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Che cos'è l'incendio.
L'incendio è uno dei sinistri marittimi, che maggiormente accade a bordo delle navi, in quanto è in relazione alle maggiori attivita che si svolgono su di essa: trasporto, stoccaggio, maneggio e stivaggio merce.
Allo scopo di poterlo fronteggiare, bisogna conoscere le sue principali caratteristiche.
La presente figura ci mostra, in modo schematico, i tre elementi chiave che servono affinchè l'incendio avvenga:
un combustibile
ossigeno
la presenza di una certa temperatura o di una sorgente di calore.
C'e da considerare anche un quarto elemento costituito dai radicali liberi; recenti studi hanno scoperto che la combustione non avviene sempre in via diretta ma segue più stati tra l'ossigeno e i radicali liberi emessi dal combustibilescaldatoal suo punto d'ignizione. È la loro presenza a determinare le fiamme e lo sviluppo di calore. La presenza di questo quarto elemento porta all'introduzione delle teorie antincendio del tetraedro del fuoco.
La reazione di combustionee avviene normalmente i due modi:
combustione con fiamma
combustione senza fiamma (in questo tipo di combustine sono compresi anche i materiali incandescenti, braci, ecc.. ).
Da mettere in evidenza, è che i due modi possono coesistere; i liquidi ed i gas bruciano solo con fiamma, ma altre sostanze (carbone, zucchero, materiali vegetali, legno, plastiche) hanno la caratteristica che la combustione poò avvenire sia con, che senza fiamma.
La presenza di questi materiali ci porta a dare alcune definizioni:
Temperatura d'accensione: la minima temperatura alla quale la combustione è in grado d'innescarsinell'aria.
Punto d'infiammabilità (flash point): è la più bassa temperatura alla quale un idrocarburo liquido sviluppa sufficienti vapori per formare una miscela infiammabile con l'aria che s'incendia in presenza di un arco elettrico, di una scintilla, di una fiamma, libera, o qualsiasi altra sorgente d'accensione diretta.
Temperatura d'autoignizione: è la minima temperatura alla quale un gas infiammabile o una miscela aria/vapori s'incendia causa il suo stesso calore, oppure per contatto con una superficie calda, senza l'ausilio di scintille o fiamme.
SOSTANZA |
TEMPERATURA D'INFIAMMABILITÀ (°C) |
TEMPERATURA DI ACCENSIONE (°C) |
ACETILENE |
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ACETONE |
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ALCOOL ETILICO |
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BENZINE |
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GASOLIO |
>80 |
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ETILENE- |
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IDROGENO |
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METANO |
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Date le seguenti definizioni, possiamo verificare i possibili metodi per estinguere un incendio.
Se si analizza il triangolo, è facile capire che basta che uno dei suoi lati venga meno affinchè manchi la fiamma. I modi che permettono questo sono: diluizione di ossigeno, soffocamento, sattrazione di calore, rimozione del combustibile.
Quest'ultimo metodo consiste nello spostare combustibile, ciò può essre fatto intercettando la linea; questo è un metodo poco utilizzato data la sua pericolosità.
Pericoli derivanti da una combustione
L'incendio oltre che provocare danni alla nave, può essere pericoloso al proprio organismo a causa dei prodotti che fuoriescono in seguito ad una combustione.
La fuoriuscita di qesti elementi è suddivisa in:
1) gas da incendi
2) fiamma
3) calore
fumo
I gas da incendi sono i gas che si sviluppano durante l'incndio. Sono una delle principali cause di morte, in quanto l'incendio può causare la formazione di gas tossici oppure può diminuire la quantita d'ossigeno nell'aria.
La fiamma è una lingua luminosa di gas in combustione che si leva da ciò che arde in presenza d'ossigeno. Il pericolo è dovuto dalle ustioni che essa può causare o direttamente o per irraggiamento. Bisogna ricordare che alcune sostanze provocano fiamme invisibili.
Il calore causa un collasso dovuto da disidratazione, l'ipertemia, apnea, tachicardia.
Il fumo è costituito da piccole particelle solide e vapore condensato dovuto alla presenza di combustioni incomplete (queste sono causate da mancanza d'ossigeno). La visibilità causa, prima una riduzione d'ossigeno e successivamente un'azione dannosa per l'apparato respiratorio.
Gl'incendi sono suddivisi in cinque classi in base al tipo di combustibile che li determina.
Incendi di CLASSE A: sono gli incendi che avvengono quando il combustibile è formato da materiali solidi (legna, carta, stracci, ecc.), e sono estinti per effetto raffreddante usando acqua.
Incendi di CLASSE B: sono incendi che si verificano quando il combustibile è formato da materiali liquidi. L'estinzione è effettuata per soffocamento o diluizione di ossigeno ad esempio utilizzando CO2, plovere chimica o schiuma.
Incendi di CLASSE C: in questo caso il combustibile è composto da materiali gassosi e quindi per estinguerli si deve sottrarre all'aria ossigeno oppure diluirlo.
Incendi di CLASSE D: sono incendi che interessano metalli combustibili come Litio, Magnesio, Titanio, Zinco, sodio e Potassio.Per la loro estinsione si utilizzano tecniche particolari inquanto presenta problemi. I materiali principalmente utilizzati sono poveri polivalenti che reagiscono con i materiali.
Incendi di CLASSE E: sono gli incendi che interessano le apparecchiature elettrichesotto tensione. Per la loro estinsione si devono utilizzare estinguenti isolanti.
In Italia gli incendi di classe B sono ulteriormente suddivisi, in base al punto d'infiammabilità, in:
Categoria A: liquidi che hanno punto di infiammabilità inferiore ai 21°C.
Categoria B: liquidi che hanno punto d'infiammabilità trai 21°C e i 65°C.
Categoria C: liquidi con punto d'infiammabilità che va da 65°C e 125°C.
Fatta la classificazione, possiamo introdurre gli agenti estinguenti usati a bordo delle navi.
Le azioni specifiche ad essi correlati sono:
raffreddamento: riduzione della temperatura sotto il punto d'infiammabilità
soffocamento: separazione del combustibile dall'ossigeno
diluizioneriduzione del tenore di ossigeno al di sotto delle percentuali necessarie a sostenere l'incendio
rottura della catena di reazione: rottura dei processi chimici che sostengono la fiamma.
i mezzi estinguenti usati a bordo delle navi sono: acqua, polveri, anidride carbonica, halon, schiuma.
è economica e quasi sempre disponibile
non è tossica e non dà luogo a prodotti tossici
ha un'elevata capacità di assorbimento di calore dovuta alle sue caratteristiche fisiche. La sua capacità di estinzione basata su tale potere la rende particolarmente utile, dove l'incendio non coinvolge solamente sostanze infiammabili, ma anche e soprattutto solidi riscaldati come tubazioni, strutture metaliche di impianti etc. che possono essere causa di cedimenti o di reinnesco di incendio.
La sua capacità di creare atmosfere inerti in quanto, evaporando, assume 1700 volte il suo volume allo stato liquido.
la possibilità di diluizione delle sostanze infiammabili solubili in H2O in modo da renderle inadatte alla combustione.
La disgregazione, per l'azione di rottura del contatto tra combustibile e comburente
Particolare attenzione nell'uso dell'acqua va considerata sugli incendi di classe B (in particolare nel greggio) nella cat. C e oli combustibili in considerazione al peso specifico dell'acqua, al suo rapporto di espansione 1-1700 e non solubilità.
Un uso improprio dell'acqua, in effetti, può verificare in catena dei pericolosi fenomeni:
SLOPOVER
FROTHOVER
BOILOVER
Questi fenomeni sono tutti riconducibili al fatto che l'acqua, allo stato liquido, nel momento in cui raggiungela temperatura di ebolizione sviluppa un volume pari a 1700 volte quello iniziale.
Di tale fenomeno deve essere tenuto conto ogni qual volta s'intende operare in azioni di spegnimento e di raffreddamento.
I particolare lo slopover può verificarsi quando un getto d'acqua è indirizzato sulla superficie calda di un olio incendiato con temperatura superiore a quella di ebolizione dell'acqua. Poiché l'effetto acqua/olio bollente si manifesta immediatamente, si può considerare lo slopover un fenomeno relativamente pericoloso.
Il frothover si manifesta con la fuoriuscita di un'emulsione spumosa da un serbatoio non incendiato quando l'acqua o idrocarburi volatili vanno in ebolizione sotto la superficie di olio caldo viscoso.
Il termine boilover descrive invece un fenomeno che può verificarsi spontaneamente durante un incendio in un serbatoio a cielo aperto contenente olii grezzi.
Dopo un periodo di normale combustione si verifica un'improvvisa violenta eruzione con traboccamento del prodotto incendiato. La causa va ricercata nell'ebolizione dell'acqua che forma schiuma emulsioata che sviluppa in espansione improvvisa e violenta.
Si tratta della risultante di tre condizioni coesistenti: la mancanza di una sola di essa impedisce il manifestarsi del fenomeno.
Sul fondo del serbatoio/tanke deve esservi presenza di acqua o comunque di emulsione olio-acqua. Questa situazione si verifica soprattutto nei serbatoi di grezzo.
I componenti del grezzo debbono possedere un ampio range di ebolizione, talchè, quando i componenti più leggeri sono distillati e bruciati alla superficie, il residuo è più denso dell'olio sottostante. Il residuoaffonda sotto la superficie e forma uno strato che aumenta gradualmente e discende verso il basso con una rate più veloce di quello di regressione della superficie in fiamme. Si tratta della cosidetta onda di calore che è il risultato della precipitazione localizzata di una parte dell'olio caldo di superficie fino a raggiungere l'olio freddo sottostante.
Contenuto di code pesanti presenti nel grezzo per produrre un residuo che può formare un'emulsione persistente di olio-vapore. Il boil over può verificarsi solo in serbatoio/tanke acielo aperto o parzialmente aperto.
L'acqua, in relazione al suo utilizzo, può essere classificata come acqua a getto pieno, nebulizzata o frazionata e atomizzata.
La differenza principale consiste asclusivamente nelle pressioni di impiego. Il getto pieno è realizzato con pressioni fino a 15 atm. L'acqua nebulizzata è compressa fra 15 e 60 atm. L'acqua è atomizzata se erogata a pressioni superiori a 60 atm.
L'uso di acqua atomizzata trova applicazione soprattutto nella protezione di trasformatori ed apparecchiature elettriche all'aperto.
Le tecniche di intervento con l'acqua devono essere studiate in funzione alle caratteristiche chimico-fisiche del materiale da estinguere.
1^ Liquidi non miscibili con l'acqua con punto di accensione superiore ai 45°C
Tali liquidi sono estinti mediante assorbimento di calore da parte delle gocce d'acqua, le quali penetrano nella superficie del liquido, assorbendone il calore fino a portare la sua temperatura di sotto al punto d'accensione.
I fattori che influenzano tale intervento sono la dimensione della goccia, l'impulso del getto, la violenza delle fiamme e del vento (in condizioni esterne) e l'evaporazione del getto causato dalle fiamme.
2^ Liquidi miscibili con l'acqua
I lliquidi di questa categoria possono essere estinti diluendo gli strati superficiali infiammati con un sottile strato di acqua che provoca l'innalzamento del punto di accensione della miscela fino a una totale estinzione dell'incendio. Dopo l'estinzione, gli stratti della superficie conterranno un'alta percentuale di acqua, ed una riaccensione non sarà possibile per un po' di tempo, fino a quando cioè gli strati più bassi del liquido non si saranno miscelati con gli strati superficiali diluiti, abbassando così la concentrazione dell'acqua.
3^ Liquidi non miscelabili con l'acqua con punto di accensione 45°C
l'estinzione di incendi di questi liquidi, richiede il raffreddamento diretto della zona in fiamme mediante trasferimento di calore alle gocce d'acqua che passano attraverso esse.
Impianto ad acqua pressurizzata
Quest'impianto a bordo delle navi è costituito da pompe, di idonea portata, che alimentano delle tubature. Le suddette tubolature trasportano l'acqua fino agli idranti antincendio disposti per la nave. Ogni locale o zona dei ponti della nave deve essere raggiunto da almeno due getti d'acquanon provenienti dalle stesse manichette. Sulle navi passegeri oltre alla pompa deve essere presente un'elettropompa che ha lo scopo di mantenere la pressine di queste costante; quando queste pompe si esauriscono vengonoutilizzate le pompe principali. Tutti gli idranti sono forniti di manichetta che capace di emettere un getto d'acqua ad elevata pressione. Se l'idrante alla sua estremità possiede delle cannule, il getto d'acqua può essere anche nebulizzato.
I circuiti possono essere a collettore unco, che va prua a poppa o ad anello orizzontale che vanno da prua a poppa ma collegati fra loro da tratti orizzontali. La pressione deve essere elevata in relazione alla dimensione della nave e anche le tubature devono essere di diametro proporzionato in modo che le lancie possano gettare acqua ad una certa distanza.
Il circuito principale deve fornire acqua anche all'impianto di estinzione automatico di tipo sprinklers in caso di avaria della pompa ad esso destinato.
Impianto ad acqua spruzzata
Trova il principale impiego nei locali macchine.
Esso è costituito da un circuito ad acqua pressurizzata che termina con una serie di ugelli dai quali viene spruzzata acqua sotto forma di nebbia. La pompa deve attivarsi automaticamente e la pompa deve trovarsi in un locale diverso da quello da proteggere. Se la pompa è alimentata da pompe elettriche, si deve fare in modo che in mancanza di elettricità l'impianto possa essere azionato o manualmente o mediante un motore diesel.
Impianto ad acqua nebulizzata (impianto sprinklers)
Le polveri estinguenti sono miscele di particellesolide finemente suddivise, costituite da sali: bicarbonato di sodio o di potassio, ed altre sostanze naturali o sintetiche adatte ad essere scaricate direttamente sugli incendi mediante l'impiego di gas propellenti in pressione attraverso appositi erogatori. Alle polveri sono aggiunti additivi che ne migliorano la fluidità, la compatibilità con le schiume.
Le caratteristiche fondamentali che devono possedere le polveri sono. L'assenza di tossicità orrosività ed abrasione.
Le polveri sono stabili a temperatura ambiante e fino a 60°C. Per valori più elevati possono fondere ed agglomerarsi perdendo la loro fluidità e le loro caratteristiche di impiego.
Grazie al loro potere riflettente proteggono gli operatori dall'irraggiamento termico delle fiamme, ma possono presentare alcuni incinvenienti nel loro impiego per la loro opacità e per le difficoltà di respirazione che insorgono nelle zone in cui sono scaricate. Presentano il pregio di non danneggiare in alcun modo i materiali e le apparecchiature su cui sono indirizzate ma richiedono l'asportazione dei loro residui quando si è in presenza da apparecchiature delicate non stagne alla polvere.
Le polveri più utilizzate sono quelle di bicarbonato di sodio e di potassio, utilizzabili per incendi di classe A, di solidi che bruciano senza formazione di braci, negli incendi di classe B, C, E.
Per incendi di classe D vengono utilizzate polveri speciali.
Dal punto di vista del meccanismo di estinzione si possono formulare più ipotesi:
all'abbattimento della fiamma aggiunge la decomposizione che esso provoca al combustibile e al comburente producendo anidride caronica e vapore acqueo, con conseguente effetto separatorio ai due reagenti. Si noti che la durata dell'effetto estinguente delle polveri è molto limitata, tanto da dover osservare con cautela i risultati ottenuti perché incendi apparentemente spenti possonodadre origine a nuove accensioni se non vi è stato un sufficiente raffreddamento. Bisogna infine osservare che per avere un'azione che oltre ad estinguere raffredda, si deve combinare alle polveri una schiuma.
IMPIANTI D'ESTINZIONE A POLVERI
Le parti principali di un impianto a polvere sono tre:
un recipiente metllico contenente la polvere chimica
uno o più bombole di azoto ad elevata pressionecomunicanti con il recipiente metallico
un rullo metallico portamnichette in gomma rigida alla cui estremità è fissato un ugello erogatore.
Una volta aperta la valvola della bombola di azoto, la polvere chimica fuoriesce dal recipiente metallico ed attraversa la manichetta e l'ugello per raggiungere l'incendio
Allorchè l'impianto di rivelazione segnala l'incendio si devono aprire le valvole manualmente. L'apertura di queste valvole provoca l'apertura delle valvole d'intercettazione in modo tale che la polvere possa essere scaricata dalle manichette.
L'anidride carbonica è un gas inodore e incolore, elettricamente non conduttore ed è liquefacibile.
Non è velenoso, è però soffocante, in quanto sostituendosi all'ossigeno presente nell'aria, impedisce la respirazione.
Come tutti i gas compressi e lquefatti, l'anidride carbonica evapora assorbendo calore; se l'evaporazione è violenta si verifica un raffreddamento talmente intenso da provocare la solidificazione dell'anidride carbonica stessa. Il getto di neve carbonica investendo i corpi che bruciano si trasforma rapidamente in gas che, miscelandosi con l'aria , la rende inadatta a mantenere la combustione.
L'azione di estinzione dell'anidride carbonica è dunque dovuta sia al soffocamento della combustione per diminuizione dell'ossigeno dell'aria sino a percentuali inferiori ai limiti di combusibilità, sia al raffreddamento provocato dall'assorbimento di calore necessario per la sublimazione della neve carbonica.
La CO2è un buon mezzo di soffocamentonell'estinzione degli incendi di classe B e di classe E nei casi in cui l'incendio non sia esteso eccessivamente e sia in ambiente chiuso.
Essa infatti è soprattutto efficace quando sia impegnata in zone in cui possapermanere, come una cortina.
Poiché è una volta e mezzo più pesante dell'aria, e perciò fluisce verso il basso a coprire il fuoco, è una buona norma applicarla a partire dalla parte alta dello stesso.
La CO2 non può essere usata come agente estinguente su alcune sostanze con la quale reagisce chimicamente, liberando vapori nocivi.
Tali sostanze sono:
a) sostanze chimiche contenenti ossigeno
b) metalli raeattivi
c) idruri metallici
IMPIANTI DI ESTINZIONE CO2
L'anidride carbonica è mantenuta in bombole di acciaio alla pressione di 60 Kg/cm2 e alla temperatura di 21°C.
A questa temperatura circa due terzi dell'anidride carbonica sono allo stato liquido e ciò perché la sua temperatura critica è di 31°C. se lasciata espandere assume un volume di 450 volte maggiore di quello iniziale. A causa di questa rapida espansione la sua temperatura si riduce immediatamente a -79°C ed il liquido evapora sotto forma di gas invisibile. Una parte di esso ha però l'aspetto di neve prima di ritornare allo stato gassoso.
Le bombole fisse di anidride carbonica non vengono normalmente ricaricate a bordo. In occasione delle visite periodiche le bombole vengono pesate e sostituite se non corrispondenti ai requisiti standard.
Attraverso le stesse tubazioni possono essere aspirate in continuazione fere dai locali da proteggere ed inviate ad un rivelatore di fumo che in automatico segnalerà la presenza di incendio.
Con l'aumento di temperatura la pressione interna delle bombole aumenta e pertanto esse sono provviste di un disco di sicurezza che cede quando la pressione della CO2 supera il limite di sicurezza che è fissato alla temperatura di 55°C. allorchè si verificano tali circostanze occorre bagnare con acqua fredda le bombpole per raffreddarle.
Il termine principalmente usato per indicare questo estinguente è halons e significa
idrocarburo alogenato.
Gli halon sono derivati dal metano e dall'etano ai quali al posto dell'ossigeno vengono inseriti atomi di cloro, fluoro e bromo.
Gli halon vengono divisi a seconda del numero di atomi di fluoro cloro e bromo i principali sono:
halon 1301 (C F3 Br)
halon 1211 (C F2 Cl Br)
halon 2402 (C2 F4 Br2)
Gli halon estinguono l'incendio reagendo con i prodotti generati dalla combustione che provocano la rapida e violenta propazione della fiamma, interrompendo la catena di autosostentamento della combustione.
Agiscono quindi come inebitori della reazione di combustione, bloccando rapidamente l'incendio.
In pratica essi a contatto con la fiamma si decompongono nei loro elementi (bromo, cloro,fluoro) formando con l'ossigeno acidi e ossidi. Così facendo sottraggono ossigeno al combustibile.
Gli halon sono molto tossici però a la proprietà di essere pulito, poco peso e ingombro, e non sono conduttori elettrici. Questo agente estinguente può essere usato per incendi del tipo:
liquidi e gas infiammabili
impianti ed apparecchiature elettriche
motori a benzina e nafta
carta legno e tessili
computer, macchine elettroniche, elaboratori dati, sale controllo.
Cioè incendi di classe A, B, C ed E (per gli incendi di classe A non sono consigliati perché non raffreddano il combustile).
IMPIANTI DI ESTINZIONE HALON
Gli impianti che possono essere utilizzati a bordo possono essere solo di due tipi:
impianti a saturazione totale
impianti ad applicazione localizzata
Tali impianti, da isallare solo in ambienti chiusi, sono particolarmente indicati in quanto presentano i seguenti vantaggi:
ridotto volume dei contenitori
scarsa riduzione della visibilità durante l'erogazione
rapida miscelazione con l'aria
facilità di penetrazione in spazi tortuosi e poco accessibili.
Impianti ad applicazione localizzata (LOCAL APPLICATION SYSTEM)
Il sistema di applicazione localizzata si usa quando non vi è una chiusura totale fissa intorno al punto di pericolo o dove vi sono punti di rischio in luoghi chiusi molto grandi (es. stive di cisterne, cabine di verniciatura, ecc.).
Il rischio deve essere protetto e circoscritto in modo che l'eventuale fuoco non possa uscire e investire altri punti di pericolo.
Gli ugelli devono essere posizionati in modo da investire tutte le superfici dell'apparecchiatura da proteggere. Rischi di incendi tridimensionali saranno protetti da un ugello o da combinazione di ugelli tali da assicurare la completa copertura estinguente di tutte le superfici esposte.
La schiuma è formata da bolle compatte e resistenti ottenute miscelando un determinato liquido schiumogeno con acqua di mare e aria. Una grandezza della schiuma che bisogna tener presente per l'utilizzo di questo agente estinguente è il suo rapporto di espansione:
R= volume della schiuma prodotta
volume miscela + liquido schiumogeno
dal risultato di questa divisione abbiamo:
bassa espansione: R<12; in questo caso la schiuma ha un elevato volume di acqua e liquido schiumogeno. Dato il suo elevato valore di sostanze liquide, ha un potere raffreddante elevato. Detta schiuma è utilizzata per ricoprire superfici orizzontali in quanto scivola facilmente da superfici verticali.
alta espansione: 150>R>1000; è una particolare schiuma che utilizza molto l'aria presente nel locale, occupandolo tutto. è facilmente disperbile nell'aria, quindi viene utilizzato solo nei luoghi chiusi.
Media espansione: 50>R>150; contiene entrambe le caratteristiche.
I liquidi schiumogeni utilizzati oggi sono cinque: alcuni sono per pronto intervento ed altri per incendi massivi, alcuni hanno impeghi più estesi ed altri meno; alcuni sono sensibili all'inquinamento o all'azione delle polveri ed altri non lo sono. Solo alcuni possono essere impiegati per medie o alte espansioni; anche il problema della conservazione dipende dal tipo di prodotto utilizzato nella formulazione.
Per tutti questi motivi, è evidente la necessità di conoscere al meglio le differenti proprietà di ciaascuno per poter effettuare la scelta e disporre al momento dell'intervento del prodotto più efficace per quella particolare situazione.
L'unioficazione è stata invocata da molti ed in molti hanno lavorato per conseguirla, ma esistono fattori concreti che la rendono molto difficile; qui di seguito ne ricordiamo i principali:
a) quando una quantità anche modesta di liquido infiammabile è dislocata in modo che l'incendio può provocare grave danno a persone, è facilmente giustificabile l'impiego di prodotti ad azione rapidissima.
b) Gli schiumogeni per solventi polari sono idonei ad estinguere anche incendi di idrocarburi, ma per questi esiste il tipo proteinico che non è idoneo per solventi polari ma è di minor costo e di ppiù facile impiego: solo per un deposito misto, di idrocarburi e di solventi polari, vi è convenienza all'impiego del solo tipo per solventi polari; ciò varrà fino a quando questo tipo non uguaglierà il proteinico.
I liquidi schiumogeni principalmente utilizzati
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