriera all'irradiazione di calore dell'incendio verso l'esterno.
Tali condizioni permettono di avere un'estinzione quasi immediata dell'incendio con quantitativi d'acqua di gran lunga inferiori ai sistemi tradizionali quali impianti sprinkler o a diluvio.

Impatto ambientale

Questi sistemi antincendio non hanno alcun impatto ambientale: l'acqua nebulizzata non altera l'ambiente (ODP = 0; GWP = 0).
L'impiego di acqua non presenta alcuna tossicità, non comporta pericolo di soffocamento o di mancanza d'aria alle persone che casualmente o per servizio dovessero essere presenti sulla scena.
Venendo erogata una quantità minima di acqua, tali sistemi possono essere presi in considerazione come una valida alternativa agli impianti di estinzione a mezzo gas chimici e inerti.
L'impiego di limitatissime quantità d'acqua, oltre a minimizzare i danni materiali alle cose non danneggiate dal fuoco, permette di limitare lo spreco di acqua stessa ed in caso di incendi su liquidi inquinanti ne riduce il quantitativo da smaltire o trattare.

Confronto con sistemi tradizionali / Vantaggi

Un impianto Sprinkler tradizionale è stato progettato sin dalla sua nascita per ottenere un "controllo di zona" sul possibile incendio, infatti l'erogazione di acqua dalle testine tradizionali bagnano una zona circostante l'incendio e in questo modo ne limitano la diffusione. Lo spegnimento avviene di conseguenza alla non propagazione del fuoco o, come nella maggioranza dei casi, solo con l'intervento a posteriori dei Vigili del Fuoco.
Il sistema Water Mist nasce da una progettazione mirata ad ottenere "lo spegnimento" del fuoco e non il solo controllo dello stesso.
Tale efficacia si è ottenuta solo con la tecnologia dell'acqua finemente nebulizzata impiegando pompe ad alta pressione.

Effetto Dell'acqua Nebulizzata
L'acqua nebulizzata ad alta pressione, si diffonde nell'ambiente sotto forma di nebbia ( Mist ) con gocce finissime. In tal modo, al contrario dell'erogazione molto grossolana degli sprinkler tradizionali, si ottiene un immediato scambio termico tra l'ambiente e la nebbia d'acqua stessa con conseguente creazione di vapore acqueo ed abbassamento della temperatura ambiente.
Il cambiamento rapidissimo dallo stato solido dell'acqua in stato volatile della stessa, richiede un impiego di energia notevole che in quel momento è presente e disponibile solamente nell'ambiente "sotto forma di calore". Utilizzando così questa energia presente nell'ambiente, in pratica la si sottrae all'azione di combustione, favorendo sempre di più lo scambio termico acqua/ambiente che determina un grande aumento di volume di ogni singola microgoccia del Water Mist, con una conseguente rarefazione di presenza di ossigeno per unità di centimetro cubo dell'aria, creando inoltre una barriera fredda all'irradiazione di calore verso l'esterno dell'incendio.
Utilizzando il principio di cui sopra, si ottiene la condizione per l'estinzione del fuoco e l'annullamento di possibilità di riaccensione dello stesso.

Vantaggi Positivi Paralleli
Oltre allo spegnimento, effetto principalmente ricercato ed ottenuto, parallelamente si hanno anche altri effetti / conseguenze che favoriscono tali sistemi:

- abbattimento fumi: le particelle di fumo presenti si amalgamano alle microgocce e perciò si ottiene un effetto abbattimento a terra del fumo presente nell'area interessata;

- abbattimento gas: nello stesso modo dell'abbattimento fumi si ottiene parallelamente un abbassamento al suolo dei gas presenti;

- raffreddamento: la diffusione in aria dell'acqua così finemente nebulizzata permette il raggiungimento da parte della stessa di tutte le strutture (metalliche o meno) presenti nell'area, creando su di loro un consistente raffreddamento. Azione che, come sopra descritto, favorisce l'effetto di scambio termico.

- conducibilità: l'azione del Water Mist, essendo costituito da minuscole particelle d'acqua, è stata sperimentata e perciò consentita anche in ambienti o su apparecchiature con presenza di tensione elettrica.

Oltre a quanto sopra specificato bisogna ricordare che un Sistema Water Mist:

- basa il suo funzionamento su piccoli quantitativi di acqua, richiedendo pertanto una riserva idrica molto bassa e permettendo l'utilizzo di tubi di erogazione di diametri molto contenuti rispetto ad un analogo sistema sprinkler/diluvio;
- permette lo stoccaggio di tutta l'acqua richiesta dall'impianto in bombole non pressurizzate, con la possibilità di utilizzare una batteria di bombole centralizzata per servire più impianti;
- non ha nessun impatto ambientale, non ha nessun tipo di tossicità, minimizza i danni alle cose.

Tipologie impianti

L'impianto Water Mist non ha un'unica configurazione, ma può essere realizzato in forme differenti che di volta in volta dovrebbero essere valutate attentamente.
Le classiche tipologie d'impianto alta pressione monofluido si dividono in:
- impianto con gruppo di pompaggio;
- impianto con spinta a gas con gruppo bombole;
- sistema a diluvio, con ugelli aperti e tubazioni alimentate al momento opportuno (per es. con attivazione a mezzo sistema di rivelazione e spegnimento);
- impianto ad umido con ugelli chiusi e tubazioni piene d'acqua mantenuta in pressione (circa 25bar);
- impianto a secco con ugelli chiusi e tubazioni pine d'aria a bassa pressione.

I componenti caratterizzanti gli impianti sopra descritti sono:

Testine HPN
Gli ugelli HPN proposti sono del tipo aperti o chiusi a seconda dell'impianto considerato:
- testina aperta per impianti a secco ad alta pressione;
- testina automatica per impianti a secco e umido ad alta pressione;
- testina speciale per bassa pressione.
L'attuazione automatica delle testine non avviene con bulbi di vetro o componenti metallici termosensibili, ma queste si attivano grazie ad una molla in Nichel-Titanio a memoria di forma, che vengono preventivamente trattate termicamente in modo che a bassa temperatura la molla non eserciti alcuna forza; quando per effetto dell'incendio si raggiungono temperature più elevate la molla ritrova le sue caratteristiche meccaniche riportandosi alla forma originale consentendo l'apertura della testina.

Gruppi di pompaggio
Il gruppo di pompaggio viene utilizzato per medi/grandi impianti; il sistema di spinta è costituito da n. 2 pompe ad alta pressione 120bar, 50lt/min, n. 2 valvole di massima pressione, n. 1 motore elettrico trifase, trasmissione a mezzo cinghia dentata.

Sistema di pompaggio con bombole di azoto
Il volume di acqua fisso viene stoccato all'interno di bombole e pertanto l'autonomia del sistema è limitata. Per questo motivo viene solitamente utilizzato per piccoli impianti o come dispositivo di sicurezza su grandi impianti.
L'acqua contenuta all'interno della batteria di bombole viene mandata nella rete di distribuzione grazie all'azoto contenuto in bombole alla pressione di 200bar, attraverso l'impiego di valvole ad alta pressione.
Tali valvole possono essere:
- ad apertura elettrica e manuale, montata sulla bombola pilota del gruppo;
- pneumatica ad apertura ritardata;
- pneumatica ad apertura diretta.