Fumo

Fumo di un incendio. È comunemente un sottoprodotto indesiderato degli incendi (comprese le stufe e le lampade) e dei caminetti, ma può anche essere usato per il controllo dei parassiti (fumigazione), la comunicazione (segnali di fumo), la difesa (schermo di fumo) o l’inalazione di tabacco o altre droghe. Il fumo è talvolta usato come agente aromatizzante e conservante per vari prodotti alimentari. Il fumo è anche a volte un componente del gas di scarico dei motori a combustione interna, in particolare lo scarico dei diesel.

L’inalazione del fumo è la prima causa di morte nelle vittime di incendi interni. Il fumo uccide per una combinazione di danno termico, avvelenamento e irritazione polmonare causati da monossido di carbonio, acido cianidrico e altri prodotti della combustione.

Composizione chimica

La composizione del fumo dipende dalla natura del combustibile che brucia e dalle condizioni di combustione.

I fuochi con alta disponibilità di ossigeno bruciano ad alta temperatura e con poca quantità di fumo prodotto; le particelle sono per lo più composte da cenere, o in grandi differenze di temperatura, da aerosol di acqua condensata. L’alta temperatura porta anche alla produzione di ossidi di azoto. Lo zolfo produce anidride solforosa. Il carbonio e l’idrogeno si ossidano completamente in anidride carbonica e acqua. Gli incendi che bruciano in mancanza di ossigeno producono una gamma significativamente più ampia di composti, molti dei quali tossici. L’ossidazione parziale del carbonio produce monossido di carbonio, i materiali contenenti azoto possono produrre acido cianidrico, ammoniaca e ossidi di azoto. Il contenuto di cloro (per esempio nel cloruro di polivinile) o di altri alogeni può portare alla produzione di cloruro di idrogeno, fosgene, diossina, e clorometano, bromometano e altri alocarburi.

La pirolisi del materiale bruciato porta anche alla produzione di grandi quantità di idrocarburi, sia alifatici (metano, etano, etilene, acetilene) che aromatici (benzene e suoi derivati, idrocarburi policiclici aromatici; per esempio il benzopirene, studiato come cancerogeno, o il retene), terpeni. Possono essere presenti anche composti eterociclici. Gli idrocarburi più pesanti possono condensare come catrame.

La presenza di zolfo può portare alla formazione di solfuro di idrogeno, solfuro di carbonile, diossido di zolfo, disolfuro di carbonio e tioli; specialmente i tioli tendono ad essere adsorbiti sulle superfici e a produrre un odore persistente anche molto tempo dopo l’incendio. L’ossidazione parziale degli idrocarburi rilasciati produce una vasta gamma di altri composti: aldeidi (es. formaldeide, acroleina, e furfurolo), chetoni, alcoli (spesso aromatici, es. fenolo, guaiacolo, siringolo, catecolo, e cresoli), acidi carbossilici (acido formico, acido acetico, ecc.).

Le particelle visibili in tali fumi sono più comunemente composte da carbonio (fuliggine). Altre particelle possono essere composte da gocce di catrame condensato o da particelle solide di cenere. Il contenuto di metalli produce particelle di ossidi di metallo. Si possono anche formare particelle di sali inorganici, come solfato di ammonio, nitrato di ammonio. Molti composti organici, tipicamente gli idrocarburi aromatici, possono anche essere adsorbiti sulla superficie delle particelle solide.

Le emissioni di fumo possono contenere tracce caratteristiche. Il vanadio è presente nelle emissioni delle centrali elettriche e delle raffinerie alimentate a petrolio; le centrali petrolifere emettono anche del nichel. La combustione del carbone produce emissioni contenenti selenio, arsenico, cromo, cobalto, rame e alluminio.

Alcuni componenti del fumo sono caratteristici della fonte di combustione. Il guaiacolo e i suoi derivati sono prodotti della pirolisi della lignina e sono caratteristici del fumo di legno; altri marcatori sono lo siringolo e i suoi derivati, e altri metossifenoli. Il retene, un prodotto della pirolisi delle conifere, è un indicatore di incendi boschivi. Il levoglucosano è un prodotto di pirolisi della cellulosa. I fumi di legno duro rispetto a quelli di legno dolce differiscono nel rapporto guaiacoli/siringoli. I marcatori per lo scarico dei veicoli includono idrocarburi policiclici aromatici, hopani, sterani, e nitroarene specifici (ad esempio 1-nitropirene). Il rapporto di hopani e sterani rispetto al carbonio elementare può essere usato per distinguere tra le emissioni di motori a benzina e diesel.

Pericoli del fumo

Il fumo degli incendi senza ossigeno contiene una quantità significativa di composti che sono infiammabili. Una nuvola di fumo, a contatto con l’ossigeno atmosferico, ha quindi il potenziale di essere accesa o da un’altra fiamma aperta nella zona, o dalla sua stessa temperatura. Questo porta ad effetti come backdraft e flashover.

Molti composti del fumo degli incendi sono altamente tossici e/o irritanti. Il più pericoloso è il monossido di carbonio, che porta all’avvelenamento da monossido di carbonio, a volte con effetti di supporto di acido cianidrico e fosgene. L’inalazione del fumo può quindi portare rapidamente all’inabilitazione e alla perdita di coscienza.

Il fumo può oscurare la visibilità, impedendo l’uscita degli occupanti dalle aree dell’incendio. Infatti, la scarsa visibilità dovuta al fumo che c’era nell’incendio del Worcester Cold Storage Warehouse a Worcester, Massachusetts, è stata l’esatta ragione per cui i vigili del fuoco intrappolati non sono riusciti a evacuare l’edificio in tempo. Due to the striking similarity that each floor shared, the dense smoke caused the firefighters to become disoriented.

Visible and invisible particles of combustion

Depending on particle size, smoke can be visible or invisible to the naked eye. This is best illustrated when toasting bread in a toaster. As the bread heats up, the products of combustion increase in size. These particles begin as invisible but become visible if the toast is burnt.

See also

• Firefighter
• Smoke detector
• Smog
• Smoking (cooking technique)
• Smoke-screen
• Smoke bomb
• Smoke signal
• Tobacco

Notes

• Bowman, C., et al. Shedding new light on wood smoke: a risk factor for respiratory health Eur. Respir. J. 27:446-47, 2006. Retrieved October 1, 2007.
• Centers for Disease Control and Prevention (U.S.). Fumo passivo: cosa significa per te. Rockville, MD: U.S. Dept. of Health and Human Services, 2006. OCLC: 70215796.
• Schwartz, Joel. La questione del fumo di legno: Comparazione delle emissioni di combustibile che bruciano le questioni, 2002. Retrieved October 1, 2007.

Tutti i link recuperati il 16 novembre 2019.

• Composizione chimica del fumo di legno