manual de protecao passiva

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(Parte 5 de 9)

Figura 2.1 – Curva temperatura-tempo de um incêndio real. Fonte: CBMDF.

Fase inicial Na primeira fase, o oxigênio contido no ar não está significativamente reduzido e o fogo está produzindo vapor d’água, dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) e outros gases. Grande parte do calor está sendo consumido no aquecimento dos combustíveis e a temperatura ambiente, nesse estágio, ainda está pouco acima da normal. O calor está sendo gerado e evoluirá com o aumento do fogo. A primeira fase caracteriza-se por grandes variações de temperatura de ponto a ponto no ambiente, ocasionadas pela inflamação sucessiva dos objetos existentes no recinto, de acordo com a alimentação de ar.

Normalmente os materiais combustíveis e uma variedade de fontes de calor coexistem no interior de uma edificação. A manipulação acidental desses elementos é, potencialmente, capaz de criar uma situação de perigo.

Os focos de incêndio, desse modo, originam-se em locais onde fontes de calor e materiais combustíveis são encontrados juntos, de tal forma que, ocorrendo a decomposição do material pelo calor, são desprendidos gases que podem se inflamar. 32

Capítulo 2 - Fundamentos da Segurança contra Incêndio e Pânico

Considerando-se que diferentes materiais combustíveis necessitam receber diferentes níveis de energia térmica para que ocorra a ignição é necessário que as perdas de calor sejam menores que a soma de calor proveniente da fonte externa e do calor gerado no processo de combustão. Nesse sentido, se a fonte de calor for pequena, ou a massa do material a ser ignificado for grande, ou, ainda, a sua temperatura de ignição for muito alta, somente irão ocorrer danos locais, sem a evolução do incêndio.

Na fase inicial, o fogo está restrito ao objeto inicialmente em queima e às suas proximidades.

Fase crescente Se a ignição definitiva for alcançada, o material continuará a queimar desenvolvendo calor e produtos de decomposição, passando-se à fase de aquecimento. A temperatura subirá exponencialmente de 50ºC até cerca de 800ºC, acarretando o acúmulo de fumaça e outros gases e vapores no teto.

Há, nesse caso, a possibilidade de o material envolvido no foco do incêndio queimar totalmente sem proporcionar o envolvimento do resto dos materiais contidos no ambiente ou dos materiais constituintes dos elementos da edificação. De outro modo, se houver caminhos para a propagação do fogo, por meio de convecção ou radiação, em direção aos materiais presentes nas proximidades, ocorrerá simultaneamente a elevação da temperatura do recinto e o desenvolvimento de fumaça e gases inflamáveis.

Os gases aquecidos que se formam no foco inicial determinarão a transmissão de calor, que poderá ocorrer por condução, radiação ou convecção, conforme veremos à frente. A transmissão de calor implica no aquecimento gradual de todo o ambiente.

A maior quantidade de calor transferida ao ambiente é por convecção, cerca de 90%, sendo os 10% restantes transmitidos por radiação e condução. Por essa razão, se for assegurada uma saída eficiente dos gases que se formam no incêndio, ele será mais facilmente extinto.

Figura 2.2 – Fase anterior ao flashover - grande desenvolvimento de fumaça e gases, acumulando-se no nível do teto. Fonte: IT-02 – CBPMSP.

Manual de Segurança contra Incêndio e Pânico - Proteção Passiva

Durante a fase crescente, o ar rico em oxigênio é arrastado para dentro do ambiente pelo efeito da convecção, isto é, o ar quente sobe e sai do ambiente, forçando a entrada de ar fresco pelas aberturas nos pontos mais baixos do ambiente.

Os gases aquecidos espalham-se preenchendo o ambiente e, de cima para baixo, forçam o ar frio a permanecer junto ao solo; eventualmente causam a ignição dos combustíveis em níveis mais altos do ambiente. Esse ar aquecido é uma das razões pelas quais o bombeiro deve se manter abaixado e usar o equipamento de proteção respiratória. A inspiração desse ar superaquecido pode queimar os pulmões. A temperatura pode chegar a 800ºC no nível do teto.

Pela radiação emitida por forros, paredes e pela própria massa de gases aquecidos, os materiais combustíveis que ainda não queimaram, são pré-aquecidos próximo à sua temperatura de ignição. Os materiais que estão próximos às chamas são pré-aquecidos, as chamas são bem visíveis no local.

Com a evolução do incêndio e a oxigenação do ambiente, através de aberturas no recinto, o incêndio ganhará ímpeto, os materiais passarão a ser aquecidos por convecção e radiação, até determinados materiais combustíveis atingirem seu ponto de ignição simultaneamente, ocasião em que haverá uma queima instantânea e generalizada desses produtos, ficando toda a área envolvida em chamas. Esse fenômeno é denominado de generalização do incêndio (ou flashover). Na generalização do incêndio observa-se o envolvimento total do ambiente pelo fogo e a emissão de gases inflamáveis através de portas e janelas, que se queimam no exterior do edifício (as línguas de fogo). Nesse momento, torna-se impossível a sobrevivência no interior do ambiente.

O tempo gasto para o incêndio alcançar o ponto de generalização do incêndio3 é relativamente curto e depende dos revestimentos e acabamentos utilizados no ambiente de origem, das circunstâncias em que o fogo começa a se desenvolver e da geometria do ambiente.

Fase totalmente desenvolvida A transição entre a fase crescente e esta pode ocorrer quando o suprimento de combustível ou oxigênio começa a ser limitado. A partir daí, o incêndio irá se propagar para outros compartimentos da edificação seja por convecção de gases quentes no interior do edifício ou pelo exterior, na medida em que as chamas que saem pelas aberturas (portas e janelas) podem transferir o fogo para o pavimento superior, quando esse existir, principalmente através das janelas superiores.

A fumaça, que já na fase anterior pode ter se espalhado no interior da edificação, se intensifica e se movimenta perigosamente no sentido ascendente, estabelecendo, em instantes, condições críticas para a sobrevivência na edificação.

Caso a proximidade entre as fachadas da edificação incendiada e as adjacentes possibilite a incidência de intensidades críticas de radiação, o incêndio poderá se propagar por radiação para outras habitações, configurando uma conflagração.

A influência da ventilação é demonstrada pelo seguinte exemplo: a duração do fogo é limitada pela quantidade de ar e do material combustível no local, o volume de ar existente numa sala

É importante salientar que o incêndio pode continuar a se desenvolver mesmo sem a ocorrência do flashover (generalização do incêndio).

Capítulo 2 - Fundamentos da Segurança contra Incêndio e Pânico de 30m2 irá queimar 7,5kg de madeira, portanto, o ar necessário para a alimentação do fogo dependerá das aberturas existentes na sala.

Ocorre uma constante troca entre o ambiente interno e externo, com a saída dos gases quentes e da fumaça e a entrada de ar.

Em um incêndio, acontecem dois casos típicos que estão relacionados com a ventilação e com a quantidade de combustível em chama.

No primeiro caso, a vazão de ar que adentra ao interior da edificação incendiada é superior à necessidade da combustão dos materiais, temos um fogo aberto, aproximando-se a uma queima de combustível ao ar livre, cuja característica será de uma combustão rápida.

No segundo caso, a entrada de ar é controlada ou deficiente em decorrência de pequenas aberturas externas, temos um incêndio com duração mais demorada, cuja queima é controlada pela quantidade de combustível, ou seja, pela carga de incêndio, na qual a estrutura da edificação estará sujeita a temperaturas elevadas por um tempo maior de exposição, até que ocorra a queima total do conteúdo do edifício. Esse é o caso que ocorre geralmente nos incêndios em edificações, objeto de nosso estudo.

Em resumo, a taxa de combustão de um incêndio pode ser determinada pela velocidade do suprimento de ar, estando implicitamente relacionada com a quantidade de combustível e sua disposição, da área do ambiente em chamas e das dimensões das aberturas. Desse conceito decorre a importância da forma e quantidade de aberturas em uma fachada.

A proximidade ainda maior entre habitações pode estabelecer uma situação ainda mais crítica para a ocorrência da conflagração na medida em que o incêndio se alastre muito rapidamente por contato direto de chama entre fachadas.

No caso de estabelecimentos agrupados em bloco, a propagação do incêndio, entre unidades, poderá se dar por condução de calor via paredes e forros, por destruição dessas barreiras ou, ainda, por meio da convecção de gases quentes que venham a penetrar por aberturas existentes.

Fase final A fase final tem início quando o incêndio já consumiu a maior parte do oxigênio e do combustível presente no ambiente, ocorrendo uma diminuição linear da temperatura, ou seja, o ambiente é resfriado lentamente.

Como nas fases anteriores, o fogo continuará a consumir oxigênio até atingir um ponto no qual o comburente é insuficiente para sustentar a combustão. Nessa fase (de resfriamento), as chamas podem deixar de existir se não houver ar suficiente para mantê-las (abaixo de 15% de oxigênio). O fogo é normalmente reduzido a brasas, o local torna-se completamente ocupado por fumaça densa e os gases se expandem. Devido à pressão interna ser maior do que a externa ao ambiente, os gases saem por todas as fendas. Esse calor intenso reduz os combustíveis a seus componentes básicos, liberando vapores combustíveis.

Nessa fase, a combustão é incompleta porque não há oxigênio suficiente para sustentar o fogo, contudo o calor da queima livre (fase de aquecimento) permanece e as partículas de carbono

Manual de Segurança contra Incêndio e Pânico - Proteção Passiva não queimadas bem como outros gases inflamáveis estão prontos para incendiar-se rapidamente assim que o oxigênio for suficiente.

A ventilação adequada permite que a fumaça e os gases combustíveis superaquecidos sejam retirados do ambiente. Ventilação inadequada suprirá abundante e perigosamente o local com o elemento que faltava (oxigênio), provocando uma explosão. A explosão que se segue à entrada de comburente no ambiente chamamos de backdraft ou explosão de fumaça. As condições a seguir podem indicar um backdraft:

• fumaça sob pressão, em ambiente fechado;

• fumaça escura, tornando-se densa e saindo do ambiente em forma de lufadas;

• calor excessivo (nota-se pela temperatura da porta);

• pequenas chamas ou inexistência dessas;

• resíduos da fumaça impregnando o vidro das janelas;

• movimento de ar para o interior do ambiente quando alguma abertura é feita (em alguns casos, ouve-se o ar “assoviando” ao passar pelas frestas).

Com o consumo do combustível existente no local ou decorrente da falta de oxigênio, o fogo pode diminuir de intensidade e, conseqüentemente, extinguir-se.

Tabela 2.4 - Fases do Incêndio.

Fase Inicial Fase Crescente Fase Totalmente Desenvolvida Fase Final

• chamas restritas ao foco inicial;

• combustível “ilimitado”;

• oxigênio em abundância;

• temperatura ambiente;

• duração variável.

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