Fisica dei materiali e resistenza al fuoco
Nel nostro quotidiano di progettisti, siamo spesso portati a considerare la resistenza al fuoco come una serie di caselle da spuntare: una classe REI 60,90 o 120 calcolata su curve standard che, per quanto rassicuranti, raramente rispecchiano la realtà di un incendio industriale. Ma quando ci sediamo al tavolo per definire una strategia di protezione, la domanda che dobbiamo porci insieme non è solo “quanto deve resistere la struttura?”, ma “come reagirà la materia quando i nostri impianti entreranno in funzione?”. Comprendere il comportamento fisico dei materiali è ciò che trasforma un impianto standard in un progetto di ingegneria della sicurezza.
Il calcestruzzo e la trappola del vapore: lo spalling esplosivo
Siamo abituati a considerare il calcestruzzo come il porto sicuro della prevenzione incendi, e in effetti lo è. Tuttavia, esiste un fenomeno insidioso che chi progetta grandi volumi industriali non può ignorare: lo spalling esplosivo.
Il meccanismo è quasi paradossale: più il calcestruzzo è di alta qualità e compatto, meno è permeabile. Questo significa che l’umidità naturalmente intrappolata nei pori, quando la temperatura sale verso i 200-220°C, si trasforma in vapore e non trova via d’uscita. La pressione interna cresce fino a superare la resistenza a trazione della pasta cementizia, provocando scoppi violenti che espongono i ferri d’armatura direttamente alle fiamme.
In fase di progettazione preventiva, ragionare su questo rischio ci permette di suggerire soluzioni concrete, come l’uso di miscele addizionate con fibre di polipropilene. Queste fibre, sciogliendosi già a 170°C, creano una rete di micro-canali che permettono al vapore di sfogare, salvando l’integrità del pilastro e, di conseguenza, l’intero edificio.
Acciaio: la corsa del calore e il punto di non ritorno
L’acciaio ci pone una sfida opposta. Se il calcestruzzo protegge sé stesso con la sua massa, l’acciaio è un eccezionale conduttore. Il calore non resta dove nasce la fiamma, ma viaggia velocemente lungo l’intera struttura elementare.
Per noi progettisti, la soglia critica sono i 500°C: a questa temperatura, l’acciaio perde circa la metà della sua capacità portante. Ma il vero “allarme rosso” scatta a 600°C. Oltre questo limite, la degradazione diventa spesso irreversibile: anche se i nostri sistemi di protezione attiva (come gli sprinkler o gli evacuatori di fumo e calore) riescono a spegnere l’incendio, la struttura potrebbe aver subito una trasformazione tale da non poter più recuperare le proprietà meccaniche originali.
Questo ci insegna che i sistemi di protezione attiva non devono solo “estinguere”, ma hanno il compito vitale di raffreddare l’ambiente per mantenere la struttura al di sotto di queste temperature critiche, garantendo non solo la sicurezza delle persone ma la sopravvivenza stessa dell’asset aziendale.
Dall’approccio prescrittivo alla sicurezza reale (FSE)
La normativa tradizionale tende a sovrastimare i rischi per coprire l’ignoto, portando spesso a costi di costruzione e protezione eccessivi. L’approccio prestazionale (Fire Safety Engineering), invece, permette di analizzare scenari realistici.
Non tutti i combustibili sono uguali: un incendio di cartone ha una dinamica di crescita diversa da uno di pneumatici o materiali plastici in PVC. Sapere, ad esempio, che il PVC rilascia acido cloridrico (HCL), gas tossico e corrosivo, sposta il nostro obiettivo progettuale: non dobbiamo più solo evacuare il calore, ma gestire fumi chimicamente aggressivi che potrebbero compromettere gli impianti e la struttura stessa.
Il fumo oltre il calore: la minaccia chimica della corrosione
Spesso ci si concentra sulla tenuta statica di una trave, dimenticando che un incendio industriale non produce solo calore, ma reagisce chimicamente con ciò che incontra. In ambienti dove è presente PVC o materiali plastici, la combustione rilascia acido cloridrico (HCl), un gas altamente corrosivo. Se il calore attacca la struttura, i fumi aggrediscono l’elettronica, i macchinari di precisione e le scorte. Una struttura può anche “reggere” ai minuti REI, ma se i fumi non vengono gestiti correttamente, l’asset aziendale rischia la paralisi totale a causa della corrosione post-incendio. Inquadrare la fisica dei materiali significa anche prevedere sistemi di evacuazione fumo e calore che proteggano non solo le persone, ma l’investimento tecnologico dell’impresa.
Quick Facts
Secondo le statistiche assicurative, i danni collaterali da fumi acidi e gas di combustione possono rappresentare fino al 60% del danno totale di un incendio industriale (Fonte: Dati medi comparto assicurativo danni industriali).
Ingegnerizzare la sicurezza
Ingegnerizzare la sicurezza, per noi di GAMI, significa non fermarsi alla superficie di una tabella normativa. Anche se la normativa resta la nostra base solida, studiamo ogni giorno la fisica della materia per offrire soluzioni che siano realmente efficaci sul campo.
Il nostro obiettivo è unire rigore normativo e pragmatismo tecnico. Se vuoi approfondire come queste dinamiche influenzano la sicurezza della tua azienda e scoprire il nostro approccio alla progettazione, contattaci per un confronto tecnico.
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