Superata la fase di emergenza, l’analisi della struttura è necessaria per mettere in sicurezza gli utenti.
Nel 2020 sono stati oltre 242 mila gli interventi contro incendi ed esplosioni effettuati dai vigili del fuoco. I dati dell’annuario statistico ufficiale parlano quindi di un pericolo concreto, che tuttavia viene spesso sottovalutato anche nei cantieri.
Nell’anno preso in esame gli incendi hanno rappresentato da soli il 27% del totale delle operazioni di soccorso, circa il 18% delle esplosioni registrate ha riguardato abitazioni ed edifici in genere.
Sebbene il calcestruzzo reagisca abbastanza bene al fuoco, un incendio non danneggia mai un edificio in maniera uniforme perché possono esservi zone più o meno esposte che causano un dislivello termico.
Il calcestruzzo riesce a mantenere le sue proprietà a lungo e perde resistenza ed elasticità dopo i 300° C, quindi gli edifici hanno buone probabilità di sopravvivere. In ogni caso, una volta rientrata l’emergenza, è bene eseguire una diagnosi sulla struttura incendiata per capire se sia possibile consolidarla o se sia più conveniente ricostruirla.
Come si effettua una diagnosi da incendio
La stratificazione del danno e il livello di profondità all’interno degli elementi strutturali rendono difficile analizzare gli effetti irreversibili causati dal fuoco su un edificio.
Valutare la capacità portante e la durabilità di un impianto in calcestruzzo interessato da incendio è un’operazione che coinvolge diverse discipline, come la Scienza dei Materiali, la diagnostiche mediante tecniche di indagine non distruttive e la Fire Engineering.
La lettura dai danni viene quindi supportata dagli strumenti di diagnostica tradizionale e da metodi innovativi di recente sviluppo come la modellazione dello scenario di incendio, che fa riferimento alle pratiche di progettazione della sicurezza delle strutture al fuoco.
L’indagine servirà a:
- riconoscere la diversa intensità dei focolai;
- stimare le massime temperature raggiunte;
- verificare la presenza di un flashover, un fenomeno di incendio generalizzato in cui tutto il materiale combustibile presente in un’area chiusa prende fuoco quasi contemporaneamente;
- effettuare una prima classificazione dei livelli di danno del comparto interessato.
In generale, le risposte costruttive che possono essere riscontrate sono:
- scheggiamento degli inerti, causato dallo scoppio o dalla frantumazione dei materiali granulari da costruzione;
- sfaldamento, ovvero il distacco di strati o frammenti di calcestruzzo;
- fessurazione, provocata dalla diversa reazione del calcestruzzo e delle armature alla dilatazione termica;
- esplosioni interne indotte dalle tensioni di trazione causate dalla formazione di vapore acqueo.
Fase preliminare
Come nel caso di un edificio colpito da un sisma, per il quale resta fondamentale distinguere tra unità strutturale e aggregato, anche per le strutture incendiate occorre studiare le risorse residue e valutarne le possibili resistenze dopo l’evento.
L’analisi del livello di degrado dei materiali incendiati permette di stimare la diversa temperatura massima raggiunta. Più difficile, invece, è risalire all’effettiva durata dell’incidente.
In questo caso possono tornare utili per ricostruire l’esplosione anche la planimetria del comparto e, quando possibile, una cronologia degli eventi relativa all’entrata in funzione degli impianti antincendio e all’intervento dei vigili del fuoco.
I dati raccolti permetteranno così di procedere con le valutazioni quantitative sulla possibile evoluzione delle temperature a cui sono stati esposti gli elementi strutturali dell’edificio.
Fase diagnostica
Le indagini sono solitamente distinte tra non distruttive, limitatamente distruttive e distruttive vere e proprie. Possono essere condotte sullo stesso sito interessato dall’esplosione oppure su campioni prelevati sia da zone danneggiate che da zone non coinvolte nell’incendio.
L’analisi si struttura come segue:
Rilievo visivo e quadro fessurativo
Il livello di degrado e la temperatura raggiunta dal comparto danneggiato vengono valutati in base all’analisi del colore delle risorse:
- rosso-rosa: temperatura da 300° C a 600° C;
- grigio scuro: da 600° C a 900° C;
- marrone: da 900° C a 1200° C;
- giallo: temperatura superiore a 1200° C;
- nero: si tratta solo di fumi di combustione.
Questo livello di indagine interessa anche fessure, lesioni e distacchi prodotti dallo sbalzo termico su sezioni strutturali di spessore variabile. Il rapido riscaldamento dello strato superficiale, infatti, facilita la formazione di fessure da delaminazione con distacco parziale o totale del copriferro.
Stato deformativo
Questa fase individua le aree più danneggiate dall’incidente, così da procedere con la lettura delle deformazioni.
In particolare si presta attenzione agli indicatori indiretti che danno un’idea della misura dell’entità dell’incendio. Tra questi, la profondità di carbonizzazione del legno, quella dei cavi in PVC (che bruciano ad un temperatura maggiore di 300° C), il livello di fusione del vetro (a più di 1000° C) e la rete di fessure sulla superficie del calcestruzzo (una profondità di due centimetri corrisponde ad una temperatura raggiunta di circa 1000° C).
Indagine a campione
Il calcestruzzo armato è formato da cemento e armature. L’analisi a campione ha quindi l’obiettivo di testare questi due elementi attraverso:
- indagine pacometrica: permette di definire la posizione e la tipologia di armatura contenuta negli elementi e consente anche di stimare lo spessore del copriferro.
- caratterizzazione meccanica: osserva le proprietà meccaniche degli elementi costitutivi e del materiale composito. Nel caso del calcestruzzo si procede con la valutazione della resistenza a compressione (Rck) attraverso un’indagine a ultrasuoni e una prova sclerometrica, volta a determinare la resistenza e rigidità del materiale usurato.
Come si è visto, studiare i danni da incendio è un’operazione complicata da numerosi fattori e quindi non sempre facile da condurre. Al di là degli interventi sull’edificio usurato, che sarà consolidato o ricostruito, l’importante è mettere in sicurezza le persone presenti nella struttura al momento dell’evento.
Proprio per questo è fondamentale diffondere buone pratiche di prevenzione e costruire rispettando sempre le ultime disposizioni antincendio.
