valutazione della resistenza al fuoco delle funi - la.tif

VALUTAZIONE DELLA RESISTENZA AL FUOCO DELLE FUNI
Agostino Dallago
Servizio Impianti a fune - Provincia Autonoma di Trento
Via Brennero, 136-38100 Trento
e-mail: [email protected]
skype: agostino.dallago
Nel febbraio 2003 nella stazione di valle della funivia
bifune a và e vieni, del Tiroler Zugspitzbahn, non distante
da Garmisch, un incendio partito da un computer di un
ufficio amministrativo, ha provocato in pochi minuti il
collasso delle funi portanti e traenti del lato sinistro
dell’impianto. La foto 1 mostra lo scenario che si è
presentato ai vigili del fuoco, intervenuti per spegnere
l’incendio.
Altri incendi,occorsi negli ultimi anni sui impianti funiviari
hanno provocato il rapido cedimento delle funi, oltre che
di altri organi meccanici.
Quella attinente alla resistenza al fuoco delle funi
metalliche è ancora una questione aperta, in quanto la
letteratura tecnica internazionale sull’argomento,presenta
un vuoto di conoscenza.
È noto che le funi metalliche impiegate sulle funivie ed in
altri campi,come quello dell’ingegneria civile e
Foto 1
strutturale(tensostrutture) possiedono una resistenza al
fuoco molto limitata (compresa tra pochi minuti e 20
minuti). Non esistono allo stato attuale dati sperimentali sui tempi di resistenza al fuoco in
funzione del diametro e della tipologia delle funi.
Per rimediare alla lacuna di conoscenza sull’argomento il Servizio Impianti a Fune della
Provincia di Trento, tramite il suo laboratorio La.T.I.F., in collaborazione con la facoltà di
Ingegneria di Trento ha predisposto un progetto finalizzato alla determinazione della
resistenza al fuoco delle funi metalliche, appartenenti alle diverse tipologie, comprese in
un range di diametri tra 20 e 80 mm. Questa gamma di diametri comprende la maggior
parte delle applicazioni sia in ambito funiviario che in quello delle tensostrutture.
Il metodo adottato prevede una sinergia tra il metodo teorico e quello sperimentale. Gli
obiettivi ed il percorso di ricerca sono i seguenti:
Obiettivi
•
Individuazione del tempo massimo al collasso per diverse tipologie e diametri
Percorso-ricerca
•
Studio della propagazione del calore
•
Modello di propagazione del calore per diverse tipologie di funi
•
Sperimentazione diretta su funi in tensione
Il metodo teorico si basa sulle leggi fisiche della trasmissione del calore, tenuto conto degli
elementi problematici (pressione sui fili, tipo di lubrificanti, superfici di contatto).
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Per quanto riguarda la parte sperimentale è stato progettato e realizzato un forno elettrico,
a controllo numerico, in grado di generare un
ciclo
termico
caratterizzato
da
una
predeterminata curva temperatura-tempo, con un
limite di 900 °C (foto 2).
Come andamento della temperatura è stato
scelto quello rappresentato dalla curva ISO 934,
che
costituisce
il
programma
termico
maggiormente utilizzato nelle prove di resistenza
al fuoco, negli ultimi 40 anni in Europa.
Come limite di prova, viene assunto il collasso
con una tensione nel materiale pari al 25% della
tensione di rottura,tenuto conto che in ambito
funiviario le funi vengono impiegate con gradi di
Foto 2
sicurezza compresi tra 3.5 - 5.
Nelle prove viene testato per tanto il cedimento,
sotto l’azione del fuoco adottando un grado di
sicurezza 4.
Il forno viene inserito nella macchina di trazione
(foto 3), la fune viene messa in tensione,
contemporaneamente viene avviato il ciclo
termico e nel corso della prova vengono rilevate,
attraverso l’utilizzo di termocoppie, le temperature
del forno, e di alcuni punti significativi della fune
figura 1 e foto 4. La prova viene interrotta quando
l’allungamento plastico raggiunge un valore
predeterminato.
Perché viene utilizzato anche il metodo teoricoanalitico? Per ottenere i valori di resistenza al
Foto 3
fuoco di tutta la gamma di funi, di diversa
tipologia e diametro, sarebbe necessario un numero di prove estremamente elevato,
inattuabile per ragioni economiche ed anche per ragioni legate all’impiego esclusivo della
macchina di trazione.
Figura 1
Foto 4
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Si è deciso pertanto di effettuare poche prove (3 o 4 ) per ogni tipologia di fune.
I dati di temperatura
rilevati nel corso di
dette prove vengono
utilizzati per mettere
a punto gli algoritmi
impiegati nel modello
matematico
di
propagazione
del
calore.
Nei diagrammi finali
sulla resistenza al
fuoco, vedasi figura
2, i tratti di curva tra i
punti rilevati, non
vengono ottenuti per
semplice
interpolazione,
ma
Figura 2
per integrazione del
sistema sperimentale
tramite il metodo teorico (modellazione matematica). In questo modo le curve di resistenza
al fuoco ottenute, hanno un notevole grado di precisione, pur comportando un numero di
prove sperimentali assai limitato.
Purtroppo la sperimentazione è stata interrrotta nel 2006, in seguito alla perdita da parte
del laboratorio La.T.I.F. di due ingegneri ed di un perito e quindi il lavoro non è stato
completato.
Ci scusiamo pertanto per non poter fornire i risultati della ricerca, come era stato
preventivato, auspicando di poterlo fare nel corso del 2008.
3/3