Rilevazione incendi

Rivelazione di fumo

La rivelazioni di fumo occupa un posto privilegiato fra le tecniche disponibili per avere una diagnosi precoce d’incendio. La norma Europea EN 54 redatta dal CEN Comitato Europeo di Normalizzazione definisce i rivelatori di fumo come quei rivelatori che reagiscono alle particelle volatili e agli aero-soli prodotti dalla combustione.
I rivelatori di fumo sono fondamentalmente di due tipi:

• Rivelatori ottici di fumo
• Rivelatori ottici di fumo a camera a ionizzazione

A loro volta, i rivelatori ottici di fumo si differenziano in base al principio di funzionamento come:

• Rivelatori ottici di fumo a estinzione
• Rivelatori ottici di fumo a diffusione

I rivelatori ottici di fumo a estinzione utilizzano l’effetto fisico della riduzione dell’intensitá luminosa di una sorgente di luce quando il suo fascio é investito dal fumo.
I rivelatori ottici di fumo a diffusione utilizzano il medesimo principio e si differenziano da quelli a estinzione per la presenza di uno schermo posto tra l’emettitore e il ricevitore. In assenza di fumo l’energia luminosa viene intercettata dallo schermo e non arriva sulla fotocellula.

I rivelatori di fumo a camera a ionizzazione reagiscono ai prodotti di combustione che modificano la corrente ionica in una camera a ionizzazione. Per descrivere il principio di funzionamento supponiamo di una piccola sorgente radioattiva (generalmente Am241) che ionizza l’aria in un ambiente limitato tra due elettrodi. Applicando a questi ultimi una differenza di potenziale, si riesce a leggere il passaggio di corrente con apposita strumentazione. Quando il fumo entra nella camera di misura, si attacca al flusso degli ioni dell’aria, ne provoca un rallentamento e ne facilita la conversione allo stato neutro, per cui si ha una riduzione della corrente. In altri termini la presenza di fumo all’interno della camera viene letta come un aumento della resistenza e la variazione di corrente viene utilizzata come criterio di allarme.

Rivelazione di calore

I rivelatori di calore possono essere definiti come dispositivi che rispondono a un aumento della temperatura ambiente.

Essenzialmente sono di due tipi:

• Rivelatori termostatici
• Rivelatori termovelocimetrici

I rivelatori termostatici sono dotati di un elemento sensibile tarato per una determinata temperatura. Essi intervengono quando la temperatura del sensore raggiunge il valore di taratura in conseguenza di un incremento della temperatura ambiente. All’istante dell’intervento, la temperatura dell’elemento sensibile sará tanto piú prossima a quella di taratura, quanto piú lenta é stata la variazione della temperatura nell’intorno del rivelatore. Essi possono utilizzare come elemento sensibile un termistore oppure un fusibile o una lamina bimetallica o l’espansione termica di un liquido.
Il rivelatore termostatico é completamente insensibile al gradiente della temperatura ambiente fino a quando questa si mantiene al di sotto del valore di taratura.

Tale attitudine puó rappresentare un pregio nei casi in cui una rapida variazione della temperatura ambiente dipenda da normali condizioni di utenza come quelle tipiche di locali caldaie e cucine, mentre é un difetto se il rapido incremento di temperatura é legato a una situazione di incendio.
Un altro difetto riscontrabile nel rivelatore termostatico risiede nell’inerzia termica dell’elemento sensibile, per cui anche in caso di elevati gradienti di temperatura, la temperatura ambiente puó superare di molto il valore di taratura dell’elemento sensibile prima che il rivelatore intervenga.
Pertanto l’impiego di questo tipo di rivelatore trova la sua collocazione ottimale nella rivelazione di fuochi aperti con fiamme e in tutte le situazioni dove si prevede, in caso d’incidente, un rapido incremento della temperatura.

I rivelatori termovelocimetrici dispongono di un elemento sensibile tarato per un determinato gradiente di temperatura, misurato in °C/min.
Il principio di funzionamento in base al quale operano si rifá a precise caratteristiche dei termistori o della resistenza elettrica dei cavi o al principio di espansione dei liquidi.
Essi intervengono quando il gradiente di temperatura, cui é sottoposto l’elemento sensibile, raggiunge il valore di taratura, in conseguenza di un incremento della temperatura ambiente. Il tempo d’intervento é funzione della variazione di temperatura ed é tanto piú breve quanto piú rapida é la sua variazione.
I rivelatori termovelocimetrici risultano insensibili alle variazioni lente della temperatura ambiente per un effetto di compensazione tra l’elemento sensibile di misura in contatto con l’esterno e quello di riferimento.
Questa é una caratteristica positiva nelle applicazioni dove la temperatura ambiente in condizioni normali varia lentamente entro i limiti molto estesi.
I rivelatori termovelocimetrici trovano un’applicazione ottimale nella protezione di ambienti con rischio d’incendio a fiamma viva.

Rivelazione ottica di fiamma

Nella rivelazione ottica di fiamme si utilizzano le radiazioni elettromagnetiche emesse dalle fiamme per segnalare una situazione di pericolo. Al sensore spetta quindi il compito di convertire il segnale ottico in un segnale elettrico.
Risulta importante ai fini dell’affidabilitá di tale tecnica di rivelazione fare un netta distinzione tra i segnali provenienti da una fiamma reale e quelli che provengono da altre situazioni ottiche, simulanti la fiamma, ma che nulla hanno a che vedere con un incendio. Si tratta, in definitiva, di filtrare la luce solare, le luci riflesse, i lampi e altre interferenze ottiche.
Per questo la sensibilitá dei rivelatori é selettiva nell’intorno di un determinato valore nella gamma delle radiazioni elettromagnetiche dall’ultravioletto all’infrarosso. Infatti, la radiazione ultravioletta risulta essere piú debole ed é facilmente assorbita dalla stessa presenza delle particelle di fumo o da altre particelle di diversa natura. Puó verificarsi pertanto che un sensore non sia sufficientemente attivato per intervenire.

Rilevatore di fumo I rivelatori ottici di fiamma possono essere distinti in due tipi:

• Rivelatori ottici di radiazioni con singolo canale
• Rivelatori ottici di radiazioni con doppio canale

Il rivelatore ottico di fiamma a singolo canale trova la sua ottimale applicazione nella protezione di ambienti dove vi sono materiali contenenti carbonio e che bruciano con fiamma.

I rivelatori ottici di radiazioni con doppio canale sono equipaggiati con 2 sensori piroelettrici sensibili a radiazioni all’infrarosso in due differenti lunghezze d’onda. Il primo sensore reagisce alle radiazioni all’infrarosso nello spettro caratteristico dell’anidride carbonica prodotte da materiali contenenti carbonio come legno, prodotti petroliferi, plastica, alcool, etc.
Il secondo sensore effettua continuamente il monitoraggio di sorgenti esterne d’interferenza, che emettono segnali simili alla fiamma, come luce solare, luce artificiale o radiazioni come quelle emesse da corpi caldi.
I segnali provenienti dai due sensori vengono paragonati in ampiezza e sincronismo di fase in un circuito elettronico. Tale controllo conferisce al rivelatore una notevole immunitá da influenze esterne simulanti la presenza di fiamme.

Rivelatori lineari di fumo

I rivelatori di fumo, come quelli di calore, possono essere distinti in relazione alla zona di rivelazione, in due classi:

• Rivelatori puntiformi che rispondono al fenomeno rivelato in vicinanza di una regione assimilabile a un punto fisso di sorveglianza
• Rivelatori lineari che rispondono al fenomeno rivelato nell’intero territorio di una linea ideale continua fissa

I rivelatori lineari di fumo funzionano secondo il principio della riduzione dell’intensitá luminosa provocata dalla presenza di fumo.
I rivelatori lineari di fumo trovano un’applicazione ottimale nella protezione di ambienti come capannoni, autorimesse, ambienti con forti correnti d’aria, cavidotti, etc.