Combustione delle materie plastiche e sua inibizione

ABS breve storia
ABS – una breve storia di questo polimero
giugno 11, 2020
Visualizza tutto
Combustione - Sicurezza al fuoco

La combustione è un processo che interessa la quasi totalità delle materie plastiche, siano esse derivate da fonti fossili o rinnovabili, quando si trovano in presenza di fiamme libere o di fonti energetiche che sviluppano calore.

La combustione è una reazione di ossidazione incontrollata che avviene velocemente e con forte sviluppo di energia termica (reazione esotermica) e luce; essa può essere rappresentata, in modo schematico, da un triangolo i cui vertici sono costituiti dai tre elementi necessari affinché essa possa verificarsi: combustibile, comburente ed energia.

Triangolo del fuoco

In assenza di uno di essi non si ottiene combustione. Tale considerazione è alla base dei sistemi di spegnimento o prevenzione degli incendi.

Fatta questa premessa possiamo dire che un incendio è la risultante della combinazione di quattro elementi essenziali che devono  concorrere contemporaneamente affinché esso si verifichi:

  1. il combustibile che è il materiale in grado di combinarsi chimicamente con l’ossigeno (o altra sostanza) con emissione di energia termica (nel nostro caso il materiale plastico);
  2. il comburente che è la sostanza che alimenta la combustione mediante ossidazione del combustibile;
  3. una sorgente che rilascia un adeguato valore di energia termica in grado di dare avvio al processo di combustione (raggiungimento della temperatura di accensione del combustibile) passando prima attraverso la fase di pirolisi del materiale;
  4. la formazione o liberazione di gruppi atomici chimicamente attivi (radicali) capaci di produrre reazioni a catena che portano alla formazione di composti chimici di dimensioni inferiori, piccole molecole e gas.

Generalmente quando la vera e propria combustione ha inizio, il combustibile si trova allo stato gassoso (gas di pirolisi) oppure, se è allo stato liquido, ha raggiunto una temperatura tale da emettere vapori infiammabili (temperatura di infiammabilità) che, mescolandosi al comburente (l’ossigeno è una sostanza comburente contenuta nell’aria con una percentuale in volume pari al 21%) in determinate concentrazioni, danno luogo a miscele combustibili che in presenza di una adeguata energia di innesco avviano la combustione. Ciò significa che un materiale allo stato solido non brucia direttamente.

Come brucia un materiale

Come si sviluppa quindi un incendio? La figura seguente schematizza le varie fasi in funzione di tempo, temperatura e rischi:

Fasi di sviluppo di un incendio

Supportiamo lo schema con un esempio:

INIZIO: una sorgente di energia (fiammifero, candela o mozzicone di sigaretta) appicca fuoco ad un materiale combustibile (rivestimento di una poltrona o tendaggi) inizia così la decomposizione e la pirolisi del materiale.

PROPAGAZIONE: la pirolisi e la sorgente di energia provocano la propagazione delle fiamme con conseguente riscaldamento dell’ambiente circostante ed evoluzione di gas infiammabili che quando sono sufficientemente caldi provocano il flashover.

PIENO SVILUPPO: in questa fase lo sviluppo dell’incendio subisce una brusca variazione poiché vengono interessati tutti gli oggetti combustibili presenti nel locale in quanto, anche quelli più distanti dalle fiamme, raggiungono la temperatura di accensione. Il flashover è generalmente definito come la transizione da un incendio in crescita ad uno pienamente sviluppato nel quale tutti i materiali combustibili che stanno nel compartimento sono coinvolti simultaneamente nell’incendio soprattutto a causa dell’irraggiamento provocato dai prodotti della combustione; in tale fase i gas caldi di combustione hanno quasi completamente occupato l’ambiente e si trovano vicino al pavimento. Il flashover è l’inizio del pieno sviluppo. È il punto di non ritorno, ovvero da questo momento le fiamme si autoalimentano e possono raggiungere anche temperature di 1200 °C.

REGRESSIONE: è la diminuzione progressiva dell’incendio vuoi per consumo del carico d’incendio (combustibile) o per sviluppo in ambiente completamente chiuso dove si determina una carenza di comburente (ho fatto reagire tutto l’ossigeno, come quando si mette una candela accesa sotto un bicchiere rivoltato e attendiamo che la fiamma si estingua).

Quali sono i parametri che governano un incendio?

  • La combustibilità: il materiale brucia?
  • L’infiammabilità: se è combustibile, come e quando prenderà fuoco?
  • La propagazione della fiamma: una volta preso fuoco, quanto velocemente si propagheranno le fiamme?
  • Il calore rilasciato: quale sarà il tasso e la quantità di calore rilasciato?

La figura seguente mostra le varie fasi della combustione di un polimero:

Ciclo del fuoco

Per inibire o prevenire lo sviluppo di un incendio è necessario ritardare la fiamma rallentando il processo di combustione durante uno o più stadi, in modo da non arrivare alla combustione completa con forte sviluppo di fiamma (flashover).

Nella tabella sottostante possiamo scoprire quali sono quegli elementi di resistenza che un polimero può opporre alla evoluzione di un incendio durante le varie fasi del processo di combustione.

Tabella evoluzione_opposizione

Mentre qui sotto sono riportate alcune proprietà dei polimeri termoplastici più comuni in relazione al loro potenziale comportamento al fuoco.

Tabella LOI ecc

Come interpretare alcuni di questi valori?

LOI o Indice di ossigeno (ISO 4589 – ASTM D2863): è la percentuale minima di ossigeno presente in un gas necessaria affinché il materiale prenda fuoco. Poiché la percentuale di O2 nell’aria è il 21 %, tanto maggiore di questo valore sarà il LOI di un polimero, tanto più quel polimero avrà difficoltà a prendere fuoco. Vale il viceversa. La figura che segue illustra graficamente il LOI di alcuni polimeri.

Grafico LOI

Calore di combustione: è l’energia emessa durante la combustione (nella tabella in kj/kg), quindi tanto più alto è questo valore tanto maggiore è l’energia emessa per unità di peso di materiale e tanto maggiore sono sia la capacità di autoalimentazione sia la velocità di propagazione dell’incendio.

Per inibire o controllare la combustione dei polimeri si possono utilizzare i ritardanti di fiamma, sostanza organiche o inorganiche che, additivate ai polimeri, ne ritardano la combustione.

Il ritardo alla fiamma ed il meccanismo di azione dei vari additivi saranno argomento di prossimi articoli.

Fonti

http://antincendio-italia.it/il-processo-di-combustione/

http://antincendio-italia.it/curva+d%27incendio

www.flameretardantsonline.com

www.cefic-efra.com

Questo sito utilizza i cookie per fornire la migliore esperienza di navigazione possibile. Continuando a utilizzare questo sito senza modificare le impostazioni dei cookie o cliccando su maggiori informazioni

Informativa ai sensi dell'art. 13 del D.Lgs. 196/03 Codice in materia di protezione dei dati personali
I Suoi dati personali saranno trattati nel rispetto della disciplina di legge per l'evasione degli ordini, l'erogazione dei servizi per i quali è prevista la registrazione e per gli altri scopi indicati nella presente informativa; il trattamento sarà improntato ai principi di correttezza, liceità e trasparenza e di tutela della Sua riservatezza.
Le modalità del trattamento prevedono l'utilizzo di strumenti manuali, informatici e telematici (ivi compresi telefax, telefono, anche senza assistenza di operatore, posta elettronica, SMS ed altri sistemi informatici e/o automatizzati di comunicazione) e sono comunque tali da assicurare la sicurezza e riservatezza dei dati stessi.
Il titolare del trattamento è:

Massimo Riboldi | P.IVA 06836320967 | Via Emilia,12 - 20090 Segrate MI

Ai sensi dell'art.7 D.Lgs.196/03
1. L'interessato ha diritto di ottenere la conferma dell'esistenza o meno di dati personali che lo riguardano, anche se non ancora registrati, e la loro comunicazione in forma intelligibile.
2. L'interessato ha diritto di ottenere l'indicazione:
a) dell'origine dei dati personali
b) delle finalità e modalità del trattamento;
c) della logica applicata in caso di trattamento effettuato con l'ausilio di strumenti elettronici;
d) degli estremi identificativi del titolare, dei responsabili e del rappresentante designato ai sensi dell'articolo 5, comma 2;
e) dei soggetti o delle categorie di soggetti ai quali i dati personali possono essere comunicati o che possono venirne a conoscenza in qualità di rappresentante designato nel territorio dello Stato, di responsabili o incaricati.
3. L'interessato ha diritto di ottenere:
a) l'aggiornamento, la rettificazione ovvero, quando vi ha interesse, l'integrazione dei dati;
b) la cancellazione, la trasformazione in forma anonima o il blocco dei dati trattati in violazione di legge, compresi quelli di cui non è necessaria la conservazione in relazione agli scopi per i quali i dati sono stati raccolti o successivamente trattati;
c) l'attestazione che le operazioni di cui alle lettere a) e b) sono state portate a conoscenza, anche per quanto riguarda il loro contenuto, di coloro ai quali i dati sono stati comunicati o diffusi, eccettuato il caso in cui tale adempimento si rivela impossibile o comporta un impiego di mezzi manifestamente sproporzionato rispetto al diritto tutelato.
4. L'interessato ha diritto di opporsi, in tutto o in parte:
a) per motivi legittimi al trattamento dei dati personali che lo riguardano, ancorché pertinenti allo scopo della raccolta;
b) al trattamento di dati personali che lo riguardano a fini di invio di materiale pubblicitario o di vendita diretta o per il compimento di ricerche di mercato o di comunicazione commerciale.
Lei potrà esercitare i Suoi diritti sopra indicati nonchè chiedere qualsiasi informazione in merito alla nostra policy di tutela dei dati personali inviando una comunicazione all'indirizzo sopra indicato o inviando una e-mail a: info@massimo-riboldi.it
Il mancato conferimento dei dati personali segnalati come obbligatori renderà impossibile l'esecuzione dell'eventuale ordine mentre il mancato conferimento di quelli non contrassegnati come obbligatori non ha conseguenze ai fini dell'esecuzione dell'ordine.
Previo Suo consenso, C.EL.M S.r.l. potrà trattare i Suoi dati personali per l'erogazione dei servizi per i quali è prevista la registrazione nonchè per finalità commerciali quali la segnalazione di offerte, promozioni o iniziative commerciali di qualsiasi genere avviate da essa o da altri operatori. In tali casi il conferimento dei dati non è obbligatorio e non incide sulla conclusione ed esecuzione dell'eventuale ordine.

Cosa sono i cookies
Un cookie è un piccolo file di testo che viene memorizzato sul computer di chi visualizza un sito web allo scopo di registrare alcune informazioni relative alla visita nonché di creare un sistema per riconoscere l'utente anche in momenti successivi. Gli identificatori dei dispositivi, invece, vengono generati raccogliendo ed elaborando alcune informazioni come l'indirizzo IP e/o lo user agent (versione del browser, tipo e versione del sistema operativo) o altre caratteristiche del dispositivo, sempre al fine di ricollegare talune informazioni ad un utente specifico.
Un sito Web può impostare un cookie sul browser solo se le preferenze configurate per quest'ultimo lo consentono.
E' importante sapere che un browser può consentire a un determinato sito Web di accedere solo ed esclusivamente ai cookie da esso impostati e non a quelli impostati da altri siti Web: non vi è alcun rischio per la vostra privacy in tal senso.
Al riguardo, e ai fini del presente provvedimento, si individuano pertanto due macro-categorie: cookie “tecnici” e cookie “di profilazione”.

a. Cookie tecnici
I cookie tecnici sono quelli utilizzati al solo fine di “effettuare la trasmissione di una comunicazione su una rete di comunicazione elettronica, o nella misura strettamente necessaria al fornitore di un servizio della società dell’informazione esplicitamente richiesto dall’abbonato o dall’utente a erogare tale servizio” (cfr. art. 122, comma 1, del Codice). Essi non vengono utilizzati per scopi ulteriori e sono normalmente installati direttamente dal titolare o gestore del sito web. Possono essere suddivisi in cookie di navigazione o di sessione, che garantiscono la normale navigazione e fruizione del sito web (permettendo, ad esempio, di realizzare un acquisto o autenticarsi per accedere ad aree riservate); cookie analytics, assimilati ai cookie tecnici laddove utilizzati direttamente dal gestore del sito per raccogliere informazioni, in forma aggregata, sul numero degli utenti e su come questi visitano il sito stesso; cookie di funzionalità, che permettono all’utente la navigazione in funzione di una serie di criteri selezionati (ad esempio, la lingua, i prodotti selezionati per l’acquisto) al fine di migliorare il servizio reso allo stesso. Per l’installazione di tali cookie non è richiesto il preventivo consenso degli utenti, mentre resta fermo l’obbligo di dare l’informativa ai sensi dell’art. 13 del Codice, che il gestore del sito, qualora utilizzi soltanto tali dispositivi, potrà fornire con le modalità che ritiene più idonee.

b. Cookie di profilazione
I cookie di profilazione sono volti a creare profili relativi all’utente e vengono utilizzati al fine di inviare messaggi pubblicitari in linea con le preferenze manifestate dallo stesso nell’ambito della navigazione in rete. In ragione della particolare invasività che tali dispositivi possono avere nell’ambito della sfera privata degli utenti, la normativa europea e italiana prevede che l’utente debba essere adeguatamente informato sull’uso degli stessi ed esprimere così il proprio valido consenso. Ad essi si riferisce l’art. 122 del Codice laddove prevede che “l’archiviazione delle informazioni nell’apparecchio terminale di un contraente o di un utente o l’accesso a informazioni già archiviate sono consentiti unicamente a condizione che il contraente o l’utente abbia espresso il proprio consenso dopo essere stato informato con le modalità semplificate di cui all’articolo 13, comma 3” (art. 122, comma 1, del Codice).
Per questi tipi di cookies, come specificato nel documento n. 2152939 del Garante della Privacy, non è richiesto il consenso preventivo e informato dell’utente (opt-in) a condizione che vengano offerte agli utenti modalità semplici per opporsi (opt-out).
Puoi gestire le tue preferenze sui cookies tramite browser
Se non conosci il tipo e la versione di browser che stai utilizzando puoi cliccare su “Aiuto” nella finestra del browser in alto, da cui puoi accedere a tutte le informazioni necessarie.

In particolare i cookie utilizzati in questo sito web servono per:
- memorizzare i dati inseriti dagli utenti durante la loro navigazione, in modo da velocizzare il caricamento delle pagine del sito web e l’inserimento di dati durante le visite successive;
- integrare il sito web con i principali social media (Facebook, Twitter, Google+, Pinterest, YouTube) e in particolare permettere all’utente di condividere i contenuti del sito su queste piattaforme;
- monitorare in forma anonima e aggregata le pagine consultate dagli utenti e altre informazioni sull’utilizzo che questi fanno del sito web, permettendo agli operatori che gestiscono il sito di migliorarne i contenuti e le funzionalità.

Cookie di terze parti
Per le finalità di integrazione con i social media questo sito può installare cookies provenienti dalle singole piattaforme, per le quali vi rimandiamo alle informative dei singoli portali.

Chiudi