RICERCA ITALIANA     

Tecnologie a spray liquido per applicazioni antincendio

Università degli Studi di Bergamo

Abstract

Lo studio delle applicazioni di spray al contenimento e spegnimento di incendi è piuttosto recente. La difficoltà intrinseca della progettazione dei sistemi antincendio a spray d’acqua (sprinkler e water mist) su scenari reali rende necessaria la costruzione di strumenti e procedure per prevederne le prestazioni. Lo studio della generazione, sviluppo e interazione con l’ambiente di uno spray nel campo automobilistico ed aeronautico ha dato un notevole impulso alla ricerca e le metodologie sviluppate appaiono trasferibili, non senza opportune modifiche, anche ad altri campi applicativi. Tutto ciò ha suggerito l’utilizzo delle conoscenze e dell’esperienza delle Unità di ricerca interessate per costruire un progetto nel campo dell’antincendio per mezzo di sistemi sprinkler e water mist.
Il progetto si articola su cinque sottoprogetti nei quali le varie unità sono impegnate con tempistiche e attività complementari.
SP1: INDAGINE BIBLIOGRAFICA E DATABASE. Il sottoprogetto ha lo scopo di far convergere la necessaria attività di ricerca bibliografica verso un obiettivo comune: la costituzione di una raccolta di materiale bibliografico e la strutturazione in un database consultabile da tutte le unità attraverso lo scambio in rete.
SP2: ATOMIZZAZIONE E BREAK-UP. L’obiettivo è la messa a punto di modelli di atomizzazione utilizzabili anche nel campo dell’antincendio. L’Unità di BG estenderà la capacità predittiva dei modelli nel codice GFS (sviluppato da City >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Gianpietro Cossali Università degli Studi di BERGAMO

Obiettivo del Programma di Ricerca

Motivazioni
Il vasto uso degli spray per applicazioni industriali di vario tipo ha prodotto un notevole interesse scientifico riguardo ai fenomeni connessi con la generazione, lo sviluppo e l’interazione con l’ambiente di uno spray. I metodi e gli strumenti utilizzati sono stati sviluppati in settori diversi (soprattutto nel settore dell’industria automobilistica, come testimoniato dalla grande mole di bibliografia scientifica nel campo) ma le metodologie sviluppate, in particolare per la simulazione numerica, appaiono però trasferibili, non senza opportune modifiche, anche ad altri campi applicativi, grazie alla generalità dei metodi utilizzati. La crescente sensibilità della comunità scientifica verso problematiche di sicurezza civile ed ambientale suggerisce l’utilizzo di tali conoscenze nel valutare e prevedere i fenomeni che interessano scenari di contenimento e spegnimento di incendi. Il progetto di ricerca, che si prefigge di investigare alcuni tra i più importanti aspetti relativi a spray per applicazioni water mist ad alta pressione e sprinkler, è suddiviso in cinque sottoprogetti con obiettivi ben definiti, di seguito descritti.

SP1 Indagine bibliografica e costruzione database
Questo sottoprogetto, comune a tutte le Unità, ha l’evidente obiettivo di costruire un database di bibliografia con informazioni provenienti da tutte le Unità, rendendo tale database disponibile ad una consultazione comune, con la possibilità di accedere >>>

Risultati parziali attesi

I risultati delle singole fasi del progetto di ricerca proposta verranno di seguito elencati facendo riferimento alle fasi temporali ed ai vari sottoprogetti in cui è suddiviso il progetto principale.

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Fase I (primo semestre)

SP1: Indagine bibliografica e database
Il risultato atteso di questo sottoprogetto è evidente, da una parte le singole unità dovranno aver completato (si suppone già nel primo trimestre) la raccolta bibliografica inerente la propria successiva attività di ricerca, dall’altra la bibliografia verrà resa disponibile a tutte le unità attraverso il completamento di un database bibliografico che permetterà a ciascuna unità di accedere rapidamente ai lavori scientifici disponibili, utilizzando lo scambio via internet di lavori in formato elettronico. La durata del sottoprogetto è ristretta alla sola Fase I, ma evidentemente nelle successive fasi si continuerà a contribuire alla costruzione del database con la bibliografia eventualmente acquisita.

SP2: Atomizzazione e break-up
Su questo sottoprogetto lavoreranno tutte le unità pertanto i risultati, in ognuna delle fasi, sono molteplici.
Il lavoro congiunto delle unità di BG e di MO produrrà come risultato in questa fase una conoscenza sulle problematiche degli attuali e disponibili modelli di atomizzazione e break-up quando utilizzati in condizioni tipiche dell’antincendio >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Lo stato dell’arte della ricerca in oggetto fa riferimento ai tre macro-temi principali che verranno investigati: 1) atomizzazione e frammentazione di liquido iniettato da sistemi ad acqua nebulizzata per applicazioni antincendio (water mist e sprinkler); 2) interazione tra spray e ambiente gassoso; 3) interazione tra spray e superfici solide.
La soppressione degli incendi attraverso sistemi sprinkler e water mist è una materia di studio relativamente giovane per l’ingegneria [1,2], ma i fenomeni fisici su cui questa tecnologia si basa sono oggetto di studio da decenni. Il grande interesse scientifico per questi fenomeni, sollecitato anche dalle molteplici applicazioni industriali in cui si fa uso di spray, è testimoniato dalla grande mole di pubblicazioni scientifiche esistenti. In particolare, lo sviluppo dei diversi strumenti di indagine (sperimentali, teorici e numerici) è stato stimolato dal grande interesse dell’industria automobilistica e aeronautica. Grazie alla generalità dei metodi utilizzati, alla loro accuratezza ed efficienza, questi appaiono comunque trasferibili, con le opportune modifiche, ad altri campi applicativi ed in particolare al settore antincendio.

1) ATOMIZZAZIONE E BREAK-UP
Il fenomeno della frammentazione del getto liquido all’uscita dell’ugello, soggetto ad oscillazioni interne e instabilità superficiali, avviene attraverso la deformazione e successiva formazione di strutture filamentari che sotto l'azione delle >>>