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Protezioni delle vie aeree

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AUTORESPIRATORI A CICLO APERTO

Questi Dispositivi di Protezione Individuale (DPI) sono apparecchiature particolari in dotazione ai Vigili del Fuoco e servono per proteggere le vie aeree. Sono utilizzati durante le operazioni di soccorso là dove c'è pericolo di respirare aria contaminata da fumi, gas o altre sostanze che possono provocare intossicazioni, irritazioni, asfissia o addirittura la morte dell'operatore.
L'autorespiratore tradizionale è composto di una bombola di aria compressa (alcuni modelli sono bi-bombola) fissata su un apposito schienalino che permette di indossarlo a mo' di zaino, due riduttori di pressione di primo e secondo stadio, un erogatore, una maschera, un manometro con allarme, e in alcuni modelli un attacco per una eventuale seconda utenza di emergenza. Tutti gli elementi sono collegati attraverso delle fruste ad alta pressione (tubi) nelle quali circola l'aria erogata dalla bombola.
Per autorespiratore a ciclo aperto si intende che l'aria espirata dall'operatore, povera di ossigeno e ricca di anidride carbonica, è espulsa dall'esalatore posto all'interno della maschera, che ha la funzione di valvola unidirezionale, detta anche di non ritorno.
Vi sono alcune differenze per le bombole. Esse possono essere costruite in acciaio o in composito, e avere diverse dimensioni che le distinguono per la capacità di volume espressa in litri. Generalmente si usano bombole di 7 e 9 litri, ma ve ne sono anche di 3 e 5 litri. La carica delle stesse avviene per mezzo di un compressore dotato di filtri per depurare l'aria. Le pressioni di esercizio variano da 200, 250, 300 atmosfere (Atm), secondo il materiale di costruzione delle bombole.


L'ARIA

L'atmosfera terrestre è formata da una miscela di gas e vapori che formano l'aria che respiriamo. Essa è composta dal 78% di azoto, 21% di ossigeno, 1% di argon, anidride carbonica e altri gas in minime quantità.
L'ossigeno presente nell'aria che respiriamo ha una funzione vitale per gli esseri viventi. Entra in circolo nell'organismo attraverso gli alveoli polmonari e trasportato dal sangue tramite l'emoglobina a tutti i tessuti. Se viene a mancare l'ossigeno la funzione delle cellule si altera rapidamente comportando danni irreversibili, soprattutto a livello cerebrale, fino alla necrosi dei tessuti. Le percentuali della diminuzione di ossigeno nell'aria tollerate dall'organismo variano dal 21 al 17%.

BOMBOLE IN ACCIAIO

Sono realizzate in un unico pezzo pressofuso di forma cilindrica, dotate di una valvola a volantino e di un attacco filettato. La bombola generalmente più usata è quella da 7 litri di capacità volumetrica caricata a 200 atmosfere, che contiene effettivamente 1400 litri di aria compressa. Il peso della bombola carica è di circa kg 9,30. La colorazione bianco-nero sulla ogiva indica che contiene aria.

BOMBOLE IN COMPOSITO

Le bombole in composito hanno migliorato notevolmente l'uso di queste apparecchiature. Si è ridotto il peso di circa il 50% rispetto a quelle in acciao, ed è aumentata la capacità volumetrica espressa in litri di aria, e la pressione di carica fino a 300 Atm. I materiali costruttivi consistono in un'anima interna di alluminio o PET, rivestita esternamente da strati di fibra di carbonio con resina epossidica (ben visibili sulla foto). La resistenza dei materiali è di 25 volte superiore rispetto a quelle in acciaio.
Una bombola da 9 litri in composito con anima interna in PET, caricata a a 300 Atm, pesa circa kg 7,70 e contiene effettivamente 2700 litri di aria compressa.


L'autorespiratore completo pronto all'uso.

CHE AUTONOMIA HA UNA BOMBOLA?

Non è possibile fare un calcolo certo sulla durata della carica. I tempi dipendono dalla respirazione di ogni singolo operatore che indossa l'autorespiratore, al tipo di lavoro che sta svolgendo e alle condizioni psicofisiche. Una tabella approssimativa indica i seguenti consumi di aria durante la respirazione:

CONDIZIONI

ARIA INSPIRATA lt/min

OSSIGENO CONSUMATO lt/min

Sonno

6

0.3

Riposo

10

0,5

Lavoro leggero

20

1,0

Lavoro pesante

40

2,0

Massimo sforzo

da 65 a 100

da 3 a 4

Prendendo come esempio una bombola in composito di 9 lt di capacità volumetrica caricata a 300 Atm, contenente 2700 litri effettivi di aria compressa, indossata da un operatore che svolge un lavoro pesante con riferimento ai dati di consumo di aria riportati sopra:

2700 lt : 40 lt/min = 67,5 minuti di autonomia

Prendendo come esempio una bombola in acciaio di 7 lt di capacità volumetrica caricata a 200 Atm, contenente 1400 litri effettivi di aria compressa, indossata da un operatore che svolge un lavoro pesante con riferimento ai dati di consumo di aria riportati sopra:

1400 lt : 40 lt/min = 35 minuti di autonomia

RIDUTTORI DI PRESSIONE E MANOMETRO

In prossimità del blocco dell'attacco filettato che fissa lo schienalino alla bombola è posto il riduttore di pressione di primo stadio (cerchio rosso). Esso ha lo scopo di ridurre la pressione in uscita dalla bombola a 6-7 bar. L'aria passa nelle fruste e raggiunge l'erogatore fissato alla maschera (cerchio verde) per mezzo di una ghiera filettata. All'interno si trova il riduttore di secondo stadio, il quale abbassa ulteriormente la pressione a poco più di 1 bar, permettendo all'operatore di respirare all'interno della maschera.
Il manometro è uno strumento analogico che permette di leggere la pressione della bombola. E'collegato anch'esso ad una frusta. E' dotato di un allarme acustico che segnala quando la pressione della bombola scende a 55 Atm, in modo di avvisare l'operatore di abbandonare immediatamente il luogo contaminato per sostituire la bombola.


Le foto mostrano il riduttore di pressione di primo stadio nel cerchio rosso a sinistra, e quello
di secondo stadio dell'erogatore nel cerchio rosso al centro. Nella foto a destra il manometro
con l'attacco a baionetta per l'erogatore.

LA MASCHERA E IL CAPPUCCIO DI EMERGENZA

La maschera è realizzata con materiali morbidi che non irritano la pelle e aderiscono perfettamente al volto. Si tratta di silicone o gomma EPDM, che garantisce una buona resistenza al calore radiante. Si fissa al viso tramite cinghiaggi regolabili, due mascellari, due temporali e uno superiore. Nella zona del mento si trova l'attacco a vite per l'erogatore. Il visore a pieno facciale è realizzato in materiale metacrilato. Le componenti interne consistono in membrane tarate a molla, valvole di ingresso dell'aria proveniente dalla bombola, e di uscita unidirezionale per l'espulsione dell'aria esalata montate sulla mascherina oro-nasale che evita l'appannamento. Durante il funzionamento l'interno della maschera è costantemente in sovrappressione di 0,1 mbar. Questa particolarità evita che possano entrare accidentalmente sostanze aeriformi inquinate dovute a una cattiva aderenza al viso.
Il cappuccio di emergenza RespiHood si innesta nella frusta ad alta pressione di alcuni modelli di autorespiaratori. Può essere fatto indossare a una persona che deve essere evaquata immediatamente da un ambiente saturo di fumo o gas. Non essendo dotato di erogatore, l'aria viene immessa con flusso continuo, e di conseguenza il consumo della bombola è notevolmente accelerato.


Le tre immagini mostrano la maschera in silicone con l'apposito
erogatore, il cappuccio d'emergenza modello RespiHood,
e la maschera indossata dall'operatore.




SISTEMA MOBILE DI ALIMENTAZIONE AD ARIA COMPRESSA
(MODELLO TROLLAIR)



Il concetto del funzionamento di questa attrezzatura è analogo a quello dell'autorespiratore tradizionale illustrato sopra, sebbene sia diverso il modo di impiego. E'provvista di un carrello sul quale sono montate due bombole in composito da 9 litri di aria compressa caricate a 300 Atm con i rispettivi manometri, riduttori di pressione e allarmi acustici che entrano in funzione quando la pressione di carica scende a 55 Atm, e di un naspo con una manichetta lunga quaranta metri dove circola l'aria a media pressione proveniente dalla bombola. L'operatore sarà quindi vincolato a questo tubo detto anche "ombelicale", e potrà respirare attraverso la maschera. Essendo un sistema a ciclo aperto, l'aria espirata attraverso l'esalatore della maschera è dispersa nell'ambiente esterno.
Ovviamente questa apparecchiatura pone dei limiti nei movimenti e sulle distanze che l'operatore può percorrere. E' infatti adoperata per interventi particolari, come ad esempio nei pozzi o nei cunicoli, dove sono richiesti lunghi tempi di permanenza in luogo. Il vantaggio dell'utilizzo è l'inesauribile riserva di aria. Le bombole erogano aria lavorando in coppia compensandosi, o anche separatamente. Pertanto gli operatori esterni avranno il tempo di provvedere alla sostituzione della bombola esaurita.
I sistemi di sicurezza adottati in caso di rottura della manichetta quando l'operatore si trova ancora a contatto con atmosfere inquinate, prevedono il supporto di valvole speciali e un bombolino da 3 litri di aria compressa che entrano immediatamente in funzione attivando anche un allarme acustico. In questo modo il soccorritore avrà a disposizione una piccola riserva di aria di emergenza per abbandonare l'intervento.


Nel cerchio giallo i volantini delle bombole con gli attacchi.
In quello rosso i manometri del riduttore di pressione di primo stadio.


Nel cerchio rosso la valvola a due vie in uscita dal riduttore di
pressione di primo stadio. Un attacco a baionetta collega le
bombole al naspo. L'attacco libero potrebbe essere utilizzato
per l'eventuale collegamento della maschera in caso di necessità,
per l'operatore addetto al controllo delle bombole durante l'intervento.


Le parti complementari necessarie per utilizzare l'attrezzatura.


Le valvole polifunzionali:
In quella a sinistra, l'attacco nel cerchio azzurro in basso serve per
collegare la stessa valvola al naspo. Nel cerchio arancione viene innestata
la valvola a due vie (nella foto a destra) che serve per il collegamento
della maschera e l'eventuale cappuccio di emergenza RespiHood. Nel cerchio
giallo viene collegato il bombolino di riserva che entra in funzione in caso di
rottura del tubo ombelicale. Nell'ovale verde la valvolina di sovrappressione.


Il gruppo valvole completamente innestato.






UNITA' MOBILE PROTEZIONE VIE RESPIRATORIE
(UMPROVIR)

Questo mezzo viene inviato su interventi particolari, come ad esempio grandi incendi, che richiedono molte ore di lavoro per lo spegnimento, e l'impiego di tante squadre che utilizzano gli autorespiratori, per cui si ha la necessità di sostituire frequentemente le bombole. Il mezzo UMPROVIR soddisfa tale richiesta. Si tratta di un furgone accessoriato di un apposito compressore con motore diesel, in grado di ricaricare le bombole in pochi minuti sul luogo dell'intervento, posizionandosi ovviamente in zona dove l'aria non sia contaminata da fumi o altre impurità. In questo modo è garantita una continua ed afficace assistenza che ottimizza il lavoro dei Vigili del Fuoco.



Foto 1: Il Fiat Ducato UMPROVIR, in dotazione ai Vigili del Fuoco di Milano.
Foto 2: il logo che identifica il mezzo.
Foto 3: Il generatore di corrente per le utenze del mezzo.



Foto 4: Preparazione per la ricarica di una bombola in acciaio.
Foto 5: La bombola verrà messa in immersione nell'apposito contenitore per essere raffreddata durante la ricarica.
Foto 6: Il compressore è collegato alla bombola per mezzo di un tubo resistente alle alte pressioni.



Foto 7: Il compressore d'aria con motore diesel.
Foto 8: Particolare delle valvole di erogazione dell'aria con gli attacchi dei tubi.
Foto 9: Particolare di un tubo ad alta pressione.
Foto 10: Particolare degli attacchi dei tubi ad alta pressione alle bombole;
a sinistra l'attacco tipo DIN per le bombole in composito,
a destra l'attacco tipo ITALIA per le bombole in acciaio.



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