ITMI20120593A1 - Procedimento e dispositivo di controllo per incendi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

PROCEDIMENTO E DISPOSITIVO DI CONTROLLO PER INCENDI

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo ed un procedimento di controllo per incendi del tipo precisato nel preambolo delle rivendicazioni indipendenti.

Come noto, negli ultimi decenni il problema degli incendi ha acquisito una sempre maggiore importanza a causa del notevole incremento della frequenza degli incendi boschivi.

Pertanto, per controllare e spegnere gli incendi vengono attualmente effettuati interventi sia via terra sia via aria mediante il coordinamento dei vari organi, quali vigili del fuoco, protezione civile, forze di polizia e volontari.

In dettaglio, gli interventi via terra prevedono il controllo degli incendi tramite due azioni: il disboscamento di determinate zone così da togliere combustile (vegetazione) all’avanzamento degli incendi; e l’uso di idranti e mezzi similari che gettano sul fronte d’incendio acqua e/o liquidi estinguenti come ad esempio miscele a base di fosfato di ammonio.

Gli interventi via aria prevedono l’uso di elicotteri, aerei o altri aeromobili provvisti di un contenitore per prelevare acqua da apposite riserve e, quindi, scaricarlo sia sul fronte d’incendio sia nella parte centrale dell’incendio così da contrastarne lo sviluppo.

La tecnica nota sopra citata presenta alcuni importanti inconvenienti.

Un primo importante inconveniente à ̈ rappresentato dal fatto che gli interventi via terra risultano poco efficiente a causa del limitato impatto che hanno, in particolare, sugli incendi di grandi dimensioni.

Un altro difetto à ̈ rappresentato dal fatto che, gli interventi via aria hanno costi particolarmente elevati connessi sia all’acquisto, all’utilizzo e alla manutenzione dei mezzi sia al personale necessario al loro utilizzo.

In particolare, tali costi hanno imposto ai vari stati un acquisto/uso limitato di tali apparecchi che, pertanto, sono in numero nettamente inferiore a quello che sarebbe realmente necessario.

Un importante problema à ̈ rappresentato dal fatto, per motivi di sicurezza, gli interventi via aria sono eseguibili solo durante il giorno e che, a causa della necessità di rifornirsi di acqua dopo ogni intervento e della necessità di rifornirsi periodicamente di carburante, sono in grado di effettuare un limitato numero di rilasci.

Un ulteriore problema à ̈ rappresentato dal fatto che gli interventi attualmente adottati non garantiscono un’irrorazione ottimale dell’acqua.

In dettaglio, negli interventi via terra la distanza cui viene irrorata l’acqua risulta molto limitata, mentre negli interventi via aria il versamento à ̈ istantaneo e, pertanto, concentra un elevato quantitativo di acqua in una superficie relativamente ridotta.

Un altro importante difetto à ̈ pertanto dato dal fatto che, per controllare incendi, sono necessari grossi volumi di acqua.

Un ulteriore problema deriva dal fatto che l’utilizzo di tali mezzi aerei à ̈ adottabile solo se nelle vicinanze à ̈ presente almeno un punto dedicato per il rifornimento acqua (lago, mare calmo, bacino ecc.).

Un non secondario inconveniente à ̈ dato dal fatto che, con i sistemi attualmente noti, risulta estremamente complesso e lungo controllare gli incendi i quali, di conseguenza, causano importanti ed estesi danni ambientali prima di essere spenti.

In questa situazione il compito tecnico alla base della presente invenzione à ̈ ideare un procedimento ed un dispositivo di controllo per incendio in grado di ovviare sostanzialmente agli inconvenienti citati.

Nell'ambito di detto compito tecnico à ̈ un importante scopo dell'invenzione realizzare un procedimento ed un dispositivo di controllo che consentano di controllare e, quindi, estinguere velocemente gli incendi.

Un altro importante scopo dell'invenzione à ̈ ottenere un procedimento ed un dispositivo di controllo che siano particolarmente facili da attuare e che non siano particolarmente dispendiosi da un punto di vista economico.

Un ulteriore scopo dell'invenzione à ̈ ideare un procedimento ed un dispositivo di controllo per incendio che siano in grado di minimizzare l’impiego di acqua o altri liquidi estinguenti.

Il compito tecnico e gli scopi specificati sono raggiunti da un procedimento ed un dispositivo di controllo per incendio come rivendicato nelle annesse rivendicazioni indipendenti.

Esecuzioni preferite sono evidenziate nelle sottorivendicazioni.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione sono di seguito chiariti dalla descrizione dettagliata di un’esecuzione preferita dell’invenzione, con riferimento agli uniti disegni, nei quali:

la Fig. 1 mostra il dispositivo di controllo per incendio secondo l'invenzione; la Fig. 2 illustra un componente del dispositivo di controllo per incendio; la Fig. 3 evidenzia un altro componente del dispositivo di controllo; e

la Fig. 4 presenta uno schema del procedimento di controllo per incendio. Con riferimento alle Figure citate, il dispositivo di controllo per incendio secondo l'invenzione à ̈ globalmente indicato con il numero 1.

Esso comprende uno o più aerostati 10, sostanzialmente costituiti da droni, ossia veicoli privi di abitacolo o sostegno per un pilota, atti a sorvolare un incendio 1a ed a scaricare su di esso acqua o altro fluido estinguente 10a ed almeno un’unità di stoccaggio 20 atta ad essere vincolato a più aerostati 10.

L'aerostato 10, come mostrato in Fig. 2, comprende, principalmente, un involucro 11 definente una camera d’aria 11a atta a contenere uno o una miscela di più gas leggero, ad esempio elio; un serbatoio 12 definente un volume di raccolta 12a per il fluido estinguente 10a; un organo d’individuazione 13 atto ad individuare quando l’aerostato 10 si trova sopra l’incendio 1a; una valvola 14 atta a mettere in connessione di passaggio fluido il volume di raccolta 12a con l’ambiente esterno; una scheda di controllo 15 ed una batteria 16 atta ad alimentare i componenti dell’aerostato 1. In alternativa gli aerostati 10 fungono da semplice sensoristica per verificare lo sviluppo dell'incendio e vari parametri dello stesso.

L’involucro 11 ed il serbatoio 12 sono costituiti da tessuto sintetico quale poliammidi alifatichi, poliesteri o altro materiale similare atto a definire rispettivamente una camera d’aria 11a ed un volume di raccolta 12a di tipo stagno.

L’organo d’individuazione 13 può comprendere sensori termici o altri sensori atti a riconoscere quando l’aerostato 10 si trova sopra l’incendio 1a.

Preferibilmente, l’organo d’individuazione 13 consente di individuare quando l’aerostato 10 à ̈ sopra l’incendio 1a in base alla posizione dello stesso aerostato 10. Esso, pertanto, à ̈ identificabile in un sistema di posizionamento di tipo satellitare e, preferibilmente, in un sistema di posizionamento globale (Global Positioning System o GPS).

La valvola 14 à ̈ identificabile in un’elettrovalvola o altro dispositivo similare atto a realizzare/interrompere la connessione di passaggio fluido tra il volume 12a e l’ambiente esterno in funzione di un segnale elettrico.

L’aerostato 10 può, inoltre, comprendere una o più valvole supplementari 17, preferibilmente elettrovalvole, atte a mettere in connessione di passaggio gas la camera d’aria 11a con l’ambiente esterno.

In particolare, la valvola supplementare 17 comprende una membrana di chiusura 17a, realizzabile in materiale polimerico, disposta in corrispondenza di un’apposita apertura ricavata nel serbatoio 12 ed un elemento elettrico 17b che, in funzione di un segnale elettrico, à ̈ atto a comandare l’apertura della valvola supplementare 17 rimuovendo la membrana 17a rispetto a detta apertura. Più in particolare, la membrana di chiusura 17a presenta uno strato di colla atto a mantenere la valvola supplementare 17 in configurazione di chiusura, mentre l’elemento elettrico 17b à ̈ una resistenza integrata nella membrana 17a e che, al momento del passaggio in configurazione di apertura, scalda la membrana 17a causandone la rottura così che la pressione del fluido interno spinga la fuoriuscita del gas ivi contenuto con la seguente perdita di spinta aerostatica.

Per consentire un’agevole movimentazione degli aerostati 10, il dispositivo di controllo 1 comprende almeno un’unità di stoccaggio 20.

Tale unità di stoccaggio 20, rappresentata in Fig. 3, comprende una struttura di sostegno 21 cui sono vincolati una pluralità di aerostati 10, almeno un recipiente 22 atto a contenere il gas leggero ed un apparato di carica 23 atto a mettere in connessione di passaggio gas il recipiente 22 con gli aerostati 10.

In particolare, l’apparato 23 comprende condotti 23a atti a mettere in connessione di passaggio gas il recipiente 22 con gli aerostati 10; una serie di connettori 23b atti a permettere di vincolare il recipiente 22 e gli aerostati a detti condotti; ed un controllore atto a comandare il funzionamento dell’apparato 23. Per agevolare il trasporto degli aerostati 10, le unità di stoccaggio 20 possono essere disposte all’interno di corretti container provvisti di guide o altri elementi similari atti a consentire un comodo e pratico inserimento e rimozione delle stesse unità di stoccaggio 20 rispetto ai container. I container stessi possono così essere facilmente stoccati e posizionati su mezzi mobili (camion) pronti per essere rapidamente dislocati nei punti di intervento a seconda delle esigenze. Infine, il dispositivo di controllo 1, come illustrato in Fig. 1, comprende un controllore 30 atto a gestire e pianificare le attività di utilizzo degli aerostati 10in relazione alla zona di incendio, come in seguito meglio descritto. Preferibilmente, il controllore 30 à ̈ identificabile in un computer separato dall’aerostato 10 e messo in connessione di passaggio dati con gli aerostati 10 tramite mezzi di connessione 40 atti a realizzare una connessione di tipo wireless.

In particolare, i mezzi di connessione 40 sono atti a permettere un passaggio dati monoverso dal controllore 30 agli aerostati 10.

L'invenzione comprende un nuovo procedimento di controllo 100 per incendio. Il procedimento di controllo 100, evidenziato in Fig. 4, comprende una fase di partenza 110 in cui viene scelto un sito di partenza prossimale ad un fronte d’incendio dell’incendio 1a e da cui sono fatti partire gli aerostati 10; una fase di sorvolo 120 in cui gli aerostati 10 sorvolano l’incendio 1a; una fase di rilascio 130 in cui gli aerostati 10 rilasciano il fluido estinguente 10a sull’incendio 1a; ed una fase di atterraggio 140 in cui à ̈ individuato il sito di atterraggio degli aerostati 10.

Il controllore 30, nella fase di partenza 110, sulla base dei parametri di incendio ossia varie informazioni di input tra cui dislocazione e ampiezza dell’incendio 1a, direzione ed intensità dei venti, orografia del territorio ed altri parametri, seleziona un sito di partenza per la dislocazione di una o più unità di stoccaggio 20 ed invia le informazioni necessarie per la missione ad ogni aerostato 10. L'unità di stoccaggio 20, arrivata nel rispettivo sito di partenza, collega un o più recipienti 22 all’apparato di carica 23 e, quindi, riempie le camere d’aria 11a con il gas leggero.

In dettaglio, il gas leggero viene fatto fuoriuscire dal recipiente 22 e, quindi, attraverso i condotti 23a dell’apparato di carica 23, inizia a fluire all’interno della camera d’aria 11a fino che il gas all’interno della camera 11a raggiunge una pressione maggiore della pressione atmosferica.

Più in dettaglio, l’apparato di carico 23 comanda un riempimento alternato degli aerostati 10 che, pertanto, può essere eseguito a file alterne (una fila di aerostati 10 in gonfiatura ed una o più file di aerostati 10, due in Fig. 3, in attesa) o, in alternativa a scacchiera. In ulteriore alternativa, ogni aerostato 10 viene vincolato all’apparato di carico 23 tramite condotto 23a di tipo estensibile in modo tale da consentire un gonfiaggio di un maggior numero di aerostati 10 contemporaneamente sfruttando un’area maggiore rispetto alla superficie dell’unità di stoccaggio 20.

Inoltre, durante tale fase, l’operatore, attraverso il controllore 30, suddivide la zona di incendio in almeno un’area di intervento. In particolare, il controllore suddivide la zona d’incendio in una pluralità di aree di intervento caratterizzate da diversa priorità di intervento individuando, pertanto, un’area di intervento principale avente massima priorità e sostanzialmente corrispondente al centro dell’incendio 1a; più aree di intervento secondarie con priorità sempre più bassa man mano che ci si allontana dal centro dell’incendio 1a e disposte lateralmente all’area di intervento principale, ossia collocate, secondo la direzione definita dal fronte di incendio, lateralmente all’area di intervento principale.

A questo punto, il controllore 30 à ̈ connesso agli aerostati 10 così da memorizzare su di essi le varie di intervento associando a ciascuna di esse la priorità appena calcolata.

Completate le operazioni di carica e memorizzazione, l’apparato di carico 23 scollega gli aerostati 10 svincolandoli dai connettori 23b dando inizio alla successiva fase di sorvolo 120.

In tale fase 120 gli aerostati 10 tendono a sorvolare l’incendio 1a secondo una traiettoria di volo determinata dai parametri dell’incendio 1a e, in particolare, dalle correnti d’aria che sono presenti nella zona di sviluppo dell’incendio 1a. In conclusione, gli aerostati 10, grazie alle correnti d’aria presenti nella zona d’incendio, sorvolano l’incendio 1a secondo una traiettoria di volo degli aerostati 10 dipendente dai parametri dell’incendio 1a, ossia da quei parametri che condizionano lo sviluppo dell’incendio 1a come, ad esempio, quelli atmosferici (temperatura dell'aria, vento, correnti d’aria, umidità, precipitazioni); quelli riguardanti la topografia del territorio di sviluppo dell’incendio 1a (inclinazione e direzione del pendio, presenza di burroni); e parametri relativi al combustibile incontrato dall’incendio 1a durante il suo sviluppo (dimensione, quantità, tipo e caratteristiche della vegetazione).

Durante la fase di sorvolo 120, ossia mentre gli aerostati 10 vengono spinti sopra l’incendio 1a, la scheda di controllo 15 di ciascun aerostato 10 effettua un’opera di controllo. In dettaglio, la scheda di controllo 15 individua, attraverso l’organo di individuazione 13, la posizione dello stesso aerostato 10 e la confronta con le aree di intervento memorizzate sull’aerostato.

Se la posizione dell’aerostato non ricade all’interno di nessuna delle aree di intervento, la scheda di controllo 15 disattiva l’organo di individuazione 13 e, quindi, dopo un determinato tempo di pausa, ad esempio 10 secondi, riesegue nuovamente l’opera di controllo.

Se, invece, la posizione dell’aerostato 10 ricade in una delle aree di intervento, ha inizio la fase di rilascio 130 che, pertanto, à ̈ eseguita sostanzialmente in parallelo alla fase di sorvolo 120 ed in cui la scheda di controllo 15 comanda l’apertura della valvola 14 e, di conseguenza, lo scarico del fluido estinguente 10a sull’incendio 1a.

Conclusa la fase di rilascio 130, gli aerostati 10 proseguono lungo la traiettoria di volo fino a che non giungono in prossimità del sito di atterraggio.

A questo punto la fase di sorvolo 120 Ã ̈ conclusa e ha inizio la fase di atterraggio 140.

In questa fase 140, la scheda di controllo 15 comanda l’apertura della valvola supplementare 17 così che almeno parte del gas leggero fuoriesca dalla camera d’aria 11a determinando la discesa e l’atterraggio degli aerostati 10.

L'invenzione consente importanti vantaggi.

Un primo importante vantaggio à ̈ rappresentato dal fatto che gli interventi effettuati tramite il dispositivo di controllo 1 e, quindi, attuando il procedimento 100 risultano estremamente efficienti a causa della capacità di riversare con precisione un elevato quantitativo di fluido estinguente 10a.

Questo risultato à ̈ stato ottenuto sfruttando, in maniera innovativa, il fatto di utilizzare dispositivi autonomi 10 privi di controllo di direzionalità prevedendo preventivamente una volta rilasciati la traiettoria che essi effettueranno in funzione dei vari parametri dell'incendio 1a, con l'obiettivo di dirigere il maggior numero possibile di aerostati 10 verso il centro dell’incendio 1a e, quindi, a garantire il corretto scarico del fluido 10a.

Tale vantaggio à ̈ inoltre dovuto alla presenza dell’organo d’individuazione 13 che permette di scaricare il fluido 10a con precisione solo sopra l’incendio 1a. Tale precisione di scarico à ̈ inoltre incrementata dal fatto che, facendo una serie di simulazioni del procedimento di controllo 100 su di un computer, à ̈ possibile individuare con precisione il punto di scarico, il sito di partenza ottimale ed il punto/momento in cui effettuare lo scarico del fluido estinguente 10a.

Infatti, inserendo in un computer parte del controllore 30 i parametri dell’incendio, ossia tutti quei parametri che influenzano lo sviluppo dell’incendio 1a à ̈ possibile simulare la traiettoria di volo degli aerostati 10 e, quindi, individuare il sito di partenza che garantisca la traiettoria ottimale e, quindi, localizzare il punto di scarico che garantisca massima efficacia al fluido estinguente 10a.

Un altro importante vantaggio ottenuto grazie a detta precisione di scarico à ̈ rappresentato dal fatto che il dispositivo 1 ed il procedimento di controllo 100 consentono di estinguere un incendio 1a con un ridotto quantitativo di fluido estinguente 10a.

In particolare, la possibilità di usare una pluralità di aerostati 10 permette di avere un getto di fluido estinguente 10a continuo ed omogeneamente distribuito su tutto l’incendio 1a e, quindi, di evitare che il fluido estinguente 10a, così come avviene attualmente negli interventi via aria, sia scaricato in una superficie relativamente ridotta.

Un importante vantaggio à ̈ rappresentato dal fatto che, grazie al dispositivo di controllo 1, à ̈ possibile agire su un incendio minimizzando i costi d’intervento.

Infatti, oltre al ridotto quantitativo di fluido estinguente 10a, il dispositivo 1 ed il procedimento di controllo 100, utilizzando gli aerostati 10 guidati dalle correnti d’aria presenti nella zona di incendio 1a, non necessitano di motori o altro meccanismo di movimentazione.

Tale aspetto consente inoltre di minimizzare i costi di realizzazione di un elevato numeri di aerostati 10 che per altro possono altresì essere eventualmente recuperati per un nuovo utilizzo grazie sempre al sistema di geolocalizzazione. Un ulteriore vantaggio à ̈ rappresentato dal fatto che il dispositivo 1 consente di minimizzare anche i rischi per gli abitanti e, in particolare, per le loro abitazioni. Infatti, gli aerostati 10, essendo caratterizzati da una massa molto ridotta, nel caso in cui dovessero impattare contro un’abitazione non darebbero origine ad alcun danno o problema per l’edificio.

Un altro vantaggio à ̈ che il dispositivo 1 consente inoltre di minimizzare i rischi, soprattutto per gli operatori che, non essendo a bordo degli aerostati, possono seguire l’evolversi del procedimento di controllo 100 da un’idonea distanza dall’incendio 1a.

Inoltre, non necessitando gli aerostati di alcuna guida, essi, al contrario di quanto avveniva fino ad oggi, consentono di eseguire interventi via aria sia indipendentemente dalle condizioni atmosferiche e sia durante il giorno sia durante la notte.

Un non secondario vantaggio à ̈, pertanto, dato dal fatto che,il dispositivo 1 ed il procedimento di controllo 100 consentono di estinguere un incendio 1a in tempi ridotti e, quindi, di limitare i danni ambientali da essi prodotti.

Un altro vantaggio à ̈ rappresentato dai ridotti tempi di intervento.

Infatti, grazie alla presenza delle unità di stoccaggio 20, à ̈ possibile distribuire preventivamente una pluralità di aerostati 10 lungo tutto il territorio così da poter attuare il procedimento 100 in tempi estremamente ridotti.

Un non ultimo vantaggio à ̈ rappresentato dal fatto che, se durante la fase di sorvolo 120 viene registrata un’inaspettata modifica dello sviluppo dell’incendio 1a, il controllore 30 può essere connesso agli aerostati 10 in volo così da modificare le aree di intervento e, quindi, massimizzare l’azione degli aerostati 10. L'invenzione à ̈ suscettibile di varianti rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Tutti gli elementi descritti e rivendicati sono sostituibili da elementi equivalenti ed i dettagli, i materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di controllo (1) per incendio (1a) caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un aerostato (10) comprendente un involucro (11) definente una camera d’aria (11a) atta a contenere un gas leggero, un serbatoio (12) definente un volume di raccolta (12a) per fluido estinguente (10a), un organo di individuazione (13) atto ad individuare quando detto almeno un aerostato (10) si trova sopra detto incendio (1a) ed una valvola (14) atta a permettere di scaricare detto fluido estinguente (10a) quando detto almeno un aerostato (10) si trova sopra detto incendio (1a).
2. 2. Dispositivo di controllo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto organo di individuazione (13) riconosce quando detto almeno un aerostato (10) si trova sopra detto incendio (1a) in funzione della posizione di detto almeno un aerostato (10).
3. 3. Dispositivo di controllo (1) secondo la rivendicazione precedente, comprende un controllore (30) atto a memorizzare su detto almeno un aerostato almeno un’area di intervento; ed in cui detto organo di individuazione (13) individua quando detto almeno un aerostato (10) si trova sopra una di detta almeno un’area di intervento.
4. 4. Dispositivo di controllo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un aerostato (10) comprende una valvola supplementare (17) atta a permettere a detto gas leggero di fuoriuscire da detta camera d’aria (11a).
5. 5. Dispositivo di controllo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente un’unità di stoccaggio (20) atta ad essere vincolato ad una pluralità di detto almeno un aerostato (10).
6. 6. Dispositivo di controllo (1) secondo la rivendicazione 5, in cui detta unità di stoccaggio (20) comprende almeno un recipiente (22) atto a contenere detto gas leggero ed un apparato di carica atto (23) a mettere in connessione di passaggio gas detto almeno un recipiente (22) e detti aerostati (10).
7. 7. Procedimento di controllo (100) per incendio (1a) comprendente una fase di partenza (110) in cui almeno un aerostato (10) Ã ̈ fatto partire da un sito di partenza prossimale ad un fronte di incendio di detto incendio (1a); e caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di sorvolo (120) in cui detto almeno un aerostato (10) sorvola detto incendio (1a) secondo una traiettoria di volo determinata da parametri di detto incendio; ed una fase di rilascio in cui detto almeno un aerostato (10) rilascia fluido estinguente (10a) su detto incendio (1a).
8. 8. Procedimento di controllo (100) secondo la rivendicazione precedente, comprendente in cui detta fase di rilascio (130) Ã ̈ svolta in parallelo a detta fase di sorvolo (120).
9. 9. Procedimento di controllo per incendio secondo una o più delle rivendicazioni 7-8, comprendente una fase di atterraggio (140) in cui à ̈ individuato il sito di atterraggio di detto almeno un aerostato (10) in funzione di detta traiettoria di volo.