• domino effect
• escalation
• fire
• major accident hazard
• thermal coatings

L’innesco di sostanze infiammabili in seguito a fenomeni di rilascio accidentali può portare alla formazione di incendi, che a loro volta possono danneggiare apparecchiature limitrofe causando eventi secondari di maggiore entità, per effetto domino. Il controllo e la mitigazione delle conseguenze possono quindi esser critici in queste circostanze, con la necessità di utilizzare metodi di progettazione impiantistica incentrati sulla sicurezza per prevenire, o comunque limitare, la possibilità di effetto domino.
Tra i metodi impiegati, la protezione passiva (Passive Fire Protection, PFP) delle apparecchiature di processo è un elemento fondamentale per prevenire conseguenze potenziali di grande entità; in particolare, gli schermi termici e la coibentazione sono una soluzione potenzialmente sicura e facilmente applicabile per proteggere le apparecchiature, a patto che i materiali siano selezionati e caratterizzati in modo adeguato per resistere all’elevato carico termico dovuto alla fiamma.
Nel presente lavoro è stato sviluppato un approccio metodologico per la determinazione dell’efficienza dei dispositivi di protezione passiva, basato sullo studio sperimentale e modellistico di materiali inorganici, impiegati per la coibentazione termica e la protezione antincendio di apparecchiature di processo.
L’attività sperimentale è stata orientata a caratterizzare il comportamento e l’efficacia di materiali coibenti sottoposti a condizioni di incendio, attraverso un test a fuoco su piccola scala basato sullo standard ASTM E162. L’apparato sperimentale consiste in un pannello radiante (dimensioni 300 x 460 mm, temperatura della sorgente radiante 650-850°C) capace di simulare condizioni di incendio e di una struttura di supporto per i provini di materiale da testare (dimensioni 150 x 460 mm e spessore variabile da 6 a 25 mm). Tali provini sono stati realizzati accoppiando al coibente un lamierino di acciaio (spessore 5 mm) nella parte non esposta al pannello radiante, in modo da simulare la parete dell’apparecchiatura da proteggere.
Sono state misurate le temperature del pannello radiante e della parete di acciaio posteriore, traendo informazioni utili sull’evoluzione dei profili termici sulla superficie da proteggere.
L’interpretazione delle prove è stata basata sullo sviluppo e la validazione di un modello monodimensionale a nodi termici, che ha permesso di estendere l’analisi a condizioni di irraggiamento più severe e per tempi di esposizione più lunghi, rispetto a quelli realizzabili sperimentalmente. I risultati ottenuti sono stati implementati in un modello per i serbatoi su scala reale, che ha consentito di integrare le informazioni, ottenute sulla resistenza della protezione passiva, con il comportamento della struttura protetta.
Infine, il modello è stato applicato a serbatoi di GPL, coibentati con i diversi materiali in modo da verificare la resistenza alla fiamma e la possibilità di rottura catastrofica.
L’approccio metodologico proposto, attraverso l’integrazione dei risultati sperimentali con analisi modellistiche, rappresenta un valido strumento per la caratterizzazione delle prestazioni dei materiali isolanti per la protezione passiva da incendi esterni.