31.07.2026
Sistemi antincendio water mist

I sistemi antincendio water mist hanno raggiunto circa trent’anni di applicazione pratica dopo essere comparsi, a metà degli anni Novanta, come tecnologia sostitutiva dell’Halon. Le prime installazioni riguardarono soprattutto il settore navale e la protezione dei vani motore delle imbarcazioni di maggiori dimensioni, nei quali venivano impiegati impianti a saturazione totale capaci di distribuire nell’ambiente una nebbia formata da gocce d’acqua estremamente piccole: l’acqua poteva essere prelevata dalle riserve presenti a bordo, garantiva una continuità di erogazione difficilmente ottenibile con altri agenti estinguenti e non introduceva i rischi per le persone associati ad alcuni sistemi a gas. La progressiva regolamentazione sviluppata dall’IMO ha trasformato il water mist nello standard di protezione per numerose applicazioni navali, mentre le serie normative EN 14972 ed EN 17451 ne hanno organizzato l’impiego anche negli impianti terrestri.

La tecnologia è oggi utilizzata in ambienti civili e residenziali, uffici, strutture sanitarie, aree commerciali, stabilimenti industriali, reparti di ricerca e sviluppo e lavorazioni nelle quali sono richiesti elevati standard di pulizia e igiene. Nel settore marino copre ormai una parte rilevante degli impianti, soprattutto di grandi dimensioni, mentre nelle applicazioni terrestri sono disponibili anche i primi dati statistici indipendenti; le rilevazioni dell’Incident Recording System britannico relative al periodo compreso tra il 2018-2019 e il 2023-2024 indicano, per i sistemi ad ugelli automatici installati in contesti civili comparabili, una capacità di contrasto e controllo dell’incendio analoga a quella riscontrata negli impianti sprinkler.

La definizione tecnica di water mist dipende dalla distribuzione dimensionale delle gocce: la norma europea EN 14972 considera water mist un getto nel quale il parametro Dv0,90 è inferiore a 1 millimetro, misurato a un metro dall’ugello e alla pressione operativa minima ossia il 90% del volume complessivo dell’acqua è costituito da gocce con diametro inferiore a 1 millimetro; la NFPA 750 adotta invece il parametro Dv0,99, richiedendo che la stessa soglia riguardi il 99% del volume. La dimensione inferiore al millimetro, tuttavia, non è sufficiente a descrivere le prestazioni del sistema, perché l’efficacia dipende anche dalla distribuzione delle gocce, dalla portata, dalla velocità, dalla direzione del getto, dalla quantità di moto e dall’interazione della nebbia con i fumi e con il focolaio.

Questa complessità impedisce di progettare un impianto water mist ricorrendo soltanto a parametri generali come la densità di scarica, la pressione operativa o la concentrazione dell’agente estinguente, in quanto ogni sistema deve dimostrare la propria efficacia attraverso prove d’incendio in scala reale, eseguite su scenari rappresentativi dell’applicazione da proteggere. I protocolli di prova sono quindi una parte centrale della tecnologia: stabiliscono le caratteristiche del focolaio, la geometria dell’ambiente, le ostruzioni, la posizione degli ugelli, i tempi di attivazione e le condizioni entro le quali il sistema deve ottenere il controllo, la soppressione o l’estinzione. Le simulazioni fluidodinamiche e gli studi sull’interazione tra gocce e incendio possono fornire informazioni utili, ma non sono ancora riconosciuti come sostitutivi dei fire test in scala reale: non sono infatti disponibili parametri adimensionali consolidati con i quali trasferire automaticamente i risultati ottenuti su un modello ridotto a un ambiente di dimensioni differenti. Lo sviluppo di un nuovo ugello richiede quindi prove fluidodinamiche per misurare dimensioni e traiettorie delle gocce e, successivamente, incendi reali per verificare il comportamento del getto. Questo comporta tempi lunghi, investimenti consistenti e il ricorso a un numero limitato di laboratori attrezzati.

Dal punto di vista costruttivo, un sistema water mist presenta una struttura simile a quella di un impianto sprinkler o water spray, perché comprende una valvola di controllo, una rete di distribuzione, ugelli automatici oppure aperti e una fonte di alimentazione capace di garantire la portata, la pressione e la durata richieste. Dopo aver individuato l’ugello e il relativo fattore di portata K, devono essere definiti la pressione minima all’ugello, il numero di erogatori contemporaneamente operativi e l’autonomia dell’alimentazione; questi valori derivano dall’insieme formato dai risultati delle prove, dal protocollo utilizzato e dalla norma applicabile, non dalla scelta isolata di uno dei parametri. Tutte le condizioni certificate devono essere riportate nel manuale DIOM, acronimo di Design, Installation, Operation and Maintenance: il documento deve accompagnare il sistema ed essere accessibile al progettista, all’impresa installatrice e al responsabile dell’impianto durante l’esercizio e la manutenzione. Deve indicare le applicazioni ammesse, le caratteristiche degli ugelli, le pressioni, le portate, le distanze di installazione, le aree operative, le durate di scarica e le eventuali limitazioni emerse durante i test.

L’azione del water mist combina tre fenomeni principali: il primo è il raffreddamento prodotto dalla rapida vaporizzazione delle microgocce a contatto con i fumi caldi. La trasformazione in vapore di un chilogrammo d’acqua assorbe circa 2.257 kilojoule; una scarica di 2 chilogrammi al secondo, equivalenti a 120 litri al minuto, può quindi sottrarre all’incendio una potenza prossima a 4 megawatt quando gran parte dell’acqua riesce a vaporizzare. Nelle prove a diluvio la temperatura del compartimento può diminuire di alcune centinaia di gradi in pochi secondi: il grafico riportato mostra, a titolo esemplificativo, una riduzione da circa 590 °C a 50 °C nell’arco di una trentina di secondi. Il secondo fenomeno è lo spostamento locale dell’ossigeno generato dal vapore acqueo. Nelle immediate vicinanze della combustione la concentrazione può passare dal 21% iniziale a circa il 16%, rallentando in modo significativo la reazione. La riduzione rimane però circoscritta alla zona della fiamma e non rende generalmente inabitabile l’intero ambiente, come avviene invece dopo la scarica di un sistema a CO₂. Il terzo effetto è l’assorbimento della radiazione infrarossa: le dimensioni delle gocce permettono alla nebbia di intercettare una parte consistente del calore radiante, limitando il riscaldamento dei materiali non ancora coinvolti e ostacolando la propagazione dell’incendio.

La quantità di moto delle gocce determina quanto efficacemente la nebbia riesca a penetrare nei fumi e a essere trascinata verso il focolaio: l’interazione genera una miscelazione turbolenta tra aria, vapore e microgocce, dalla quale dipende la combinazione tra raffreddamento, riduzione locale dell’ossigeno e schermatura del calore radiante. Per gli incendi di materiali solidi, soprattutto quando possono formarsi braci, l’obiettivo è normalmente il controllo o la soppressione, seguiti da un intervento manuale che completi l’estinzione; per i liquidi infiammabili è invece necessario ottenere lo spegnimento completo e raffreddare le superfici e l’ambiente circostante, poiché una semplice diminuzione dell’intensità della fiamma non impedirebbe la riaccensione al termine della scarica.

L’agente impiegato è normalmente acqua pura: piccole quantità di schiumogeno possono essere aggiunte nelle sentine navali e in altri ambienti con liquidi infiammabili e numerose ostruzioni, dove la distribuzione della nebbia risulta più difficile. In installazioni esposte al gelo può inoltre essere utilizzato un additivo antigelo, qualora non sia possibile adottare una configurazione a secco o a preazione. Rispetto all’Halon, la cui dismissione è stata determinata dagli effetti ambientali, il water mist non impiega sostanze persistenti o dannose per l’atmosfera e limita anche i volumi d’acqua scaricati rispetto a molti impianti convenzionali.

La prima distinzione impiantistica riguarda i sistemi ad ugelli automatici e quelli a diluvio: gli ugelli automatici sono generalmente dotati di un elemento termosensibile analogo al bulbo di uno sprinkler, anche se sono allo studio attivazioni elettroniche; ogni ugello interviene quando la temperatura locale raggiunge il valore previsto, consentendo di proteggere aree teoricamente indefinite e limitando la scarica alla zona coinvolta. Il dimensionamento richiede però di stabilire l’area operativa, espressa come numero massimo di ugelli da considerare simultaneamente in funzione. La EN 14972-1 utilizza superfici derivate dalla tradizione sprinkler, come 144 o 216 metri quadrati, ulteriormente precisate nell’Annex 1 pubblicato alla fine del 2025. Gli standard FM adottano un criterio differente: considerano il numero di ugelli effettivamente attivati durante la prova d’incendio, lo moltiplicano per 1,5 e arrotondano il risultato all’intero superiore.

Nei sistemi a diluvio tutti gli ugelli sono aperti e l’erogazione inizia quando un impianto di rivelazione comanda l’apertura della valvola. I protocolli di prova non sempre prescrivono una specifica tecnologia di rivelazione, ma definiscono il tempo di preaccensione, cioè l’intervallo durante il quale il focolaio deve svilupparsi prima dell’avvio della scarica. A differenza dei sistemi water spray tradizionali, il water mist non è normalmente adatto agli spazi aperti, perché le gocce di piccole dimensioni possono essere deviate dal vento e dai movimenti dell’aria. Gli impianti a diluvio possono essere a saturazione totale oppure ad applicazione localizzata: nel primo caso la portata, spesso espressa in litri al minuto per metro cubo, viene distribuita nell’intero volume del compartimento, indipendentemente dalla posizione del bene da proteggere. Nel secondo gli ugelli sono orientati verso una macchina, un’apparecchiatura o un’area determinata. La saturazione totale sfrutta maggiormente lo spostamento locale dell’ossigeno, mentre l’applicazione localizzata richiede in genere una maggiore densità volumetrica di scarica. Lo spostamento dell’ossigeno non rappresenta tuttavia il principale meccanismo estinguente e non compromette la sicurezza dell’ambiente come una scarica di CO₂: i protocolli di prova dei sistemi a saturazione totale prevedono infatti la presenza di aperture di aerazione non inferiori a 4 metri quadrati.

La pressione operativa viene ancora utilizzata per classificare gli impianti, ma non costituisce un indicatore diretto delle prestazioni: sono definiti a bassa pressione i sistemi che operano fino a 12 bar all’ugello, a media pressione quelli compresi tra 12 e 34 bar e ad alta pressione quelli superiori a 34 bar; la pressione dell’unità di pompaggio può essere maggiore, perché deve compensare le perdite di carico della rete. Nella pratica commerciale la fascia intermedia è quasi scomparsa: i sistemi a bassa pressione lavorano generalmente intorno a 8-10 bar, mentre quelli ad alta pressione si sono progressivamente spostati dagli originari 80-100 bar verso valori vicini a 60 bar, pur rimanendo disponibili soluzioni che operano alle pressioni più elevate. Le prove non mostrano una correlazione stabile tra maggiore pressione, migliore capacità di estinzione o minore consumo d’acqua.

Anche la precedente classificazione basata sulla dimensione delle gocce è stata abbandonata: le classi iniziali distinguevano sistemi con Dv90 inferiore a 200 micrometri, compreso tra 200 e 400 micrometri oppure superiore a 400 micrometri, ma questa suddivisione poteva suggerire erroneamente che le gocce più fini garantissero sempre prestazioni migliori. Le gocce piccole vaporizzano più rapidamente e producono un raffreddamento molto veloce, mentre quelle più grandi possiedono una maggiore capacità di attraversare i fumi caldi e raggiungere il focolaio. L’efficacia deriva pertanto dall’equilibrio tra dimensione, velocità, traiettoria e distribuzione, da verificare nello scenario reale di incendio.

Gli ugelli impiegano tre principi principali di atomizzazione: gli impingement nozzle, tipici dei sistemi a bassa pressione, dirigono l’acqua contro un deflettore che frammenta il getto; possono essere automatici, con elemento termosensibile, oppure aperti. I pressure jet nozzle utilizzano invece orifizi del diametro di pochi decimi di millimetro e pressioni elevate per produrre una nebbia con angolo e distribuzione prestabiliti. I twin fluid nozzle miscelano l’acqua con aria compressa o azoto: la miscelazione può avvenire direttamente nell’ugello, rendendo necessarie due tubazioni, oppure nell’unità di pompaggio GPU, Gas Pump Unit, dalla quale la miscela raggiunge gli ugelli attraverso un’unica linea. I sistemi twin fluid possono funzionare sia a bassa sia ad alta pressione e sono in grado di produrre gocce medie dell’ordine di 50-100 micrometri.

Le tubazioni hanno diametri sensibilmente inferiori rispetto alle reti sprinkler, in quanto, nei sistemi ad alta pressione, variano generalmente tra 10 e 40 millimetri, poiché le pressioni disponibili consentono di tollerare perdite di carico maggiori; negli impianti a bassa pressione sono normalmente comprese tra 20 e 80 millimetri, per contenere le perdite entro pochi bar ed evitare gruppi di pompaggio sovradimensionati. La NFPA richiede tubazioni in acciaio inossidabile o in materiali resistenti alla corrosione, mentre la normativa europea lascia al fabbricante la scelta compatibile con il sistema certificato. Nella maggior parte delle installazioni viene comunque utilizzato acciaio inox, perché i residui di corrosione potrebbero ostruire orifizi che misurano pochi millimetri negli ugelli a bassa pressione e pochi decimi di millimetro in quelli ad alta pressione; per lo stesso motivo si adottano raccordi che non richiedono materiali di tenuta suscettibili di staccarsi e circolare nella rete.

La selezione di un sistema water mist non può quindi essere effettuata scegliendo genericamente tra alta o bassa pressione, confrontando soltanto il diametro delle gocce oppure trasferendo i parametri di un impianto sprinkler. Occorre individuare un sistema che abbia superato un protocollo di prova rappresentativo del rischio reale, rispettarne integralmente il campo di applicazione e progettare alimentazione, rete, ugelli, area operativa e durata secondo il manuale DIOM. È questa relazione vincolante tra scenario d’incendio, prova in scala reale e configurazione installata a distinguere il water mist dalle tecnologie antincendio dimensionabili attraverso criteri più uniformi.