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Coibentazione di serbatoi metallici fuori terra contenenti GPL

Coibentazione di serbatoi metallici fuori terra contenenti GPL - Specifiche per la valutazione dell'efficacia dei rivestimenti protettivi
Lettera Circolare

Si portano a conoscenza degli enti in indirizzo, le specifiche
da prendere in esame per una corretta valutazione dell’efficacia dei
rivestimenti posti a protezione di serbatoi contenenti GPL, ed alcune
metodologie di prove di laboratorio ritenute conservative rispetto al
caso reale.
Specifiche per la valutazione dell’efficacia dei rivestimenti
protettivi per serbatoi in pressione contenenti GPL1.
Inquadramento normativoCome ben noto, la coibentazione di serbatoi
fissi in pressione contenenti GPL è stata introdotta dalle seguenti
norme riguardanti la sicurezza:1. D.M. 14 aprile 1994 2. D.M.
13 ottobre 1994”Criteri di analisi e valutazione di sicurezza
relativi ai depositi di GPL, ai sensi dell’art. 12 del D.P.R. 17.5.88,
n. 175“. ”Approvazione della regola tecnica di prevenzione incendi
per la progettazione, la costruzione, l’installazione e l’esercizio
dei depositi di GPL in serbatoi fissi di capacità complessiva
superiore a 5 mc e/o in recipienti mobili di capacità complessiva
superiore a 5.000 kg“.Si riportano di seguito i punti specifici
delle due norme citate dove viene esplicitamente trattata la
coibentazione:1. Il D.M. 13.10.94 (p.to 5.3.1.)
”nei depositi di capacità complessiva superiore a 5 mc, i serbatoi
fissi e i loro supporti metallici, devono essere coibentati, …“ (per
i serbatoi esistenti l’adeguamento è richiesto entro 7 anni a
decorrere dal 12.11.94).2. Il D.M. 14.4.94 (p.to 4.4.1)
premia i serbatoi coibentati dando nell’ambito del metodo ad indici,
ivi utilizzato, un coefficiente di compensazione pari a 0,9 per tale
sistema di protezione.
I riferimenti per la valutazione della efficacia di un materiale
coibente posto a protezione di serbatoi di GPL sono quelli del punto
11.9 del D.M. 13/10/94 che recita:
”Al fine della protezione antincendio, onde garantire la resistenza
strutturale dei manufatti ed evitare il raggiungimento, al loro
interno, delle condizioni critiche di temperatura, i serbatoi fuori
terra ed i relativi supporti devono essere provvisti di apposita
coibentazione, in particolare essa dovrà:
1) essere progettata in funzione del rischio al quale il serbatoio è
soggetto,
2) essere realizzata a regola d’arte;
3) resistere all’azione dei getti idrici antincendio e degli agenti
atmosferici.
La presente si prefigge quindi lo scopo di fornire alcune indicazioni
tecniche che possono risultare utili ai CTR, competenti al rilascio di
pareri per le attività a rischio di incidente rilevante, ed ai
comandanti provinciali competenti al rilascio di pareri per i depositi
di GPL non soggetti a notifica, per una valutazione oggettiva delle
proposte che eventualmente perverranno dalle varie società
relativamente alla coibentazione di serbatoi pressurizzati contenenti
GPL.2. Protezione di serbatoi metallici contenenti GPL con
rivestimenti coibentiLa limitazione dell’aumento di temperatura
della parete metallica di un serbatoio, ottenuta tramite coibentazione
dello stesso, determina una riduzione del flusso di calore verso la
fase liquida, limitando di conseguenza anche l’aumento della pressione
interna.
Esistono diversi tipi di materiali coibenti, i quali presentano
differenti comportamenti se sottoposti all’effetto del calore; tali
materiali possono comunque raggrupparsi in due grandi categorie:
1. materiali a base minerale (cemento con additivi) a contenuto idrico
non trascurabile, dove l’acqua, vaporizzando attorno ai 100°C, offre
un’ulteriore barriera termica.
2. materiali a base organica (poliepossidici) che, attraverso una
trasformazione chimica progressiva in funzione della temperatura,
assorbono una notevole parte del calore sviluppato dall’incendio
(reazione endotermica).
La complessità del fenomeno (serbatoio coibentato sottoposto ad un
elevato flusso di calore derivante da un incendio da pozza o da un jet
fire) ne determina la conseguente impossibilità di individuare a
priori e schematizzare correttamente tutti i parametri fisici delle
grandezze che ne influenzano lo sviluppo.
Quindi la valutazione del grado di protezione offerto da un
rivestimento coibente installato a protezione di serbatoi metallici
contenenti GPL, può allo stato attuale essere affrontato seguendo
essenzialmente un approccio di tipo ”sperimentale“.3. Stato
della ricercaStante l’oggettiva difficoltà di provare, nelle
condizioni reali d’incendio, tutti i prodotti ignifughi esistenti, la
ricerca si è orientata verso un approccio di tipo ”sperimentale di
laboratorio“ che ha consentito di caratterizzare il comportamento di
tali prodotti tramite prove di laboratorio, in condizioni che siano
però rappresentative di un incendio reale.
Una volta individuate tali metodologie di prova, è quindi possibile
far riferimento ai risultati delle stesse per sviluppare degli
algoritmi matematici per la determinazione degli spessori di
protezione in funzione del materiale ignifugo e del tempo di
resistenza richiesto.
Tale soluzione consente di effettuare un numero discreto di prove e di
estrapolarne i risultati al caso pratico oggetto di valutazione.
In attesa del riconoscimento di prove da ritenersi valide in ambito
nazionale, viene fatto, nei paragrafi seguenti esplicito riferimento
al programma di prove effettuate dal GEIE (Groupement Europeen
d’Interet Economique) – Francia e denominato GASAFE, il quale ha
consentito, fra l’altro, l’individuazione di prove di laboratorio in
grado di simulare efficacemente il comportamento reale dei prodotti
ignifughi.
Copia del rapporto contenente i risultati di tale programma può essere
richiesta a questo ispettorato.4. Metodologie di provaUn
giudizio sull’efficacia di un materiale per la coibentazione di
serbatoi metallici deve tenere conto di differenti fattori, tra cui:
1) resistenza al fuoco
2) resistenza ai getti d’acqua.
Vengono di seguito descritte sinteticamente le metodologie di prova
verificate nel citato programma di studio GASAFE e ritenute valide al
fine della verifica della efficacia di un rivestimento per la
coibentazione di serbatoi contenenti GPL in termini di resistenza al
fuoco e resistenza ai getti d’acqua:1. Prova per la
caratterizzazione dell’efficacia dei prodotti ignifughi
Per studiare l’efficacia di un rivestimento protettivo possono essere
condotte prove di laboratorio su piastre.Descrizione della prova
La prova deve essere eseguita contemporaneamente su n. 4 piastre
metalliche delle dimensioni di 1,25 x 1,25 mt formanti le quattro
pareti laterali del forno di prova.
Le facce dei provini esposti all’incendio devono essere rivestite con
il materiale in prova, mentre le facce posteriori devono essere
rivestite con 5 cm di lana di roccia avente le seguenti
caratteristiche (escluse le tolleranze):conduttività termica
=0,035W/mK a 0°C0,060 W/mK a 200°C0,110 W/mK a 400°C0,192 W/mK a
600°C0,240 W/mK a 700°Cmassa volumetrica 77,3 Kg/m3calore
specifico840 J/Kg K
Il pilotaggio dei bruciatori deve consentire di riprodurre, con le
necessarie tolleranze, un andamento della temperatura del forno
secondo la seguente relazione:T (t) – T iniziale =
= 1100 (1 – 0,325 exp (-t/6) -0,204 exp (-8,5t/6) -0,472 exp
(-9,5t/6)dove:
T (t) = temperatura del forno al tempo t espressa in °C
T iniziale – temperatura ambiente al tempo zero espressa in °C
t = tempo espresso in minuti.
Le temperatur devono essere misurate, in almeno nove punti, tramite
termocoppie poste a metà dello spessore della
piastra.Condizioni limiteTemperatura media della parete
427°C dopo Una, Due, Tre, Quattro ore di esposizione alle fiamme.2.
Prova per la simulazione dell’azione combinata dell’irraggiamento e
dei getti d’acqua in pressione.Questa prova, di tipo qualitativo,
ha lo scopo di verificare la sensibilità dei materiali di
coibentazione soggetti all’azione combinata di un incendio e dei getti
d’acqua.Descrizione della provaLe piastre campione e la
metrologia da utilizzare sono identiche a quelle della prova
precedentemente descritta.
Tali piastre devono essere irraggiate con una torcia in grado di
produrre un flusso non inferiore a 200 Kw/mq su una superficie di 900
cmq.
La manichetta deve essere posizionata a 15 metri ed il flusso idrico
deve essere di 250 l/min con una pressione all’ugello di 7 bar.
I cicli alternati torcia termica/getto idrico devono essere eseguiti
secondo il seguente ordine:da 0 a 30 min torcia termica
da 31 a 45 min getto idrico
da 46 a 75 min torcia termica
da 76 a 90 min getto idrico
da 91 a 120 min torcia termica.5. Metodologie di prova
alternativeLe metodologie di prova riportate in dettaglio al punto
4. della presente, non sono da intendersi esclusive, nel senso che i
CTR ed i comandanti provinciali, possono accettare materiali che sono
stati sottoposti, con esito positivo, ad altri tipi di prove a
condizione che le stesse vengano supportate da idonea documentazione
tecnica dimostrante la conservatività di quest’ultime rispetto a
quelle prospettate.6. Modalità di posa in operaÈ evidente
che la validità di un sistema di protezione con materiale coibente
dipende oltre che dalla bontà del materiale utilizzato anche dalla
corretta posa in opera dello stesso.
Quest’ultimo problema, seppure di importanza rilevante, non viene
affrontato nella presente in quanto richiede la elaborazione di
dettagliate specifiche di modalità di installazione, per ogni singolo
materiale utilizzabile.
Facendo riferimento, per la valutazione dell’efficacia di un
rivestimento protettivo, a risultati di prove sperimentali, è evidente
che la modalità di posa in opera devono essere le stesse con cui
vengono realizzati i provini e che devono essere sempre dettagliate
dal produttore del materiale stesso.

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