MCA Strumentazione Industriale – Applicazione: antincendio a schiuma
Riduttori di flusso autoregolanti per impianti antincendio fissi a schiuma. Stabilizzazione della portata acqua per il proporzionamento corretto dello schiumogeno secondo UNI EN 13565 e NFPA 11. Tank farm, hangar, raffinerie, depositi carburanti
Applicazione di sicurezza antincendio
Negli impianti antincendio a schiuma fissi, la concentrazione di schiumogeno nella soluzione finale è il parametro critico che determina l'efficacia di estinzione. Una concentrazione sotto la nominale produce schiuma di qualità inadeguata: bolle troppo grandi, drenaggio rapido, copertura incompleta, capacità sigillante compromessa. Una concentrazione sopra la tolleranza significa spreco di schiumogeno (il prodotto più costoso del sistema, fino a centinaia di euro per litro per AR-AFFF) e possibile saturazione del proportioner. Per questa ragione, la UNI EN 13565-1:2019 e la NFPA 11 fissano una finestra di tolleranza ristretta sul proporzionamento, con prove annuali obbligatorie.
Tutti i tipi di proportioner — line proportioner a venturi, bladder tank, balanced pressure pump, around-the-pump — sono dimensionati per una portata acqua nominale e mantengono la concentrazione corretta solo entro un range operativo specifico. Le variazioni di pressione della rete antincendio (carico variabile della pompa principale, perdite di carico nelle tubazioni, attivazioni parziali del sistema) si traducono in variazioni di portata che possono spingere il proportioner fuori dalla finestra di lavoro. Il riduttore di flusso autoregolante, installato sulla linea acqua a monte del proportioner, fissa la portata al valore di progetto in modo passivo e indipendente da pressione e perdite di carico, garantendo che il proporzionatore lavori sempre nelle condizioni di taratura.
Le applicazioni tipiche sono ad alto livello di criticità: tank farm di raffinerie e depositi carburanti, hangar di aviazione civile e militare, processi chimici con liquidi polari, depositi gestiti da multinazionali con capitolati NFPA 11, terminali oil & gas, impianti di trasformazione petroliferi. In tutti questi contesti, la conformità del proporzionamento alle tolleranze normative è un requisito di certificato di prevenzione incendi e di verifica periodica obbligatoria.
Gli impianti antincendio a schiuma fissi sono regolati in Italia dalla UNI EN 13565 (componenti e progettazione), spesso integrata da capitolati che richiamano la NFPA 11 statunitense per impianti gestiti da multinazionali, terminali oil & gas e aviazione. Le tolleranze di proporzionamento delle due norme sono praticamente coincidenti, e questo facilita la coerenza tecnica del progetto.
Concentrazione nella schiuma prodotta non inferiore alla nominale, non superiore alla nominale +30% o nominale +1 punto percentuale (il minore). Per il 3%: range 3,0%-3,9%.
Sezione 11: prove annuali del proportioner e dei suoi accessori, verifica della tolleranza secondo EN 13565-1. Controllo annuale delle proprietà degli schiumogeni stoccati.
Tolleranza identica a EN 13565: la concentrazione di schiumogeno nella soluzione deve essere tra la nominale e la nominale +30% (o +1 pt, il minore). Sezione 13.2.1.1: ispezioni annuali obbligatorie.
Definisce la classificazione e le proprietà degli schiumogeni (AFFF, FFFP, AR-AFFF, sintetici, proteinici, fluoroproteinici). Le proprietà di viscosità sono il riferimento per la compatibilità con il proportioner.
In Italia, l'impianto antincendio rientra nel certificato di prevenzione incendi (CPI) e nelle verifiche periodiche prescritte dal DM 01/09/2021 sulle verifiche manutentive degli impianti antincendio. La documentazione delle prove annuali sul proportioner e dei controlli sullo schiumogeno è parte integrante dei controlli soggetti a verifica da parte degli enti di vigilanza.
Range di concentrazione accettabile nella soluzione schiumogena per i tre tipi più comuni di schiumogeno, secondo UNI EN 13565-1 e NFPA 11. La regola "+30% nominale o +1 punto, il minore" produce range diversi a seconda della concentrazione nominale.
| Schiumogeno | Concentrazione nominale | Limite inferiore | Limite superiore (+30%) | Limite superiore (+1 pt) | Range applicabile |
|---|---|---|---|---|---|
| AFFF/FFFP/AR-AFFF | 1% | 1,0% | 1,3% | 2,0% | 1,0% - 1,3% (vince +30%) |
| AFFF/FFFP/AR-AFFF | 3% | 3,0% | 3,9% | 4,0% | 3,0% - 3,9% (vince +30%) |
| AFFF/FFFP/AR-AFFF | 6% | 6,0% | 7,8% | 7,0% | 6,0% - 7,0% (vince +1 pt) |
Per il 1% e 3%, vince la regola "+30%" perché +30% è meno di +1 punto. Per il 6%, vince la regola "+1 pt" perché +30% (cioè 7,8%) è oltre +1 pt (cioè 7,0%). Il range applicabile è sempre il minore dei due limiti superiori.
Il funzionamento del proportioner si basa sulla relazione idraulica tra la portata acqua, la pressione differenziale generata e la corrispondente aspirazione di schiumogeno. Tutti i proportioner sono tarati su una portata di progetto e mantengono la tolleranza solo entro una finestra di lavoro. Fuori da questa finestra, il proporzionamento esce dai limiti UNI EN 13565 / NFPA 11 e l'impianto è in stato di non conformità.
Le conseguenze del proporzionamento fuori tolleranza sono speculari ma entrambe critiche dal punto di vista della sicurezza e della conformità.
Il punto chiave è che entrambe le condizioni si verificano in modo silenzioso: il sistema può apparire funzionante alle prove di flusso senza acqua reale (test a secco), ma fallire al momento dell'attivazione reale quando la pressione di rete è diversa da quella di taratura. La verifica della tolleranza richiede prove con misurazione effettiva della concentrazione di schiumogeno, prove che la EN 13565-2 prescrive con cadenza annuale.
Sei contesti applicativi ricorrenti in Italia per impianti antincendio a schiuma fissi, con i parametri tipici di portata acqua, schiumogeno usato e gomma raccomandata.
Depositi di prodotti petroliferi (benzine, gasoli, kerosene) a tetto fisso. Sistema con camere di schiuma (foam chambers) sulla parete del serbatoio, alimentate via bladder tank o pressure proportioner. CAR di progetto NFPA 11 da 4,1 L/min/m² (idrocarburi standard) a 6,5 L/min/m² (fuel oil, mobile equipment) fino a 8,1 L/min/m² (serbatoi grandi diametri). Tempo minimo 30-65 minuti per serbatoi di stoccaggio.
Hangar di manutenzione e ricovero aeromobili. Sistema overhead a sprinkler/foam-water (NFPA 16) o a high-expansion foam su grandi superfici. Schiumogeno AFFF 3% o 6% in funzione del tipo di velivolo e del carburante (Jet A-1, JP-8). Capitolati spesso richiamano NFPA 11 e NFPA 409. Hangar grandi con superfici di 5.000-30.000 m².
Unità di distillazione, cracking, reforming, idrodesolforazione. Sistemi a schiuma su pool fire potenziali (drip pan, sotto-impianto, tank di servizio). Capitolati NFPA 11 prevalenti. Schiumogeno spesso AR-AFFF per coprire scenari con presenza di oxygenati (etanolo, MTBE) miscelati con idrocarburi.
Stazioni di rifornimento commerciali (autostrade, aree di servizio), depositi carburanti per flotte aziendali (logistica, trasporti pubblici), depositi cooperative agricole. Impianti a schiuma su platee di scarico autobotti e su grandi serbatoi di stoccaggio.
Industrie chimiche con stoccaggio e movimentazione di alcoli, esteri, chetoni, MTBE, ammine. Liquidi polari richiedono CAR doppio rispetto agli idrocarburi (8,1 L/min/m² invece di 4,1 L/min/m²) e schiumogeno AR-AFFF (alcohol-resistant) per evitare la rottura del manto di schiuma da parte del solvente.
Depositi di carburanti militari, hangar di pronto intervento, impianti di tipo NATO. Specifiche tecniche internazionali con frequente richiamo a NFPA 11 e MIL-PRF-24385 per gli schiumogeni AFFF certificati. Test e ispezioni con cadenza più stringente rispetto agli impianti civili.
Indicaci portata acqua di progetto, pressione di rete antincendio, tipologia di proportioner e schiumogeno, settore di applicazione. Verifichiamo la coerenza idraulica della linea acqua e dimensioniamo il riduttore di flusso corretto per garantire il proporzionamento entro le tolleranze UNI EN 13565 e NFPA 11.
Un caso concreto che combina il dimensionamento NFPA 11 della portata acqua, la tolleranza di proporzionamento UNI EN 13565 e la scelta del riduttore di flusso a monte del proportioner.
Serbatoio cilindrico tetto fisso (cone roof), diametro 16 m, altezza 12 m, prodotto stoccato benzina commerciale. Sistema antincendio a schiuma con due camere di schiuma (foam chambers) sulla parete del serbatoio, alimentate via bladder tank pressure proportioner. Schiumogeno scelto: AFFF 3% certificato UNI EN 1568. Pressione di rete antincendio nominale: 9 bar; minima in caso di attivazione di altri sistemi in parallelo: 6 bar.
La portata di soluzione schiumogena di progetto è 824 L/min, calcolata sul CAR NFPA 11 di 4,1 L/min/m² per idrocarburi standard. Il tempo minimo di applicazione è 30 minuti (NFPA 11 Tabella 5.2.5.2.2 per cone roof tanks): durata totale dell'erogazione 30 min × 824 L/min = 24.720 L di soluzione complessiva.
Con schiumogeno al 3% nominale, la soluzione è composta dal 97% di acqua e 3% di concentrato:
Il bladder tank deve contenere almeno 741 L di schiumogeno AFFF 3%, più una riserva tipica del 25-50% per garantire una seconda applicazione completa o margini di sicurezza progettuali. Volume effettivo del bladder tank: 1.000-1.200 L.
Il bladder tank pressure proportioner mantiene la tolleranza UNI EN 13565 (3,0%-3,9% per AFFF 3%) entro un range di portata acqua tipicamente compreso tra il 50% e il 200% della portata nominale. Cosa succede se la pressione di rete varia da 9 bar (nominale) a 6 bar (minima)?
Senza riduttore di flusso, la portata acqua attraverso le camere di schiuma varia approssimativamente con la radice quadrata della pressione disponibile. Da 9 bar a 6 bar:
Una variazione del -18% sulla portata acqua può portare il bladder tank fuori dalla tolleranza di proporzionamento, soprattutto se altre attivazioni in parallelo riducono ulteriormente la pressione disponibile. La concentrazione di schiumogeno potrebbe risultare sopra il 3,9% (limite EN 13565) e dunque non conforme.
Portata nominale 799 L/min. Dalla tabella DN della pillar, 799 L/min richiede un wafer DN80 (max ~700 L/min sarebbe insufficiente) o meglio un wafer DN100 (max ~1.279 L/min) con la portata corretta dimensionata. Si sceglie wafer DN100 per maggiore margine.
Pressione differenziale di lavoro: a 9 bar di rete, dopo le perdite di carico delle tubazioni di alimentazione (circa 1,5 bar a 800 L/min su DN100 con 80 m di tubazione), pressione disponibile a monte del riduttore circa 7,5 bar. La perdita di carico delle camere di schiuma è circa 3-4 bar a portata nominale. La pressione differenziale per il riduttore è quindi 7,5 − 4 = 3,5 bar nominali, dentro il range della gomma P (1,4-10 bar). Anche al caso peggiore di 6 bar di rete, ΔP residuo per il riduttore è circa 1,5 bar, al limite inferiore della P.
Con il riduttore di flusso, la portata acqua all'ingresso del proportioner è 800 L/min ±20% (640-960 L/min) indipendentemente dalla pressione di rete tra 6 e 9 bar. Questo range è dentro la finestra operativa del bladder tank pressure proportioner, garantendo che la concentrazione di schiumogeno resti tra 3,0% e 3,9% in conformità UNI EN 13565 e NFPA 11.
Nota: per applicazioni con tolleranza più stretta richiesta dal proportioner specifico, può essere valutato un wafer dimensionato leggermente sotto al valore di progetto, in modo che la portata effettiva non superi mai il limite superiore. Il dimensionamento esatto va concordato con il fornitore del proportioner per coerenza tra il range di lavoro certificato del proporzionatore e la finestra di portata garantita dal riduttore di flusso.
Tre regole pratiche per l'installazione del riduttore di flusso su un impianto antincendio a schiuma. La specificità antincendio richiede coerenza con il progetto del sistema certificato e coordinamento con il fornitore del proportioner.
Il riduttore di flusso va installato sulla linea acqua antincendio a monte del proportioner. La logica è la stessa del dosaggio chimico: si stabilizza la portata principale, il proportioner inietta lo schiumogeno con il rapporto corretto. Mai a valle del proportioner, perché la soluzione schiumogena prodotta è già miscelata. Per impianti con più camere di schiuma in parallelo, valutare un riduttore di flusso per ramo se le camere hanno specifiche di portata diverse.
L'inserimento di qualsiasi componente sulla linea acqua antincendio deve essere coordinato con il progettista del sistema certificato e con il fornitore del proportioner. La perdita di carico introdotta dal riduttore di flusso (tipicamente 0,3-0,8 bar a portata nominale per wafer) va considerata nel bilancio idraulico complessivo. La documentazione tecnica del riduttore va inclusa nel fascicolo di prevenzione incendi.
La UNI EN 13565-2 prescrive prove annuali del proportioner. In sede di prova si può verificare in opera la tolleranza di proporzionamento con il riduttore di flusso installato, attraverso la misura della concentrazione di schiumogeno nella soluzione prodotta. Eventuali scostamenti dalla tolleranza vanno indagati: la causa può essere il proportioner stesso, lo schiumogeno deteriorato, o variazioni della rete idraulica. Il riduttore di flusso non richiede ritaratura, ma è parte del sistema verificato annualmente.
Per impianti soggetti a verifica periodica (CPI con scadenza di rinnovo), la presenza del riduttore di flusso e la coerenza con il progetto antincendio originale vanno confermate nel fascicolo di prevenzione incendi. Per nuovi impianti, il riduttore di flusso si integra nel layout di progetto fin dalla fase di calcolo idraulico, evitando interventi correttivi a impianto realizzato.
| Soluzione | Stabilità portata | Costo | Conformità EN 13565 | Adatto a |
|---|---|---|---|---|
| Riduttore di flusso autoregolante | ±10/20% indipendente da pressione | Medio | Sì, semplifica la conformità | Standard per linee acqua a portata fissa di progetto |
| Bladder tank wide-range proportioner | Compensa portate variabili nel range 50-200% | Alto | Sì, certificato per range esteso | Sistemi con portata variabile (apertura sequenziale sprinkler) |
| Balanced pressure pump system | Sì, regolazione attiva con valvola di bilanciamento | Molto alto | Sì, alta precisione | Tank farm grandi, capitolati con specifiche stringenti |
| Line proportioner a venturi semplice | No, sensibile a variazioni di pressione | Basso | Solo entro stretto range di lavoro | Sistemi piccoli a portata fissa nota e stabile |
| Saracinesca tarata in opera | No, varia con √ΔP | Basso | Non garantita | Mai consigliabile per impianti certificati |
Il riduttore di flusso autoregolante è una soluzione complementare ai diversi tipi di proportioner, non una loro alternativa. Si abbina a tutti i tipi di proportioner per stabilizzare la portata acqua a monte e portare il sistema in condizioni di lavoro nominali. Per sistemi con portata intrinsecamente variabile (per esempio sprinkler che si aprono sequenzialmente all'avanzare dell'incendio), la scelta corretta è un wide-range proportioner certificato per il range richiesto, eventualmente integrato da un riduttore di flusso che limita comunque il valore massimo di portata anche in condizioni anomale.
Tank farm di nuova costruzione, retrofit di sistema esistente, verifica della conformità EN 13565 di un impianto in CPI scadenza, integrazione di riduttori di flusso in fase di progettazione preliminare. In tutti questi casi affianchiamo il progettista antincendio con il dimensionamento idraulico del riduttore di flusso e la documentazione tecnica utile al fascicolo di prevenzione incendi.
Pagine prodotto, applicazioni operative correlate e guide tecniche dedicate al controllo della portata.
La UNI EN 13565-1:2019 (componenti) e UNI EN 13565-2:2018 (progettazione, costruzione, manutenzione) regolano gli impianti antincendio a schiuma fissi. La Sezione 5 della EN 13565-1 fissa la tolleranza del proporzionamento: la concentrazione di schiumogeno nella schiuma prodotta non deve essere inferiore alla concentrazione nominale, e non deve eccedere il 30% sopra la nominale o 1 punto percentuale sopra la nominale, il valore minore. Per uno schiumogeno al 3%, il range accettabile è 3,0% - 3,9%. Per uno schiumogeno al 6%, è 6,0% - 7,0%. La EN 13565-2 prescrive prove annuali del proporzionatore per verificare la conformità della tolleranza.
La NFPA 11 (Standard for Low-, Medium-, and High-Expansion Foam) è il riferimento statunitense, spesso richiamato in capitolati italiani per impianti su terminali oil & gas, raffinerie, hangar e depositi militari. La sezione 12.6.5 fissa la tolleranza del proporzionatore: −0% / +30% della concentrazione nominale, o +1 punto percentuale, il minore. Per il 3%: range 3,0%-3,9%. Per il 6%: range 6,0%-7,0%. La sezione 13.2.1.1 prescrive ispezioni e prove annuali di tutti i sistemi a schiuma. La sezione 13.2.6.1 prescrive il controllo annuale delle proprietà dello schiumogeno stoccato. Le tolleranze EN 13565 e NFPA 11 coincidono nei numeri di base.
Il calcolo parte dalla superficie da proteggere e dal Critical Application Rate (CAR) prescritto dalla NFPA 11 per il prodotto specifico. Per idrocarburi (benzina, gasolio, JP4, kerosene) il CAR è 4,1 L/min/m² (0,1 gpm/ft²). Per liquidi polari (alcoli, esteri, chetoni, MTBE) il CAR è 8,1 L/min/m² (0,2 gpm/ft²). Esempio: deposito da 200 m² di benzina richiede 200 × 4,1 = 820 L/min di soluzione schiumogena. Con schiumogeno al 3%, la portata di concentrato richiesta è 820 × 0,03 = 24,6 L/min, e la portata di acqua è 820 × 0,97 = 795 L/min. Tempo minimo di applicazione 15 minuti, quindi 12.300 L di soluzione totale e 369 L di concentrato.
Il proportioner (proporzionatore) è il dispositivo che inietta schiumogeno concentrato nella linea acqua nella corretta percentuale di rapporto. Tipi principali: line proportioner a venturi (semplice, economico, sensibile alle variazioni di portata e pressione); balanced pressure pump system (pompa schiumogeno con valvola di bilanciamento, alta precisione, costo elevato); bladder tank con around-the-pump proportioner o pressure proportioner (sacca elastica nel serbatoio acqua antincendio, soluzione passiva diffusa in tank farm); around-the-pump proportioner (eduttore in derivazione sulla pompa principale). Tutti i tipi richiedono che la portata acqua sia entro un range di lavoro specifico per garantire la tolleranza di proporzionamento.
Perché tutti i tipi di proportioner sono dimensionati per una portata acqua nominale e mantengono la concentrazione corretta solo entro un range di lavoro tipicamente compreso tra il 50% e il 200% della portata nominale (range più stretto per i line proportioner, più ampio per balanced pressure systems). Fuori da questo range, la concentrazione di schiumogeno cade fuori dalla tolleranza UNI EN 13565 / NFPA 11. Una portata acqua sopra il limite produce sottoconcentrazione (schiuma di scarsa qualità, fire control compromesso); una portata sotto produce sovraconcentrazione (spreco di schiumogeno, possibile saturazione del proportioner). Il riduttore di flusso garantisce che la portata acqua resti entro la finestra di lavoro del proportioner indipendentemente dalle variazioni di pressione di rete antincendio.
Sulla linea acqua antincendio, a monte del proportioner. La logica è la stessa di un sistema di dosaggio chimico: il riduttore stabilizza la portata acqua principale, il proportioner inietta lo schiumogeno con il rapporto corretto. Mai a valle del proportioner, perché la soluzione schiumogena prodotta è già miscelata e la stabilizzazione della portata diventa irrilevante per la precisione del dosaggio. Per impianti con più rampe di erogazione (camere di schiuma multiple su grandi tank farm), si valuta un riduttore di flusso per ramo, in modo che ogni camera di schiuma riceva la portata di progetto indipendentemente dalle altre. La configurazione esatta richiede valutazione caso per caso da parte del progettista antincendio in coordinamento con il fornitore del sistema schiuma.
La gomma standard P (NBR, 1,4-10 bar, ≤60 °C, ±10%) è la prima scelta per la linea acqua a monte del proportioner. La pressione tipica delle reti antincendio (5-10 bar) è dentro il range della P. La temperatura dell'acqua antincendio è ambiente o moderata. Importante: il riduttore di flusso non entra a contatto con lo schiumogeno concentrato, perché è installato a monte del proportioner. La compatibilità chimica dello schiumogeno (AFFF, FFFP, AR-AFFF) con le gomme è quindi una questione che riguarda il proportioner e il serbatoio schiumogeno, non il riduttore di flusso. Quando il riduttore di flusso lavora a valle del proportioner sulla linea soluzione (configurazione meno comune), va valutata la compatibilità con la specifica formulazione di schiumogeno.
Non è la configurazione standard. Lo schiumogeno concentrato ha viscosità elevata (1.500-3.500 mPas tipico, NFPA 11 e EN 13565) e può contenere additivi tensioattivi e fluorochimici (AFFF) o solventi alcoli-resistenti (AR-AFFF). Il riduttore di flusso a O-ring è progettato per fluidi acquosi a bassa viscosità: applicarlo direttamente sulla linea schiumogeno concentrato richiede verifiche specifiche sulla compatibilità chimica della gomma e sul comportamento idraulico del riduttore con fluidi viscosi. Per il dosaggio dello schiumogeno la soluzione standard è il proportioner dedicato (line, bladder tank, balanced pressure), mentre il riduttore di flusso interviene sulla linea acqua a monte. In rare configurazioni il riduttore può essere applicato sulla linea concentrato come limitatore di sicurezza: in questi casi è obbligatoria la verifica dimensionale e di compatibilità con il fornitore.
Sono praticamente identiche nei numeri. Entrambe prescrivono: concentrazione nella schiuma prodotta non inferiore alla nominale, non superiore alla nominale +30% o nominale +1 punto percentuale (il minore). Per il 3%: range comune 3,0%-3,9%. Per il 6%: range comune 6,0%-7,0%. Le differenze sono nel dettaglio prescrittivo e nelle frequenze di prove e ispezioni. La EN 13565 è obbligatoria in Italia per impianti progettati secondo gli standard europei; la NFPA 11 è richiamata in capitolati di multinazionali, terminali oil & gas, hangar di aviazione civile e militare, depositi gestiti da società internazionali. In progetti italiani che adottano entrambe le norme, la stringente tra le due (di solito coincidente) prevale.
Sì. La UNI EN 13565-2 (Sezione 11) prescrive prove annuali del proportioner e dei suoi accessori, con verifica della tolleranza di proporzionamento secondo la EN 13565-1. La stessa Sezione prescrive il controllo annuale della qualità degli schiumogeni stoccati, da affidare a personale di laboratorio competente. La NFPA 11 (sezioni 13.2.1.1 e 13.2.6.1) prescrive ispezioni e prove annuali di tutti i sistemi a schiuma e il controllo annuale delle proprietà degli schiumogeni stoccati. In Italia, l'impianto antincendio rientra nel certificato di prevenzione incendi e nelle verifiche periodiche del DM 01/09/2021 (verifiche manutentive degli impianti antincendio); la documentazione delle prove annuali sul proportioner è parte dei controlli.
MCA Strumentazione Industriale fornisce in tutta Italia riduttori di flusso autoregolanti a O-ring per impianti antincendio a schiuma fissi su tank farm di raffinerie e depositi carburanti, hangar di aviazione civile e militare, unità di processo di raffineria, impianti chimici con liquidi polari, depositi militari e basi NATO. Affianchiamo il progettista antincendio nel dimensionamento idraulico della linea acqua a monte del proportioner per garantire la conformità delle tolleranze di proporzionamento alle norme UNI EN 13565-1:2019 e NFPA 11. Forniamo documentazione tecnica e dichiarazioni di conformità utili al fascicolo di prevenzione incendi e alle verifiche periodiche degli impianti certificati. Operiamo in Lombardia, Veneto, Emilia-Romagna, Piemonte, Lazio e su tutto il territorio italiano.