Modellazione della pirolisi e combustione di materiali plastici in scenari di incendio

Fire prevention today is starting to move more and more towards an engineering approach rather than a purely prescriptive one, making use of numerical analyzes such as computational fluid dynamics. Through the use of these modeling approaches it is possible to simulate the behavior of materials during the evolution of a fire. These materials include plastics, which find ever greater applications in construction and in the production of furniture and goods. Since plastic is a common material in commercial and residential environments, it becomes important to characterize its behavior in the presence of flames. The aim of this work is to study the processes of thermal degradation, devolatilization and combustion of plastic materials by exploiting kinetic and fluid dynamics simulation codes in order to identify models applicable to the simulation of fires. Starting from simulations obtained using detailed and reduced models, simplified models that can be used in the fire simulation will be examined. In conclusion, for the purposes of the final validation, a test case relating to a large-scale experiment involving electrical cables covered in plastic material will be proposed.

La prevenzione degli incendi, oggi, sta iniziando ad orientarsi sempre più verso un approccio ingegneristico piuttosto che puramente prescrittivo, avvalendosi di analisi numeriche come la fluidodinamica computazionale. Attraverso l’uso di questi approcci modellistici è possibile simulare il comportamento dei materiali durante l’evoluzione di un incendio. Tra questi materiali vanno annoverate le materie plastiche, le quali trovano sempre maggiori applicazioni nell’edilizia e nella realizzazione arredi e beni. Essendo la plastica un materiale comune negli ambienti commerciali e residenziali, diventa importante caratterizzarne il comportamento in presenza di fiamme. Lo scopo di questo lavoro è studiare i processi di degradazione termica, devolatilizzazione e combustione di materiali platici sfruttando codici di simulazione cinetica e fluidodinamica ai fini di individuare modelli applicabili alla simulazione di incendi. Partendo da simulazioni ottenute utilizzando modelli dettagliati e ridotti verranno vagliati modelli semplificati utilizzabili nell’ambito della simulazione di incendi. In conclusione, ai fini della convalida finale, verrà proposto un test case relativo ad un esperimento su larga scala coinvolgente cavi elettrici rivestiti in materiale plastico.