Modellazione degli Incendi

Nell’analisi del rischio, i programmi di modellazione e simulazione al computer possono aiutare a comprendere le conseguenze di eventi di incendio o esplosione.

Queste simulazioni possono essere utilizzate anche nel nostro lavoro investigativo, per fornire indicazioni sui fattori causa più rilevanti e le conseguenze complessive di un’esplosione o di un incendio. Le simulazioni di incendio o esplosione possono essere usate per:

Analizzare il rischio di esplosioni, incendi o rilascio di gas/vapori
Valutare le strategie di mitigazione e dei piani di risposta
Analisi post-incidente dei fattori chiave che hanno causato l’incendio o l’esplosione
Studiarei fattori più rilevanti per la propagazione di un incendio
Valutare gli effetti del trasferimento di calore in gas, liquidi e solidi
Analizzare i sistemi di rilevamento per incendi, esplosioni, eventi termici o rilascio di gas/vapori
Ricostruzzione dell’incidente
Ricostruzioni controfattuale per studiare come l’esito sarebbe potuto cambiare in circostanze diverse

Analisi del Rischio

Se hai bisogno di assistenza tecnica per l’analisi del rischio, sia per esplosioni che per incendi, Hawkins dispone delle competenze necessarie per identificare i pericoli e sviluppare scenari da analizzare al fine di valutare le possibili conseguenze di un incidente. Abbiamo una vasta esperienza nella valutazione delle cause di incendi ed esplosioni e dei fattori che vi contribuiscono.

Possiamo preparare ed eseguire simulazioni al computer fornire prove e report chiari, utili ai progettisti o per la preparazione di valutazioni del rischio, strategie di mitigazione o piani di risposta.

La CFD (Computational Fluid Dynamics) può trovare impiego in:

Calcolo degli potenziali effetti di una deflagrazione/esplosione o del rilascio di gas, vapori o polveri
Simulazioni che considerano il potenziale di esplosioni secondarie, ad esempio dovute a polveri esplosive spostate
Valutazione dell’efficacia di fattori di mitigazione come pannelli di sfogo della pressione
Calcolo della dispersione di un rilascio di gas o vapori
Valutazione del rischio di propagazione di un incendio o dei danni conseguenti
Analisi della risposta dei sistemi di rilevamento di fuoco, fumo o gas a un particolare tipo di incendio o rilascio di gas
Valutazione dei rischi di auto-riscaldamento
Analisi della visibilità
Impatto dell’incendio sulla praticabilità delle vie di fuga o sulle condizioni di sicurezza

Che cosa sono i Modelli di Incendi ed Esplosioni?

Nella loro forma più semplice, i modelli di incendi ed esplosione consistono nella valutazione matematica dell’evento, basata su relazioni empiriche ottenute da dati sperimentali oppure nell’utilizzo di software specialistici. Utilizziamo diversi pacchetti CFD, tra cui programmi commerciali generici come Ansys Fluent e software dedicati alla comprensione di esplosioni e incendi, come GEXCON FLACS e il pacchetto FDS sviluppato dal NIST.
Il software CFD calcola il flusso dei gas in un ambiente simulato, tenendo in considerazione gli ostacoli come edifici, pareti, tubature, serbatoi, ecc. Questo rende il software uno strumento utile per analizzare la ventilazione e la dispersione di gas, come gas o vapori infiammabili.
Il software calcola anche il trasferimento di calore sia nei gas sia tra i gas e gli ostacoli solidi, consentendo di risolvere calcoli complessi di scambio termico. Ciò permette, ad esempio, di valutare gli effetti del calore di un incendio sugli edifici circostanti, oppure il trasferimento di calore da un elemento caldo, come una canna fumaria.
La combustione, sia in una deflagrazione (esplosione) sia in un incendio, può essere inclusa nei modelli: gli effetti del flusso dei gas e del trasferimento di calore da e verso i gas in combustione vengono considerati, permettendo una modellazione completa di incendi ed esplosioni.

Analisi Post-Incendio

Come già descritto, oltre nell’analisi del rischio e nella progettazione dell’ambiente costruito, la modellazione degli incendi e delle esplosioni è altrettanto utile dopo un incidente. L’investigatore può preparare una simulazione al computer per rispondere a domande specifiche sull’accaduto. Alcuni esempi di quesiti in cui un modello CFD può essere utile:

La propagazione dell’incendio sarebbe stata la stessa se il sistema di rilevamento automatico avesse funzionato come previsto?
L’incendio si sarebbe comunque verificato se la trave di legno fosse stata a una distanza maggiore dalla canna fumaria?
L’incendio si sarebbe propagato attraverso il condotto se questo fosse stato pulito?
L’incendio si sarebbe esteso agli edifici se il materiale fosse stato stoccato più lontano?
Fino a che punto si è estesa la nube di vapore dopo la perdita/sversamento?
Il sistema di rilevamento di calore, fumo, sprinkler o gas avrebbe dovuto attivarsi prima?

Le simulazioni consentono di esplorare come un incendio avrebbe potuto svilupparsi in modo diverso se uno o più fattori fossero stati differenti. L’importanza di particolari fattori può essere chiaramente stabilita, supportando le discussioni sulla responsabilità. Un modello di incendio o esplosione permette inoltre di testare e approfondire teorie.

In tutte queste situazioni, i risultati di una simulazione costituiscono parte integrante dell’indagine e delle prove a disposizione dell’investigatore. Sebbene i risultati siano spesso molto convincenti, poiché generalmente presentati come immagini di facile interpretazione, devono essere considerati nel contesto delle altre evidenze e tenendo conto delle incertezze o delle assunzioni necessarie nella creazione del modello.

Incendi nei Condotti o nelle Canne Fumarie

Gli incendi nei condotti sono relativamente comuni nelle cucine commerciali. La CFD (Computational Fluid Dynamics) è uno strumento ideale per valutare i fattori rilevanti alla propagazione del fuoco all’interno di un condotto, attraverso di esso e verso gli oggetti vicini.
Molti incendi nelle cucine professionali si propagano nei condotti di estrazione e possono causare l’innesco del grasso e gli olii accumulato al loro interno. Se questi sono presenti in una quantità sufficiente, può verificarsi un incendio sostenuto nel condotto, che lo rende estremamente caldo e potenzialmente causa la propagazione del fuoco verso strutture in legno in contatto o prossimità del condotto. Tuttavia, sorgono diverse domande quando si considera questa sequenza di eventi:

La CFD è uno strumento ideale per rispondere a queste domande, che possono essere fondamentali nelle discussioni sulla copertura assicurativa o sulla responsabilità.
Su scala completamente diversa, abbiamo utilizzato la CFD per analizzare il potenziale di propagazione del fuoco tra cumuli di materiali e tra questi e gli edifici. Non è raro che incendi tra materiali stoccati all’aperto si propaghino agli edifici o ad altri materiali, sollevando la questione se l’incendio si sarebbe propagato nello stesso modo se fossero state rispettate le linee guida o i requisiti assicurativi. In alcuni casi, ciò può essere valutato con calcoli, ad esempio per il trasferimento di calore radiante, ma in altre situazioni è necessario un livello di dettaglio maggiore. Con una simulazione CFD è possibile valutare il flusso di calore convettivo e radiante di un incendio e includere fattori come le condizioni del vento e la loro influenza sul fuoco e sulla colonna di fumo. Le simulazioni consentono di esplorare scenari controfattuali, che possono essere utili nelle discussioni sulla copertura assicurativa o sulla responsabilità.

I risultati di una simulazione CFD possono essere utilizzati per valutare come un sistema di sicurezza, come rilevatori di fumo, calore, gas o altri sistemi antincendio, avrebbe dovuto funzionare in presenza di un determinato incendio. Nei casi in cui si ritenga che un sistema di sicurezza non abbia operato correttamente, un modello CFD può essere utilizzato per verificare questa ipotesi e valutare l’impatto del guasto sulla perdita complessiva.

Se hai un caso o una domanda in cui pensi che un modello di incendio o esplosione possa essere utile, non esitare a contattarci: saremo lieti di discutere se e come la modellazione computazionale possa essere applicabile o utile.