ITMI20131421A1 - Sistema di ausilio all'evacuazione da ambienti confinati - Google Patents

Description

SISTEMA DI AUSILIO ALL'EVACUAZIONE DA AMBIENTI CONFINATI

DESCRIZIONE

CAMPO TECNICO

La presente invenzione si riferisce ai sistemi di ausilio all'evacuazione da ambienti chiusi o confinati, come tunnel, gallerie, impianti industriali, navi o imbarcazioni e simili.

STATO DELL'ARTE

La messa in sicurezza e la possibilità di evacuazione rapida da luoghi confinati, in caso di emergenza in particolare, sono argomento di primaria importanza sia in sede di progetto, sia di adeguamento, di impianti industriali, infrastrutture, luoghi di intrattenimento, di lavoro, di transito.

In particolare, nel settore dell'ingegneria dei trasporti e delle infrastrutture, è stata maturata nel tempo una notevole esperienza in situazioni di vario tipo, anche e purtroppo a causa di eventi catastrofici che hanno evidenziato molteplici problemi di sicurezza, specie nelle operazioni di sfollamento rapido (basti l'esempio dell'attentato con i gas nervini nella metropolitana di Tokyo nel 1995, o il rogo nel tunnel del Monte Bianco, o l'evacuazione della Costa Concordia).

Questa esperienza si è tradotta in sistemi sempre più sofisticati di monitoraggio, controllo e gestione dei flussi degli utenti, finalizzati sia alla prevenzione dei rischi, sia alla pianificazione della gestione delle emergenze ed alla realizzazione di sistemi di ausilio all'evacuazione da ambienti confinati.

Come “ambiente confinato” si intende in generale indicare un ambiente, naturale o artificiale (più spesso il secondo) che si sviluppa per la maggior parte non all'aria aperta: è questo il caso delle gallerie, ad esempio quelle autostradali, come i grandi tunnel dei trafori oppure delle navi, si pensi ad esempio all'interno delle grandi navi da crociera.

Qualora si generi una situazione di emergenza, in questi ambienti confinati, è opportuno prevedere dei sistemi di ausilio all'evacuazione, che siano in grado di guidare gli utenti verso spazi sicuri (es. alle uscite di emergenza o a nicchie di salvataggio e simili).

Gli attuali sistemi di ausilio all'evacuazione sono sostanzialmente solo di tipo ottico: lampeggianti, illuminazione colorata dei “punti sicuri”, boe luminose, laser tagliafumo e simili.

Tuttavia gli attuali sistemi di ausilio all'evacuazione installati negli ambienti di cui sopra sono anch'essi soggetti alle condizioni critiche che accompagnano soventemente una situazione di emergenza.

Si pensi ad esempio ad un incendio in un tunnel di un grande traforo: in caso di incidente si rende necessario evacuare al più presto gli utenti in spazi sicuri o all'esterno, ma ci si trova ad affrontare condizioni critiche: tipicamente buio, fumo, presenza di agenti lacrimogeni e fumi tossici.

In questo frangente si consideri che la semplice rottura di una turbina di un motore diesel di un camion (la quale gira mediamente a circa 180.000 rpm) determina la vaporizzazione in pochi secondi di diversi chili di olio, che saturano rapidamente l'aria.

Ancora peggio il caso della combustione di un veicolo, ed in particolare dei suoi pneumatici, o il versamento e la reazione di prodotti chimici: possono generarsi fumi e sostanze tossiche, anche lacrimogene, che impediscono la percezione visiva della via di fuga, anche in presenza dell'illuminazione artificiale.

Qualora venga meno la visibilità, e vi siano ostacoli, percorsi tortuosi o non rettilinei, oppure elevate distanze da percorrere per giungere in uno spazio sicuro, l'efficacia dei sistemi ottici noti viene grandemente ridotta.

A questi sistemi di evacuazione ottici noti si aggiungono talora avvertimenti acustici, come semplici segnali di allarme (sirene, cicalini, e simili), o istruzioni vocali trasmesse con altoparlanti e via radio.

C'è da dire, in merito, che tali avvertimenti acustici svolgono solo una funzione di avviso agli utenti per avvertirli della condizione di emergenza.

Anche con questa limitata funzionalità, essi risultano del resto poco utili: gli ambienti confinati, per loro natura, sono altamente riverberanti e pertanto il segnale sonoro trasmesso dagli altoparlanti risulta soventemente non intellegibile, essendo disturbato dalle riflessioni sonore che si generano e si sovrappongono al segnale principale (diretto) rendendolo confuso.

A peggiorare la situazione si deve aggiungere che in condizione di fumo rilevato nello spazio confinato, vengono normalmente azionati dispositivi di estrazione dello stesso (tipicamente grandi ventole) i quali generano un forte rumore che si somma a quello generato dai mezzi di pronto intervento e degli eventuali sistemi di spegnimento a pioggia, rendendo difficile anche la semplice intelligibilità del parlato.

Si pensi ad esempio che risulta estremamente difficoltosa se non impossibile, in questi casi, anche la comunicazione verbale tra soccorritori.

Questi problemi sono esasperati nel caso dei tunnel stradali, come quelli dei grandi trafori, nei quali la conformazione delle pareti, la sezione della galleria, la lunghezza del tracciato e la sua tortuosità, la probabile presenza di ostacoli, e più in generale le condizioni globali, li rendono luoghi confinati particolarmente a rischio e nei quali è opportuno prevedere sistemi di ausilio all'evacuazione che siano massimamente efficienti.

Più in generale, anche se l'ambito di applicazione relativo ai tunnel dei trafori stradali si dimostra particolarmente interessante, si deve intendere che problemi analoghi si riscontrano in tutti gli ambiti fruibili da persone, particolarmente critici quando confinati, privi di illuminazione ed aerazione naturale, e magari privi di uscite laterali: ne sono un esempio le miniere, i grandi impianti industriali, le stive delle navi, le stazioni ed i cunicoli delle metropolitane, i sotterranei degli ospedali e dei grandi edifici pubblici, i parcheggi multipiano ipogei e simili.

SCOPI E RIASSUNTO DELL’INVENZIONE

È scopo della presente invenzione superare gli inconvenienti dell'arte nota.

In particolare, è scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un sistema di ausilio all'evacuazione da spazi confinati che sia efficace anche in condizioni di scarsa visibilità e che sia intuitivo in modo da trasmettere agli utenti e/o agli operatori la direzione di fuga in modo rapido ed univoco.

L'idea alla base della presente invenzione è quella di mettere a disposizione un sistema di ausilio all'evacuazione da ambienti chiusi o confinati, come tunnel, gallerie, impianti industriali, navi o imbarcazioni e simili atto a generare un percorso seguibile da un utente, in cui il percorso viene tracciato tramite segnali sonori; a tal fine il sistema oggetto dell'invenzione comprende una pluralità di emettitori acustici tra loro operativamente collegati per emettere in sequenza un segnale sonoro in tempi diversi l'uno dall'altro, in particolare con un ritardo di emissione del segnale progressivo tra un altoparlante e quello successivo.

In questo modo si riesce a generare un percorso uditivo di tipo direzionale: l'utente che percepisce i segnali dei vari altoparlanti intuisce non solo la direzione (nel senso di orientamento spaziale) da seguire ma anche verso quale altoparlante procedere.

Si ottengono così gli scopi sopra prospettati: il sistema dell'invenzione infatti è in grado di guidare un utente verso un punto sicuro o verso un'uscita di emergenza anche quando l'utente non può basarsi sul senso della vista per via delle avverse condizioni ambientali (fumo, gas tossici e lacrimogeni, scarsa illuminazione e simili).

Installando quindi un sistema oggetto dell'invenzione in uno spazio confinato si riesce ad agevolare e sveltire l'evacuazione da quest'ultimo anche quando le condizioni ambientali non permettono la visibilità e quindi l'utilizzo dei normali sistemi ottici.

Inoltre integrando il sistema oggetto dell'invenzione con i normali sistemi ottici si potenziano i vantaggi di entrambi, ottenendo un sistema di evacuazione particolarmente sicuro.

Per inciso si fa notare che allo stato dell'arte sono noti alcuni semplici segnali guida sonori per ciechi, come ad esempio i cicalini sonori semaforici agli incroci stradali.

Tali segnali guida tuttavia sono efficaci esclusivamente nel dare un consenso all'attraversamento ed un “obiettivo” (punto in cui è ubicata la sorgente sonora), garantendo una funzionalità limitata ed esclusiva agli ambiti caratterizzati da un campo sonoro libero (non riverberante) e da un livello sonoro residuo contenuto (contesti poco rumorosi).

Tali segnali e tali dispositivi non sarebbero utilizzabili in alcun caso in una situazione come quella di un ambiente riverberante come quello di uno spazio confinato con superfici di confine lisce e massive, rendendo vano e sconsigliabile il loro utilizzo in situazioni di emergenza, dove non potrebbero guidare un utente, ma al contrario emetterebbero un solo segnale, che nell'ambiente pervaso dall'inquinamento acustico dell'ambiente riverberante confinato non sarebbe di fatto neppure percepibile, sia come livello che come intuitiva individuazione spaziale del punto di emissione del segnale.

Ulteriori caratteristiche vantaggiose del metodo sono oggetto delle rivendicazioni allegate che si intendono parte integrante della presente descrizione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

L’invenzione verrà descritta qui di seguito con riferimento ad esempi non limitativi, forniti a scopo esplicativo e non limitativo nei disegni annessi. Questi disegni illustrano differenti aspetti e forme di realizzazione della presente invenzione e, dove appropriato, numeri di riferimento illustranti strutture, componenti, materiali e/o elementi simili in differenti figure sono indicati da numeri di riferimento similari.

Figura 1 illustra un esempio di un tunnel in cui è installato un sistema oggetto dell'invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Mentre l’invenzione è suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione relative illustrate sono mostrate nei disegni e saranno descritte qui di seguito in dettaglio.

Si deve intendere, comunque, che non vi è alcuna intenzione di limitare l’invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, l’invenzione intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell’ambito dell’invenzione come definito nelle rivendicazioni.

L’uso di “ad esempio”, “ecc”, “oppure” indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato.

L’uso di “include” significa “include, ma non limitato a ” a meno che non altrimenti indicato.

La seguente descrizione farà riferimento all'unica figura allegata, che rappresenta un tunnel T (ad esempio un tunnel autostradale) in cui si è verificato un incidente I.

Nel tunnel T è installato un sistema 1 di ausilio all'evacuazione da ambienti chiusi o confinati, secondo l'invenzione, atto a generare un percorso seguibile da un utente.

Il percorso è generato mediante segnali sonori, ed a tal fine il sistema 1 comprende una pluralità di emettitori sonori 2a, 2b, 2n tra loro operativamente collegati per emettere un segnale sonoro, che può essere sempre lo stesso in durata e frequenza oppure con questi parametri progressivamente variabili in funzione delle esigenze di percepibilità dei segnali più distanti; in particolare gli emettitori emettono tale segnale in tempi diversi l'uno dall'altro, più in dettaglio con un ritardo di emissione del segnale che è funzione della distanza fra gli emettitori contigui; tale segnale viene emesso (ha origine) in un punto prossimo al punto I (incidente), e si ripete opportunamente ritardato nei successivi emettitori nella direzione di esodo più opportuna.

I ritardi nei segnali generati dai singoli emettitori tengono conto del progressivo aumento della distanza percorsa dai vari segnali sonori per raggiungere gli utenti e dell'effetto cascata generato.

Tale ritardo di emissione del segnale serve per consentire la generazione del percorso sonoro e dare all'utente la direzione verso cui procedere: intuitivamente, infatti, l'utente sarà portato a seguire la direzione definita dalla successione delle attivazioni del segnale sonoro.

La possibilità di utilizzare sorgenti sonore altamente direzionali facilita la percezione dei segnali provenienti dalla direzione di fuga rispetto alla direzione opposta: facendo riferimento alla figura 1, un ipotetico utente che si trovi nel punto 2b percepisce a livello minore il segnale che arriva da 2a, e poi in cascata a livello maggiore (e via via decrescente) i segnali provenienti da 2b, poi da 2c, poi da 2d ed avanti così, fino a quando il singolo segnale generato da 2x non è più percepibile in modo definito, quindi riparte un'altra sequenza uguale alla precedente da 2a.

Nei punti intermedi fra due punti di emissione è la sequenza di accensione dei singoli emettitori che guida l'utente: valga l'esempio, per meglio spiegare il concetto, degli indicatori luminosi che definiscono le curve pericolose sulle autostrade disegnando la curva ed il suo senso di percorrenza con una sequenza di flash gialli o arancioni.

Il sistema dell'invenzione, installato ad esempio in una galleria, prevede in poche parole che in condizioni di scarsa visibilità si attivino dei segnali sonori in sequenza atti a realizzare un vero e proprio treno di segnali acustici in cascata, che, percepiti da un utente definiscono acusticamente il corretto percorso di esodo (o evacuazione), in modo vantaggiosamente intuitivo ed auto-apprendibile per chiunque.

I segnali sonori emessi dagli emettitori sonori sono facilmente percepibili anche in ambienti rumorosi generando dei treni di segnali monodirezionali utili ad individuare un percorso che l'utente può seguire.

In particolare, secondo l'invenzione, si prevede di utilizzare segnali sonori brevi, di durata variabile da circa 0,1 a circa 5 secondi, ripetuti a distanza con opportuno ritardo nel dominio del tempo, al fine di tracciare un percorso sonoro facilmente udibile, riconoscibile e percorribile da un utente .

Per quanto attiene agli emettitori acustici 2a,2b,...,2n essi possono essere di tipo diverso: ad esempio un sistema di emettitori sonori pneumatici con valvole ad azionamento differito o meccanico (indicato in ambiti industriali con rischio di esplosione, in cui sia sconsigliata un'alimentazione elettrica), oppure altoparlanti elettroacustici, alimentati per mezzo di cavi in tensione o a batterie, e pilotati e sincronizzati in sequenza con segnali via cavo, o generati da memorie interne azionate secondo un timeclock comune, o via radio (wi-fi, gprs, sat,...).

Tornando all'unico disegno allegato, per semplicità si è considerata una galleria priva di spazi sicuri interni, o di uscite laterali, pertanto dotata di due sole aperture: la presenza di altre uscite o di più punti sicuri interni, di differenti ambienti concatenati, di curve, selle o di geometrie articolate, non varia sostanzialmente il concetto inventivo.

Il sistema 1 comprende una pluralità di emettitori sonori 2a,2b,...,2n direzionali (o di altri trasduttori idonei all'uso specifico), montati ad opportuna distanza fra di loro nel senso dell'asse della galleria o più in generale secondo il percorso di evacuazione che si vuole far seguire agli utenti.

Gli emettitori sonori 2a,2b,...,2n generano a cascata dei treni di impulsi sonori di guida, i quali formano una “via” sonora utile a definire un percorso ottimale verso il più vicino luogo sicuro.

In particolare, per quanto concerne i ritardi, detto Torigine il tempo in cui viene emesso il primo impulso dall'emettitore 2a (in questo esempio il più prossimo al luogo critico I dal quale bisogna allontanarsi), il segnale dell'emettitore 2b adiacente è ritardato di un tempo Δt rispetto al primo dell'emettitore 2a, in funzione della distanza relativa tra i due e dell'eventuale tempo di “vuoto” che si vuole avere fra i segnali.

Tale ritardo si ripete per ogni emettitore, in funzione della distanza calcolata di ogni ripetitore acustico, generando così un treno di segnali che, ripetuti periodicamente, definiscono un percorso sonoro monodirezionale, utile a trovare nel buio o nel fumo la giusta direzione di fuga.

Dettagli su di un possibile calcolo del ritardo sono forniti più oltre.

Il treno di segnali sonori deve essere ottimizzato in funzione della sua maggior efficacia nel singolo caso applicativo: alla luce degli insegnamenti sin qui forniti il tecnico del ramo potrà scegliere i segnali ed i ritardi che maggiormente ritiene consoni alle caratteristiche del luogo in cui è installato il sistema 1.

Volendo brevemente accennare i parametri che il tecnico del ramo potrà tenere in considerazione in questa scelta, essi sono schematizzabili come segue:

- rumore di fondo in situazione di operatività del sistema (impianti di estrazione fumi, allarmi, sirene, mezzi di estinzione incendi...);

- propagazione acustica interna (sezione e geometria del manufatto, rivestimento delle superfici, articolazione planoaltimetrica,...);

- distanza minima/massima fra un ripetitore di segnale sonoro e l'altro;

- tipologia di emettitore sonoro installabile e sua direttività (diagramma polare), con relativa alimentazione e trasmissione dei segnali.

L'analisi del rumore presente nel tunnel in caso di emergenza consente di stabilire il livello sonoro minimo e lo spettro ottimale da generare con gli altoparlanti al fine di rendere il percorso sonoro udibile.

Nel caso di un tunnel il Richiedente ha notato che esso è fortemente riverberante a causa delle pareti in calcestruzzo lisce e della sezione semicircolare o rettangolare a pareti parallele.

Inoltre il rumore di fondo, visto l'azionamento tipico in automatico dei sistemi di estrazione dei fumi ed i veicoli in moto, potrebbe superare gli 80-85 dB(A), con elevate componenti spettrali in bassa e medio bassa frequenza (fra 50 e 800 Hz).

In tal caso sarà opportuno che il segnale sonoro del sistema secondo l'invenzione non sia mascherato dal rumore di fondo, ovvero venga generato in media e medio alta frequenza, in modo che il segnale successivo risulti almeno 6-10 dB più alto del rumore di fondo, e che i successivi due segnali almeno siano comunque percepibili, in modo da indicare la via.

I segnali sonori che il Richiedente considera come maggiormente vantaggiosi sono quelli:

a- di tipo impulsivo (brevi segnali),

b- di tipo tonale o a spettro complesso stazionario,

c- di tipo sweep (incremento della frequenza di partenza nel dominio del tempo su base logaritmica).

La distanza fra un emettitore di segnale e quello adiacente è in generale dipendente dalla direzionalità degli emettitori: in ambienti poco riverberanti è possibile ipotizzare l'uso di emettitori molto direzionali, cosa che permetterebbe un incremento della distanza fra i vari array emettitori.

In queste condizioni una distanza massima ipotizzabile è all'incirca di 60-70 metri tra due emettitori adiacenti.

In ambienti altamente riverberanti è preferibile aumentare il numero degli emettitori avvicinandoli fra di loro sino ad una distanza massima ipotizzabile di circa 30-50 metri, in modo da avere un segnale più fluido e percepibile in un ambiente sonoro fortemente compromesso.

I tempi di ritardo del segnale fra un emettitore 2a ed il successivo emettitore 2b sono calcolati in funzione della loro distanza e di altri parametri: considerando la velocità di propagazione del suono nell'aria (circa 330 m/s), la durata del segnale sonoro scelto (da circa 0,1 a circa 5 s) e la pausa fra le varie sequenze (da 0 a circa 2 s) nel caso di un segnale sonoro composto da più singole emissioni sonore (nel caso di un segnale “continuo” la pausa è quindi zero), il ritardo del segnale fra l'emettitore 2a ed il successivo 2b è calcolato sulla base della seguente relazione:

Tb[s]= Ta[s] - (Dab/ 330) durata segnale [s] pausa tra segnali [s] dove:

Tb[s] -> tempo assoluto di emissione del segnale dell'emettitore 2b, in secondi Ta[s] -> tempo assoluto di emissione del segnale dell'emettitore 2a, in secondi Dab-> distanza tra emettitori adiacenti 2a e 2b, in metri

durata segnale -> durata del segnale in secondi

pausa tra segnali -> nel caso di cascata di segnali sonori composta da singole emissioni sonore separate, il tempo privo di segnale sonoro tra due emissioni contigue, in secondi.

In generale si può dire che la determinazione e la scelta di una specifica tipologia di segnale sonoro, oltre alle considerazioni inerenti il livello e la frequenza già esposte, è subordinata alla presenza di altri segnali sonori con i quali non devono esserci interferenze, quali le sirene dei mezzi di emergenza, eventuali cicalini o segnali codificati degli addetti alla sicurezza, altro.

Sono quindi, in linea di principio, da escludere segnali tonali, ad esempio la nota “Fa” (seconda e terza ottava) tipica degli avvisatori acustici, oppure i segnali a frequenza modulata simili a quelli delle sirene dei mezzi di emergenza, il rumore a largo spettro di tipo bianco e rosa, in quanto simili al rumore dei getti d'acqua degli idranti sul fuoco. Devono invece essere vantaggiosamente scelti segnali di tipo “sweep logaritmico”, in frequenze da definire caso per caso, ma normalmente comprese fra i 250 Hz ed i 1600 Hz; i segnali di tipo “sweep logaritmico” sono in sé noti al tecnico del settore e pertanto non ci sofferma oltre.

Inoltre i segnali sonori guida possono essere sovrapposti ed integrati ad altri segnali sonori, come ad esempio istruzioni verbali, comunicazioni di servizio e simili.

In generale si ricorda che il segnale sonoro, a seconda delle esigenze, può essere un singolo impulso o composto da una pluralità di singole emissioni.

Altrettanto è bene sottolineare che in luogo di un singolo emettitore 2a,2b,...,2n è possibile prevedere una pluralità di tali emettitori ravvicinati tra loro, realizzando una sorta di “array” di emettitori che si comportano tuttavia analogamente a quanto descritto nel caso di un singolo emettitore (in pratica tutti gli emettitori dello stesso array emettono lo stesso segnale sonoro in contemporanea).

Secondo una variante vantaggiosa, il sistema 1, quando installato, è operativamente connesso a sistemi di sicurezza tradizionali, costituiti di norma da sensori di temperatura, di opacità, di fumo, videocontrollo e simili in modo da entrare in funzione al bisogno fornendo un valido ausilio all'evacuazione.

Il sistema 1 comprende una centralina di controllo, connessa agli emettitori che, a seconda del tipo di pericolo e della sua localizzazione all'interno della galleria (anche in più punti di critici), definisce il/i punti di origine e di obiettivo/i dei percorsi sonori di evacuazione, regolando così l'emissione dei segnali sonori da parte degli emettitori.

In generale detta centralina può operare automaticamente, se interfacciata con sistemi automatizzati, oppure manualmente, a seguito di allarme.

Secondo un'altra variante particolarmente interessante il sistema 1 descritto sopra può anche essere integrato da “boe” sonore che segnalino un'utilità, un ostacolo o un pericolo localizzato, anch'esse azionate in modo automatico o manuale.

Tali boe potranno essere dotate anche di segnali più complessi ad uso degli operatori addetti alla sicurezza, appositamente istruiti in merito.

Tali boe sonore possono essere ubicate ad esempio in corrispondenza dei punti di attacco degli idranti, ad uso delle squadre antincendio, oppure in vicinanza di porte tagliafuoco ad azionamento automatico o di impianti (condotte, quadri elettrici,...) che potrebbero essere pericolose per gli utenti in fuga. Tali boe possono emettere segnali differenti a seconda dell'impiego: un cicalio a tonalità costante in media frequenza per indicare pericolo generico, oppure dei segnali codificati più complessi, portatori di messaggio specifico predefinito, ad uso delle squadre di emergenza: i suoni di avviso possono essere integrati, specie nel primo caso, da informazioni vocali indicanti con maggior precisione il pericolo specifico, ad esempio “Pericolo, alta tensione”, oppure “Pericolo, ostacolo a destra”.

In talune varianti anche i segnali sonori generati dagli emettitori 2a,2b,...,2n, oltre quelli delle “boe”, sono vantaggiosamente integrati da messaggi vocali di istruzione, azionabili automaticamente o da un operatore in funzione anche del bisogno e del tipo di allarme.

In talune varianti tali segnali sono poi integrati e sincronizzati con gli indicatori luminosi sopra descritti.

Tali messaggi vocali possono anche essere condivisi ed interfacciati con i sistemi di trasmissione radio FM a banda larga, come quelli presenti in alcuni trafori, e quindi ricevuti anche attraverso l'impianto stereo degli autoveicoli.

Da tutto quanto sopra esposto ne deriva che il sistema dell'invenzione, descritto qui sopra non limitativamente per il caso di una galleria o tunnel, può prestarsi vantaggiosamente ad essere utilizzato in ambienti confinati.

Un altro esempio è quello relativo alla stiva di una nave: in caso di incendio o di allagamento nella sala macchine, o in alcuni comparti (sia sotto sia sopra la linea di galleggiamento) il sistema 1 dell’invenzione può essere determinante ai fini della sicurezza e dell'ausilio all'evacuazione rapida in particolar modo per quanto riguarda i ponti inferiori.

A differenza del caso sopra descritto delle gallerie infrastrutturali ipogee, il percorso di esodo dall'interno di una nave di medie e grandi dimensioni verso l'esterno, ed in particolare verso i ponti superiori, dove si trovano le scialuppe di salvataggio, è complesso, tortuoso, privo di eventuali punti di riferimento, oltre al fatto che si articola su piani orizzontali e verticali dotati di vari potenziali ostacoli, quali le scale, i passauomo, le paratie stagne, gli impianti e più in generale tutte le infrastrutture dell’imbarcazione.

Normalmente le sale macchine ed i vari impianti ausiliari (generatori, batterie e simili) sono ubicati nei ponti inferiori, in zona mediana rispetto alla sezione trasversale: tali locali tecnici sono privi di uscite dirette all'esterno e sono nella maggioranza dei casi senza oblò, anche perché sovente ubicati sotto la linea di galleggiamento, o comunque sotto il ponte libero.

In caso di avaria caratterizzata da black-out dell'alimentazione elettrica dell'impianto di illuminazione artificiale, da fuoriuscite di vapore, o da incendi con presenza di fumo ed eventuale azionamento dei sistemi automatici di estinzione ad acqua, si determinano delle condizioni di estrema difficoltà per l'evacuazione dei locali dei ponti inferiori. La possibilità di evacuazione rapida è poi determinante nel caso vi sia possibilità di allagamento dei comparti a seguito di una falla, in quanto la chiusura stagna degli stessi elimina la possibilità di salvezza di eventuali persone attardatesi nell'uscita.

Sulle grandi navi da crociera, aventi una larghezza dell'ordine di 35 metri, vi sono anche potenziali difficoltà di esodo dalle cabine interne e dai ponti di servizio verso i ponti superiori delle scialuppe, specie in caso di limitata visibilità o di buio.

Il sistema dell’invenzione può rivelarsi utile anche in questi casi, con un adattamento alle specifiche condizioni particolari: il sistema 1 è sempre schematicamente costituito da una molteplicità di emettitori, sia singoli che configurati in array di emettitori direzionali, montati ad opportuna distanza fra di loro nel percorso di esodo o evacuazione, atti a generare a cascata dei treni di impulsi sonori “guida”, i quali formano una “via” sonora utile a definire il percorso ottimale verso l'esterno.

Anche in questo caso, analogamente a quanto sopra, è previsto un ritardo di emissione del segnale sonoro, sul quale non si torna per esigenze di concisione.

Attualmente i percorsi di fuga nelle navi passeggeri sono evidenziati con indicatori luminosi a led inseriti nei camminamenti e nelle alzate dei gradini: la generazione di un treno di segnali sonori ripetuti periodicamente, come quelli del sistema dell’invenzione, facilita la definizione di un percorso sonoro monodirezionale utile a trovare nel buio o nel fumo la giusta direzione di fuga.

Anche in questo caso il treno di segnali sonori deve essere ottimizzato per ottenere maggior efficacia nel singolo caso applicativo: ogni applicazione su una diversa nave richiede vari livelli di utilizzo del sistema, ed impone di tenere conto attentamente di una molteplicità di parametri, quali:

• tipologia di imbarcazione (nave da crociera, traghetto con trasporto autoveicoli, petroliera, cargo,...);

• numero e tipologia di ambiti specifici da mettere in sicurezza in caso di evacuazione;

• rumore di fondo nei vari ambiti specifici in situazione di emergenza (sistemi di ventilazione, allarmi, impianti di estinzione incendi, rumore antropico, rumore motori,...);

• propagazione acustica interna (sezione e geometria dei percorsi, presenza di scale, materiale di rivestimento delle superfici, presenza di porte stagne, di impianti,...).

La considerazione puntuale di queste variabili permette di definire le caratteristiche ottimali della sequenza sonora.

L'analisi del rumore presente nei corridoi in caso di emergenza consente di stabilire il livello sonoro minimo e lo spettro ottimale da generare con gli altoparlanti al fine di rendere il percorso sonoro udibile: a differenza del caso delle gallerie, si può ipotizzare che i corridoi delle navi, specie quelli di servizio ad uso esclusivo del personale, abbiano sezioni ed altezza limitate e siano caratterizzati dalla presenza di tubi, di porte stagne, di passauomo,... e pertanto siano scarsamente riverberanti; il livello del rumore di fondo può essere molto variabile a seconda del tipo di locale considerato (molto alto nelle sale macchine, ad esempio, e minimo nella zona cucette del personale).

Pure lo spettro sonoro è variabile, ma la struttura metallica della nave conduce, e talora amplifica per risonanza, le frequenze medie ed alte, specie in presenza di tubi attraversati da fluidi in pressione, con possibili elevate componenti spettrali in media e alta frequenza (fra 500 e 8000 Hz).

Anche in questo caso sarà opportuno che il segnale sonoro emesso dal sistema dell’invenzione non sia mascherato dal rumore di fondo, ovvero venga generato in bassa e media frequenza, in modo che il primo segnale successivo utile nel treno di suoni guida risulti almeno 6-10 dB più alto del rumore di fondo, e che i successivi quattro-cinque segnali siano comunque percepibili, in modo da indicare la via.

I segnali dovranno essere regolati e pensati per tratti omogenei, in modo che alla fine di ogni tratto si percepiscano i segnali del successivo.

Per spiegare meglio questo aspetto, si consideri un primo corridoio lungo, ad esempio, 20 metri, alla fine del quale vi è una scala per accedere al ponte superiore, e poi un altro corridoio sullo stesso, ed avanti così fino al punto di arrivo stabilito: si rende opportuno al fine di non confondere gli utenti, sincronizzare i treni di segnali in modo che sia percepibile, con idonee pause fra le due sequenze, la fine del corridoio e l'avvio di un altro tratto diverso al livello superiore.

I segnali sonori potranno essere di tipo impulsivo (brevi segnali), tonale, a spettro complesso stazionario, o sweep (incremento della frequenza di partenza nel dominio del tempo su base logaritmica).

La distanza fra un ripetitore di segnale e l'altro è dipendente, in questo caso, dalla lunghezza di ogni tratto di camminamento: nel caso ipotizzato nell'esempio, in un tratto di 20 metri è opportuna l'installazione di 5 altoparlanti in modo da restituire una progressione del segnale più fluida e fruibile in un ambiente sonoro che può risultare fortemente compromesso; in questo caso pertanto la distanza tra emettitori è al minimo di circa 4 metri.

Per quanto attiene, quindi, alla distanza tra gli emettitori del sistema dell'invenzione si ricorda qui che essa varia in funzione dei parametri acustici e fisici della specifica installazione: volendo generalizzare si può dire che il sistema dell'invenzione funziona correttamente anche con distanze minime di 0,5 m e massime, con propagazione in ambiente confinato, dell'ordine dei 300 m, preferibilmente tra 4 e 70 metri.

I tempi di ritardo del segnale fra un ripetitore ed il successivo sono calcolati in funzione del tempo di azionamento: la limitata distanza fra un array e l'altro rende superflua una considerazione puntuale del ritardo in funzione della distanza.

In questo tipo di applicazioni si ha maggior efficacia del sistema utilizzando un segnale sonoro breve (da circa 0,1 a circa 1,5 s) con pausa minima fra le varie sequenze (da 0 a circa 1 s).

La determinazione e la scelta di una specifica tipologia di segnale sonoro, oltre alle considerazioni inerenti il livello e la frequenza già esposte, è subordinata alla presenza di altri segnali sonori con i quali non devono esserci interferenze, quali le sirene di emergenza, eventuali cicalini o segnali codificati degli impianti, interfono, radio, e simili.

In tutti i casi i segnali sonori guida, specie nelle applicazioni sulle navi da crociera, possono essere sovrapposti ed integrati ad altri segnali sonori, come ad esempio istruzioni verbali, comunicazioni di servizio, e simili

I segnali sonori sono pilotati con gli opportuni ritardi relativi da una centralina che può azionarsi automaticamente al bisogno, oppure manualmente a seguito di allarme. Tale centralina, a differenza del caso complesso del tunnel, ha compito quasi esclusivo di azionamento del segnale (e conseguente generazione a cascata dei ritardi), in quanto il percorso di fuga è unico e monodirezionale in quest'applicazione.

Il sistema dell’invenzione può essere interfacciato ed integrato da sistemi luminosi: il segnale sonoro può essere facilmente sincronizzato all'accensione di una luce posta in corrispondenza o in prossimità dell'altoparlante (magari a terra, lungo il percorso), in modo da creare una pista luminosa e sonora verso la fuga (con effetto ottico simile a quello delle luci di sicurezza poste prima dei caselli autostradali o in prossimità di curve pericolose).

In questa applicazione specifica assume particolare importanza l'integrazione nella “via sonora” descritta di “boe” sonore atte a segnalare un ostacolo o un pericolo localizzato, quale un boccaporto con ostacolo inferiore, un condotto ad elevata temperatura, un passaggio ai ponti inferiori con pericolo di caduta o altro.

I segnali sonori generati dagli altoparlanti, compresi quelli delle “boe”, potranno essere integrati da messaggi vocali di istruzione, azionati automaticamente o da un operatore in funzione anche del bisogno e del tipo di allarme.

Sono così raggiunti gli scopi sopra esposti.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema (1) di ausilio all'evacuazione da ambienti chiusi o confinati, come tunnel, gallerie, impianti industriali, navi o imbarcazioni e simili atto a generare un percorso seguibile da un utente, caratterizzato dal fatto che detto percorso è generato mediante segnali sonori, detto sistema (1) comprendendo una pluralità di emettitori acustici (2a, 2b,..., 2n) tra loro operativamente collegati per emettere un segnale sonoro, preferibilmente lo stesso segnale sonoro, in tempi diversi l'uno dall'altro, in particolare con un ritardo di emissione del segnale che aumenta tra un altoparlante (2a) e quello successivo (2b), così da definire acusticamente un percorso di evacuazione.
2. 2. Sistema (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detti segnali sonori sono emessi in sequenza.
3. 3. Sistema (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti segnali sonori sono segnali sonori brevi, di durata variabile da circa 0,1 a circa 5 secondi.
4. 4. Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui gli emettitori sonori (2a,2b,..., 2n) sono direzionali.
5. 5. Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui gli emettitori sonori (2a,2b,..., 2n) sono emettitori sonori pneumatici con valvole ad azionamento differito o meccanico.
6. 6. Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui gli emettitori sonori (2a,2b,..., 2n) sono altoparlanti elettroacustici preferibilmente del tipo a bobine mobili in cassa di risonanza, piezoelettrici, sirene, trombe, a nastro, o simili alimentati per mezzo di cavi in tensione o a batterie, e pilotabili e sincronizzabili in sequenza con segnali via cavo, o generati da memorie interne azionate secondo un timeclock comune, o via radio (wi-fi, gprs, sat,...).
7. 7. Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui i segnali sonori sono scelti nel gruppo comprendente: segnali sonori di tipo impulsivo, segnali sonori di tipo tonale o a spettro complesso stazionario, segnali sonori di tipo sweep (incremento della frequenza di partenza nel dominio del tempo su base logaritmica).
8. 8. Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui due emettitori adiacenti sono posizionati tra loro ad una distanza compresa tra 0,5 e 300 metri, preferibilmente tra 4 e 70 metri.
9. 9. Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto ritardo di emissione di detto segnale sonoro tra due emettitori adiacenti è calcolato sulla base della seguente relazione: Tb[s]= Ta[s] - (Dab/ 330) durata segnale [s] pausa tra segnali [s] dove Tb[s] : tempo assoluto di emissione del segnale dell'emettitore 2b Ta[s] : tempo assoluto di emissione del segnale dell'emettitore 2a Dab: distanza in metri tra emettitori adiacenti 2a e 2b durata segnale: durata del segnale in secondi pausa tra segnali: nel caso di cascata di segnali sonori composta da singole emissioni sonore separate, il tempo privo di segnale sonoro tra due emissioni contigue, in secondi.
10. 10. Sistema (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno una boa sonora.