L’articolo analizza l’applicazione della Fire Safety Engineering ai magazzini automatizzati verticali, strutture caratterizzate da elementi metallici snelli e carichi di incendio elevati. Attraverso la modellazione fluidodinamica dell’incendio e l’analisi termo-strutturale, viene illustrato come la sicurezza non possa essere affidata a classi di resistenza tabellari ma debba essere dimostrata come prestazione globale. Vengono approfonditi i criteri di verifica del collasso implosivo e l’alternativa rappresentata dagli impianti sprinkler a disponibilità superiore. Il contributo offre indicazioni operative per progettisti e professionisti antincendio chiamati a governare stabilità, sicurezza e interazione con il contesto edilizio.

Perché i magazzini automatizzati verticali richiedono un approccio prestazionale

I magazzini automatizzati verticali MAV rappresentano una delle tipologie strutturali più complesse dal punto di vista della sicurezza antincendio. La combinazione di strutture portanti interamente metalliche, elevata snellezza degli elementi e carichi di incendio concentrati impone l’abbandono di un approccio prescrittivo tradizionale a favore di una progettazione prestazionale basata sulla fire safety engineering.

Dalla resistenza al fuoco prescrittiva alla prestazione globale

In queste strutture, la resistenza al fuoco non può essere interpretata come una classe tabellare da assegnare agli elementi, ma come una prestazione globale da dimostrare in relazione agli obiettivi di sicurezza, primo fra tutti la salvaguardia dell’esodo e la prevenzione di effetti dannosi verso edifici o aree esterne. La normativa antincendio consente esplicitamente di progettare i magazzini automatizzati senza protezione passiva, a condizione che la stabilità strutturale in caso d’incendio sia dimostrata mediante analisi ingegneristica.

Modellazione dell’incendio nei MAV: analisi fluidodinamica e scenari realistici

La progettazione antincendio dei magazzini automatizzati verticali MAV richiede l’analisi quantitativa dello scenario di incendio. L’approccio seguito si basa sulla modellazione fluidodinamica dell’incendio, che consente di determinare l’evoluzione temporale delle temperature e la loro distribuzione spaziale all’interno del volume del magazzino.

Il ruolo della CFD nella valutazione delle azioni termiche

Il modello fluidodinamico ricostruisce in modo semplificato ma rappresentativo la geometria del sistema, includendo la scaffalatura metallica, le aperture di ventilazione e le condizioni di confinamento. La simulazione permette di superare l’ipotesi di incendio standard e di valutare scenari realistici, coerenti con le caratteristiche del materiale stoccato e con la configurazione dell’edificio.

Le evidenze della modellazione fluidodinamica mostrano come l’azione termica sulle strutture sia fortemente dipendente dalla ventilazione e dalla disponibilità di ossigeno, aspetti che incidono in modo diretto sulla robustezza strutturale complessiva.

Collasso strutturale in incendio e requisiti di sicurezza

Un aspetto centrale nella progettazione antincendio dei magazzini automatizzati verticali MAV è la verifica del collasso strutturale. La normativa richiede che, in caso di collasso, non venga arrecato danno ad altri fabbricati o oltre il confine di proprietà. Questo requisito non può essere soddisfatto attraverso una semplice verifica locale, ma richiede lo studio della modalità di collasso globale.

Collasso implosivo come strategia progettuale controllata

Il collasso implosivo rappresenta la condizione nella quale la struttura, anche in caso di crisi, evolve verso un meccanismo di collasso controllato e diretto verso l’interno, evitando proiezioni o ribaltamenti pericolosi. Nei casi in cui la distanza tra il magazzino e altri edifici risulti inferiore all’altezza della struttura, la verifica del collasso implosivo diventa un passaggio imprescindibile della progettazione.

La modellazione termo-strutturale consente di analizzare il comportamento della sottostruttura metallica in incendio, valutando l’evoluzione delle deformazioni e la direzione del collasso in funzione della perdita progressiva di capacità portante degli elementi.

Impianti sprinkler come alternativa alla verifica del collasso

Un’alternativa progettuale alla verifica del collasso implosivo è rappresentata dall’installazione di un impianto sprinkler a disponibilità superiore. In questo caso, la strategia di sicurezza non si basa sull’accettazione del collasso controllato, ma sulla sua esclusione.

L’impianto di spegnimento automatico viene progettato affinché l’intervento precoce interrompa lo sviluppo dell’incendio, limitando le temperature raggiunte dagli elementi strutturali e mantenendo la capacità portante dell’intero sistema. L’analisi fluidodinamica consente di dimostrare che, in presenza dell’impianto, le condizioni termiche non sono tali da innescare meccanismi di instabilità globale.

In entrambi i casi, collasso implosivo o impianto sprinkler a disponibilità superiore, l’approccio resta prestazionale e basato su evidenze quantitative.

Comportamento dell’acciaio in incendio nei magazzini automatizzati verticali

Il comportamento dell’acciaio alle alte temperature rappresenta uno degli aspetti più critici nella valutazione della sicurezza dei magazzini automatizzati verticali. Il degrado delle proprietà meccaniche è direttamente correlato alla temperatura e interessa sia la resistenza allo snervamento sia il modulo elastico, come descritto dagli Eurocodici parte fuoco.

Con l’aumento della temperatura, il punto di snervamento perde la sua netta identificabilità, rendendo necessario l’utilizzo di una resistenza convenzionale, definita in corrispondenza di una deformazione residua dell’1%. Questo approccio consente di mantenere una base coerente per la valutazione della capacità portante anche in condizioni di incendio avanzato.

Il decadimento del modulo elastico assume un ruolo determinante nel comportamento globale della struttura, poiché incide sull’instabilità e sulle deformazioni. A temperature elevate, le deformazioni plastiche diventano predominanti, influenzando in modo diretto la modalità di collasso.

Profili snelli e instabilità locale alle alte temperature

Le strutture portanti dei magazzini automatizzati verticali sono generalmente realizzate con profili metallici di classe 4. Questi profili, caratterizzati da sezioni snelle, risultano particolarmente sensibili ai fenomeni di instabilità locale, che possono manifestarsi prima del raggiungimento della tensione di snervamento del materiale.

In condizioni di incendio, la combinazione tra riduzione delle proprietà meccaniche e instabilità locale rende imprescindibile un’analisi ingegneristica avanzata. La resistenza effettiva della sezione deve essere valutata in termini di area efficace, considerando le parti che rimangono realmente in grado di contribuire alla capacità portante.

Questo aspetto conferma come l’approccio prescrittivo risulti inadeguato per strutture di questo tipo e come la fire safety engineering rappresenti l’unico strumento idoneo per governarne il comportamento in incendio.

Considerazioni finali sulla progettazione antincendio dei MAV

La progettazione antincendio dei magazzini automatizzati verticali richiede un cambio di paradigma: dalla verifica prescrittiva degli elementi alla valutazione prestazionale del comportamento strutturale globale. La fire safety engineering consente di integrare modellazione dell’incendio, analisi termo-strutturale e valutazione del collasso, fornendo una misura reale del rischio in incendio.

Attraverso lo studio del collasso implosivo o l’impiego di impianti sprinkler a disponibilità superiore, è possibile dimostrare il raggiungimento degli obiettivi di sicurezza senza ricorrere a soluzioni generalizzate di protezione passiva. In questo contesto, la robustezza strutturale diventa una prestazione verificabile, e non un requisito astratto, confermando il ruolo centrale dell’ingegneria della sicurezza antincendio nella progettazione dei magazzini automatizzati verticali.

IN SINTESI
▶La FSE è indispensabile nei MAV
▶La stabilità va valutata globalmente
▶Il collasso può essere un requisito
▶Lo sprinkler può sostituire il collasso
▶L’acciaio snello è il punto critico

Si ringrazia SAFETY - FIRE pe la gentile collaborazione

FAQ tecniche FSE nei magazzini automatizzati verticali

Che cos’è un magazzino automatizzato verticale (MAV)?
È un sistema di stoccaggio ad alta densità sviluppato in verticale, costituito da strutture metalliche snelle che integrano movimentazione automatica delle merci. Dal punto di vista antincendio rappresenta una tipologia complessa per carichi di incendio concentrati e geometria fortemente sviluppata in altezza.

A cosa serve la Fire Safety Engineering nei MAV?
La FSE consente di superare l’approccio prescrittivo e di valutare in modo prestazionale il comportamento della struttura in incendio. Attraverso modelli ingegneristici si dimostra il raggiungimento degli obiettivi di sicurezza, in particolare la stabilità e la protezione delle aree esterne.

Quali prestazioni devono essere verificate in caso di incendio?
Non si verifica una singola classe di resistenza al fuoco, ma la prestazione globale del sistema. L’attenzione è rivolta alla stabilità strutturale, all’esodo e alla limitazione degli effetti del collasso verso edifici o confini di proprietà.

Quali vantaggi offre l’approccio prestazionale rispetto a quello prescrittivo?
Permette di considerare scenari di incendio realistici, influenzati da ventilazione e ossigeno disponibile. Consente inoltre di evitare protezioni passive generalizzate, dimostrando la sicurezza attraverso analisi quantitative e coerenti con la reale configurazione del magazzino.

Come si integra la modellazione fluidodinamica nella progettazione?
La modellazione fluidodinamica consente di stimare l’evoluzione delle temperature e la loro distribuzione nello spazio. I risultati alimentano le analisi termo-strutturali, fondamentali per valutare deformazioni, instabilità e meccanismi di collasso.

Che ruolo hanno collasso implosivo e impianti sprinkler?
Il collasso implosivo è una strategia progettuale che mira a indirizzare il collasso verso l’interno, evitando danni esterni. In alternativa, un impianto sprinkler a disponibilità superiore può escludere il collasso, limitando lo sviluppo dell’incendio e le temperature strutturali.

Quali errori evitare nella progettazione antincendio dei MAV?
Affidarsi a verifiche tabellari o a protezioni passive standard senza analisi ingegneristica. Nei MAV, la snellezza dei profili in acciaio e i fenomeni di instabilità locale rendono indispensabile una valutazione avanzata basata su FSE.