Sfondo
Il termine “autopompa” è comunemente usato come espressione generica per descrivere un veicolo antincendio. Tecnicamente, un “autopompa” è un veicolo dotato di scale e viene utilizzato principalmente per accedere a porzioni elevate di una struttura o per fornire un mezzo per applicare un elevato flusso d’acqua. L'”autopompa” è un veicolo dotato di una pompa e viene utilizzato principalmente per pompare acqua. Un “carro antincendio” trasporta grandi quantità di manichette ed è usato principalmente per posare le manichette come complemento di un autopompa. “Apparecchio antincendio” è il termine generico appropriato per tutti questi veicoli. Questa voce si concentrerà sulla fabbricazione di un’autopompa. Dai nostri primi giocattoli e libri da bambini ai notiziari quotidiani che mostrano i vigili del fuoco in azione, l’autopompa rimane uno degli esempi più familiari e impressionanti di tecnologia nella nostra vita. Il fuoco incontrollato era una delle più grandi paure fino a poco tempo fa. I primi tentativi di sedare gli incendi erano semplicemente delle brigate a secchiello, cioè linee di cittadini che passavano secchi d’acqua al fuoco, il che era spesso inefficace contro un edificio completamente coinvolto. Alcuni tentativi di aumentare l’applicazione dell’acqua erano pompe a pistone azionate a mano i cui tubi pompavano l’acqua da un serbatoio o da uno stagno. (Questi primi tubi erano fatti di pelle con rivetti di rame; i tubi di cotone entrarono in uso nel 1800). Alla fine furono aggiunte delle ruote all’apparato, ma era ancora tirato e azionato dai pompieri. Furono istituiti dipartimenti antincendio volontari per presidiare le attrezzature e combattere il fuoco.
Con la comparsa dell’assicurazione sulla proprietà, le compagnie di assicurazione crearono dipartimenti antincendio e spesero molto tempo per migliorare le attrezzature antincendio. Negli anni 1860, il motore a vapore fu usato per azionare la pompa a pistone, che veniva tirata verso il fuoco da cavalli. Altri tentativi di pressurizzare le tubature erano serbatoi chimici, che usavano acido combinato con soda disciolta in acqua per iniziare una reazione chimica che avrebbe prodotto anidride carbonica. In questo processo, l’anidride carbonica si espandeva, pressurizzando il serbatoio e spingendo l’intera miscela fuori dalla conduttura e sul fuoco. Tutti questi disegni erano praticamente obsoleti dopo l’introduzione della pompa centrifuga all’inizio del 1900. Dopo l’avvento dell’automobile, il motore a combustione interna divenne la fonte di energia primaria per l’autopompa. L’adattamento del telaio del camion per ospitare la pompa e il serbatoio ha completato la transizione verso l’attuale apparato autopompa.
Design
Il design di base dell’apparato antincendio inizia con una revisione approfondita del carico di fuoco e del terreno geografico dell’area in cui il dipartimento antincendio risponderà. La facilità d’uso del veicolo, l’adeguata velocità di risposta, lo stoccaggio e la distribuzione dell’equipaggiamento sono tutti fattori importanti da considerare. La National Fire Protection Association (NFPA) ha compilato delle linee guida per la progettazione dell’apparecchiatura basate su queste e altre variabili. Inoltre, anche i vigili del fuoco responsabili dell’apparecchio contribuiscono alla progettazione del veicolo.
La maggior parte degli apparecchi antincendio sono acquistati da governi sostenuti dalle tasse, città, paesi, comuni e contee. Nei piccoli dipartimenti, il processo di progettazione e approvazione può durare fino a un anno, soprattutto a causa di problemi di finanziamento. Quando i dipartimenti medi e grandi scelgono un nuovo apparecchio, i finanziamenti sono di solito già stabiliti, e i progetti possono essere approvati e acquistati in meno tempo. Un’autopompa può costare da 50.000 a oltre 750.000 dollari.
L’apparato antincendio di base si è evoluto in unità specializzate per particolari tipi di incendi e risposte. Negli anni Cinquanta erano comuni le autopompe, le autoscale e altri modelli diversi come piccole autocisterne e autocisterne, anche se erano in uso anche le autopompe per gli incidenti aeroportuali e le grandi autocisterne rurali. Oggi, gli apparati antincendio sono fatti su misura per soddisfare molti tipi di pericoli specifici. A causa di questa grande varietà, il resto di questo articolo discuterà la fabbricazione dell’autopompa combinata di base per comunità di piccole e medie dimensioni.
Il processo di fabbricazione
La fabbricazione di un’autopompa rimane un’operazione personalizzata, quasi unica nel suo genere. In genere, un gruppo di lavoratori è assegnato alla fabbricazione della carrozzeria e all’assemblaggio del telaio del camion. Un gruppo separato esegue la finitura della carrozzeria, poi l’apparecchio viene cablato, equipaggiato e testato da un terzo gruppo, o “equipaggiamento”. A parte la carrozzeria, la fabbricazione dell’apparato antincendio è tipicamente un processo di assemblaggio.
Il fuoco era una piaga in molte delle prime città americane. Gli americani risposero con una varietà di armi: vigili del fuoco volontari; invenzioni che prevenivano, ritardavano o combattevano il fuoco; e cooperative e piani assicurativi che proteggevano dalle perdite causate dal fuoco. Nei primi e medi decenni del 1° secolo, un grande incendio era una calamità ma anche un affare sociale.
Le compagnie di pompieri volontari di una città spesso illustravano la composizione sociale, etnica e demografica della città. Le compagnie antincendio rappresentavano la lealtà e le corporazioni di gruppi speciali. L’orgoglio di quartiere, le rivalità politiche, l’ostilità etnica e l’animosità di classe erano evidenti nelle compagnie di pompieri volontari. Le compagnie ricevevano il plauso pubblico per i loro sforzi e competevano l’una con l’altra per questi riconoscimenti pubblici. Al primo segnale di un incendio, le compagnie correvano sulla scena tirando i loro carrelli e i loro motori con pompa a mano, non necessariamente per catturare l’incendio nelle sue prime fasi. Il comandante della prima compagnia che arrivava era a capo dell’intera operazione con il controllo assoluto sulle compagnie rivali. I membri combattevano l’uno con l’altro durante il tragitto e sul posto, a volte dimenticando persino di combattere il fuoco! Una volta sul posto, altri combattimenti potevano verificarsi e i volontari erano minacciati tanto dagli altri pompieri quanto dal fuoco stesso.
I membri erano molto orgogliosi delle loro uniformi e del loro equipaggiamento perché questi rappresentavano lo status sociale del gruppo tanto quanto la sua competenza antincendio. L’equipaggiamento e le uniformi venivano esibiti durante le cerimonie pubbliche e le parate, dove la competizione per lo status sociale era particolarmente evidente nell’America prima della Guerra Civile. I carrelli e i motori erano pezzi da esposizione e attrezzature funzionali.
William S. Pretzer
Telaio
- 1 La selezione e l’acquisto del telaio del camion si basa sull’applicazione tattica dell’apparato. Il telaio del camion può essere “nudo”, avendo solo il motore, gli assi, le molle, i membri del telaio, lo sterzo e i freni installati. Il costruttore dell’apparecchio può scegliere, tuttavia, di usare una “cabina e telaio”, dove il telaio ha il motore, la cabina, i sedili, la lamiera anteriore e il cablaggio già completati. In entrambi i casi, il telaio del camion viene solitamente ordinato da un costruttore di camion ben affermato come General Motors, Ford, International, Freightliner o Peterbilt. Il costruttore dell’apparato informa il costruttore del camion del design previsto in modo che possano essere fatte opzioni speciali riguardanti le prestazioni del telaio. È fondamentale che la scelta delle sospensioni sia fatta in modo appropriato per sostenere un’autopompa media da 35.000 libbre (15.890 kg). Nel nostro esempio, abbiamo scelto il design del telaio della cabina e del telaio.
Carrozzeria
- 2 Dopo che il telaio del camion viene ricevuto e ispezionato, inizia la fabbricazione della carrozzeria (o “carrozza”, come viene talvolta chiamata). Principalmente la lamiera d’acciaio è usata per i pannelli e i supporti della carrozzeria, sebbene anche l’alluminio e alcuni acciai inossidabili siano incorporati. La lamiera d’acciaio ha uno spessore di circa 0,06 pollici (1,5 mm) ed è disponibile in fogli lunghi 48 pollici (1,2 m) e 96 pollici (2,4 m). Può anche essere fornito in rotoli della stessa larghezza e del peso di 2.000 libbre (908 kg) o più. Ogni pannello della porta, supporto, pannello della carrozzeria e vassoio delle attrezzature viene tagliato e piegato usando cesoie e presse piegatrici. I fori per l’attrezzatura elettrica e le tubature sono anche perforati in questo momento. Il corpo è tipicamente saldato insieme con gas inerte metallico (Mig), con le porte e i pannelli di accesso imbullonati per facilitare la sostituzione. Molti produttori proteggono il corpo dalla corrosione immergendo ogni pannello in un sigillante antiruggine. L’interno e altre aree nascoste delle porte e degli armadi sono preverniciati prima dell’assemblaggio. Mentre la costruzione del corpo è in corso, la pompa e il serbatoio sono montati sul telaio.
Pompa
- 3 La pompa è selezionata per funzionare in modo specifico per le pratiche dei vigili del fuoco. Essenzialmente, la pompa è l’unica ragione dell’autopompa. Tutte le altre caratteristiche sono praticamente inutili se la pompa non funziona adeguatamente. La maggior parte delle pompe antincendio oggi sono pompe centrifughe e sono prodotte da aziende separate e acquistate dal costruttore dell’autopompa. Una tipica pompa antincendio può pompare 1.000 galloni (3.785 1) di acqua al minuto. Questo flusso può tranquillamente fornire abbastanza acqua per combattere un incendio residenziale o di un piccolo edificio commerciale. La dimensione della pompa può essere limitata dalla fornitura d’acqua disponibile, in particolare nelle zone rurali dove non ci sono idranti. Le pompe sono di solito in ghisa, con bronzo per la girante rotante e ingranaggi in acciaio nell’unità di azionamento. Il nostro camion ha la pompa da 1.000 galloni al minuto imbullonata al telaio vicino al centro e azionata da un albero di uscita ausiliario (o “presa di forza”) dalla trasmissione del camion. Questo tipo di disposizione è indicato come un apparato di pompa “midship”. La pompa si trova di fronte al telaio del camion, ed è imbullonata attraverso le fusioni di supporto alla flangia superiore del telaio. L’allineamento con la trasmissione è importante per ridurre le vibrazioni.
Serbatoio
- 4 Il serbatoio dell’acqua per questo esempio di apparato sarebbe in genere un serbatoio in polipropilene che contiene 500-1.000 galloni (1.892-3.785 1) di acqua. Questo è imbullonato a supporti speciali prima di essere fissato al telaio immediatamente dietro la pompa. Vengono anche installate le tubature di collegamento alla pompa e alle aperture di riempimento, tipicamente di costruzione in acciaio galvanizzato. I serbatoi possono essere quadrati, rotondi o ovali, e molti sono “saldati a caldo” insieme da fogli di materiale. Il processo di saldatura a caldo utilizza un flusso d’aria ad alta temperatura per fondere i pezzi di plastica al loro giunto, dove il materiale si mescola e si fonde insieme. La maggior parte dei serbatoi contengono piastre perforate o “deflettori” per ridurre lo sbattimento dell’acqua durante la guida.
Occasione, un “scarico rapido” è installato nel serbatoio di un apparecchio progettato per l’uso in località rurali. Questa grande valvola “scarica” l’acqua dal serbatoio principale in un serbatoio portatile pieghevole, portato al fuoco su un’autocisterna separata. Questo permette all’autocisterna di trasportare l’acqua da lunghe distanze e di svuotarla nel serbatoio portatile, dove grandi tubi di aspirazione che alimentano direttamente la pompa permettono di aumentare il flusso alla massima capacità. Queste valvole di scarico rapido svuotano i 1.500 galloni (5.677 1) di acqua in 45 secondi.
Assemblaggio
- 5 Quando il corpo è completato, viene montato sul telaio sopra la pompa e il serbatoio, e imbullonato usando strisce di neoprene o gomma per le vibrazioni. Lungo ogni lato e sopra il serbatoio ci sono i compartimenti delle attrezzature e dei tubi. Sono formati nel corpo con porte e coperture per la protezione. L’equipaggiamento relativo, come gli ugelli dei tubi, così come l’equipaggiamento tattico, come gli strumenti per l’accesso forzato e le unità di respirazione autonoma, sono immagazzinati negli scompartimenti laterali dell’equipaggiamento. Sono dimensionati ed equipaggiati per permettere il più veloce e facile dispiegamento dell’equipaggiamento.
I letti per manichette trasportano la manichetta antincendio. Il letto superiore di solito contiene 50 piedi (15 m) di sezioni lunghe 2,5 pollici (76 cm) di diametro della manichetta, collegate tra loro per formare delle tubazioni che raggiungono fino a 1.000 piedi (305 m). Questo tubo è piegato in modo tale da permettere di tirarlo dal suo letto con facilità e velocità. Sull’apparecchio sono trasportate anche sezioni più corte di tubi di aspirazione. Questi tubi di aspirazione sono fatti di un materiale solido in modo che non collassino a causa della pressione ridotta quando sono accoppiati all’aspirazione della pompa. Non possono essere piegate, quindi di solito sono collocate in appositi alloggiamenti per le manichette di aspirazione. Tutti gli altri tipi di manichette antincendio sono pieghevoli e per l’uso solo sul lato di pressione della pompa.
Di fronte al serbatoio, e sopra la pompa, ci sono i letti d’attacco. Questi letti contengono tubi di fuoco di 1,5 pollici (3,8 cm) di diametro precollegati all’uscita della pompa con gli ugelli pronti all’azione. Due o quattro letti di “preconnessioni” sono comuni. Queste saranno le prime manichette usate nell’incidente, quindi sono le più importanti. Dietro il serbatoio c’è il booster della bobina. Qui si trova un tubo di un pollice (2,5 cm) di diametro su un avvolgitore elettrico. Questo tubo booster è usato per pulire l’apparecchio e le attrezzature, e per raffreddare l’esterno dell’apparecchio quando è vicino a un grande incendio. Viene anche usato occasionalmente per spegnere piccoli incendi di spazzatura o di erba. Questo avvolgitore è comodo perché il tubo può essere riavvolto rapidamente premendo semplicemente un pulsante. Tutte le altre manichette sull’autopompa devono essere lavate e rimesse a posto a mano dopo l’incendio.
Le scale per il servizio antincendio sono extra pesanti. Sebbene siano fatte di alluminio, sono fisicamente pesanti, quindi sono tipicamente trasportate in rastrelliere sopra i compartimenti delle attrezzature sul lato del marciapiede (lato destro). Sono state sviluppate rastrelliere per abbassare la scala all’altezza della vita, ma più comunemente i vigili del fuoco sollevano semplicemente la scala dal rack e procedono verso l’incendio. Le scale, come le pompe, sono anche acquistate da altri fornitori e installate dal costruttore dell’apparato.
Pittura
- 6 Una volta che la carrozzeria è stata assemblata al telaio del camion, i fori di montaggio dell’attrezzatura sono localizzati e forati, e qualsiasi altro foro o passaggio è tagliato nei pannelli. Questo permette all’operazione di verniciatura di sigillare i bordi esposti dei fori e delle altre aperture. L’esterno dell’apparecchio viene lavato e levigato in preparazione alla verniciatura. L’interno delle porte e dei compartimenti è già stato dipinto. Il lato esterno può essere verniciato con colori corrispondenti. Il processo di verniciatura comprende un primer per riempire i piccoli segni di levigatura e i difetti della superficie e un sigillante per migliorare l’adesione della vernice. Le autopompe erano tutte rosse, ma sono stati fatti alcuni esperimenti con il giallo, il blu e il bianco per aumentare l’identificazione visiva. Oggi, la NFPA raccomanda il giallo o il rosso standard dei pompieri. Il tipo di vernice è di solito uno smalto duro o sintetico per resistere alle braci ardenti e all’usura del servizio antincendio. Alla vernice vengono aggiunti agenti indurenti per migliorarne la lucentezza e la durata. Dopo la verniciatura, le scale e gli accessori possono essere installati usando dispositivi di fissaggio in acciaio inossidabile.
Installazione di cavi
- 7 Il moderno apparato antincendio può essere complicato. Sistemi radio, telefoni cellulari, computer e fax cellulari stanno tutti trovando la loro strada nel servizio antincendio. Anche il nostro apparato di esempio richiederà diverse centinaia di metri di cablaggio per far funzionare le luci di allarme, la sirena, le radio, le luci della baia, il generatore, le luci di inondazione, l’impianto elettrico della pompa e altri sistemi. La maggior parte degli apparecchi ha due sistemi di batterie indipendenti, che devono essere cablati nell’apparecchio dopo la verniciatura. Il pannello di controllo dell’operatore della pompa, che contiene i manometri e le valvole usate per controllare la pompa, sarà anche installato.
Controllo di qualità
Dopo che gli ultimi accessori sono installati e testati individualmente, il costruttore dell’apparato presenta il camion finito ad un’agenzia di ispezione indipendente. L’agenzia prende in consegna il camion equipaggiato proprio come verrebbe messo in servizio. Fa funzionare e ispeziona tutti i sistemi dell’apparecchio. La pompa viene fatta funzionare alla massima capacità per due ore per assicurare che questo componente vitale funzioni correttamente. Una volta completato con successo, l’apparecchio e il costruttore ricevono un certificato di prestazione. In molte aree, l’apparato non può essere consegnato legalmente senza questo certificato.
Il futuro
Molte nuove tecnologie vengono applicate al moderno apparato antincendio. I nuovi materiali dei serbatoi stanno aumentando la loro forza e riducendo il peso, consentendo una maggiore capacità d’acqua. Alcuni grandi dipartimenti stanno usando computer e comunicazioni cellulari per gestire le informazioni sui materiali pericolosi, il design delle strutture e la geografia del distretto antincendio. Perhaups la più eccitante delle nuove tecnologie nell’apparato antincendio è l’aumento dell’uso di soluzioni di schiuma di Classe A per attaccare gli incendi di strutture e vegetazione. Questo comporta un serbatoio separato a bordo di schiuma concentrata e un dosatore di miscelazione per combinare la schiuma concentrata con l’acqua nella quantità corretta. La schiuma di classe A ricopre le superfici in fiamme e assorbe il calore molto meglio dell’acqua. Quando viene usata con aria compressa da un compressore d’aria separato sul veicolo, questa tecnologia è conosciuta come un sistema di schiuma ad aria compressa, o CAFS. L’aria compressa spinge il flusso di acqua/schiuma a una distanza molto maggiore e la schiuma risultante aderisce come una crema da barba. Oltre a questi progressi, i vigili del fuoco stanno diventando più addestrati e stanno personalizzando la loro attrezzatura per adattarsi ai tipi di incendi che incontrano.
Dove saperne di più
Libri
Buff, Sheila. Motori di fuoco: Apparato motorizzato dal 1900. Longmeadow Press, 1994.
Manuale di protezione antincendio, 17° Ed., 1991. National Fire Protection Association, Quincy, Mass.
Periodici
Cottet, Jack L. “Enclosed Cabs for Fire Apparatus.” Fire Engineering, ottobre 1990, p. 50-52.
“Agile Fire Engine Borrows from Racing Car Design.” Engineering, settembre 1990.
-Douglas E. Betts