Nel contesto dei sistemi di stoccaggio cube storage, la sicurezza antincendio è un tema sensibile. Quali sono le criticità e le possibili soluzioni.
Con i sistemi di stoccaggio ad alveare (cube storage), la sicurezza antincendio è diventata un aspetto estremamente delicato e complesso in quanto i contenitori di plastica possono bruciare, e con essi l’intero sistema di stoccaggio intensivo, con effetti devastanti.
Una testimonianza in questo senso arriva dalla cronaca e riguarda due gravi incidenti che hanno colpito la società britannica di ecommerce Ocado, la quale dispone di una propria variante di un sistema di stoccaggio ad alveare e che ha visto la distruzione completa dei Customer Fulfillment Center di Andover (nel 2019) e di Erith (nel 2021) a causa di un incendio.
Nel sistema Ocado, come in altri sistemi di tipo cube storage, i robot si muovono sopra la griglia (in alcuni casi anche nella parte bassa dell’alveare di stoccaggio) e, a meno che non si generi un principio di incendio all’interno di un contenitore (cosa per altro rara e molto difficile da rilevare), i robot (e in particolare le batterie sia a piombo acido che al litio) sono la causa più probabile degli incendi.
Se la fonte del fuoco è sopra il materiale (robot o contenitore all’ultimo livello della griglia), il calore attiverà il sistema di spegnimento a pioggia o a schiuma e farà il suo lavoro bloccando la propagazione dell’incendio.
Se, invece, la sorgente d’innesco dell’incendio si trova all’interno dell’alveare di stoccaggio la fonte di calore è troppo lontana perché il sistema di spegnimento possa attivarsi in tempo per spegnere l’incendio, prima che diventi indomabile.
Il sistema di spegnimento a pioggia con sprinkler non funziona in modo così ottimale in quanto il getto degli sprinkler in superficie potrebbe non raggiungere il fondo dell’alveare. In sintesi, quindi i robot che funzionano sotto l’alveare di stoccaggio rendono:
a) il rilevamento degli incendi complesso
b) la distribuzione a pioggia più difficile, se non in qualche modo inutile
Le soluzioni possibili
Come risolvere il problema? Proponiamo di seguito le possibili soluzioni ad oggi disponibili nei sistemi cube storage:
a) Impianto di soppressione con gas inerti Inergen. Inergen 541 è una particolare miscela di gas che prevede 52% azoto, 40% argon e 8% anidride carbonica in combinazione con un sistema di rilevamento precoce di tipo puntiforme possibilmente ridondato. Questa soluzione richiede la compartimentazione del magazzino con pareti in carton gesso REI 30 e la protezione dei varchi di passaggio con portelle taglia fuoco. I gas inerti sono innocui per le persone, le macchine e le attrezzature. Non hanno alcun impatto sull’ambiente. In sintesi, riducono il livello di ossigeno in un ambiente a un livello tale da estinguere un incendio. Alcuni attributi comuni aggiuntivi per i gas inerti sono: i gas inerti non producono prodotti di decomposizione e non contribuiscono al riscaldamento globale o alla riduzione dello strato di ozono e quindi sono sostenibili. Tutti i gas inerti devono essere valutati rispetto ai problemi di salute e sicurezza. Quando vengono scaricati i gas inerti, la concentrazione di ossigeno nel luogo si abbassa, il che estinguerà il fuoco. I gas inerti rimuovendo l’ossigeno rompono il triangolo del fuoco, assicurando quindi che il fuoco non abbia un apporto di ossigeno sufficiente per continuare a bruciare.
b) Impianto di protezione con manichette perimetrali e sempre in combinazione con un sistema di rilevamento precoce di tipo puntiforme possibilmente ridondato. Questa soluzione se accettata dal comando dei VVFF locale non prevede alcuna installazione specifica sul modulo di stoccaggio.
c) Impianto di protezione a pioggia con sprinkler a soffitto in conformità alla norma UNI EN 12485:2020 (Installazioni fisse antincendio – Sistemi automatici a sprinkler – Progettazione, installazione e manutenzione). In questo caso è necessario prevedere una compartimentazione del modulo di stoccaggio con lamiere metalliche (nel caso di Autostore la compartimentazione standard prevista in pannelli di tipo Forex non è applicabile).
d) Impianto di protezione realizzato secondo standard FM Global (sprinkler a soffitto) e comunque sempre in combinazione con un sistema di rilevamento precoce di tipo puntiforme possibilmente ridondato. In questo caso non è necessari prevedere installazioni particolari nel modulo di stoccaggio.
e) Impianto di protezione a schiuma (vedi sotto) progettato secondo normativa americana NFPA 11: 2024 applicata in combinazione con un impianto di rilevazione fumi ad aspirazione (tipo Vesda).
Questa soluzione implica una serie di adeguamenti al modulo di stoccaggio e più precisamente:
− Tamponamento esterno in lamiera (No Forex), resistente al fuoco;
− Innalzamento tamponamento perimetrale da 1,1 m sopra livello griglia a 1,65 m sopra livello per garantire altezza minima di sommergenza secondo normativa NFPA 11: 2024;
− Colonne di stoccaggio-impilaggio perimetrali mantenute vuote per permettere alla schiuma di avvolgere completamente il modulo di stoccaggio (cube storage).
Questa soluzione viene accettata senza grossi problemi dalle autorità preposte alla prevenzione soprattutto se integrata con sistemi rilevamento precoce puntiformi combinati con sistemi di visione termici (questi ultimi però non sono ancora stati certificati per il mercato italiano). Il sistema schiuma però per essere efficace prevede che le pareti dell’alveare di stoccaggio siano realizzate in lamiera metallica con un debordo rispetto alla griglia di movimentazione di almeno 1650 mm. Così facendo si viene a creare una sorta di vasca di contenimento necessaria per contenere la schiuma proveniente dagli erogatori fino a coprire completamente alveare e i robot e di conseguenza arrestare l’incendio. Questa soluzione ha come svantaggio quello di penalizzare leggermente la capacità di stoccaggio del sistema.
f) Impianto a riduzione di ossigeno (vedi sotto); questa soluzione rappresenta una risposta adeguata alla prevenzione antincendio in quanto invece di pensare a come spegnere un incendio, come nella maggior parte delle tecnologie di spegnimento, si elimina completamente la possibilità che questo possa nascere. Non è un caso che diversi fornitori di sistemi cube storage, prediligano proprio questa tipologia di impianti.
Come funziona l’impianto schiuma antincendio
Gli impianti schiuma antincendio alta espansione costituiscono una misura di protezione attiva per il controllo e l’estinzione di un incendio ed agiscono per rapido soffocamento dovuto al riempimento con schiuma alta espansione dell’intero volume interessato dall’eventuale incendio.
La schiuma ad uso antincendio è costituita da una massa di bolle formate da una soluzione acquosa miscelata con schiuma, il tutto viene espanso con aria.
Per tale ragione, la schiuma risulta più leggera della soluzione acquosa da cui deriva e di tutti i liquidi combustibili, pertanto galleggia sulla superficie dei prodotti infiammabili formando uno strato continuo impermeabile ai vapori.
L’impianto schiuma ad alta espansione svolge in pratica un’opera di saturazione del locale protetto. Il principale effetto estinguente della schiuma è quindi l’azione meccanica di separazione del combustibile dal comburente.
L’impianto è del tipo a saturazione totale. In condizione di emergenza, a seguito di allarme proveniente dalla rilevazione incendio viene allertato il personale presente in loco e tramite l’azionamento di un comando manuale vengono attivate con una sequenza a cascata le seguenti azioni:
• Apertura della valvola di controllo e allarme a diluvio diametro 6” (C)
• Avviamento del gruppo di pompaggio
• Immissione acqua nel pre mescolatore verticale a spostamento di liquido, che miscela il liquido schiumogeno con acqua nel giusto dosaggio, che normalmente è pari al 3%
• Immissione liquido schiumogeno in una rete di tubazioni in acciaio zincato per la distribuzione della miscela schiumogena ai generatori di schiuma ad alta espansione che in condizioni normali sono vuote
La miscela di acqua e schiumogeno viene quindi inviata alla rete idraulica posta in sommità del locale, dove attraverso generatori ad alta espansione di tipo venturimetrico opportunamente distribuiti, viene generata la schiuma ad alta espansione che va a saturare il magazzino da proteggere.
La distribuzione dei generatori di schiuma ad alta espansione deve essere la più uniforme possibile all’interno dell’area allo scopo di garantire una migliore distribuzione della schiuma.
Impianto a riduzione di ossigeno. Come funziona?
Il principio di funzionamento dell’impianto a riduzione di ossigeno si basa sul concetto di spezzare il “triangolo del fuoco” intervenendo (in riduzione) sulla percentuale di ossigeno presente all’interno del magazzino; con questa operazione si viene a creare una condizione di ipossia che rende impossibile la combustione.
L’aria in ambiente esterno ha una percentuale di ossigeno pari al 21,8 % e del 78% di azoto più in percentuali irrilevanti di gas nobile. Il processo prevede la modifica di questi parametri attraverso la scissione molecolare tra le particelle di ossigeno azoto utilizzando dei filtri a carboni attivi, con l’obiettivo di abbassare la percentuale di ossigeno dal 21,8% al 13,5/15% (livelli tali da spezzare il “triangolo del fuoco” facendo mancare il comburente). Questa operazione viene eseguita impiegando dei generatori di azoto o degli assorbitori di ossigeno, successivamente l’aria ricca di ossigeno viene convogliata all’esterno mentre quella ricca di azoto viene distribuita all’interno del magazzino attraverso una rete capillare compatibile con gli impianti di rilevamento precoce di tipo Vesda.
Per quanto riguarda la prevenzione incendi nei sistemi di stoccaggio ad alta densità come i cube storage questo sistema è sicuramente il più efficace ma è anche il più costoso sia dal punto di vista CAPEX (compartimentazione in pannelli a tenuta, coibentazione ara manutenzione, gruppo compressori, gruppo produzione azoto, sistema di controllo atmosfera, impianto di distribuzione azoto in tubature inox) che da quello OPEX, in quanto assoggettato alle fluttuazioni del mercato dell’energia elettrica che in caso di forti tensioni internazionali potrebbe raggiungere livelli vertiginosi (come recentemente successo con il conflitto in Ucraina) ergo l’installazione di sistemi a riduzione di ossigeno è sicuramente una soluzione efficace ma costosa (NB: per essere efficace deve funzionare h24 7 su 7).
Non vanno poi trascurati gli aspetti di sicurezza del lavoro previsti dal D.lgs. 81/2008 e dal Dpr 177/2011 relativi agli ambienti/spazi confinati.
La sicurezza e la salute dei dipendenti (nel nostro caso manutentori specializzati formati) nel loro spazio/ambiente di lavoro devono essere garantite in ogni momento nonostante un’atmosfera a ridotto contenuto di ossigeno.
Conclusione
Per quanto sopra si può vedere che esistono diverse possibili soluzioni per la prevenzione incendi e ovviamente con diversi livelli di rischio e gradi di protezione-efficacia (paradossalmente esistono impianti di cube storage dove non è stato previsto nessun tipo di sistema antincendio) di conseguenza la decisione su quale sistema scegliere andrà sempre validata e condivisa con un Comando di VVFF locale e meglio se supportata da un approccio “Fire Safety Engineering based” (FSE based).
Il Triangolo del fuoco
Al suo livello più elementare, il fuoco scaturisce da una reazione chimica tra l’ossigeno presente in atmosfera e alcuni tipi di combustibile.
Un incendio si innesca quando alcuni elementi vengono combinati tra loro in una giusta miscela. Senza sufficiente calore, una fiamma non può innescarsi e non può propagarsi.
Senza carburante, il fuoco non ha la possibilità di propagarsi. Senza una sufficiente quantità di ossigeno il fuoco non può innescarsi e non può neanche propagarsi. Da questi assunti ne deriva la definizione del “Triangolo del fuoco”.
Quadro di riferimento normativo della sicurezza antincendio
Norma EN 12845: 2020
Fornisce raccomandazioni e specifica i requisiti per l’installazione, la progettazione e la manutenzione di sistemi antincendio fissi di tipo sprinkler negli edifici e negli impianti industriali. Stabilisce inoltre requisiti specifici per i sistemi di tipo sprinkler inclusi nelle misure di protezione personale.
NFPA 13: 2025
È il punto di riferimento normativo del settore per la progettazione e l’installazione di sistemi antincendio automatici e affronta gli approcci di progettazione, l’installazione del sistema e le opzioni dei componenti per prevenire la perdita di proprietà e la morte in caso di incendio.
NFPA 11:2024
È il punto di riferimento del settore per la progettazione, l’installazione, il funzionamento, il collaudo e la manutenzione dei sistemi a bassa, media e alta espansione per la protezione antincendio. I criteri si applicano a sistemi fissi, semi fissi per percoli interni ed esterni
DIN 18232-2: 2007
È applicabile alla progettazione e installazione di ventilatori per l’evacuazione naturale dei fumi e dei suoi componenti.
EN 16750:2017
È una norma europea che riguarda i sistemi di riduzione dell’ossigeno utilizzati come sistemi antincendio. Indica i requisiti minimi e definisce le specifiche che regolano la progettazione, l’installazione e la manutenzione dei sistemi fissi di riduzione dell’ossigeno con aria ridotta all’ossigeno negli edifici e negli impianti di produzione industriale. Si applica anche all’ampliamento e alla modifica di impianti già esistenti.
La norma EN 16750:2017 si applica ai sistemi di riduzione dell’ossigeno che utilizzano azoto progettati per la riduzione continua dell’ossigeno in spazi chiusi. Nota: l’azoto è il gas più adatto da utilizzare per la riduzione dell’ossigeno. Per altri gas, questo standard può essere utilizzato come base.
Standard ISO 20338:2019
Fa riferimento alla progettazione, pianificazione e manutenzione dei sistemi a riduzione d’ossigeno per la prevenzione incendi. Il contenuto di questo standard ISO è per la maggior parte identico alla norma armonizzata europea UNI EN 161750:2017.
EN 15004-1:2019
La norma EN 15004-1:2019 designa specifiche e offre linee guida per la progettazione, installazione, valutazione, manutenzione e sicurezza dei sistemi di estinzione a gas in edifici, impianti o altre strutture, nonché per le caratteristiche dei diversi estintori e tipi di incendio per i quali costituiscono un metodo di estinzione efficace.
Il sistema di spegnimento negli impianti a schiuma
Il sistema di spegnimento è principalmente composto da:
• Un gruppo di pompaggio
• Un serbatoio a membrana (A) d’acciaio per lo stoccaggio del liquido schiumogeno
• Un proporzionatore tipo venturi (B) installato sulla tubazione di distribuzione dell’impianto che permette di miscelare acqua e schiuma nella percentuale desiderata. All’interno del serbatoio è fissata la membrana in neoprene che durante la fase di funzionamento, si comprime attraverso la pressione dell’acqua che entra nel serbatoio, causando la fuoriuscita di liquido schiumogeno che raggiungerà il proporzionatore e si miscelerà con l’acqua in arrivo dall’alimentazione idrica
• Una valvola di controllo dello schiumogeno (D), permette di bloccare automaticamente lo scarico dello schiumogeno una volta estinto l’incendio. La soluzione così prodotta viene convogliata ai generatori di schiuma alta espansione
La miscela schiumogena che arriva ai generatori subisce un effetto di espansione determinato dal tipo di erogatore stesso che, con il contributo dell’aria, aumenta il volume del liquido schiumogeno.
La campana di allarme idraulica darà un allarme locale, che verrà riportato a distanza tramite il pressostato installato sulle tubazioni dopo la valvola a diluvio.
Ipossia e sicurezza
In generale gli impianti a riduzione di ossigeno sono sicuri e non nocivi per l’uomo. L’atmosfera ipossico che si crea negli ambienti protetti con sistema a riduzione di ossigeno è equivalente, per il nostro organismo, alle condizioni dell’aria ad elevate altitudini.
Ciò che influisce sulla permanenza di un individuo in atmosfera ipossica, dal punto di vista della salute, è legato a: percentuale di ossigeno residuo in ambiente; tempo di esposizione; sforzo legato all’azione da compiere; caratteristiche fisiche del soggetto; caratteristiche del locale (segnalazioni e vie d’esodo).
L’ipossia può essere associata a sintomi come capogiri, fiato corto, stato confusionale, mal di testa, tachicardia, aumento della frequenza del respiro, aumento della pressione, perdita della coordinazione, problemi di vista e cianosi. Per lavorare in atmosfera a ridotto contenuto di ossigeno devono essere adottate misure di sicurezza nel contesto della valutazione dei rischi per evitare danni alla salute dei dipendenti.
NOTE
1) Factory Mutual: è uno dei principali assicuratori mondiali, proveniente dagli Stati Uniti; tra i suoi campi
di applicazione anche l’assicurazione di edifici industriali. FM Global è un laboratorio di prova, dove vengono testati elementi costruttivi, costruzioni e sistemi per verificare il potenziale di pericolo nel caso di loro utilizzo
2) National Fire Protection 11: questo standard copre la progettazione, l’installazione, il funzionamento, il collaudo e la manutenzione dei sistemi a bassa, media e alta espansione per la protezione antincendio. I criteri si applicano a sistemi fissi, semi fissi per percoli interni ed esterni
3) Identificazione di un ambiente confinato: per ambiente confinato o sospetto di inquinamento, si intende uno spazio circoscritto caratterizzato da accessi e uscite difficoltose o limitati, da una ventilazione naturale scarsa e dove, in presenza di agenti pericolosi o in carenza di ossigeno o per difficoltà di evacuazione o di comunicazione con l’esterno, può verificarsi un infortunio grave o mortale. Tale definizione si lega molto a quella di atmosfera pericolosa, che può configurarsi in uno dei seguenti casi:
• presenza di ossigeno sotto il 19,5%
• presenza di ossigeno sopra il 23,5%
• presenza di agenti chimici pericolosi sopra i limiti massimi di esposizione;
• presenza di agenti chimici in grado di formare una miscela esplosiva (polveri, gas, vapori…)
Maurizio Conti
