Mozzanica: la prevenzione degli incendi nell’industria chimica e farmaceutica

Nelle aziende chimiche e farmaceutiche esistono diversi fattori che possono dar luogo a un incendio. Se il rischio zero è una “utopia scientifica”, si è arrivati però molto vicini a questo risultato con gli Oxygen Reduction Systems, che agiscono preventivamente garantendo una concentrazione di ossigeno inferiore alla soglia di innesco.

a cura di Mozzanica & Mozzanica

Fiamme, fumo, particolato, esalazioni, calore: ciascun aspetto di un incendio può propagarsi in maniera differente e portare diversi tipi di danno. Quando poi si interviene per estinguere le fiamme, anche se si tratta di un principio d’incendio, si possono impiegare acqua, liquidi ritardanti, schiume, polveri, gas, in funzione del tipo di materiale coinvolto, del volume da proteggere, dei tempi di reazione richiesti ecc.; ciascuna di queste azioni di soppressione, allo scopo di evitare i danni maggiori che potrebbe arrecare l’incendio, può provocarne, però, di minori e collaterali.

E se il baricentro della strategia antincendio si spostasse verso la prevenzione, in misura tale da rendere superfluo un sistema di soppressione? In questo caso la probabilità di ogni danno – diretto o indiretto – sarebbe di fatto azzerata.

Nell’industria chimica e farmaceutica esistono diversi fattori che possono dar luogo all’innesco di un incendio. Prodotti infiammabili o altamente reattivi con basse energie minime di innesco, energie, pressioni e temperature elevate nei processi, nuvole di polvere o vapori infiammabili fino agli impianti di servizio – caldaie, scambiatori di calore, recipienti a pressione – che danno il loro contributo al rischio totale, per la loro intrinseca pericolosità. 

Tutto questo ovviamente può essere ben tenuto sotto controllo attraverso rigide misure di sicurezza e manutenzioni costanti, ma come sa bene chiunque si occupi di sicurezza, il “rischio zero” non esiste…o no? La risposta corretta è: “ni”; sebbene al “rischio zero” debba essere riservato un posto tra la “pietra filosofale” ed il “moto perpetuo”, nello scaffale delle utopie scientifiche, lo stato dell’arte dell’antincendio ha sfiorato questo risultato con l‘introduzione degli Oxygen Reduction Systems (ORS) che permettono di prevenire gli incendi semplicemente rendendone impossibile l’innesco. 

Si tratta di una soluzione tecnologica ed è quindi per definizione fallibile, ma la sua sicurezza intrinseca è così alta da rappresentare una pietra miliare nella storia dell’antincendio. Per la prima volta non si agisce più sull’incendio, né si cerca di rilevare il prima possibile il segnale di un suo principio, per stroncarlo sul nascere, ma si agisce per rimuovere in maniera preventiva uno degli elementi del cosiddetto “triangolo del fuoco”: l’ossigeno. 

Il principio di funzionamento di un sistema a riduzione di ossigeno è semplice: ciascun materiale ha una propria soglia di innesco, ovvero una percentuale di ossigeno necessaria a bruciare. Compito di un ORS è garantire che nell’ambiente protetto sia mantenuta una concentrazione di comburente inferiore a quella soglia, alterando permanentemente l’atmosfera, attraverso l’apporto controllato di azoto, il quale non partecipa alla combustione.

Nelle applicazioni antincendio, dove sono in gioco grandi volumi, si genera l’azoto con sistemi PSA (Pressure Swing Adsorption) che sfruttano la capacità di adsorbimento dei carboni attivi. Si tratta di una tecnologia efficiente a bassa pressione, aspetto che limita i consumi energetici e l’usura dei componenti e del granulato di carbonio, e quindi le necessità di manutenzione. 

Un ORS è una soluzione che richiede poco spazio, è relativamente facile da installare, scalare e rendere ridondante. Senza sufficiente ossigeno, niente incendio. Niente incendio, niente danni, né sistemi di soppressione. Servirebbe un altro articolo per elencare i benefici derivanti dall’annullamento del rischio incendio, dai minori costi tecnici, di esercizio ed operativi. 

Quindi si tratta del Sacro Graal antincendio? Purtroppo no. Le percentuali di esercizio tipiche di un ORS non superano il 13%; un’atmosfera ipossica di questo tipo impone l’accesso, ai locali protetti, in maniera controllata per tempi contingentati.

Se le soglie di innesco dei materiali di cui si vuol prevenire l’incendio lo richiedono, è possibile realizzare miscele d’aria in cui l’ossigeno sia ancora più diluito; tuttavia, a quelle concentrazioni non può essere ammessa la presenza umana senza sistemi di assistenza alla respirazione.

Un’ulteriore esigenza riguarda la tenuta ai gas dell’involucro edilizio; come è evidente, per controllare l’atmosfera in un locale protetto è necessario che gli scambi gassosi con l’esterno siano minimi. Rispetto alle classi di incendio B e C, ovvero quelli che coinvolgono liquidi o gas infiammabili, la normativa UNI EN 16750 revisionata nel 2020, che norma questo tipo di sistemi, ha dato delle indicazioni di tenore di ossigeno da mantenere ma ci sono ancora forti discussioni a livello internazionale sull’applicabilità di questa tecnologia ad alcune tipologie di rischio. Oggi, progettare un ambiente sotto-ossigenato per queste categorie è assolutamente sconsigliabile.

Detto questo, tuttavia, la riduzione di ossigeno non ha limitazioni dimensionali; anzi è un sistema di prevenzione che ben si adatta anche ai grandi volumi. Per garantire di svolgere il suo compito, un ORS ha bisogno, oltre che di una distribuzione attentamente calibrata – per la quale Mozzanica & Mozzanica detiene un sistema brevettato – anche di un sistema di monitoraggio della concentrazione dei diversi gas presenti nell’ambiente protetto.

Per questo, fortunatamente, la ormai consolidata esperienza nell’atmosfera controllata e modificata ha messo a disposizione generatori di azoto, sistemi di monitoraggio, tecniche di impermeabilizzazione ai gas dei locali e procedure gestionali da cui l’antincendio può attingere a piene mani.

Noi, in Mozzanica & Mozzanica, abbiamo stretto una partnership con un leader mondiale dell’atmosfera controllata e modificata – Fruit Control Equipments – instaurando un proficuo scambio di competenze. Infatti un ORS non è solo un impianto per il controllo dell’atmosfera ma un sistema di sicurezza antincendio che richiede uno scrupoloso rispetto di aspetti normativi, l’integrazione con sistemi di monitoraggio antincendio e lo sviluppo di specifiche d’impianto che descrivano le logiche di interazione dei diversi componenti impiantistici e delle squadre di emergenza in condizioni standard ed in regime di emergenza.

Possono essere protetti locali tecnici poco o scarsamente frequentati, come cabine elettriche e sale server, che spesso dispongono già un ottimo grado di impermeabilità dell’involucro edilizio e di sistemi ventilazione che possono risultare utili ad applicazioni ORS.

Nelle aree di stoccaggio e logistica la tecnologia ORS ha trovato il suo principale impiego. Tra i magazzini, quelli a temperatura controllata e le celle frigorifere condividono con i datacenter le caratteristiche di impermeabilità ai gas e ventilazione/climatizzazione ottimali per l’applicazione della riduzione di ossigeno e presentano, al contempo, sfide antincendio notevoli per la reazione al fuoco dei materiali impiegati per coibentarli, perché l’aria secca al loro interno favorisce la propagazione del fuoco e perché l’acqua di un eventuale sprinkler può ghiacciare rapidamente se non si prevede l’aggiunta di un agente antigelo. Escludere a monte la possibilità di incendio risulta quindi estremamente interessante.

Laddove il picking sia automatizzato, e la presenza umana possa essere ridotta o esclusa, si possono raggiungere concentrazioni di ossigeno così spinte da poter conservare materiali con soglie di innesco molto basse. 

In questo tipo di stoccaggi intensivi il materiale è solitamente conservato in contenitori in plastica (KLT, GLT, etc.). L’effetto camino, generato dalla merce impilata e la sua bassa bagnabilità richiede notevoli sviluppi lineari delle soluzioni sprinkler a cui, con un sistema ORS, si potrebbe ovviare. 

Se il materiale è compatibile, una soluzione di prevenzione basata sulla riduzione di ossigeno appare come la candidata ideale nel caso di stoccaggio di sostanze pericolose, come possono essere molte di quelle impiegate nell’industria chimica e farmaceutica, per il qual caso le norme prevedono l’eliminazione di fonti di innesco operative. 

Sebbene trovi la sua applicazione ideale in ambienti in cui la frequentazione del personale sia esclusa, l’esatta conoscenza della concentrazione di ossigeno presente nell’ambiente rende altamente prevedibile cosa può accadere agli occupanti e pertanto, adottando opportune procedure di accesso e formazione del personale, si può ammettere la presenza umana anche in ambienti con atmosfera a basso tenore di ossigeno.

È il caso tipico degli archivi. Qui la combustibilità dei supporti (cartacei o in altri materiali), la conservazione in alte e dense scaffalature, talvolta, quando mobili, azionate da motori elettrici, sono tutti aspetti che espongono le informazioni archiviate al rischio di andare incontro ad un incendio.

Spegnere un incendio di documenti cartacei con dell’acqua rischierebbe di compromettere comunque le informazioni registrate su quei supporti e la saturazione con gas estinguenti, pur ponendo limitazioni analoghe a quelle dell’ORS, non preserva i documenti dai danni derivanti dal principio di incendio.

Una corretta strategia antincendio combina le diverse tecnologie in funzione delle loro potenzialità, dei rischi da proteggere e dei costi/benefici che presentano. Gli Oxygen Reduction Systems sono una delle diverse opzioni a disposizione del progettista antincendio; un’opzione che si sta rivelando estremamente efficace_.