In caso di sviluppo di incendio all’interno di un compartimento, il pennacchio di fumi caldi crea un richiamo di aria fresca dall’interno ed eventualmente successivamente dall’esterno del compartimento stesso per poter sostenere l’incendio e far crescere lo stesso fino a che saranno disponibili prodotti combustibili nell’ambiente di riferimento.

Nella condizione in cui vi sia carenza di ossigeno nel compartimento ed esso venga utilizzato nel fenomeno della combustione più velocemente di quanto possa essere ripristinato, si osserverà una riduzione della concentrazione di ossigeno, generalmente accompagnata da un proporzionale innalzamento della temperatura.

Via via che la concentrazione di ossigeno diminuirà, le fiamme inizieranno a spegnersi senza tuttavia bloccare lo sviluppo di prodotti di combustione tra cui anche gas infiammabili.

In relazione alle dimensioni del compartimento ed alla potenza dell’incendio instauratosi, si genererà un quantitativo di prodotti combustibili gassosi che tenderà a diffondersi per tutto l’ambiente utile.

Tali condizioni saranno pertanto molto suscettibili ad un eventuale nuovo apporto di ossigeno per riprendere vita e creare una miscela che potrebbe infiammarsi con estrema velocità con conseguenze letali: dando origine al cosiddetto fenomeno del “backdraft”.

Il “backdraft” possiede una vera e propria forza esplosiva, per dare un’idea della sua potenza, basti pensare che potrebbe determinare il collasso di vetri e pareti.

La forza esplosiva di un “backdraft” è il risultato del quantitativo di gas sovra-riscaldati e di ossigeno presenti nell’ambiente. Tale fenomeno è, infatti, causato dall’immissione di aria fresca (ossigeno) in un incendio latente (gas sovra-riscaldati), che permette, per velocità e rimescolamento, ai gas caldi dell’incendio di entrare nel loro campo di infiammabilità ed incendiarsi con forza esplosiva.

Le condizioni necessarie per dare origine al fenomeno di un “backdraft” sono riconducibili a:

• Presenza di un incendio latente all’interno di un ambiente chiuso (generalmente un compartimento) che a causa della carenza di ossigeno formi un’atmosfera ricca di gas combustibili/infiammabili. La concentrazione dei gas sia al di sopra del limite superiore di infiammabilità e in caso di immutate condizioni di ventilazione l’incendio si estingua autonomamente;
• Accadimento improvviso di introduzione di aria fresca nell’ambiente (apertura di porta/finestra);
• Sviluppo di una miscela tra il flusso di aria a minor temperatura in ingresso e la miscela ricca di gas combustibili con porzioni volumetriche nell’intervallo di infiammabilità;
• Sviluppo di una deflagrazione turbolenta nella stanza, determinata dal contatto della miscela infiammabile con una fonte di innesco;
• Fuoriuscita della miscela dell’apertura presente nella stanza con sviluppo di un Fire Ball. Tale fenomeno può essere eventualmente accompagnato da un’onda d’urto ad alta velocità nell’area circostante l’apertura e da un rapido innalzamento della temperatura.

Le condizioni di isolamento dell’ambiente hanno una grande influenza sull’entità del fenomeno: più il compartimento è isolato e maggiore sarà l’innalzamento della temperatura e il suo mantenimento a livelli elevati.

Le condizioni di isolamento, inoltre, favoriscono l’accumulo di una grande quantità di prodotti non completamente combusti.

Tipicamente la deflagrazione di un “backdraft” è un fenomeno di breve durata, dell’ordine di qualche secondo. I regimi di pressione e temperatura raggiunti al determinarsi di tale accadimento dipendono dalla dimensione delle aperture, dalla geometria, dalle estensioni del compartimento e dalla tipologia di gas incombusti; ad esempio, considerando un compartimento di 200 mq, in cui si ha l’incendio di metano, la sovrappressione può raggiungere i 100-200 Pa e la temperatura di 700-1200 C°.

Da una ricerca sperimentale è stato riportato che al diminuire della superficie di apertura e all’aumentare della sua distanza dalla fonte di ignizione, il fenomeno del “backdraft” risulta più intenso; in particolare è stato rilevato un aumento della sovrapressione al diminuire della superficie di apertura:

Nella fase iniziale l’incendio si sviluppa in maniera “fuel-controlled”, ma a causa della presenza di piccolissime aperture, lo strato di fumi caldi si abbassa velocemente fino a raggiungere la regione di fiamma ed eventualmente arrivare a coprirla.

Differenza tra “flashover” e “backdraft”

In un “flashover” il compartimento viene riscaldato lentamente dall’incendio scatenatosi; tutti gli oggetti presenti nella stanza vengono invasi da un calore radiativo intenso proveniente dal pennacchio di fumi, dai gas caldi, dalle pareti del compartimento (ivi compreso il soffitto) e dalle fiamme stesse, che fa iniziare il fenomeno di pirolisi, evaporazione e riscaldamento al di sopra della temperatura di accensione.

Il “backdraft”, invece, inizia solo quando è presente un limitato flusso di aria e la combustione continua nonostante l’apporto limitato di ossigeno. Questo porta ad un accumulo della quantità di gas incombusti, che possono bruciare quasi istantaneamente quando viene fornita nuovamente aria e temperatura inferiore.

Differenza tra “auto-ignizione dei fumi caldi e “backdraft”

I fenomeni di autoignizione dei fumi avviene quando i gas superano la temperatura di auto-ignizione, mentre nel “Backdraft” l’ignizione di gas infiammabili è riconducibile alla presenza di una fonte di innesco  e il fenomeno di accensione avviene con leggero ritardo rispetto alla formazione di un’apertura.

Differenza tra “backdraft” ed “esplosione di gas”

Il “backdraft” avviene in un compartimento in cui si ha una variazione repentina delle condizioni di ventilazione. Un’esplosione di gas avviene, invece, generalmente in un’area adiacente al compartimento in cui si è istaurato il primo incendio.

Differenza tra “flashover” ed “esplosione di gas”

Il “flashover” è un fenomeno che coinvolge fiamme di tipo diffusivo, mentre, l’esplosione di gas coinvolge fiamme premiscelate. A differenza del “flashover” che avviene sempre nella camera in cui si è scatenato l’incendio, l’esplosione avviene in camere adiacenti.