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EuroWire – Marzo 2009
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articolo tecnico
Densità del fumo
:
Una visibilità ridotta è molto preoccupante
nel caso di incendio, poiché rende difficile
sia la fuga dall’incendio, sia il salvataggio
da parte dei pompieri. La causa principale
di mancanza di visibilità in un incendio è
l’emissione di fumo. Tuttavia, la visibilità
ridotta è l’esito di una combinazione
di due fattori: la quantità di materiale
bruciato nell’incendio (inferiore nel caso
di materiale con migliori prestazioni
ignifughe) e la quantità di fumo rilasciata
per unità di materiale bruciato. Sono stati
proposti numerosi parametri empirici per
compensare il consumo incompleto dei
campioni sottoposti a prova. Uno di questi,
noto come “fattore fumo”, è stato utilizzato
recentemente con calorimetri che misurano
il tasso di emanazione del calore su scala
ridotta. e combina i due aspetti sopra citati:
oscuramento della luce e tasso di emanazione
del calore.
Il metodo di prova più comune in scala ridotta
per la misurazione del fumo generato dalla
combustione di prodotti è la tradizionale
camera di fumo NBS in modalità verticale,
conformemente alla norma ASTM E662. Dato
l’elevato numero di parametri possibili che
possono influenzare la propagazione della
combustione e del fumo, non è possibile
simulare uno scenario d’incendio reale nella
camera NBS. Tuttavia, è possibile valutare la
generazione di fumo di varie formulazioni in
condizioni limite identiche. La norma ASTM
prevede delle misurazioni in entrambe le
modalità: senza fiamma (campione fissato in
posizione verticale ed esposto solo ad una
sorgente di calore radiante) e con fiamma
(con fiamma alla base del campione). Il fumo
così generato riduce l’intensità di un raggio
di luce che attraversa la camera in direzione
verticale.
Tossicità
:
Infine, il pericolo d’incendio è anche
associato, almeno in una certa misura, alla
tossicità del fumo stesso. La causa principale
di ciò è che il prodotto tossico più importante
in qualunque incendio è il monossido di
carbonio (CO) prodotto da tutti i materiali
organici nella combustione.
Durante la combustione il PVC, rispetto
ad altri materiali, rilascia una maggiore
quantità di cloruro d’idrogeno e una piccola
quantità di monossido di carbonio. Entrambe
queste sostanze sono tossiche, ma con una
differenza sostanziale. Il cloruro d’idrogeno
è immediatamente percettibile ed irritante,
ed emana un odore acre che sollecita le
persone ad abbandonare l’area interessata.
Inoltre, tale acido si deposita sulle pareti, e
scompare velocemente dalla massa gassosa.
Il monossido di carbonio, invece, è inodore e
insapore, e si accumula in una concentrazione
sufficiente a causare perdita di coscienza
prima dell’evacuazione dall’area interessata.
É il monossido di carbonio, assieme al calore
e al fumo che si sviluppa con la combustione
di tutti i materiali organici, il principale
responsabile dei decessi durante gli incendi:
esso è noto come “il killer silenzioso”.
Per quanto riguarda il rischio di formazione
di diossine (normalmente correlata alla
combustione incontrollata dei materiali
che contengono cloro), vari studi hanno
evidenziato che le quantità emesse durante
un incendio casuale sono trascurabili: non
vi è un aumento apprezzabile del livello
generale di diossine presenti nell’atmosfera (i
livelli sono inferiori allo 0,1%).
Non esistono pertanto rischi elevati per le
persone o per l’atmosfera in caso di incendio
con grandi quantità di PVC.
2 I composti di PVC:
un contributo alla
sostenibilità
La tendenza degli ultimi anni è di eliminare i
rischi per l’ambiente e per la salute umana. La
direttiva RoHS (2002/95 EC) regolamenta la
“restrizione dell’uso di determinate sostanze
pericolose nelle apparecchiature elettriche
ed elettroniche“. Questa direttiva proibisce
l’immissione sul mercato UE di nuove
apparecchiature elettriche ed elettroniche
che presentano livelli superiori a quelli
consentiti di piombo, cadmio, mercurio,
cromo esavalente, bifenili polibromurati
(PBB) e ritardanti di fiamma a base di eteri di
difenile polibromurati (PBDE). Si tratta solo
di un primo passo verso la produzione di
materiali che rispettino l’ambiente.
Il 1° giugno del 2007, è entrato in vigore
il regolamento EC 1907/2006 REACH
(Registration Evaluation and Authorisation
of Chemicals) concernente la registrazione,
la valutazione e l’autorizzazione delle
sostanze chimiche al fine di innalzare il
livello di protezione della salute umana e
dell’atmosfera.
Tale regolamento comprendeva altresì la
promozione di metodi alternativi per la
valutazione dei pericoli insiti nelle sostanze
nonché la libera circolazione di sostanze
all’interno del mercato UE, rafforzando nel
contempo la competitività e l’innovazione.
Le priorità del regolamento REACH sono le
seguenti:
La registrazione di circa 30.000 sostanze,
•
commercializzate e prodotte prima
del 1981 o importate in quantità di
1 tonnellata l’anno, definendo il principio
OSOR “una sostanza, una registrazione”
(One Substance, One Registration) allo
scopo di invertire il cosiddetto onere
della prova, imponendo ai produttori
o agli importatori di dimostrare che la
commercializzazione dei loro prodotti
chimici può avvenire senza pericolo per
la salute umana e l’ambiente.
Autorizzazione e sostituzione delle
•
sostanze pericolose, assicurando che i
rischi sono adeguatamente controllati e
che queste sostanze sono sostituite da
idonee sostanze o tecnologie alternative.
Obbligo di diligenza a carico dei
•
fabbricanti, importatori ed utilizzatori
finali.
Restrizioni in applicazioni specifiche.
•
Alto livello di protezione della salute
•
umana e dell’ambiente in caso di utilizzo
di prodotti chimici.
Comunicazione delle informazioni e
•
condivisione dei dati secondo il principio
“no data, no market” che prevede
l’obbligo di pre-registrazione (se la
sostanza non viene registrata non può
essere immessa sul mercato).
Grazie alla sua versatilità in varie applicazioni
e ai costi competitivi, il PVC resta un materiale
d’elezione per l’industria edilizia come pure
per le attrezzature e gli equipaggiamenti del
settore medicale sin dalla sua apparizione su
vasta scala agli inizi degli anni ’50.
Durante questo ultimo decennio, i metodi di
fabbricazione delle resine e le caratteristiche
degli stabilizzatori hanno subito un enorme
cambiamento dovuto alle restrizioni dei rego-
lamenti in materia di sostanze pericolose, e
agli sforzi volti ad ottenere materiali riciclabili
e conformi ai requisiti di sostenibilità.
Gli agenti stabilizzatori del PVC sono stati
lungamente esaminati e la preoccupazione
maggiore riguarda i prodotti che contengono
metalli pesanti. Pertanto, numerose sono le
restrizioni imposte sia dall’industria stessa,
sia dai regolamenti governativi o dagli
utilizzatori di PVC.
Un esempio della versatilità del PVC
è rappresentato dalla sostituzione di
stabilizzatori a base di piombo con altri
sistemi privi di metalli pesanti come gli
stabilizzatori a base di Ba-Zn, Ca-Zn e Al/Mg/
Ca/Zn.
3 Obiettivi per lo
sviluppo di composti
FREC (Flame
Retardant Eco
Compounds)
Il progetto di B & B Compounds era volto a
sviluppare una nuova gamma di composti di
PVC eco-compatibili ed ignifughi. Numerose
sono le opzioni tecnologiche disponibili per
sostituire gli stabilizzatori a base di metalli
pesanti e Sb
2
O
3
.
3.1 La funzione degli agenti
stabilizzatori nel PVC
Quando
il
PVC
viene
trattato
ad
elevate temperature, si degrada per
deidrodeclorinazione, scissione di catena
e reticolazione di macromolecole. Si
sviluppa cloruro di idrogeno (HCI) libero
con conseguente decolorazione della resina
ed importanti cambiamenti delle proprietà
fisiche e chimiche. Lo sprigionamento di
HCL si verifica per eliminazione dalla catena
del polimero; la decolorazione è dovuta alla
formazione di sequenze di polieni coniugati
con doppi legami in numero da 5 a 30
(reazioni primarie).