Lance antincendio

Si nota sempre più in questi ultimi tempi una progressiva perdita di conoscenza rispetto a quelle che dovrebbero essere le basi della competenza in ambito pompieristico. Le molteplici esigenze interventistiche portano a doversi concentrare su miriadi di attrezzature diverse. Alcune apparecchiature sono effettivamente complicate; Hanno è vero potenzialità notevoli, ma siamo sicuri che siano veramente fruibili? Al di là di queste considerazioni, condivisibili o meno, resta un problema di fondo, l’attività del vigile del fuoco prevede che vi sia un ottima manualità in merito all’utilizzo delle attrezzature base. Una di quelle che più diamo per scontata la conoscenza, è la lancia. In base alla mia esperienza di formatore, posso assicurare che il numero dei vigili che possono affermare di poter utilizzare una lancia “ad occhi chiusi” è una percentuale minima. In questo caso dicendo ad occhi chiusi non è un semplice modo di dire, nel nostro caso è un esigenza ben precisa legata all’attività interventistica.

La tipologia di incendi che siamo chiamati ad affrontare, fa sì che si debba effettuare un entrata aggressiva all’interno di edifici completamente invasi dal fumo. Le modalità di trattamento dei fumi prevedono un utilizzo della lancia in condizioni di visibilità nulle o quasi. Da questo si comprende l’importanza di conoscere a fondo questo strumento, in modo di poterlo utilizzare al massimo anche non potendolo vedere. Essendo la vista probabilmente il senso più sviluppato, o almeno quello che permette una familiarizzazione più veloce, per poter utilizzare un attrezzatura senza poterla vedere, vi è la necessità di dedicarci molto più tempo. Per facilitare questo compito, sarebbe importante che la tipologia di lance in uso presso la propria struttura di appartenenza venga standardizzata. Una volta individuato il modello che fa al caso proprio, lo si dovrebbe adottare su tutti i mezzi.

La tipologia di lance che sarà oggetto dello scritto sono le cosiddette lance americane o a getto cavo. La loro diffusione presso i vari comandi o corpi è cominciata da un paio di decenni e salvo alcuni casi attualmente hanno sostituito le lance cosiddette Italiane o a getto solido. Si potrebbe quindi pensare che esse sono il frutto di un evoluzione recente. Se però le si studia ci si accorge che risalgono ai primi anni del secolo scorso. La loro produzione avvenne in seguito alla meccanizzazione e alla conseguente diffusione di prodotti petroliferi. Di fatto ci si rese conto che queste lance erano più efficiente di quelle a getto solido nel combattere gli incendi di classe B. La prima campagna di test della quale si ha conoscenza venne realizzata tra il 1943 e il 1946 da parte del US Coast Guard Fire Fighting School. Vennero condotti più di 20 esperimenti a bordo di una nave trasporto Liberty. Allo scopo venne utilizzata la sala macchine. Sul fondo di essa (circa 170mq) vennero versati tra i 5000 e i 7000 galloni di olio combustibile (19.000-26.000 litri). L’incendio venne lasciato bruciare liberamente per 30’ per assicurare le condizioni peggiori possibili. Durante questi test vennero utilizzate alcune tipologie diverse di lance a getto cavo, con una portata compresa tra 435 e 635 lpm ad una pressione di 6.9 bar. Le lance vennero inserite dal soffitto del locale in fiamme limitando il più possibile l’apporto d’aria. Le termocoppie registrarono una costante riduzione di temperatura sino ad arrivare al di sotto della temperatura di infiammabilità dell’olio combustibile (ca 93°C). Il direttore della scuola chief Layman realizzò di aver creato un nuovo metodo di attacco all’incendio che venne chiamato “attacco indiretto”. Egli rimase stupito che la superficie in fiamme dell’olio venne spenta senza l’applicazione diretta dell’acqua sul combustibile in fiamme. Dopo numerosi studi egli arrivò alla conclusione che:

  • La rapida produzione di vapore all’interno di uno spazio confinato crea una perturbazione violenta all’interno dello spazio confinato;
  • Ogni m3 di vapore creato all’interno dello spazio confinato occupa uno spazio equivalente di tale spazio.[1]

L’importanza di questi esperimenti sta nel fatto che per la prima volta venne dimostrato che le lance a getto cavo possono essere proficuamente utilizzate adottando l’attacco indiretto.

Questi test diedero il là a molte altre verifiche e sperimentazioni. Negli anni successivi si contarono decine di esperimenti. La svolta nella diffusione di questa metodologia si ebbe nel 1950 durante il Fire Department Instructor’s Conference in Memphis. Chief Layman tenne una conferenza dal titolo “little drops of water” (piccole gocce d’acqua). A seguito di questo evento vennero pubblicati alcuni libri che consentirono di aumentare in maniera significativa il numero di vigili del fuoco a conoscenza di tale metodologia di attacco all’incendio.

Come si evince da quanto precedentemente scritto, l’uso di questa tipologia di lance  risale a parecchi decenni fa, sia negli USA che in Europa (primi anni ’80). Vien da chiedersi perché in Italia arriviamo sempre con “qualche” anno in ritardo. Ad ogni modo essendo perfettamente inutile recriminare sul passato, concentriamoci su quanto possiamo fare per colmare eventuali lacune o mancanze di conoscenza.

Innanzitutto vediamo perché è importante utilizzare la giusta lancia per essere efficaci se intendiamo raffreddare i fumi durante la progressione all’interno di un edificio invaso dal fumo. Le grandezze che influenzano la capacità di estrarre calore sono:

  • La massa dell’agente estinguente utilizzato;
  • La sua superficie d’esposizione con il fluido che si intende raffreddare;
  • La velocità dell’agente estinguente;
  • Il tempo di contatto tra l’estinguente e il fluido.

 

Le prove in laboratorio indicano che i risultati maggiori si hanno per gocce di diametro ca 0,3-0,5 mm con una portata di ca 130 lpm e un cono di apertura della lancia di ca 60°. Operando in tale modalità si massimizzano tutti i parametri precedentemente elencati. Per poter essere efficacie la goccia deve avere una vita utile sufficientemente lunga, prima di cadere a terra a causa della gravità, da permetterle di attraversare parte dello strato di fumo e passare di stato, da liquido a vapore. Non deve però essere troppo grande da farle attraversare tutto il fumo e colpire il soffitto o le pareti laterali. Inoltre la dimensione delle gocce deve essere tale da possedere una grande superficie d’esposizione, permettendo di fatto di assorbire energia dal fumo.

lanceTroppo piccole <0,1 mm                   dimensione ideale 0,3-0,5 mm                  troppo grandi >1mm   [2]

 

Il fatto che l’acqua evapori comporta una serie di eventi successivi. In primo luogo il fumo si raffredda perché ha ceduto energia per riscaldare l’acqua. Come risultato il fumo si ridurrà in volume. Nel contempo il suo volume aumenta a causa del vapore che è stato introdotto. Quale di questi due fattori avrà il sopravvento dipenderà da dove l’acqua evapora. L’energia utilizzata per evaporare l’acqua può essere prelevata dal fumo o dalla superfici del locale interessato. Se l’acqua evapora all’interno dello strato di fumo, l’energia che utilizza per passare di stato è prelevata direttamente dal fumo. Il fumo viene quindi raffreddato comportando una sua conseguente riduzione in volume che compensa il volume del vapore introdotto. In questo caso vi sarà una contrazione del volume finale del fumo di circa il 20%.[3]

Quando l’acqua evapora perché raffredda la superficie del combustibile o le pareti laterali, l’energia utilizzata proviene dalle superfici riscaldate. Il conseguente aumento di volume del fumo, in quanto non vi è alcuna contrazione di esso, sarà all’incirca del 50%.

Una indicazione di massima recita che: quando circa il 70% dell’acqua evapora sulle superfici e il restante 30% nel fumo (temperatura del fumo di 600°C) i due effetti si annullano e il volume iniziale del fumo resta inalterato[4]

L’operatore dovrà utilizzare la lancia in maniera tale da raggiungere l’obbiettivo prefissato. L’angolo di apertura del cono e l’inclinazione rispetto allo strato di fumo sono altrettanto importanti della regolazione della portata o della pressione di utilizzo. Queste ci fa capire quanto importante sia la formazione all’utilizzo di tali attrezzature. Questa considerazione ci riporta all’inizio, le attrezzature devono essere scelte in base alle esigenze interventistiche e poi devono essere conosciute sin nei minimi dettagli da tutto il personale operativo. La cosa peggiore che possiamo fare è dare per scontato che siano conosciute da tutti e che si prediligano certune rispetto ad altre perché “si è fatto sempre così”.

[1] The safe and effective use of fog nozzle. John E. Bertrand and John D. Wiseman

[2] Offensiver Löschangriff Jan Südmersen

[3] Water and other extinguishing agents. Stefan Sardqvist Raddinings Verket

[4] Water and other extinguishing agents op cit

Quale simulatore risponde meglio alle esigenze formative del vigile del fuoco?

Sulla base dei ragionamenti sviluppati nel precedente articolo, e cioè l’importanza assoluta di fornire una formazione realistica, vediamo quali possono essere i simulatori più funzionali per l’addestramento dei vigili del fuoco.

L’offerta è piuttosto variegata. Possiamo trovare:

  1.        Container a combustibile solido;
  2.        Container a gas;
  3.        Strutture in cemento a combustibile solido;
  4.        Strutture estemporanee in latero cemento (edifici prossimi alla demolizione);
  5.        Strutture in cemento alimentate a gas.

Ognuno di essi presenta degli aspetti positivi, sia in termini di sicurezza che in termine di efficacia dell’addestramento.

Quali sono le normative che regolano la realizzazione, ma soprattutto la conduzione delle esercitazioni in tali strutture? Bella domanda….. In base alle mie conoscenze, esistono due norme che ci sono d’aiuto, una americana -NFPA 1403[i]– e una tedesca –DIN 14097[ii]-. Entrambe sono utili per stabilire quali sono gli atteggiamenti virtuosi che ci permettono di incrementare la nostra sicurezza. La NFPA 1403, è maggiormente orientata nel stabilire le procedure per condurre le esercitazioni, mentre la norma DIN entra nel dettaglio di come devono essere realizzati i simulatori. Nel preambolo della norma NFPA, viene sottolineata l’importanza di questa tipologia di addestramenti, che devono essere condotti con il massimo degli standard di sicurezza. Vi troviamo infatti scritto: – La pratica della formazione “live fire training”, è la base per fornire un servizio efficiente al giorno d’oggi. Tuttavia i benefici che si traggono, sono annullati in caso di infortuni subiti dai vigili del fuoco in condizioni di formazione non sicure e/o poco controllate[iii]

Sgombro subito il campo giocando a carte scoperte, dichiarando che a mio giudizio (per sua natura un blog riflette le opinioni personali dell’autore. In quanto tali, le opinioni personali sono il frutto del proprio vissuto) le strutture migliori sono i container a combustibile solido. Con questi simulatori si riesce a riprodurre con buona approssimazione la realtà, mantenendo al contempo un ottimo livello di sicurezza. Oltretutto, hanno dalla loro parte un costo sia di realizzazione, che di mantenimento estremamente bassi (cosa da non sottovalutare in questo momento storico di contrazione delle risorse).

I container a gas sono delle strutture funzionali a quanti si approcciano per la prima volta ad un incendio. Offrono buoni livelli di sicurezza, ottima riproducibilità e bassi livelli di contaminazione ambientale. Per contro sono inutili per addestrarsi su come si evolve un incendio e hanno dei costi di acquisto e di mantenimento elevati.

Le strutture in cemento a combustibile solido offrono un buon livello di riproduzione della realtà, ma una scarsa riproducibilità in caso di più esercitazioni nello stesso giorno (una volta scaldato il cemento ci mette molto a raffreddarsi, quindi l’evoluzione dell’incendio è completamente diversa da inizio a fine sessione). Hanno costi di realizzazione  elevati, ma con costi di gestione moderati. Sono caratterizzati da un basso livello di sicurezza da un punto di vista della contaminazione ambientale. Da una ricerca Finlandese si evince che i livelli più alti di agenti cancerogeni che impregnano i DPI dei partecipanti si sono registrati in queste strutture[iv].

Gli edifici che talvolta si reperiscono (strutture estemporanee) per poter effettuare delle prove a fuoco, sono quelli che sicuramente offrono il maggior grado di aderenza alla realtà, ma al contempo il minor livello di sicurezza. Nelle prescrizioni della NFPA ci sono delle misure aggiuntive in caso di addestramenti in tali strutture. Per esempio per quanto riguarda il presidio sanitario di sicurezza, non solo deve essere presente del personale abilitato alla rianimazione cardio polmonare (BLS), come in tutti gli altri casi d’altronde, ma in più deve essere fisicamente presente un veicolo idoneo al trasporto sanitario[v], cosa che non è necessaria negli altri simulatori. Questo ci dà una misura delle precarie condizioni di sicurezza.

Le strutture più controverse sono quelle in cemento alimentate a gas. A mio giudizio gli unici aspetti positivi sono: la sicurezza e il basso livello di contaminazione. Aspetti che vengono mitigati dai costi elevatissimi, ma soprattutto dalla mancanza di utilità per formare il personale a come si evolve un incendio. La concezione che vi è alla base non è confacente alle necessità addestrative.  Nelle strutture alimentate a gas non abbiamo nessuno degli elementi caratterizzanti un incendio quali: il calore (radiante e convettivo), la mancanza di visibilità legata alla presenza del fumo e i moti convettivi creati dalla combustione (eccetto un po’ di calore radiante e una riduzione di visibilità, realizzata tramite fumo freddo). Per quanto riguarda l’azione dei getti d’acqua sui focolai è assolutamente fuorviante, in quanto non si riesce a valutare l’efficacia degli stessi, dovendo agire su di un fornello a gas. E sto parlando di azione diretta sul focolaio, non di “smoke cooling”. Questa mancata adesione alla realtà mi porta ad interrogarmi sull’efficacia di questa tipologia di esercitazioni.

Sulla base di quanto dichiarato dai fautori di questa tipologia di simulatore, le motivazioni  alla base della loro scelta sono:

  •          Maggiore sicurezza per gli operatori;
  •          Riproducibilità dei training;
  •          Ambiente “pulito”.

Sono condivisibili queste affermazioni?  Vediamole punto per punto, considerando quanto avviene nei container a combustibile solido.

Maggiore sicurezza. Esiste la convinzione che, se non è presente un fungo rosso che congeli il tutto, non vi siano le necessarie condizioni di sicurezza. A mio parere non è vero. Il problema principale è che si rimanda tutto alla tecnologia, non valorizzando il fattore umano. “Io posso entrare lì dentro in sicurezza, perché tanto basta schiacciare un bottone e finisce tutto”. E’ quanto di peggio possa pensare una persona che si addestra ad una realtà completamente diversa. Questo non significa che chi sbaglia debba pagarne le conseguenze, ma che la predisposizione mentale e l’attenzione devono essere maggiori. Da un punto di vista ingegneristico, le strutture alimentate da combustibile di classe A, debbono sopperire alla mancanza del fungo. Ecco quindi che le uscite di sicurezza sono più vicine, l’evacuatore di fumo e calore è maggiorato. Dal punto di vista degli addestramenti, i conduttori della struttura debbono avere una preparazione molto più approfondita e devono essere presenti in numero maggiore. Possiamo affermare senza tema di smentita che, un container a combustibile solido costruito secondo le normative vigenti e condotto da istruttori qualificati, possiede i medesimi livelli di sicurezza di uno a gas.

Riproducibilità del training. Nelle case a fuoco alimentate a gas, dal momento che il combustibile esce da un ugello con una portata specifica nota, l’HRR (Heat Release Rate) è conosciuto e costante. Gli edifici in cemento risentono molto poco delle condizioni atmosferiche. La temperatura esterna, il periodo dell’anno e l’umidità influenzano in maniera lieve le condizioni all’interno. Nelle strutture che funzionano con combustibile di classe A, per ovviare alla possibile variabilità della potenza dell’incendio, bisogna attenersi ad un carico standard (esiste una bibliografia esaustiva sull’argomento). Inoltre si devono adottare delle procedure ben definite. Le condizioni ambientali esterne hanno un impatto più pronunciato. I container hanno per contro un inerzia termica praticamente nulla. Dalla prima all’ultima esercitazione della giornata le differenze non sono così marcate come in una struttura in cemento, che una volta scaldata abbisogna di un tempo notevole per raffreddarsi.

Ambiente “pulito”. Questo è l’unico, certo, punto a favore del gas. Dopo un addestramento in tali strutture si può asciugare il DPI e riutilizzarlo senza preoccuparsi di doverlo lavare. Nei simulatori a combustibile solido invece, vi è la necessità di adottare delle procedure per la tutela della salute degli operatori. Ecco quindi che vi sarà una suddivisione in aree “sporche” e “pulite”. I DPI verranno trattati come contaminati e all’interno del simulatore si entrerà solo con gli APVR. Per tutelare la nostra salute all’interno di queste aree contaminate, ci vengono in aiuto alcune linee guida (Svedesi[vi], Australiane[vii]). A questo punto però sorge una domanda, se i vigili in addestramento si abituano ad operare in un ambiente sporco (ma non così pericoloso che in caso di errore vi siano delle conseguenze catastrofiche) non gli risulterà naturale adottare le medesime cautele e procedure durante gli interventi reali? (dove un eventuale errore può avere degli effetti funesti). Quest’aspetto è sicuramente un valore aggiunto per i simulatori a combustibile solido.

 

Aderenza alla realtà

Riproducibilità del training

Sicurezza

Contaminazione

Costi

Container a gas

x

xxx

xxxx

x

xxx

Strutture in cemento alimentate a gas

xx

xx

xxxx

x

xxxx

Container a combustibile solido

xxx

xxx

xxxx

xx

xx

Strutture in cemento a combustibile solido

xxx

x

xx

xxxx

xxx

Strutture estemporanee in latero cemento

xxxx

x

x

xxx

x

Livello minimo: x; Livello massimo: xxxx.

Conclusioni

  1. Sono fermamente convinto che i simulatori a gas (sia container che edifici di dimensioni maggiori), eccetto che per il primo approccio all’incendio, non possono essere l’unica offerta formativa per realizzare la preparazione di un vigile del fuoco;
  2. A differenza dei simulatori a gas, quelli a combustibile solido possono essere funzionali all’intero ciclo di addestramento dei vigili del fuoco, siano essi dei novizi oppure dei pompieri navigati con anni di esperienza interventistica alle spalle. Sarà compito degli istruttori in carica settare le condizioni in maniera tale da customizzarle in funzione degli allievi che stanno addestrando;
  3. Deve ben essere chiaro a tutti che la formazione nei simulatori a combustibile solido non è un’attività riservata a “superpompieri” o squadre speciali, bensì l’ABC per tutti.

[i] NFPA 1403-2012 Standard of live fire training evolutions;

[ii] DIN 14097-1:2005-05  This standard will allow architects, designers, firefighters and administrators to design, build and run firefighter training facilities in a practical manner and according to the relevant safety regulations.

DIN 14097 comprises the following parts:

— Part 1: General requirements

— Part 2: Gas-fuelled simulation devices

— Part 3: Wood-fired training facilities

— Part 4: Firefighter training houses

[iii] Origin and development of NFPA 1403: The ongoing training of firefighters is the cornerstone of good fire protection today’s world. However the benefits derived from live fire training can be negated by the injuries and deaths suffered by firefighters under unsafe and poorly supervised training conditions.

[iv] Fire fighting trainers’ exposure to carcinogenic agents in smoke diving simulators

Juha Laitinena, Mauri Mäkeläb, Jouni Mikkolac, Ismo Huttud

[v] NFPA 1403 4.10 Emergency Medical Services.

4.10.1 Basic life support emergency medical services shall be available on site to handle injuries.

4.10.1.1 For acquired structures, BLS emercency medical services with transportation capabilities shall be avaliable on site to handle injuries

[vi] Healthy firefighters, Skellefteå Model a collaborative project

[vii] Occupational health and safety manual and training standard. Relative to safe use of the  aus-rescue hybrid flashover simulator for compartment fire behaviour training (cfbt). Shan Raffel AFSM EngTech CFIFireE for Aus-Rescue Pty Ltd

CFBT

CFBT è un acronimo inglese che significa Compartment Fire Behaviour Training.  Questo tipo di addestramento è stato sviluppato negli anni ’80 del secolo scorso nel nord Europa. Lo scopo principale è di ricostruire, quelle che sono le condizioni di un incendio in un compartimento sia esso comandato dal combustibile sia dal comburente (condizione quest’ultima di gran lunga più pericolosa). Il carico d’incendio relativamente lieve, le dimensioni contenute del container e la preparazione degli istruttori che conducono le esercitazioni, permettono di simulare,  in tutta sicurezza, delle situazioni che potrebbero crearsi nella realtà.

Durante gli anni ’90 vennero sviluppate una serie di iniziative volte ad incrementare la sicurezza degli operatori, i maggiori progressi si ebbero in Europa, Australia ed Asia. I promotori iniziali furono due vigili del fuoco svedesi (Mats Rosander e  Krister Giselsson) che introdussero per i primi i concetti di utilizzare dei getti d’acqua  definiti “bursting”  e “pulsing” (1983) da indirizzare nello strato caldo di fumi che si va formando sotto il soffitto durante gli incendi al chiuso. La particolarità di questi getti è di prevedere dei veloci apri/chiudi della lancia che interagiscano durante la  fase gas della combustione. Raffreddando i fumi/gas caldi della parte superiore si può prevenire lo svilupparsi del flashover. E’ da notare che questo sistema di utilizzo dell’acqua non è altro che che la cosidetta “applicazione indiretta”, sviluppata sulla base degli studi di Lloyd Laymen (Oiwa Research) del 1950. In seguito un altro funzionario dei vigili del fuoco di Stoccolma (Anders Lauren) introdusse il concetto di utilizzare i container navali conformi allo standard ISO per addestrare gli operatori all’uso di queste tecniche. (pag 192 Euro Firefighter Paul Grimwood)

Simulatore a combustibile solido SPA Trento

Simulatore a combustibile solido SPA Trento

Simulatore a combustibile solido Scuola Provinciale Antincendi Trento. Il simulatore è composto da cinque container da 20′, posizionati su due livelli. Lo stesso è stato realizzato rispettando la normativa DIN 14097 parte 1 e 3. Gli addestramenti per la simulazione del flashover sono condotti mantenendo le specifiche del protocollo Tantad. Mentre per quanto riguarda il percorso completo gli istruttori sono conformi alle specifiche Feurex.

Per evitare gli incidenti è fondamentale possedere:

  1.  un protocollo da seguire inderogabilmente;
  2.  una struttura conforme alle norme di riferimento;
  3.  istruttori in possesso della necessaria formazione (non ci si può improvvisare);
  4.  allievi con una preparazione di base che preveda una buona padronanza dell’utilizzo dell’autorespiratore.

Nei prossimi post approfondiremo quelle che sono le tecniche da utilizzare durante gli addestramenti a caldo e quindi successivamente da trasferire nell’attività interventistica.

Luca