Corso base di specializzazione di prevenzione incendi

1. MODULO 2 CHIMICA E FISICA DELL’INCENDIOGeneralità sulla combustione e sostanze pericolose Sostanze estinguentiTEST DI VERIFICA APPRENDIMENTO Corso base di specializzazione di prevenzione incendi

2. MODULO 2 CHIMICA E FISICA DELL’INCENDIO 2 • PRIMA PARTE - FISICA E CHIMICA DELL'INCENDIO PRINCIPI DELLA COMBUSTIONE E CARATTERISTICHE DELLE SOSTANZE PERICOLOSE IN RELAZIONE ALLE FONTI D’INNESCO • Vengono analizzati, puntualmente, tutti i parametri, gli elementi coinvolti nell'innesco e nella propagazione dell'incendio (combustione, prodotti e reagenti, reazione di combustione, fonti di innesco ed energia di attivazione, campo di infiammabilità, temperatura di infiammabilità, temperatura di accensione, temperatura di combustione, prodotti della combustione, curva tempo-temperatura, sostanze pericolose combustibili ed infiammabili (caratteristiche e classificazione), esplosioni di miscele infiammabili di gas, vapori e polveri). Ing. Cristiano Cusin

3. MODULO 2 CHIMICA E FISICA DELL’INCENDIO 3 • SECONDA PARTE – SOSTANZE ESTINGUENTI • Partendo dalla classificazione dei fuochi vengono descritti i meccanismi che influenzano l'estinzione dell'incendio e illustrate le peculiarità delle sostanze estinguenti (acqua, acqua frazionata/nebulizzata, schiume, polveri, gas inerti) effettuando le necessarie comparazioni fra le varie sostanze estinguenti. Completano l'argomento alcuni cenni sui nuovi prodotti e sulle procedure per la loro omologazione o approvazione ai fini antincendio. • TEST VERIFICA APPRENDIMENTO Ing. Cristiano Cusin

4. …. doverosa precisazione … Il presente elaborato è stato pensato solo per il supporto alla lezione dell’Autore e quindi non altro valore che per “memoria” per i discenti presenti alla lezione. …. ciò che è riportato non potrà essere usato contro di me …. Ing. Cristiano Cusin

5. non è solo farina del mio sacco!ma anche contributi di ….. • Ing. Dino Poggiali VV.F.-Pesaro • Ing. Alessandra BasciàVV.F.-Venezia • Comando VVF Milano …… e tanti - tanti altri Ing. Cristiano Cusin

6. … in una parola su che cosa si basa il mio lavoro ? Ing. C. CUSIN

7. Ing. C. CUSIN

8. L’incendio L’incendio è un fuoco con caratteristiche tali da rendere deducibile, in via normale ed alla stregua di norme d'esperienza, il pericolo per l'incolumità pubblica per proporzione, violenza, possibilità di sviluppo o difficoltà di spegnimento. INCENDIO ---- FUOCO NON CONTROLLATO Ing. Cristiano Cusin

9. La combustione Il FUOCO è una reazione chimica veloce nella quale una sostanza combustibile (“sostanza ossidabile”) reagisce con una sostanza comburente (“sostanza ossidante”) liberando energia INCENDIO – FUOCO N.C. – REAZIONE CHIMICA Ing. Cristiano Cusin

10. Parole chiave • Sostanze (combustibile, comburente) • Reazione chimica Ing. Cristiano Cusin

11. Una sostanza Ing. Cristiano Cusin

12. Molecola d’acqua Ing. Cristiano Cusin

13. Molecole Ing. Cristiano Cusin

14. Gli atomi • Sono gli elementi fondamentali della materia • Tutta la materia, quindi, è costituita da atomi legati tra loro che formano molecole Ing. Cristiano Cusin

15. Gli atomi • Gli atomi sono le più piccole particelle di cui è formata la materia • Esistono in natura92 atomi diversi, ognuno di questi appartiene ad un elemento chimico diverso Ing. Cristiano Cusin

16. Atomi Ing. Cristiano Cusin

17. Atomo Ing. Cristiano Cusin

18. Livelli energetici degli elettroni • Gli elettroni occupano dei ben precisilivelli energetici nell’atomo • Quindi un elettrone può aver solo determinati valori energetici che corrispondono a determinati orbitali Ing. Cristiano Cusin

19. Sistema periodico degli elementi Ing. Cristiano Cusin

20. Sistema periodico degli elementi • gli elementi vengono scritti in ordine crescente di numero atomico in righe orizzontali o periodi e andando a capo dopo il completamento dell’ultimo livello • vengono raggruppati insieme gli elementi che hanno lo stesso numero di elettroni sull'ultima orbita Ing. Cristiano Cusin

21. Sistema periodico degli elementi Ing. Cristiano Cusin

22. Sistema periodico degli elementi le proprietà chimiche dell'elementodipendono dal numero e dalla posizione degli elettroni di valenza, (nella maggior parte dei casi quelli del livello più esterno) Ing. Cristiano Cusin

23. Gli atomi tendono infatti a completare il loro livello energetico esterno riempiendolo con il massimo numero di elettroni che può contenere Ing. Cristiano Cusin

24. 6 protoni 1 protone Atomi Ing. Cristiano Cusin

25. Gli orbitali sono quindi dei livelli energetici che gli elettroni possono assumere • L’idrogeno ha un elettrone nel primo orbitale che è completo con 2 Ing. Cristiano Cusin

26. Ecco in parte spiegato perché la molecola di idrogeno è formata da due atomi • Perché gli elettroni vengono condivisi e vanno a completare l’orbitale Ing. Cristiano Cusin

27. L’ossigeno ha 6 elettroni nell’orbitale più esterno che è completo con 8 elettroni • Questo elemento tenderà ad attrarre 2 elettroni per raggiungere una configurazione energetica più stabile, detta ottetto Ing. Cristiano Cusin

28. Il metano Il carbonio attrae i 4 elettroni dell’idrogeno formando 4 legami che permettono di raggiungere l‘ottetto Ing. Cristiano Cusin

29. Gli ioni • Gli atomi o le molecole sono generalmente neutri, cioè con uguale numero di protoni ed elettroni • In determinate circostanze possono assumere un potenziale elettrico positivo o negativo Ing. Cristiano Cusin

30. IONE POSITIVO Difetto di elettroni IONE NEGATIVO Eccesso di elettroni Ing. Cristiano Cusin

31. Esempio di ione Perdendo un elettrone l’atomo di idrogeno diventa uno ione positivo H + Ing. Cristiano Cusin

32. Le reazioni chimiche La combustione Ing. Cristiano Cusin

33. Le reazioni chimiche • Gli atomi di molti elementi presenti in natura tendono ad interagire fra loro • Queste interazioni avvengono se il livello energetico più esterno cioè l’orbitale più esterno è riempito solo parzialmente Ing. Cristiano Cusin

34. Le reazioni chimiche • Sono quindi gli elettroni situati sul livello energeticoesterno che, interagendo fra loro, danno origine ai legami • L’elettronegatività indica la misura con la quale un atomo esercita la sua influenza attrattiva sugli elettroni di altri atomi. Ing. Cristiano Cusin

35. Le reazioni chimiche • L'elettronegatività è bassa fra atomi che hanno pochi elettroni nel livello esterno, particolarmente in quelli che ne hanno uno solo, • mentre è alta negli atomi che hanno 6 o 7 elettroni e sono perciò vicini a completare l'ottetto. Ing. Cristiano Cusin

36. Interazione • Sodio • poco elettronegativo • b) Cloro • molto elettronegativo I due elementi reagendo formano due ioni con l’ultimo livello energetico completo Ing. Cristiano Cusin

37. Le reazioni chimiche • comportano solitamente la rottura di alcuni legami nei reagenti e la formazione di nuovi legami, che andranno appunto a caratterizzare i prodotti Ing. Cristiano Cusin

38. reagenti Le reazioni chimiche energia prodotti Ing. Cristiano Cusin

39. Le reazioni chimiche • Una reazione chimica che produce calore è detta esotermica • Una reazione chimica che assorbe calore è detta endotermica Ing. Cristiano Cusin

40. L'energia di attivazione (a) è la barriera che si deve superare per poter liberare l'energia di reazione. Un catalizzatore (b) abbassa l'energia di attivazione, mentre un inibitore (c) l'aumenta Ing. Cristiano Cusin

41. La combustione reazione chimica nella quale un combustibile (“sostanza ossidabile” propensa a perdere elettroni) reagisce con un comburente (“sostanza ossidante” propensa a ricevere elettroni) liberando energia, in genere sotto forma di calore Ing. Cristiano Cusin

42. La combustione Comburenteelettronegativo attrae gli elettroni (si riduce) Combustibile li perde ( si ossida) Ing. Cristiano Cusin

43. + Esempio di combustione Energia di attivazione Calore 246x2= 492 kJ 2H2 O2 2(H2O) Due molecole di Idrogeno Una molecola di ossigeno Due molecole di acqua 32 grammi 2x2= 4 grammi 2x18= 36 grammi Ing. Cristiano Cusin

44. + Esempio di combustione Energia di attivazione Calore 395 kJ C O2 CO2 Una molecola di carbonio Una molecola di ossigeno Una molecola di CO2 32 grammi 12 grammi 44 grammi Ing. Cristiano Cusin

45. La combustione è una reazione esotermica, che libera calore perché i reagenti possiedono più energia dei prodotti di reazione Ing. Cristiano Cusin

46. ? E’ sufficiente che siano presenti combustibile e comburente perché avvenga la combustione? Ing. Cristiano Cusin

47. E’ necessario che le molecole del combustibile e del comburente urtino fra loro con sufficiente energia Maggiore è energia cinetica, maggiore è il valore dellatemperatura e della pressione Ing. Cristiano Cusin

48. E’ sufficiente che siano presenti combustibile e comburente perché avvenga la combustione? ENERGIA ATTIVAZIONE Ing. Cristiano Cusin

49. TRIANGOLO DEL FUOCO CONDIZIONI NECESSARIE AFFINCHE SI VERIFICHI LA COMBUSTIONE SONO: · 1.    PRESENZA COMBUSTIBILE 2.    PRESENZA COMBURENTE 3.    PRESENZA ENERGIA ATTIVAZIONE (innesco) INNESCO Ing. Cristiano Cusin

50. E’ sufficiente che siano presenti combustibile e comburente perché avvenga la combustione? ENERGIA ATTIVAZIONE ed una volta innescata la reazione cosa serve per mantenerla? Ing. Cristiano Cusin