Studio e analisi di incendi in galleria: confronto tra modelli CFD, 1D, volume di controllo e multiscala. = Study and analysis of tunnel fires: comparison between CFD, 1D, volume control and multiscale models.

L'elaborato si propone di analizzare gli incendi in galleria e i modelli che vengono utilizzati per rappresentarli e studiarli. A tal fine verranno anche presentati i risultati di simulazioni di incendi nei tunnel. Gli incendi in galleria sono fenomeni pericolosi e difficili da prevedere. Attraverso la loro simulazione o riproducendo incendi già avvenuti è possibile, però, studiare meglio il fenomeno caso per caso e apportare i dovuti sistemi salvavita nei diversi tunnel. Nel primo capitolo verranno analizzati gli incendi nei tunnel, il fenomeno della stratificazione dei fumi e i sistemi di ventilazione. La stratificazione dei fumi è estremamente importante in quanto legata all’evacuazione della galleria, verranno descritte le caratteristiche principali del processo e i modelli matematici che lo definiscono. Per i sistemi di ventilazione verranno trattate le diverse tipologie e la ventilazione necessaria in caso di incendio. Nel secondo capitolo verranno definiti e descritti i modelli utilizzati per le simulazioni di incendi in galleria, i pro e i contro di ciascun modello e le loro caratteristiche principali. Il primo modello analizzato è il modello CFD che è molto più affidabile e completo ma con tempi di calcolo eccessivamente elevati. Si procede poi con il modello 1D che risulta facile e pratico da utilizzare ma poco efficiente, utile per chi necessita di fare diverse simulazioni senza ottenere risultati molto precisi. La modellazione tramite volume di controllo divide in volumi la galleria e analizza ciascun volume singolarmente. Infine il modello multiscala sfrutta le potenzialità del modello 1D e del modello CFD, utilizzando quest’ultimo solo nella zona dell’incendio e simulando il resto della galleria tramite il modello 1D, così da avere il giusto equilibrio tra costo computazionale e accuratezza dei risultati. Nell’ultimo capitolo sono stati descritti due attività svolte nel mio percorso di tirocinio presso CANTENE SRL. Il primo riguarda la valutazione della velocità del fronte dei fumi per casi specifici e con dati assegnati. La seconda attività riguarda, invece, la simulazione di alcuni scenari attraverso il software Pyrosim, la creazione delle gallerie con le loro caratteristiche e l’analisi e il confronto dei risultati alla fine delle simulazioni. Nello specifico sono stati confrontati i valori delle temperature ottenute con il modello FDS e i risultati presi da un modello 1D e le lunghezze di backlayering delle gallerie prese in esame. Il fenomeno del backlayering è lo spostamento dei fumi verso monte rispetto al punto d’innesco dell’incendio.