UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI
ALEXANDRE DOS SANTOS SILVA
ENGENHARIA DE PREVENÇÃO E COMBATE A
INCÊNDIOS:
COMBATE A INCÊNDIO POR SPRINKLERS
AUTOMÁTICOS EM BANDEJA DE CABOS
SÃO PAULO
2008
ii
ALEXANDRE DOS SANTOS SILVA
ENGENHARIA DE PREVENÇÃO E COMBATE A
INCÊNDIOS:
COMBATE A INCÊNDIO POR SPRINKLERS
AUTOMÁTICOS EM BANDEJA DE CABOS
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como exigência parcial
para a obtenção do título de Graduação
do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi
Orientador: Profª MSc Elieni Guimarães Barbosa Strufaldi
SÃO PAULO
2008
iii
ALEXANDRE DOS SANTOS SILVA
ENGENHARIA DE PREVENÇÃO E COMBATE A
INCÊNDIOS:
COMBATE A INCÊNDIO POR SPRINKLERS
AUTOMÁTICOS EM BANDEJA DE CABOS
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como exigência parcial
para a obtenção do título de Graduação
do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi
Trabalho____________ em: ____ de_______________de 2008.
______________________________________________
Nome do Orientador(a)
______________________________________________
Nome do professor(a) da banca
Comentários:_________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
iv
AGRADECIMENTOS
À Professora Elieni Guimarães Barbosa Strufaldi, que sempre esteve a disposição
para me orientar, sendo paciente e conseguindo reverter as situações complicadas
que foram aparecendo.
Aos Engenheiros Carlos Alberto Colige e Eduardo Nascimento de Freitas, que
mesmo com tempo escasso sempre demonstraram boa vontade, passando dados
preciosos de suas experiências profissionais.
À todos aqueles que de alguma forma contribuiram para a realização desta pesquisa
dando a real importância aos assuntos discutidos.
À minha família que sempre esteve ao meu lado dando força e motivação para a
finalização desta pesquisa.
v
RESUMO
Este trabalho acadêmico apresenta os sistemas de combate a incêndio mais
utilizados no mercado, suas funções e finalidades para cada tipo de extinção de
incêndio em função do material ao qual acontece a combustão. Em áreas
residenciais, a instalação de tais sistemas são opcionais, porém em prédios
residenciais e comerciais, os sistemas de combate a incêndio são exigidos por
decreto e conforme norma do corpo de bombeiros. Em complexos industriais, o rigor
é maior, pois tratam-se de áreas onde a quantidade de materiais combustível e
pessoas é considerável. Todas as áreas do empreendimento são classificadas pelo
risco de incêndio que os materiais, equipamentos e processos lá existentes podem
propagar. Os prédios onde são controladas as distribuições de energia elétrica, são
uma prioridade ímpar, pois além de serem responsáveis pela alimentação de todos
os equipamentos da indústria, são locais de alto risco de morte, tendo como área de
maior risco de incêndio a sala de cabos, que localiza-se entre os transformadores
(térreo) e a sala de painéis (segundo pavimento). Os sistema de combate a incêndio
nesta área, a princípio eram feitos por gases asfixiantes (CO2) e pela história
diversas perdas humanas, percebeu-se que a existência do gás cria ambientes
inseguros à presença do ser humano. Frente a estes sinistros, especialistas na área
de combate a incêndio aprimoraram o conceito de extinção de incêndio e através de
teste empíricos bem sucedidos, resolveram utilizar um sistema de combate por água
(sistema de sprinklers automáticos), com o objetivo maior de resguardar a
integridade física das pessoas que ali executam suas funções e também manter a
continuidade de produção no complexo industrial.
Palavras Chave: Sistema de combate a incêndio, resguardo da integridade física
humana.
vi
ABSTRACT
This academic research presents the most used fire fighting systems in the market
and its functions and purposes for each type of fire extinguishing depending on the
material that combustion could occurs. In residential areas, the installation of such
systems is optional, but in residential and commercial buildings, the fire fighting
systems are required by decree and ruled by the fire protection association. In an
industrial complex, the accuracy is several, because these are the areas where the
quantity of combustible materials and people is considerable. All areas of business
are classified by the fire risk that materials, equipment and processes existing there
might spread. The buildings which controls the distribution of electric energy, are an
odd priority, as well as being responsible for the supply of all equipment industry, are
places of high risk of death, with the area of greatest risk of fire from the cables room,
which is located between transformers (ground floor) and panels room (second floor).
The fire fighting system in this area, was principle made by suffocating gases (CO2)
and the various story of human loss, realized that the existence of gas creates unsafe
environments to the presence of human beings. Forward these claims, experts in fire
fighting improved the concept of fire extinguishing through successfully empirical
tests, resolved using a combat system by water (system of automatic sprinklers), with
the aim of protecting the physical integrity of the people who perform their duties and
also maintain the continuity of production at the industrial complex.
Keywords: Fire fighting system, protect the physical integrity human.
vii
LISTA DE FIGURAS
Figura 5.1 – Tetraedro do fogo.....................................................................................6
Figura 5.2 – Esquema básico de Sprinklers Automáticos..........................................15
Figura 5.3 - Sistema tipo anel fechado..................................................................... 15
Figura 5.4 - Sistema tipo grelha.................................................................................16
Figura 5.5 - Curvas de densidade/área......................................................................17
Figura 5.6 – Tipos de Sprinklers................................................................................21
Figura 5.7 – Válvula de Governo e Alarme................................................................24
Figura 5.8 – Bomba do sistema de combate a Incêndio............................................27
Figura 5.9 – Conjunto de peças de Hidrante..............................................................28
Figura 5.10 – Abrigo de mangueiras..........................................................................28
Figura 5.11 – Esguicho..............................................................................................29
Figura 5.12 – Mangueria Tipo 1.................................................................................31
Figura 5.13 – Chave de Mangueira............................................................................31
Figura 5.14 – Tanque de LGE (Liquido Gerador de Espuma)....................................32
Figura 5.15 – Esquema: Água+LGE=Espuma...........................................................33
Figura 5.16 – Elimanação do fogo por espuma.........................................................34
Figura 5.17 – Proteção em ambiente de prateleiras..................................................37
Figura 6.1 – Fábrica Votorantim Celulose e Papel ( VCP )........................................45
Figura 6.2 – Edifício da Sala Elétrica do Pátio de Madeira........................................46
Figura 6.3 – Bandejas de cabos.................................................................................47
Figura 6.4 – Sprinkler instalado sobre bandejas de cabos........................................47
Figura 6.5 – Detector de Fumaça..............................................................................48
Figura 6.6 – Detector de Fumaça instalado em Salas de Cabos..............................48
Figura 6.7 – Painel de Alarme de incêndio................................................................49
Figura 6.8 – Válvula de Governo do sistema de sprinkles automáticos.....................49
Figura 6.9 –Planta do Sistema de sprinklers automáticos abaixo da laje..................50
Figura 6.10 – Planta do Sistema de sprinklers automático entre bandeja de
cabos..........................................................................................................................51
Figura 6.11 – Corte Logitudinal do Sistema de sprinklers automático entre bandeja
de cabos.....................................................................................................................52
viii
Figura 6.12 – Corte Transversal do Sistema de sprinklers automático entre bandeja
de cabos.....................................................................................................................53
Figura 6.13 – Detalhe de instalação de sprinklers automático entre bandeja de
cabos..........................................................................................................................54
Figura 6.14 – Detalhe de instalação de sprinklers automático entre bandeja de
cabos..........................................................................................................................54
Figura 6.15 – Detector de Fumaça.............................................................................55
Figura 6.16 – Detector de Fumaça.............................................................................56
Figura 6.17 – Transformador......................................................................................56
Figura 6.18 – Sprinkler automático ............................................................................57
Figura 6.19 – Sprinkler automático instalada abaixo da laje......................................57
ix
LISTA DE TABELAS
Tabela 5.1 – Exemplos de classificação de ocupações ............................................13
Continuação TABELA 5.1 - Exemplos de classificação de ocupações......................14
Tabela 5.2 - Demanda de hidrantes e duração do abastecimento de água para
sistemas projetados por cálculo hidráulico.................................................................17
Tabela 5.3 - Sprinklers com ampola .........................................................................22
Tabela 5.4 - Sprinklers com solda eutética................................................................22
Tabela 5.5 – Limites de temperatura, classificação e código de cores dos chuveiros
automáticos................................................................................................................23
Tabela 5.6 - Classificação de temperatura de chuveiros em locais específicos
....................................................................................................................................23
Tabela 5.7 – Limitação de áreas................................................................................25
Tabela 5.8 – Classificação dos Riscos quanto ao tempo de funcionamento dos
sprinklers....................................................................................................................26
Tabela 5.9 – Quanto à classe de incêndio ................................................................29
Tabela 5.10 – Classes de incêndio para escolha do mangotinho..............................29
x
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT
Associação Brasileira de Normas Técnicas
ONG’s
Organizações Não-Governamentais
PQS
Pó Químico Seco
CO2
Gás Carbônico
NFPA
National Fire Protection Association
NPSH
Net Positive Suction Head
AFFF
Aqueous Film- Forming Foam
ARC
Alcohol Resistant Concentrate
FM
Factory Mutual Global
VCP
Votorantim Celulose e Papel
LGE
Líquido Gerador de Espuma
xi
LISTA DE SÍMBOLOS
CO2
Gás Carbônico
kgf
quilograma-força
cm
centímetros
m
metros
mm
milímetros
min
minutos
seg
segundos
cm²
Centímetros quadrados
kPa
quilopascal
ºC
Graus celsius
xii
SUMÁRIO
p.
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 1 2. OBJETIVOS ......................................................................................................... 2 4.1 Objetivo Geral ............................................................................................................. 2 4.2 Objetivo Específico ................................................................................................... 2 3. MÉTODO DE TRABALHO .................................................................................. 3 4. JUSTIFICATIVA .................................................................................................. 4 5. SISTEMAS DE PREVENÇÃO E COMBATE A INCÊNDIOS .............................. 5 5.1 DEFINIÇÕES DE PRINCÍPIO DE INCÊNDIOS ..................................................... 5 5.2 Classificação de Incêndio ....................................................................................... 7 5.2.1 Métodos de Extinção do Fogo ............................................................................... 9 5.2.2 Tipos de eliminação de incêndio ........................................................................... 9 5.2.3 Extintores de Incêndio Portáteis ............................................................................ 9 5.3 Classificação dos riscos das ocupações ......................................................... 11 5.3.1 Ocupações de risco leve ...................................................................................... 11 5.3.2 Ocupações de risco ordinário .............................................................................. 11 5.3.3 Ocupações de risco extraordinário ..................................................................... 12 5.3.4 Ocupações de risco pesado................................................................................. 12 5.4 Sistemas fixos de Combate a Incêndio ............................................................. 14 5.4.1 O Sistema de Sprinkles Automáticos ................................................................. 14 5.4.2 Tipos de Sistemas de Chuveiros Automáticos ................................................. 15 5.4.3 Componentes de um Sistema de Sprinklers ..................................................... 18 5.4.4 Características técnicas dos Sprinklers ( Chuveiros Automáticos ) .............. 21 5.4.5 Sistema de alimentação dos Sistema de Sprinklers ........................................ 23 5.4.6 Sistema de Abastecimento dos Sprinklers ........................................................ 25 xiii
5.4.7 Bomba de Incêndio ................................................................................................ 26 5.4.8 Sistema de Hidrantes ............................................................................................ 27 5.4.9 Alarmes de Incêndio .............................................................................................. 32 5.5 Sistema de Combate a Incêndio por espuma .................................................. 32 5.5.1 Espuma Aquosa Formadora de Filme (AFFF - Aqueous Film- Forming
Foam) 34 5.5.2 Concentrados Resistentes ao Álcool (ARC - Alcohol-Resistant
Concentrates) ..................................................................................................................... 35 5.5.3 Concentrados de Espuma de Proteína .............................................................. 35 5.5.4 Concentrados de Espuma Flúor Proteinados ................................................... 35 5.5.5 Concentrados de Espuma de Alta Expansão ................................................... 36 5.5.6 Operação Típica de um Sistema de extinção de Incêndios com Sprinklers
Tipo Espuma+Água ........................................................................................................... 36 5.5.7 Componentes de um Sistema de Espuma ........................................................ 37 5.6 Dióxido de Carbono (CO2) ..................................................................................... 40 6. COMBATE A INCÊNDIO POR SPRINKLERS AUTOMÁTICOS EM BANDEJA
DE CABOS ............................................................................................................... 43 6.1 Sistemas de sprinklers automáticos em sala de cabos ................................ 43 6.1.1 Análise de projeto .................................................................................................. 45 6.1.2 O funcionamento do sistema ............................................................................... 55 Detectores Ópticos de Fumaça (DF) .............................................................................. 55 6.1.3 Análise do problema .............................................................................................. 58 7. ANÁLISE DOS RESULTADOS ......................................................................... 59 8. CONCLUSÕES .................................................................................................. 60 9. RECOMENDAÇÕES.......................................................................................... 61 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 62 ANEXO A – TIPOS DE SUPORTES PARA TUBULAÇÃO DE SPRINKLERS ........ 64 xiv
ANEXO B – TIPOS DE SUPORTES PARA TUBULAÇÃO DE SPRINKLERS
(CONT.) ..................................................................................................................... 65 ANEXO C – DETERMINAÇÃO DE ÁREA DE COBERTURA POR SPRINKLERS . 66 ANEXO D – ÁREA DE COBERTURA POR SPRINKLERS QUANTO A SUA
CLASSIFICAÇÃO DE RISCO................................................................................... 67 ANEXO E – ÁREA DE COBERTURA POR SPRINKLERS QUANTO A SUA
CLASSIFICAÇÃO DE RISCO (CONT.) .................................................................... 68 1. INTRODUÇÃO
A implantação de complexos industriais ou áreas comerciais requer a contratação de
empresas projetistas e construtoras que, a partir das necessidades operacionais e
ocupacionais da fábrica, desenvolvem projetos básicos para posterior detalhamento.
Em se tratando de uma fábrica de papel e celulose, as construções civis em cada
setor da fábrica têm suas singularidades e os riscos de incêndio são classificados
conforme a ocupação e os equipamentos instalados. Nos prédios onde são
instalados transformadores de energia, as construções civis merecem atenção
redobrada, por ser uma local de alto risco de morte. Estes prédios geralmente são
construídos com três pavimentos onde no térreo são instalados os transformadores,
no primeiro pavimento são instaladas as bandejas onde passam cabos energizados
que seguem para o segundo pavimentos onde são instalados os painéis que filtram
e distribuem a energia transformada e no terceiro pavimento está localizada a sala
de controle onde são monitorados os fluxos de energia. As salas de cabos onde
passam enormes quantidades de quilowatts-hora é a área de maior preocupação em
termos de risco de incêndio.
Visando a rápida e eficaz extinção de incêndio nestas áreas de alto risco, as
empresas especializadas em combate a incêndio, após análises e estudos
científicos, chegaram à conclusão que é melhor instalar sprinklers automáticos em
salas (porões) de cabos, onde a princípio eram instalados sistemas de detecção e
alarme e extinção por gás carbônico CO2.
Os aspectos abordados neste trabalho visam apresentar aos avaliadores e aos
eventuais pesquisadores que venham a consultar seu conteúdo, soluções e
orientações sobre os objetivos abordados.
2
2. OBJETIVOS
Esta dissertação pretende mostrar dentro do contexto de um projeto de qualidade,
os sistemas na área da Engenharia de Combate a Incêndio, apresentando a
aplicação de sistemas de sprinklers automáticos em edificações industriais e
analisando suas aplicações em salas de cabos para atender uma eficácia melhor na
extinção de incêndios.
4.1 Objetivo Geral
Este trabalho mostra recursos para preservar a integridade humana através do
combate a incêndios, medidas necessárias devido ao acelerado crescimento de
edificações industriais no Brasil. Em se tratando de complexos industriais, onde
existem áreas de alto risco de incêndio a preocupação tem como foco o resguardo
da integridade física e a dissipação imediata do incêndio.
4.2 Objetivo Específico
Esta pesquisa mostrará os tipos de avaliação de riscos de incêndio em área
industriais, classificações quanto ao tipo de material de combustão em áreas de
armazenamento de grande, médio e pequeno porte, especificando os equipamentos
que mais se aplicam a cada tipo de risco de incêndio, evidenciando uma análise
sobre a proteção de sprinklers automáticos em salas (porões) de cabos onde os
riscos de incêndio são altos.
3
3. MÉTODO DE TRABALHO
A pesquisa deste trabalho terá início com levantamento de bibliografias, teses,
consulta a internet e normas nacionais e internacionais com foco literário embasado
em Sistemas de Combate a Incêndio. Iniciando a montagem do projeto de pesquisa,
será selecionado o conteúdo pertinente ao tema. A coleta destes dados seguirá com
a elaboração e tratamento da literatura, classificando os tipos de combate a incêndio
e os equipamentos que se aplicam a cada tipo de incêndio. A revisão bibliográfica
dará base para ao estudo de caso. O tempo previsto está tabulado e ilustrado na
planilha e terá suas devidas revisões cronológicas ao longo do trabalho.
ATIVIDADES
/
PERÍODOS
1 Levantamento de literatura
2 Montagem do Projeto
3 Coleta de dados
4 Tratamento dos dados
5 Elaboração do Relatório Final
6 Revisão do texto
7 Estudo de Caso
8 Entrega do trabalho
1
2
3
4
5
X
X
X
X
X
6
7
X
X
X
X
8
9
10
X
X
X
X
X
X
4
4. JUSTIFICATIVA
Nos dias atuais, incêndios em residências e propriedades comerciais mostram o
descaso da sociedade com tal sinistro e que, em muitas vezes, tem-se como
conseqüência enormes catástrofes com perdas patrimoniais e humanas. Frente a
estes acontecimentos proporcionados pelo descuido, desatenção, falta de
informação ou o simples fato de se ignorar as normas básicas de seguranças,
existem órgãos competentes que foram criados para analisar e classificar riscos de
incêndio em relação aos materiais combustíveis que ocupam determinada área. Os
esforços das autoridades competentes como o Corpo de Bombeiros, Defesa Civil,
Polícia e ONG’s (Organizações Não-Governamentais) para conscientização e
treinamento da população para evitar tais sinistros são o foco destes órgãos. Com o
intuito de adquirir e melhorar o conhecimento, no que diz respeito à Prevenção e
Combate a Incêndio, é que este trabalho vai a campo para pesquisar normas e
literaturas referentes ao assunto em questão, tendo como estudo de caso o combate
a incêndio em unidades hidráulicas e bandejas de cabos por sprinklers com espuma.
Espero por intermédio deste estudo, agregar valores aos que forem buscar
conhecimentos neste assunto de tamanha importância, e assim possam ter a
capacidade de evitar na medida do possível a proliferação de incêndios. Nas
páginas seguintes veremos os principais tópicos para prevenção e combate a
incêndio.
5
5. SISTEMAS DE PREVENÇÃO E COMBATE A INCÊNDIOS
De acordo com Reis (1985), com o aumento da densidade populacional, houve a
necessidade da sociedade conviver em lugares comuns, tais como núcleos
residenciais, comerciais e de geração de bens de consumo. Tornou-se, então,
necessário desenvolver e planejar, por meio de regras de prevenção, métodos e
recursos para preservar a coletividade e o patrimônio através do combate a sinistros
por incêndios.
Em 1961, surgiu a primeira especificação para instalações contra incêndios, com
referência a normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT. Até o
início dos anos oitenta, as exigências do Corpo de Bombeiros do Estado de São
Paulo eram limitadas a extintores portáteis, hidrantes e sinalização de equipamentos
(REIS, 1985).
Somente em 1983, é que surgiu a primeira especificação anexa a um decreto que
passou a exigir, entre outros dispositivos, sistemas de hidrantes, sistemas de
chuveiros automáticos e sistemas fixos de Espuma, CO2 e Halon2, sendo este último
já extinto e substituído pelos gases Inergen®, Linha FM® e Linha FE® (REIS, 1985).
5.1 DEFINIÇÕES DE PRINCÍPIO DE INCÊNDIOS
De acordo com Reis (1985), combustão é um processo de oxidação rápida auto
sustentada, acompanhada da liberação de luz e calor de intensidades variáveis. Os
principais produtos da combustão e seus efeitos à vida humana são:
•
GASES (CO, HCN, CO2, HCl, SO2, NOx, etc., todos tóxicos);
•
CALOR (pode provocar queimaduras, desidratação, exaustão, etc.);
•
CHAMAS (se tiverem contato direto com a pele, podem provocar
queimaduras);
•
FUMAÇA (a maior causa de morte nos incêndios, pois prejudica a visibilidade,
dificultando a fuga).
6
Para que ocorra a combustão são necessários:
•
Material oxidável (combustível);
•
Material oxidante (comburente);
•
Fonte de ignição (energia);
•
Reação em cadeia.
Combustível é o material oxidável (sólido, líquido ou gasoso) capaz de reagir com o
comburente (em geral o oxigênio) numa reação de combustão.
Comburente é o material gasoso que pode reagir com um combustível, produzindo
a combustão.
Ignição é o agente que dá o início ao processo de combustão, introduzindo na
mistura combustível / comburente, a energia mínima inicial necessária.
Reação em cadeia é o processo de sustentabilidade da combustão pela presença
de radicais livres que são formados durante o processo de queima do combustível.
As fontes de ignição mais comuns nos incêndios são: chamas, superfícies
aquecidas, fagulhas, centelhas e arcos elétricos (além dos raios, que são uma fonte
natural de ignição) (REIS, 1985).
Até pouco tempo atrás, havia a figura do triângulo de fogo, que agora foi substituída
pelo TETRAEDRO DO FOGO, pela inclusão da reação em cadeia, conforme
mostrado na figura 5.1.
Figura 5.1 – Tetraedro do fogo ( SECCO, 1982 )
Eliminando-se
um
desses
4
elementos,
terminará
a
combustão
e,
conseqüentemente, o foco de incêndio. Pode-se afastar ou eliminar a substância
7
que está sendo queimada, embora isto nem sempre seja possível. Pode-se eliminar
ou afastar o comburente (oxigênio), por abafamento ou pela sua substituição por
outro gás não comburente. Pode-se eliminar o calor, provocando o resfriamento, no
ponto em que ocorre a queima ou combustão, ou se pode interromper a reação em
cadeia.
Os materiais naturais mais combustíveis são aqueles ricos em matéria orgânica,
quase sempre presentes, em grande quantidade, na zona rural. A velocidade de
queima é menor nos combustíveis líquidos e gasosos do que nos sólidos. Os
plásticos com celulose nem precisam de oxigênio para incendiar (REIS, 1985).
Os riscos de incêndio na zona rural são agravados pelo hábito do agricultor de fazer
queimadas, com a finalidade de limpar o terreno para o plantio; essa prática
condenável é responsável por muitos incêndios, quando o fogo, saltando os aceiros
mal feitos, foge ao controle do homem e se alastra pelo terreno. Na colheita da canade-açúcar pelo método tradicional, também há o hábito de se queimar antes a
palhada, o que provoca grandes incêndios nos canaviais.
Ainda na renovação das pastagens e na eliminação de certas doenças, recomendase erradicar toda a planta e queimá-la, ali mesmo, no local de plantio, resultando
grandes fogueiras.
A baixa umidade relativa do ar durante o inverno e o lançamento ao solo de pontas
de cigarros acesos, também é a causa freqüente de grandes incêndios, em algumas
regiões do Brasil, como a região Central no entorno de Brasília-DF (REIS, 1985).
5.2 Classificação de Incêndio
De acordo com Secco (1982), os incêndios são classificados de acordo com as
características dos materiais com potencial combustível, portanto somente com o
conhecimento da natureza do material que está se queimando, pode-se descobrir o
método para uma extinção rápida e segura.
8
a) Incêndios de classe A: são os incêndios em materiais sólidos de fácil
combustão, com a propriedade de queimarem em superfície e profundidade,
deixando resíduos (cinzas, brasas, etc.). Exemplos: tecido, madeira, papel, fibras,
etc.
Nestes incêndios, deve-se usar um agente extintor que tenha poder de penetração,
eliminando o calor existente. Portanto, é recomendável a água, ou outro agente que
a contenha em quantidade (SECCO, 1982).
b) Incêndios de classe B: são os incêndios que acontecem em materiais gasosos e
líquidos inflamáveis, produtos que se queimam somente na superfície e não deixam
cinzas.
Exemplos: óleos, graxas, vernizes, gasolina, tintas, thinner, etc. O método de
extinção da classe B é por abafamento e os extintores mais indicados são os de
espuma, pó químico seco (PQS) e gás carbônico (CO2) (SECCO, 1982).
c) Incêndios de classe C: são incêndios que ocorrem em materiais energizados,
por onde passa corrente elétrica, como motores, geradores, transformadores, etc.
O método de extinção adequado para o da classe C deve ser por meio de um
extintor que não conduza corrente elétrica como é o caso do pó químico seco (PQS)
e do gás carbônico (CO2). É importante que não se utilize qualquer extintor à base
de água, pois a água é condutora de eletricidade, o que põe em risco a vida do
operador do equipamento (SECCO, 1982).
9
5.2.1 Métodos de Extinção do Fogo
De acordo com Secco (1982), os principais métodos de extinção do fogo são:
a) Resfriamento: quando se retira o calor. É um dos métodos mais eficientes de
extinção de incêndio, ou seja, quando baixamos a temperatura do combustível até o
ponto em que não existam mais condições de desprendimentos de gases ou
vapores quentes. A água, largamente usada no combate a incêndios, é um dos mais
eficientes agentes resfriantes.
b) Isolamento: quando se retira o material combustível que poderia ser atingido pelo
fogo, evitando a sua propagação para outras áreas.
c) Abafamento: quando se retira o comburente (oxigênio), baixando os níveis de
oxigenação da combustão. O oxigênio é encontrado na atmosfera na proporção de
21% em relação ao gás carbônico e, quando esta porcentagem é limitada ou
reduzida a 8%, o fogo deixa de existir.
5.2.2 Tipos de eliminação de incêndio
Os extintores de incêndio são aparelhos que contêm certas substâncias químicas
sólidas, líquidas ou gasosas utilizadas na extinção de um incêndio. Eles podem ser
aparelhos portáteis de utilização imediata (extintores), conjuntos hidráulicos
(hidrantes) ou dispositivos especiais (sprinklers e sistemas fixos de CO2) (REIS,
1985).
5.2.3 Extintores de Incêndio Portáteis
Os extintores de incêndio portáteis são os aparelhos de mais fácil e rápida utilização.
Existem vários tipos, sendo os mais comuns:
a) Extintor de água pressurizada: age por resfriamento. É indicado para incêndios
da classe A, por penetrar nas profundidades do material, resfriando-o. Não pode ser
utilizado em líquidos inflamáveis e equipamentos elétricos. Tem a desvantagem, em
alguns casos, de danificar o material que atinge. Neste extintor, a água é
10
acondicionada em cilindro metálico, o qual possui um gatilho para controle do jato,
bem como um dispositivo para dirigi-lo e um manômetro que indica a pressão que se
encontra o líquido no seu interior. Deve ser inspecionado a cada seis meses,
inspeção que consiste em verificar a pressão indicada no manômetro.
b) Extintor de pó químico seco: age por abafamento. Sua ação consiste na
formação de uma nuvem sobre a superfície em chamas, reduzindo a porcentagem
de oxigênio disponível. Pode ser utilizado nas três classes de incêndio, embora seja
mais eficiente nas classes B e C. É corrosivo, danificando o material que atinge, não
devendo ser empregado em aparelhos elétricos delicados (relés, filamentos, centrais
telefônicas, computadores e outros). É tóxico, devendo ser evitado em canais
fechados. Esse extintor pode ser de pressão injetada ou extintor de pó pressurizado
internamente.
c) Extintor de CO2: age por abafamento e resfriamento, expelindo CO2 e reduzindo
a concentração de oxigênio do ar. O CO2 é mais pesado que o ar (por isso desce
sobre as chamas). É inodoro, incolor e não conduz eletricidade. É especialmente
indicado nos incêndios de classe C e B, podendo ainda ser usado na classe A com
ação positiva. Tem a vantagem de nunca danificar o material que atinge, podendo
ser empregado em aparelhos delicados (relês, filamentos, centrais telefônicas,
computadores e outros) sem danificá-los. O extintor de CO2 não deve ser usado em
materiais leves e soltos, pois seu "sopro" poderá espalhar o material em chamas,
facilitando a propagação das mesmas. Também não deve ser instalado em
ambientes onde a temperatura possa atingir mais de 50ºC, pois sua válvula de
segurança poderá se romper, permitindo a saída de gás. Em recintos pequenos e
fechados, o gás de CO2 reage com o oxigênio e torna o ambiente asfixiante.
d) Extintores de carreta (portáteis): são extintores de grande volume e para
facilitar o seu transporte, são montados sobre rodas, formando uma carreta. Devido
ao seu porte, são operados por dois elementos. Os tipos mais comuns são:
- Carga líquida - espuma, soda ácida e água pressurizada: sua capacidade é de 75
a 150 litros e seu jato tem alcance de 10 a 15 metros com duração de três minutos.
11
- Gás Carbônico - CO2: consiste em um extintor comum de CO2 de porte maior,
com grande extensão de mangueira.
- Pó químico seco (PQS): é um extintor de pó em escala maior, com a diferença de
possuir mangueira mais extensa e válvula redutora de pressão. É fabricado em
modelos para diferentes capacidades. Seu jato chega a alcançar 10 metros
(SECCO, 1982).
5.3 Classificação dos riscos das ocupações
De acordo com a ABNT (2002), os riscos em áreas com potencial de incêndio são
classificados em:
5.3.1 Ocupações de risco leve
Compreendem as ocupações isoladas, onde o volume e/ou a combustibilidade do
conteúdo (carga-incêndio) são baixos.
5.3.2 Ocupações de risco ordinário
Compreendem as ocupações isoladas, onde o volume e/ou a combustibilidade do
conteúdo (carga-incêndio) são médios e se subdividem em três grupos.
a) Grupo l
Ocupações ou parte das ocupações isoladas, comerciais ou industriais, onde a
combustibilidade do conteúdo é baixa, a quantidade de combustíveis é moderada, a
altura dos estoques não excede 2,4 m e, finalmente, em caso de incêndio, a
liberação moderada de calor é esperada.
b) Grupo ll
Ocupações ou parte das ocupações isoladas, comerciais ou industriais, onde a
quantidade e a combustibilidade do conteúdo são moderadas, a altura dos estoques
não excede 3,7 m e, finalmente, em caso de incêndio, a liberação moderada de calor
é esperada.
12
c) Grupo III
Ocupações ou parte das ocupações isoladas, comerciais ou industriais, onde a
quantidade e a combustibilidade dos conteúdos são altas e, em caso de incêndio, a
alta velocidade de desenvolvimento de calor é esperada.
5.3.3 Ocupações de risco extraordinário
Compreendem as ocupações isoladas, onde o volume e a combustibilidade do
conteúdo
(carga-incêndio)
são
altos
e
possibilitam
incêndio
de
rápido
desenvolvimento e alta velocidade de liberação de calor e se subdividem em dois
grupos.
a) Grupo I
Ocupações ou parte das ocupações isoladas, onde se empregam líquidos
inflamáveis e/ou combustíveis em pequena quantidade, ou ambientes com presença
de poeiras, felpas, vapores e outras substâncias combustíveis em suspensão.
b) Grupo II
Ocupações ou parte das ocupações isoladas, onde se empregam líquidos
inflamáveis e/ou combustíveis de moderada a substancial quantidade (ABNT, 2002).
5.3.4 Ocupações de risco pesado
Compreendem as ocupações ou parte das ocupações isoladas, comerciais ou
industriais, onde se armazenam líquidos combustíveis e inflamáveis, produtos de
alta combustibilidade, como borracha, papel, papelão, espumas celulares ou
materiais comuns em alturas superiores aos de risco ordinário (ABNT, 2002).
Enquanto não houver norma brasileira sobre ocupações de risco pesado, devem ser
obedecidas as seguintes normas:
NFPA 231 - Indoor general storage
NFPA 231 C - Rack storage of materials
13
NFPA 231 D - Storage of rubber tires
NFPA 231 E - Storage of baled cotton
NFPA 231 F - Storage of roll paper
NFPA 30 - Flammable and combustible liquids code
A norma brasileira classifica os riscos de incêndio conforme a tabela 5.1.
Tabela 5.1 – Exemplos de classificação de ocupações ABNT ( 2002 )
CLASSIFICAÇÃO
Risco Leve
Risco Ordinário - Grupo 1
Risco Ordinário – Grupo 2
EXEMPLOS
Igrejas
Clubes
Escolas públicas e privadas (1o, 2o e 3o graus)
Hospitais com ambulatórios, cirurgia e Centros de Saúde
Hotéis
Bibliotecas e salas de leituras, exceto salas com prateleiras altas
Museus
Asilos e casas de repouso
Prédios de Escritórios, incluindo processamento de dados
Áreas de refeição em restaurantes, exceto áreas de serviço
Teatros e auditórios, exceto palcos e proscênios
Prédios da administração pública
Estacionamentos de veículos e showrooms
Padarias
Fabricação de bebidas (refrigerantes, sucos)
Fábricas de conservas
Processamento e fabricação de produtos lácteos
Fábricas de produtos eletrônicos
Fabricação de vidro e produtos de vidro
Lavanderias
Áreas de serviço de restaurantes
Moinhos de grãos
Fábricas de produtos químicos – comuns
Confeitarias
Destilarias
Instalações para lavagem a seco
Fábricas de ração animal
Estábulos
Fabricação de produtos de couro
Bibliotecas – áreas de prateleiras altas
Áreas de usinagem
Indústria metalúrgica
Lojas
Fábricas de papel e celulose
Processamento de papel
Píeres e embarcadouros
Correios
Gráficas
Oficinas mecânicas
Áreas de aplicação de resinas
Palcos
Indústrias têxteis
Fabricação de pneus
Fabricação de produtos de tabaco
Processamento de madeira
Montagem de produtos de madeira
14
Continuação TABELA 5.1 - Exemplos de classificação de ocupações ABNT ( 2002 )
CLASSIFICAÇÃO
EXEMPLOS
Hangares
Risco Extra Ordinário – Grupo 1 Áreas de uso de fluidos hidráulicos combustíveis
Fundições
Extrusão de metais
Fabricação de compensados e aglomerados
Gráficas [que utilizem tintas com ponto de fulgor menor que 100°F
(38°C)]
Recuperação, formulação, secagem, moagem e vulcanização de
borracha
Serrarias
Processos da Indústria Têxtil: escolha da matéria-prima, abertura de
fardos, elaboração de misturas, batedores, cardagem, etc.
Estofamento de móveis com espumas plásticas
Saturação com asfalto
Risco Extra Ordinário – Grupo 2 Aplicação de líquidos inflamáveis por spray
Pintura por flow coating
Manufatura de casas pré-fabricadas ou componentes pré-fabricados
para construção (quando a estrutura final estiver presente e tenha
interiores combustíveis)
Tratamento térmico em tanques de óleo abertos
Processamento de plásticos
Limpeza com solventes
Pintura e envernizamento por imersão
5.4 Sistemas fixos de Combate a Incêndio
5.4.1 O Sistema de Sprinkles Automáticos
De acordo com ABNT (2002), para fins de proteção contra incêndio, o sistema de
sprinklers automáticos consiste de um sistema integrado de tubulações aéreas e
subterrâneas alimentado por uma ou mais fontes de abastecimento automático de
água ( Figura 5.2 ). A parte do sistema de chuveiros automáticos acima do piso
consiste de uma rede de tubulações dimensionada por tabelas ou por cálculo
hidráulico, instalada em edifícios, estruturas ou áreas, normalmente junto ao teto, à
qual são conectados chuveiros segundo um padrão regular. A válvula que controla
cada coluna de alimentação do sistema deve ser instalada na própria coluna ou na
tubulação que a abastece. Cada coluna de alimentação de um sistema de chuveiros
automáticos deve contar com um dispositivo de acionamento de alarme. O sistema
é normalmente ativado pelo calor do fogo e descarrega água sobre a área de
incêndio.
15
Figura 5.2 – Esquema básico de Sprinklers Automáticos
5.4.2 Tipos de Sistemas de Chuveiros Automáticos
Existem diversos tipos de sistemas de chuveiros automáticos, sendo os principais:
a) Tubo molhado: Sistema de chuveiros automáticos fixados a uma tubulação que
contém água e conectada a uma fonte de abastecimento, de maneira que a água
seja descarregada imediatamente pelos chuveiros automáticos quando abertos pelo
calor de um incêndio.
b) Anel fechado: Sistema de chuveiros no qual tubulações subgerais múltiplas são
conectadas de modo a permitir que a água siga mais do que uma rota de
escoamento até chegar a um chuveiro em operação ( Figura 5.3 ). Neste sistema, os
ramais não são conectados entre si.
Figura 5.3 - Sistema tipo anel fechado
16
b.1) Anticongelamento: Sistema de chuveiros automáticos de tubulação molhada
que utiliza chuveiros conectados a uma tubulação que contém uma solução
anticongelamento conectada a uma fonte de abastecimento de água. A solução
anticongelamento é descarregada, seguida de água, imediatamente após a abertura
dos chuveiros automáticos pelo calor de um incêndio.
b.2) Ação-prévia: Sistema que utiliza chuveiros automáticos, fixados a uma
tubulação que contém ar, que pode ou não estar sob pressão, conjugado a um
sistema suplementar de detecção instalado na mesma área dos chuveiros
automáticos.
b.3) Dilúvio: Sistema que utiliza chuveiros abertos, fixados a uma tubulação
conectada a uma fonte de abastecimento de água por uma válvula, que é aberta
pela operação de um sistema de detecção instalado na mesma área dos chuveiros
automáticos. Ao ser aberta a válvula, a água flui através da tubulação e é
descarregada por todos os chuveiros.
c) Grelha: Sistema de chuveiros no qual as tubulações sub-gerais são conectadas a
ramais múltiplos. Um chuveiro em operação recebe água pelas duas extremidades
do ramal enquanto outros ramais auxiliam o transporte da água entre as tubulações
subgerais (Figura 5.4).
Figura 5.4: Sistema tipo grelha
c.1) Sistema calculado por tabela: Sistema de chuveiros cujos diâmetros de
tubulação são selecionados em tabelas preparadas conforme a classificação da
ocupação, e no qual um dado número de chuveiros pode ser alimentado por
diâmetros específicos de tubulação.
17
c.2) Sistema projetado por cálculo hidráulico: Um sistema de chuveiros no qual
os diâmetros de tubulação são selecionados com base na perda de carga, de modo
a fornecer a densidade de descarga de água necessária, em milímetros por minuto
(mm/min), ou a pressão mínima de descarga ou vazão por chuveiro exigida,
distribuída com um grau razoável de uniformidade sobre uma área específica. A
demanda mínima de água de um sistema de chuveiros projetado por cálculo
hidráulico deve ser determinada somando-se a demanda de hidrantes da Tabela 5.2
à demanda dos chuveiros determinada na curva de densidade/área.
Tabela 5.2 - Demanda de hidrantes e duração do abastecimento de água para
sistemas projetados por cálculo hidráulico.
Demanda
Tipo de Ocupação
Hidrantes
Combinada de
Duração
Internos (L/min)
Hidrantes Internos
(minutos)
e Externos (L/min)
Risco Leve
0, 190 ou 380
380
30
Risco Ordinário
0, 190 ou 380
950
60-90
Risco Extra
0, 190 ou 380
1900
90-120
Curvas de densidade/área. A demanda de água dos chuveiros pode ser calculada
utilizando-se as curvas de densidade/área da Figura 5.5 quando for usado o método
densidade/área ou o método baseado no recinto.
Figura 5.5 – Curvas de densidade/área
18
5.4.3 Componentes de um Sistema de Sprinklers
Um sistema de sprinklers é composto pelos seguintes equipamentos:
Acoplamentos flexíveis de tubos: Acoplamento ou conexão que permite
deslocamento axial, rotação e movimento angular de pelo menos 1 grau do tubo
sem que isso cause danos ao mesmo. O movimento angular pode ser menor que 1º
mas não inferior a 0.5º para tubulações com diâmetros de 200 milímetros ou
maiores.
Chuveiro automático (Sprinklers): Um dispositivo para extinção ou controle de
incêndios que funciona automaticamente quando seu elemento termo-sensível é
aquecido à sua temperatura de operação ou acima dela, permitindo que a água seja
descarregada sobre uma área específica.
Coluna de alimentação: As tubulações verticais de alimentação de um sistema de
chuveiros.
Coluna principal de alimentação do sistema (riser): Tubo não subterrâneo,
horizontal ou vertical, localizado entre a fonte de abastecimento de água e as
tubulações gerais e subgerais, contando com uma válvula de controle (diretamente
na coluna ou no tubo que a alimenta) e um dispositivo de alarme de vazão de água.
Dispositivo de supervisão: Dispositivo para a supervisão das condições
operacionais dos sistemas de chuveiros automáticos.
Ramais: Os tubos aos quais os chuveiros são fixados.
Tubulações gerais: Tubos que alimentam as tubulações sub-gerais, diretamente ou
com conexões.
Tubulações subgerais: Tubos que alimentam os ramais.
Sensibilidade térmica: Medida da velocidade de operação de um elemento termosensível, na maneira como instalado em um chuveiro específico. Uma medida da
19
sensibilidade térmica é o índice de tempo de resposta (RTI) medido sob condições
padronizadas de teste.
Chuveiros – quanto ao tipo de acionamento: Os seguintes chuveiros são
utilizados conforme o tipo de acionamento.
Chuveiro aberto: Chuveiro que não possui elementos acionadores ou termossensíveis.
Chuveiros – quanto à distribuição de água: Os seguintes chuveiros são utilizados
conforme o padrão de distribuição de água.
Chuveiro de cobertura extensiva: Tipo de chuveiro projetado para cobrir uma área
maior do que a área de cobertura de chuveiros padrão.
Chuveiro de estilo antigo: Chuveiro que direciona 40% a 60% da água para o teto
e que é instalado com o defletor pendente ou de pé.
Chuveiro de gotas grandes: Tipo de chuveiro capaz de produzir gotas grandes de
água, utilizado para controle de alguns tipos de incêndios graves.
Chuveiro tipo spray: Chuveiro cujo defletor direciona a água para baixo, lançando
uma quantidade mínima de água, ou nenhuma, para o teto.
Difusores: Dispositivo para uso em aplicações que requerem formas especiais de
distribuição de água, sprays direcionais ou outras características incomuns.
Chuveiros – quanto à velocidade de operação. Os seguintes chuveiros são
utilizados conforme a velocidade de operação.
Chuveiros de resposta rápida: possuem elementos termos-sensíveis com RTI
igual ou menor a 50 (metros-segundos) ½.
20
Chuveiros de resposta padrão: possuem elementos termos-sensíveis com RTI
igual ou maior a 80 (metros-segundos) ½.
Chuveiro de extinção precoce e resposta rápida (ESFR): Tipo de chuveiro de
resposta rápida utilizado para extinção (e não simplesmente controle) de alguns
tipos de incêndios graves.
Chuveiro de resposta imediata (QR): Tipo de chuveiro de resposta rápida utilizado
para extinção (e não simplesmente controle) de alguns tipos de incêndios.
Chuveiro de resposta imediata e cobertura estendida: Tipo de chuveiro de
resposta rápida projetados para cobrir uma área maior do que a área de cobertura
de Chuveiros padrão.
Chuveiro especial: Chuveiro ensaiado e certificado para uma aplicação específica.
Chuveiros – quanto à orientação de instalação: Os chuveiros a seguir são
definidos conforme a sua orientação de instalação.
Chuveiro em pé: Chuveiro projetado para ser instalado em uma posição na qual o
jato de água é direcionado para cima, contra o defletor.
Chuveiro embutido: Chuveiro decorativo cujo corpo, ou parte dele, exceto a rosca,
é montado dentro de um invólucro embutido.
Chuveiro flush: Chuveiro decorativo cujo corpo, ou parte dele, incluindo a rosca, é
montado acima do plano inferior do teto. Ao ser ativado, o defletor se prolonga para
baixo do plano inferior do teto.
Chuveiro lateral: Chuveiro com defletor especial projetado para descarregar água
para longe da parede mais próxima a ele, em um formato parecido com um quarto
de esfera. Um pequeno volume de água é direcionado à parede atrás do chuveiro.
Chuveiro oculto: Chuveiro embutido coberto por uma placa que é liberada antes do
funcionamento do chuveiro.
21
Chuveiro pendente: Chuveiro projetado para ser instalado em uma posição na qual
o jato de água é direcionado para baixo, contra o defletor.
Chuveiros – quanto às condições especiais de uso: Os seguintes chuveiros são
utilizados conforme a aplicação ou ambiente especial.
Chuveiro ornamental/decorativo: Chuveiro pintado ou revestido com camada
metálica pelo fabricante.
Chuveiro resistente à corrosão: Chuveiros fabricados com materiais resistentes à
corrosão, ou com revestimentos especiais, para serem utilizados em atmosferas
agressivas.
Chuveiro seco: Chuveiro fixado a um conector de extensão que é provido de um
selo na extremidade de entrada para permitir que a água ingresse em seu interior
somente em caso de operação do chuveiro (ABNT, 2002).
5.4.4 Características técnicas dos Sprinklers ( Chuveiros Automáticos )
Figura 5.6 – Tipos de Sprinklers
De acordo com ABNT (2002), os chuveiros automáticos para extinção de incêndio,
de acordo com seus modelos, devem possuir as seguintes características quanto a
sua temperatura.
22
Tabela 5.3 - Sprinklers com ampola
Tabela 5.4 - Sprinklers com solda eutética
As temperaturas nominais de operação dos chuveiros automáticos são indicadas na
Tabela 5.3 . Exceto no caso de chuveiros decorativos e de chuveiros resistentes à
corrosão, os chuveiros automáticos de liga fusível devem ter seus braços pintados e
os de bulbo de vidro devem ter o líquido colorido, conforme ( Tabela 5.3 ). Os
chuveiros resistentes à corrosão podem ser identificados de três maneiras: com um
ponto no topo do defletor, com revestimentos de cores específicas e pela cor dos
braços (ABNT, 2002).
23
Tabela 5.5 – Limites de temperatura, classificação e código de cores dos
chuveiros automáticos ABNT (2002)
Máxima
Temperatura
o
no Teto ( C)
Limites de
Classificação da
o
Temperatura ( C)
Temperatura
Cor do Líquido
Código de Cores
do Bulbo de
Vidro
57 – 77
ORDINÁRIO
66
79 – 107
INTERMEDIÁRIO
BRANCO
AMARELO OU
VERDE
107
121 – 149
ALTO
AZUL
AZUL
149
163 – 191
EXTRA ALTO
VERMELHO
ROXO
191
204 – 246
VERDE
PRETO
246
260 – 302
ULTRA ALTO
LARANJA
PRETO
329
343
ULTRA ALTO
LARANJA
PRETO
EXTRA EXTRA ALTO
INCOLOR OU PRETO
VERMELHO OU
LARANJA
38
Tabela 5.6 - Classificação de temperatura de chuveiros em locais
específicos ABNT (2002)
Localização
Temperatura de Operação
Os chuveiros localizados lateralmente a até 300 mm,
ou 750 mm acima de uma tubulação de vapor não
isolada ou de outras fontes de calor radiante
Intermediária
Os chuveiros localizados a até 2 m de uma válvula de
purga de baixa pressão que descarregue livremente
em um grande ambiente.
Alta
Chuveiros em equipamentos comerciais de cozinha e
ventilação
Alta, ou extra-alta dependendo da temperatura
presente no equipamento
Clarabóias (vidro ou plástico)
Intermediária
Sótãos - ventilados
Sótãos – sem ventilação
Normal
Intermediária
Vitrines – ventiladas
Vitrines – sem ventilação
Normal
Intermediária
Nota: Pode ser necessário realizar uma medição no local para confirmação da temperatura.
5.4.5 Sistema de alimentação dos Sistema de Sprinklers
De acordo com ABNT (2002), o sistema de alimentção dos sprinklers aultomáticos é
composto por uma rede de tubulações que interligam a fonte de abastecimento à
Válvula de Governo e Alarme (Figura 5.7).
24
Figura 5.7 – Válvula de Governo e Alarme
( TELMOBRENTANO, 2008 )
a) Válvula de Governo para sistemas de tubulação molhada
Neste tipo de sistema, a tubulação é mantida pressurizada com água na tubulação.
A válvula de governo e alarme é uma válvula de retenção com uma série de orifícios
dotados de rosca para a ligação de dispositivos de controle e alarme, que são:
- Válvula de drenagem de 1.1/2”ou 2”, para esvaziar o sistema e reabastecer os
chuveiros atingidos pelo fogo.
- Manômetros a jusante e a montante do obturador.
b) Válvula de governo e alarme para o sistema de tubulação seca
25
Todos os controles e alarmes são idênticos aos descritos para o sistema de
tubulação molhada. Quando da abertura de um chuveiro, ocorre uma depressão de
ar comprimido nas linhas, o que provoca a abertura desse trinco (ABNT, 2002).
Tabela 5.7 – Limitação de áreas
5.4.6 Sistema de Abastecimento dos Sprinklers
De acordo com ABNT (2002), o sistema de chuveiros automáticos pode ser suprido
a partir de uma ou mais fontes, tais como:
- reservatório elevado;
- reservatório com fundo elevado ou com fundo ao nível do solo, semi-enterrado ou
subterrâneo, piscinas, açudes, represas, rios, lagos e lagoas com uma ou mais
bombas de incêndio;
- tanque de pressão (necessidade de um suprimento secundário);
- fatores que influem na determinação do suprimento de água.
a) Reservatório de água de incêndio
Deve ter capacidade efetiva, ou seja, um volume de água reservado exclusivamente
para o sistema de chuveiros automáticos, com ponto de tomada de água instalado
no fundo do reservatório. Dispondo de indicador de nível ou sistema de alarme de
nível baixo da água. Para o cálculo da capacidade efetiva, deve ser considerada
como altura a distância entre o topo do tubo da tomada e o nível da água destinada
exclusivamente ao sistema de chuveiros automáticos. Para todo tubo de descida
deve ser prevista um válvula de retenção e válvula de gaveta.
26
O cálculo da capacidade efetiva, deve ser dimensionado em função da área de
operação pela densidade, onde teremos a quantidade de sprinklers em operação
devido à classificação do risco.
Estes reservatórios tem uma capacidade efetiva calculada quanto a sua área de
ocupação (ABNT, 2002).
Tabela 5.8 – Classificação dos Riscos quanto ao tempo
de funcionamento dos sprinklers
5.4.7 Bomba de Incêndio
De acordo com ABNT ( 2002), para manter a rede do sistema sob uma determinada
pressão hidráulica de supervisão, numa faixa pré-estabelecida, compensando
eventuais vazamentos, deve ser instalada uma bomba pressurização.
A bomba deve manter a rede do sistema de chuveiros automáticos sob uma pressão
imediatamente superior à pressão máxima da bomba principal, sem vazão, e sua
demanda nominal não, deve ser superior a 20 l/min (1,2m³/h).
O dimensionamento da tubulação de sucção deve ser tal que quando a bomba
estiver operando na capacidade máxima - 150% da vazão nominal, o NPSH (Net
27
bnPositive Suction Head) disponível na entrada da bomba deve ser no mínimo
5,80m para as bombas centrífugas horizontais (ABNT, 2002).
Figura 5.8 – Bomba do sistema de combate a Incêndio
5.4.8 Sistema de Hidrantes
De acordo com MACINTYRE (1996). O sistema de hidrantes é um tipo de proteção
instalado em edifícios e utilizado como meio de combate a incêndios. É composto
basicamente por Reservatórios de Água, Bombas de Incêndio, Tubulações,
Hidrantes, Abrigos e Registros de Recalque.
O sistema de hidrantes tem como objetivo dar continuidade à ação de combate a
incêndios até o domínio e possível extinção. O agente extintor utilizado é a água, um
motivo pelo qual o método principal de extinção a ser aplicado será o resfriamento.
Ao se utilizar o sistema de hidrantes, é fundamental desligar a chave principal de
entrada de energia da edificação e/ou do setor onde se vai efetuar o combate, no
intuito de evitar acidentes (descargas elétricas).
a) Hidrante
Hidrante é um ponto de tomada de água provido de dispositivo de manobra (válvulas
angulares) com união tipo engate rápido para combate a incêndio sob comando. Os
hidrantes podem ser de coluna ou de parede (interior do abrigo) e de uma única
expedição (simples) ou duas (duplos). São denominados hidrantes internos, quando
28
instalados no interior da edificação, ou externos, caso contrário. As válvulas dos
hidrantes devem ter conexões iguais às adotadas pelo Corpo de Bombeiros (tipo
engate rápido – diâmetro nominal de 40 mm ou 65 mm).
Figura 5.9 – Conjunto de peças de Hidrante
b) Abrigo
Abrigo é um compartimento (cor vermelha), embutido ou aparente, dotado de porta,
destinado a armazenar esguichos, mangueiras, chaves de mangueiras e outros
equipamentos de combate a incêndio, e deve ser capaz de protegê-los contra
intempéries e danos diversos. Deve ser instalado a não mais que cinco metros de
cada hidrante de coluna, em lugar visível e de fácil acesso, com o texto “INCÊNDIO”
indicado na porta.
Figura 5.10 – Abrigo de mangueiras
c) Esguicho
O esguicho consiste em peça metálica adaptada na extremidade da mangueira,
destinada a dar forma, direção e controle ao jato, podendo ser do tipo regulável ou
não. Os mais utilizados nos edifícios são o esguicho agulheta (13, 16, 19 ou 25 mm)
29
e o esguicho regulável (diâmetro nominal 40/65 mm). Podemos encontrar os
esguichos lançadores de espuma, utilizados para proteção de tanques de
combustíveis ou inflamáveis, também conforme essas especificações. O esguicho
agulheta, mais comum, aumenta a velocidade da água porque seu orifício é de
diâmetro menor que o da mangueira, permitindo, desta forma, o jato compacto
(pleno). O esguicho regulável passa de jato compacto a neblina de alta velocidade
pelo simples giro do bocal. Esse esguicho produz jato ou cone de neblina, de ângulo
variável de abertura, em razão da existência de um disco no interior do tubo de
saída; o ângulo máximo de abertura chega a 180 graus (MACINTYRE,1996).
Figura 5.11 – Esguicho
Tabela 5.9 – Quanto à classe de incêndio
Tabela 5.10 – Classes de incêndio para escolha do mangotinho
30
d) Mangueira
Mangueiras
são
equipamentos
para
combate
a
incêndio
constituído,
essencialmente, por um duto flexível contendo uniões do tipo engate rápido. As
mangueiras utilizadas nos edifícios têm diâmetro nominal de 40 mm ou 65 mm, em
comprimentos de 15, 20 ou 30 metros.
As mangueiras devem estar acondicionadas no abrigo na forma aduchada ou em
zigue-zague.
As mangueira de combate a incêndio são classificadas em cinco tipos.
- Mangueira tipo 1: Mangueira construída com um reforço têxtil e para pressão de
trabalho de 980 kPa (10 kgf/cm²) e sua aplicação se destina a edifícios de ocupação
residencial (REIS, 1985).
- Mangueira tipo 2: Mangueira construída com um reforço têxtil e para pressão de
trabalho de 1 370 kPa (14 kgf/cm²) e sua aplicação se destina a edifícios comerciais
e industriais ou Corpo de Bombeiros (REIS, 1985).
- Mangueira tipo 3: Mangueira construída com dois reforços têxteis sobrepostos e
para pressão de trabalho de 1.470 kPa (15 kgf/cm²) e sua aplicação se destina a
área naval e industrial ou Corpo de Bombeiros (REIS, 1985).
- Mangueira tipo 4: Mangueira construída com um reforço têxtil, acrescida de uma
película externa de plástico e para pressão de trabalho de 1.370 kPa (14 kgf/cm²) e
sua aplicação se destina a área industrial (REIS, 1985).
- Mangueira tipo 5: Mangueira construída com um reforço têxtil, acrescida de um
revestimento externo de borracha e para pressão de trabalho de 1.370 kPa
(14 kgf/cm²) e sua aplicação se destina a área industrial, onde é desejável uma alta
resistência à abrasão e a superfícies quentes (REIS, 1985).
31
Especial atenção deverá ocorrer durante a instalação nos abrigos: a mangueira tipo
1 é conhecida como mangueira predial (residencial); um prédio de escritórios, por
sua ocupação, deve utilizar a mangueira de tipo 2, mesmo que a pressão de
trabalho seja menor que 10 kgf/cm². O motivo para isso é que a Norma Técnica
(NBR 12779/1992) leva em consideração não só a pressão de trabalho, mas
também a resistência à abrasão e outras características adequadas a cada caso
(REIS, 1985).
Figura 5.12 – Mangueria Tipo 1
e) Chave de Mangueira
A
Chave
de
Mangueira
destina-se
a
complementar
o
acoplamento
e
desacoplamento das juntas de união das mangueiras com o esguicho e a válvula de
manobra do hidrante. Constitui-se de uma haste metálica, apresentando uma
extremidade no ramo curvo com aluado transversal, encimado por um pequeno
ressalto retangular (MACINTYRE,1996).
Figura 5.13 – Chave de Mangueira
32
5.4.9 Alarmes de Incêndio
De acordo com a ABNT (2002), os alarmes de incêndio podem ser manuais ou
automáticos e são acionados automaticamente por detectores de fumaça, calor ou
temperatura.
O alarme deve ser audível em todos os setores da área abrangida pelo sistema de
segurança.
As verificações nos alarmes precisam ser feitas periodicamente, seguindo as
instruções dos fabricantes.
A edificação deve contar com um plano de ação para otimizar os procedimentos de
abandono do local, quando do acionamento do alarme.
Os sistemas de som e interfonia devem ser incluídos no plano de abandono do local
e devem ser verificados e mantidos em funcionamento de acordo com as
recomendações da norma vigente (ABNT, 1992).
5.5 Sistema de Combate a Incêndio por espuma
De acordo com a ABNT (1992), falando de uma maneira simples, a espuma para
combate a incêndio é uma massa estável de bolhas pequenas, cheias de ar com
uma densidade mais baixa do que a do óleo, da gasolina, ou da água. A espuma é
composta de três ingredientes: água, um concentrado de espuma, e ar. A água é
adicionada ao liquido gerador de espuma (LGE) formando a solução (Figura 5.17).
Esta solução é misturada então com o ar (aspirado) para produzir a espuma que flui
prontamente sobre a superfície dos combustíveis (ABNT, 1992).
Figura 5.14 – Tanque de LGE (Liquido Gerador de Espuma)
33
De acordo com a ABNT (1992), o proporcionador de pressão equilibrada é o método
mais comum usado para aplicações do sistema da espuma. A pressão do
concentrado de espuma é balanceada com a pressão da água na entrada do
proporcionador permitindo que a quantidade apropriada de concentrado de espuma
seja misturada no fluxo de água (Figura 5.18).
Figura 5.15 – Esquema: Água+LGE=Espuma
Os agentes de espuma para combate a incêndio suprimem o fogo separando o
combustível do ar (oxigênio). Dependendo do tipo de agente, a espuma atua de
diversas maneiras:
a) Criando colchões de espuma na superfície do combustível, sufocando o fogo e
separando as chamas da superfície do combustível.
b) O combustível é refrigerado pelo conteúdo de água da espuma. O colchão de
espuma suprime a liberação dos vapores inflamáveis que podem se misturar com o
ar e provocar as chamas novamente.
c) Um agente AFFF (Aqueous Film- Forming Foam) forma uma película aquosa na
superfície de um combustível de hidrocarboneto. Um concentrado resistente ao
álcool (ARC – alcohol resistant concentrate) irá formar uma membrana polimérica
em um combustível solvente polar (ABNT, 1992).
34
Figura 5.16 – Elimanação do fogo por espuma
5.5.1 Espuma Aquosa Formadora de Filme (AFFF - Aqueous Film- Forming
Foam)
De acordo com a ABNT (1992), os LGE’s tipo AFFF são baseados em combinações
de surfactantes fluorquímicos, de surfactantes de hidrocarbonetos e de solventes.
Estes agentes requerem um consumo muito baixo de energia para produzir uma
espuma de qualidade elevada. Conseqüentemente, eles podem ser aplicados em
uma grande variedade de sistemas de distribuição de espuma. Esta versatilidade faz
das espumas AFFF uma escolha óbvia para aeroportos, refinarias, fábricas, Corpos
de Bombeiros, e toda operação que envolve o transporte, processo, ou manuseio de
líquidos inflamáveis. Uma característica dos LGE’s fluorados é a capacidade de
formar espuma com água salgada ou salobra, além da água doce.
35
5.5.2 Concentrados Resistentes ao Álcool (ARC - Alcohol-Resistant
Concentrates)
Espumas Álcoois-Resistentes são baseadas na adição de polímeros à composição
química do AFFF. Estas espumas são os mais versáteis dos agentes de espuma,
pois são eficazes nos fogos que envolvem solventes polares como o metanol e o
etanol bem como em hidrocarbonetos como a gasolina. Quando usado em solventes
polares, o concentrado de espuma álcool resistente forma uma membrana
polimérica que impede a destruição do colchão de espuma. Quando usado em
hidrocarbonetos, o concentrado álcool-resistente produz a mesma película aquosa
reforçada que um agente padrão tipo AFFF. Os concentrados álcoois-resistentes
fornecem um combate rápido da chama e boa resistência à reignição (burnback)
quando usados em ambos os tipos de combustíveis (ABNT, 1992).
5.5.3 Concentrados de Espuma de Proteína
A espuma de proteína é recomendada para a extinção de fogos que envolvem
hidrocarbonetos. São baseados em proteína hidrolisada, em estabilizadores, e em
conservantes. A espuma de proteína produz uma espuma mecânica estável com
propriedades boas de expansão e características excelentes resistência à reignição
(burnback) (ABNT, 1992).
5.5.4 Concentrados de Espuma Flúor Proteinados
Espuma flúor proteinada é baseada em proteína hidrolisada, em estabilizadores em
preservadores, e em surfactantes sintéticos de flúor carbono. Quando comparados à
espuma de proteína, as espumas com flúor proteína fornecem um controle melhor
da extinção, uma fluidez maior e uma resistência superior à contaminação do
combustível. A espuma fluoroproteina é útil para a supressão do vapor de
hidrocarboneto e é reconhecida como sendo um agente muito eficaz de supressão
do
fogo
na
injeção
sub-superficial
em
tanques
de
armazenamento
de
hidrocarbonetos. Esta espuma é uma evolução da espuma de proteína com a
incorporação de agentes fluorados (ABNT, 1992).
36
5.5.5 Concentrados de Espuma de Alta Expansão
Concentrado de espuma de alta expansão é baseado em combinações de
surfactantes e de solventes do hidrocarboneto. São usados com geradores de
espuma para a aplicação de espuma em grandes áreas em sistemas de inundação
total e em aplicações tridimensionais tais como armazéns, estocagem fechada de
cargas de navios em portos, hangares de aviões e poços de mina. São
especialmente úteis em combustíveis tais como o gás natural liquefeito
(combustíveis criogênicos) para a dispersão e o controle do vapor. Em determinadas
concentrações, a espuma de alta expansão é eficaz em fogos do derramamento do
hidrocarboneto da maioria dos tipos e em áreas confinadas (ABNT, 1992).
5.5.6 Operação Típica de um Sistema de extinção de Incêndios com Sprinklers
Tipo Espuma+Água
O esquema a seguir representa a operação de um sistema típico de extinção de
incêndios de espuma+água. Embora muitos outros tipos de sistemas estejam
disponíveis, um sistema básico de espuma requererá sempre o armazenamento do
agente da espuma (LGE), equipamento de proporcionamento, um ou mais
dispositivos da descarga e meios manuais e/ou automáticos de detectar o fogo e de
atuar o sistema (ABNT, 1992).
1- O fogo irrompe nas prateleiras da área de estocagem de um armazém de líquido
inflamável.
2- O calor originado do fogo rompe o(s) bulbo(s) de quartzo na(s) cabeça(s) do(s)
sprinkler(s) do sistema de extinção de incêndios que inicia o fluxo da água.
3- A água fluindo abre a válvula de governo e alarme que permite que a água abra a
válvula hidráulica do concentrado da espuma e opere o alarme movido à água.
4- O LGE flui do tanque diafragma para o proporcionador onde é misturado com
água, sendo dosada na porcentagem projetada para a solução de espuma.
37
5- A espuma é gerada na medida que a solução de espuma é descarregada através
dos aspersores do sistema de extinção de incêndios sobre o fogo.
Figura 5.17 – Proteção em ambiente de prateleiras
5.5.7 Componentes de um Sistema de Espuma
De acordo com a ABNT (1992), juntamente com a espuma, três tipos básicos de
equipamento compõem um sistema típico de espuma:
•
equipamento proporcionador
•
dispositivos da descarga
•
componentes de detecção/controle.
38
a) Equipamento de proporcionamento
Proporcionar é a introdução do concentrado da espuma (LGE) em um fluxo de água
para produzir a solução de espuma. Embora haja diversos métodos de proporcionar,
em sistemas fixos de espuma são usados normalmente equipamentos de
proporcionamento por pressão balanceada.
a.1) Sistemas de Tanques de Diafragma
Os sistemas do tanque de diafragma usam um tanque pressão que contém um
diafragma de nylon elastomérico reforçado para armazenar o concentrado de
espuma (LGE). A pressão da água do sistema é usada para comprimir o diafragma
que fornece o concentrado da espuma, na mesma pressão, ao proporcionador. Com
sistemas de tanque de diafragma, nenhuma fonte de energia externa é requerida e
pouca manutenção é necessária (ABNT, 1992).
a.2) Proporcionadores Em Linha de Pressão Equilibrada
Os proporcionadores em linha de pressão equilibrada são similares aos skids
(aparelhos de dosagem de espuma) com bomba, exceto que o conjunto
proporcionador, incluindo a válvula automática de balanceamento, é remoto da
bomba e do tanque de armazenamento. Uma válvula de controle de pressão é
adicionada à linha do retorno do concentrado da espuma para manter uma pressão
constante ao proporcionador. Conjuntos múltiplos podem ser alimentados de um
único tanque e bomba para proteger diversas áreas de risco (ABNT, 1992).
b) Dispositivos de descarga de espuma
Os dispositivos da descarga produzem a espuma expandida e dirigem o fluxo ao
ponto da aplicação. Alguns dispositivos de descarga de espuma possuem
dispositivos especiais de aspiração do ar que se misturam à solução de espuma
para formar uma massa expandida de bolhas. Dispositivos não aspirados podem ser
usados com determinados agentes de espuma de baixa expansão que não
39
necessitam de um colchão espesso de espuma para conseguir a extinção (ABNT,
1992).
b.1) Cabeças de Sprinklers
Os sprinklers com espuma+água são utilizados tanto em sintuações do tipo
aspiradas quando não aspiradas. Os sprinklers não aspirados, operado com agentes
tipo AFFF, podem ser usados seja em sistemas de extinção de incêndios tipo dilúvio
(water spray) ou sistemas tipo fechado (sprinkler com bulbo). Aspersores aspirados
são requeridos em sistemas de dilúvio com espumas de proteína ou flúor proteína
(ABNT, 1992).
b.2) Câmaras de espuma ou Geradores de espuma de contra pressão elevada
As câmaras de espuma e os geradores de espuma de contra pressão elevada são
dispositivos que geram espuma aspirando o ar e são projetados para proteger
tanques de armazenamento de líquido inflamável.
As câmaras de espuma aplicam a espuma expandida delicadamente para baixo no
interior da parede do tanque até a superfície líquida.
Os geradores de espuma de contra pressão elevada injetam a espuma expandida
através de uma abertura apropriada na parede do tanque perto do fundo do mesmo
permitindo que a espuma aflore delicadamente à superfície. Esta técnica só é
aplicável em hidrocarbonetos (ABNT, 1992).
b.3) Geradores de espuma de alta expansão
Os geradores de espuma de alta expansão fornecem grandes quantidades de
espuma expandindo a solução geradora de espuma (LGE) na escala de 200 para 1
a 1000 para 1.
O gerador de espuma de alta expansão é operado revestindo-se sua tela com a
solução de espuma de expansão elevada enquanto o ar é soprado através desta
tela para produzir a espuma expandida. Por causa de sua relação elevada de
expansão, pouca água é requerida para gerar grandes quantidades de espuma que
40
reduzem desse modo o potencial para os danos de alagamentos perigosos ou de
danos por água (ABNT, 1992).
c) Equipamento de detecção e controle
Em muitas aplicações, incluindo hangares de aviões e áreas de carregamento de
combustível, as exigências de proteção de fogo requerem um sistema automático de
detecção e de controle. Nestes casos, os detectores térmicos ou os detectores de
chama de resposta rápida são instalados para fornecer o sinal de entrada para um
painel de controle eletrônico. O painel de controle fornece funções de saída vitais,
tais como: soar alarmes, desligar bombas de combustível, promover a monitoração
do fluxo da água e de válvulas de supervisão, bem como atuar nos sistemas de
espuma. Hoje em dia inclusive há a possibilidade de interligação com o sistema de
segurança do empreendimento através de vários meios inclusive com acesso
através da Internet (ABNT, 1992).
5.6 Dióxido de Carbono (CO2)
De acordo com a ABNT (1992), os sistemas fixos de gases para combate a
incêndios podem complementar os sistemas hidráulicos, mas não substituí-los,
mesmo nas situações em que o emprego de água é desaconselhável.
Um dos agentes mais comuns em sistemas fixos de gases são CO2.
O Dióxido de Carbono (CO2) é um gás inodoro e incolor, 1,5 vez mais pesado do
que o ar, mau condutor de eletricidade, que não é tóxico nem corrosivo. Entretanto,
pode causar a morte por asfixia, cegar (se lançado nos olhos) e produzir
queimaduras na pele pelo frio.
O efeito produzido pelo CO2 na extinção dos incêndios decorre do fato de que ele
substitui rapidamente o oxigênio do ar, fazendo com que o teor de oxigênio baixe a
um valor com o qual a combustão não pode prosseguir. Ao ser liberado no ar, seu
volume pode expandir-se 450 vezes em comparação ao oxigênio.
É armazenado em garrafões cilíndricos de aço sob alta pressão que podem ser
agrupados em baterias em instalações centralizadas. A atuação dos dispositivos
automáticos de lançamento de CO2 pode ser feita por sistemas elétricos, mecânicos
41
ou pneumáticos acionados por detectores de fumaça ou calor. O CO2 é lançado sob
as formas de gás, de neve ou de neblina.
Recomenda-se seu emprego em:
•
Centros de processamento de dados, instalação de computadores.
•
Transformadores a óleo /geradores elétricos /equipamentos elétricos
•
energizados.
•
Indústrias químicas.
•
Cabines de pintura.
•
Centrais térmicas; geradores diesel elétricos.
•
Turbogeradores.
•
Tipografias, filmotecas, arquivos.
•
Bibliotecas, museus e caixas fortes.
•
Navios, nas centrais de controle.
De acordo com a ABNT (1992), a tubulação usada em instalações centralizadas de
CO2 e que conduz o gás em estado líquido até os difusores deve ser de tubos
galvanizados, e as conexões deverão ser forjadas, galvanizadas e para pressão de
trabalho de 14 kgf/cm2.
O lançamento do CO2 sob a forma gasosa, sem que ocorra congelamento com a
descompressão, é feito por meio de difusores especiais, com orifícios calibrados, de
modo que possa ser obtida a concentração de CO2 no tempo prescrito pela norma
aplicável ao caso.
Um sistema de CO2 constitui-se basicamente de um suprimento fixo de CO2 (bateria)
armazenado em cilindros de 45 Kg de capacidade, interligados, por tubulações ao
local que irá proteger. A distribuição do CO2 é feita por difusores calibrados de forma
a propiciarem um espalhamento uniforme no local.
Nos locais onde existem válvulas direcionais o disparo ocorre da seguinte maneira:
Ao ocorrer a detecção de incêndio em dois detectores simultaneamente ou ocorrer a
atuação do acionador manual do local.
Primeiro o painel envia um sinal elétrico a cabeça de comando elétrico que abre a
válvula direcional para que o gás seja direcionado para o local especifico.
42
Em seguida o painel envia um sinal elétrico para a cabeça de comando elétrico que
abre a válvula do cilindro piloto e conseqüentemente dispara a bateria de cilindros.
Nos locais onde não existem válvulas direcionais o disparo ocorre da seguinte
maneira:
Ao ocorrer a detecção de incêndio em dois detectores simultaneamente ou ocorrer a
atuação do acionador manual do local.
O painel envia um sinal elétrico para a cabeça de comando elétrico que abre a
válvula do cilindro piloto e conseqüentemente dispara a bateria de cilindros (ABNT,
1992).
43
6. COMBATE A INCÊNDIO POR SPRINKLERS AUTOMÁTICOS EM
BANDEJA DE CABOS
A inclusão de Bandeja de cabos como itens a serem protegidos por sprinklers com
espuma é um conceito adotado recentemente pelas seguradoras internacionais e
conseqüentemente pelos órgãos competentes no Brasil. Devido ao alto risco de
incêndio que os cabos de alta tensão oferecem para o ambiente e ao seu redor,
onde são locados em áreas de espaço reduzido. Para este problema, a solução
encontrada é o combate por sprinklers com espuma, um conceito novo utilizado pela
seguradora Factory Mutual Global (FM) no empreendimento Votorantim Celulose e
Papel (VCP), uma fábrica de papel e celulose a ser instalada em Três Lagos, Mato
Grosso.
6.1 Sistemas de sprinklers automáticos em sala de cabos
O empreendimento em questão, a Votorantim Celulose e Papel (VCP), é uma
instituição de grande porte na fabricação de papel e celulose, com área em projeto a
ser construída de 200.000m2, e suas salas elétricas são de enorme valia e
importância para uma distribuição de energia regular e segura.
Tanto investimento fez com que a instituição estudasse uma forma econômica,
porém, sem falhas na hora de decidir qual o sistema de proteção contra incêndio,
pois em um incêndio em salas elétricas o risco de perdas humanas é grande, além
de ser uma interrupção considerável na produção de papel e celulose.
Convencionalmente, o sistema de combate a incêndio em salas elétricas sempre foi
feito por gás (CO2), um sistema perigoso devido ao alto risco de morte às pessoas
que estiverem no ambiente, no momento do disparo do cilindro.
Ao longo dos anos, várias vidas foram perdidas devido a este sistema de combate a
incêndio. Frente a estes agravantes, a seguradora Factory Mutual Global (FM),
contratada para avaliar os riscos de incêndio do empreendimento, decidiu fazer a
proteção contra incêndio nas salas de cabos com sprinklers automáticos em
conjunto com o sistema de detecção e alarme de incêndio. À primeira vista, pode
parecer perigoso numa área carregada de tensão elétrica proteger com um sistema
alimentado por água, porém assim que o calor inicia a geração de fumaça com a
44
combustão sobre a superfície do cabo, o detector aciona o alarme de incêndio no
painel e desarma o fluxo de corrente elétrica já nos transformadores, em seguida os
sprinklers já atuariam na região do fogo, abafando o mesmo, assim extinguindo a
propagação do incêndio.
As salas elétricas são construídas, normalmente, em edifícios de três pavimentos de
maneira a garantir segurança e uma melhor distribuição pelas áreas do
empreendimento.
No nível térreo, é instalado o transformador no qual chega a energia elétrica bruta de
alta tensão, esta energia é filtrada e derivada em cabos de alta, média e baixa
tensões, além de cabos de instrumentação e controle. Os cabos energizados
seguem o encaminhamento em bandejas posicionadas no pavimento acima ao dos
transformadores, separados em níveis classificados conforme sua tensão, assim
seguem sua distribuição para o segundo pavimento, onde no piso logo abaixo dos
painéis elétricos são abertas fendas para a passagem e conexão dos cabos aos
bornes internos ao painél elétrico.
Por fim, no terceiro pavimento, localiza-se a sala de controle onde são monitoradas e
controladas as distribuições de energia para o complexo industrial.
Convencionalmente, as salas de cabos tinham como proteção de combate a
incêndio um sistema de detecção de fumaça que por sua vez liberava o disparo de
gás carbônico CO2 na sala. Para tal sistema de combate a incêndio, é necessário
que a sala esteja totalmente estancada e que as entradas de ar sejam fechadas
automaticamente após o princípio de incêndio, um sistema eficaz se atendido estes
pré-requisitos, porém de alto risco, pois se no momento da liberação do gás de CO2
a sala estiver ocupada por pessoas, o risco de morte é iminente.
O efeito produzido pelo CO2 na extinção dos incêndios decorre do fato de que ele
substitui rapidamente o oxigênio do ar, fazendo com que o teor de oxigênio baixe a
um valor com o qual a propagação do incêndio não possa prosseguir. Ao ser
liberado no ar, seu volume pode expandir-se 450 vezes, eliminando o oxigênio no
ambiente.
Baseado nestes riscos à integridade humana, instituições especializadas em
sistemas de combate a incêndio como a seguradora Factory Mutual Global (FM),
através de análises e estudos científicos chegaram à conclusão de que as salas de
cabos poderiam ser protegidas por sistemas de sprinklers automáticos para o
combate no princípio do incêndio.
45
Estas análises se fundamentaram em que, no princípio do incêndio, o detector de
fumaça e temperatura do ambiente mandará um sinal ao painel de alarme de
incêndio, bloqueando a energia que passa pelos cabos de alta tensão, se a
temperatura do ambiente continuar aumentando em função do incêndio e chegar ao
limite de 74°C, os sprinklers entram em operação, abafando e evitando a
propagação do incêndio. Nesse intervalo de tempo, não há possibilidades para que
a blindagem do cabo inicie o processo de combustão, evitando o alastramento do
incêndio ao nível do pavimento superior pela fendas na laje para a passagem e
conexão dos cabos aos painéis elétricos.
As salas de cabos são classificadas como áreas de risco ordinário dentro dos
conceitos das normas brasileiras e pela Factory Mutual Global (FM). Este tipo de
sala tem suas singularidades, pois além da proteção por sprinklers automáticos
abaixo da laje, as bandejas onde são acomodados os cabos de energia têm como
convenção ter proteção por sprinklers a cada três níveis de bandeja, para um melhor
cobrimento da área obstruída.
6.1.1 Análise de projeto
A Votorantim Celulose e Papel (VCP) é uma fábrica especializada na produção de
papel e celulose, localizada em Três Lagoas no estado de Mato Grosso.
Figura 6.1 – Fábrica Votorantim Celulose e Papel ( VCP )
46
O enfoque do estudo de caso está direcionado à área da Sala de Cabos da Sala
Elétrica do Pátio de Madeira, na área de Preparação de Cavacos de Processo, com
uma área de ocupação de 417m², sendo que sua área construída é de 1460m²
distribuída em quatro níveis de elevação. Na elevação 289,97m, estão locados os
transformadores; na elevação 295,97m, está localizada a sala de cabos com
bandejamento metálico; na elevação 299,97m, estão distribuídos os painéis elétricos
e na elevação 305,75m, está alojada a sala de controle onde técnicos efetuam a
distribuição e controle de energia.
A filosofia e conceitos de projeto para uma sala de cabos são os mesmos que se
utiliza em áreas de classificação de risco ordinário. Porém, há ressalvas que
precisam ser observadas com atenção.
Na proteção abaixo da laje, o espaçamento deve obedecer aos critérios da
classificação de risco ordinário com área de cobertura de 9,30m² por sprinkler. No
momento do princípio de incêndio, 33 sprinklers devem estar calculados para
funcionamento simultâneo por 30 minutos com vazão de 115 litros por minuto. Neste
caso, tipo de sprinkler é o standard upright, 74°C K=115 (165°F/K=8).
Figura 6.2 – Edifício da Sala Elétrica do Pátio de Madeira
Os sprinklers abaixo das bandejas devem ser instalados com espaço máximo de
2,40m entre si no momento do princípio de incêndio, 8 sprinklers devem estar
somados aos 33 sprinklers da laje para funcionamento simultâneo por 30 minutos
47
com vazão de 115 litros por minuto. Neste caso, o tipo de sprinkler é o standard
pendente resposta rápida, 74°C K=115 (165°F/K=8).
A cada três níveis de bandejas devem ser instalados sprinklers.
Figura 6.3 – Bandejas de cabos
Figura 6.4 – Sprinkler instalado sobre bandejas de cabos
48
O detector de fumaça projetado para cobrir a área total da sala de cabos.
Figura 6.5 – Detector de Fumaça
Figura 6.6 – Detector de Fumaça instalado em Salas de Cabos
49
O painel de alarme de incêndio é interligado diretamente aos detectores de fumaça e
ao sistema de bloqueio de energia entre os transformadores e o cabos. Posicionado
na sala da brigada de incêndio onde é monitorado 24h por dia , 7 dias por semana,
apresentada na figura 6.7.
Figura 6.7 – Painel de Alarme de incêndio
A válvula de governo que alimenta o sistema de sprinklers automáticos, posicionada
na área externa do prédio está apresentada na Figura 6.8.
Figura 6.8 – Válvula de Governo do sistema de sprinkles automáticos
50
Figura 6.9 –Planta do Sistema de sprinklers automáticos abaixo da laje
51
Figura 6.10 – Planta do Sistema de sprinklers automático entre bandeja de
cabos
52
Figura 6.11 – Corte Logitudinal do Sistema de sprinklers automático entre
bandeja de cabos
53
Figura 6.12 – Corte Transversal do Sistema de sprinklers automático entre
bandeja de cabos
54
Figura 6.13 – Detalhe de instalação de sprinklers automático entre bandeja de
cabos
Figura 6.14 – Detalhe de instalação de sprinklers automático entre bandeja de
cabos
55
6.1.2 O funcionamento do sistema
A operação do sistema é automático e funciona da seguinte forma:
Detectores Ópticos de Fumaça (DF)
São sensores que medem o nível análogo de fumaça no ambiente e o aumento
súbito da temperatura "Rate-of-rise" em conjunto com temperatura fixa. O detector
reporta ao painel de detecção de incêndio, o nível de fumaça captado, no período
de cada varredura, quando o nível de fumaça atingir o nível de alerta, o painel
processa as funções pré-programadas de alerta em caso de “Alarme”, ativando os
circuitos de alarme programados para a área em emergência, bloqueando a
ventilação no ambiente e destravando a chave que interliga os transformadores aos
cabos de baixa, média e alta tensões.
Figura 6.15 – Detector de Fumaça
O painel de alarme de incêndio esta localizado na Brigada de Incêndio destina-se à
supervisão dos diversos sistemas distribuídos pelas unidades da VCP, monitorado
por bombeiros e operadores da sala de controle da Central de Operações. Inclui-se
ao painel central uma Estação Gráfica e Visual e registro da totalidade dos eventos.
A estação é composta por um computador dedicado, onde através de telas gráficas
o operador identificará de forma precisa à localização dos eventos ocorridos no
sistema, priorizando os eventos de incêndio.
56
Figura 6.16 – Detector de Fumaça
Os transformadores têm sua transmissão de energia bloqueada assim que um
evento de alarme de incêndio é detectado.
Figura 6.17 – Transformador
No caso temperatura do ambiente exceder 74ºC, os sprinklers automáticos entram
em operação abafando e elimina o foco de incêndio.
57
Figura 6.18 – Sprinkler automático
Figura 6.19 – Sprinkler automático instalada abaixo da laje
O sistema de combate a incêndio por sprinklers automáticos mostrou-se nos testes,
um sistema de alta eficácia na extinção do incêndio. O prédio também conta com
sistema hidrantes e extintores posicionados estrategicamente para atender os
critérios de segurança conforme exigido na norma de incêndio. Em todo o complexo
industrial da VCP, foi adotada a mesma filosofia de combate a incêndio nas salas de
cabos, eliminando a possibilidade de perdas humanas em virtude de um início de
incêndio.
A instalação do sistema de sprinklers é executada por profissionais treinados com
experiência e capacitação técnica, para seguir rigorosamente o sistema projetado e
58
o controle de qualidade, garantindo assim o funcionamento eficaz do sistema como
um todo.
6.1.3 Análise do problema
Em visita ao empreendimento, pôde-se notar que a área em estudo é somente
freqüentada para eventuais manutenções. Todos os cabos são blindados e as
bandejas nas quais seguem seu encaminhamento são cuidadosamente aterrados.
Em uma conversa técnica com os Engenheiros Carlos Alberto Colige e Eduardo
Nascimento de Freitas ( especialistas na área de prevenção e combate a incêndio ),
pôde-se chegar a uma conclusão de que este tipo de proteção é extremamente
eficiente, no princípio do sinistro (incêndio) devido as características de construção
dos cabos o ambiente será tomado por fumaça de alta densidade, que atuará o
sistema de detecção de fumaça através de detectores iônicos, instalados no
ambiente e nos dutos de retorno do sistema de ventilação da sala de cabos.
Através de processamento eletrônico dos painéis de controle do sistema de
detecção de fumaça uma série de comandos são executados, atuando nos centro de
controle dos equipamentos vitais da sala elétrica, tais como, painel de distribuição,
transformadores e quadros de distribuição, proporcionando o corte de corrente nos
condutores (barramento / cabos) e desligando o sistema de ventilação forçada.
Caso a elevação de temperatura provocada venha a colapsar as capas dos cabos
atingindo o ponto de ignição dos mesmos, os vapores de combustão ou chamas
acionara os chuveiros automáticos (sprinklers), na área em sinistro restringindo o
alastramento das chamas e diluindo os vapores tóxicos e resfriando a estrutura da
edificação e de sustentação das bandejas de barramentos e cabos.
59
7. ANÁLISE DOS RESULTADOS
Analisando os dados coletados, podemos considerar que as salas de cabos
apresentam ambientes de risco elevado de incêndio, proporcionado pela circulação
de corrente (energia) dissipando calor ao ambiente, amenizados por sistemas de
ventilação forçada através de uma rede de dutos metálicos e ventiladores de alta
vazão, dimensionados conforme a carga térmica instalada.
Os sistemas de detecção atuam sobre a proteção dos equipamentos energizados
alertando
os
operadores
das
salas
elétricas
no
principio
dos
sinistros,
proporcionando a intervenção dos mesmos com dispositivos manuais de combate
(extintores) em eventuais focos de incêndio de pequeno porte.
Para os eventos de sinistros de grandes proporções a atuação dos chuveiros
automáticos (sprinklers), agindo somente na área sinistrada isenta de energia, uma
vez que os sistemas de proteção dos equipamentos elétricos foram acionados por
detecção de fumaça, ou por fluxo na rede de tubulações do sistema de chuveiro
automático (sprinklers).
A aplicação de água na forma de aspersão sobre as regiões em sinistro não
energizada, proporcionara de forma segura o controle das chamas, uma vez que a
disposição dos chuveiros automáticos (sprinklers) é projetada a partir do arranjo das
instalações elétricas envolvendo bandeja de cabos, estruturas auxiliares, etc.
Os sistemas de prevenção e combate a incêndios por chuveiros automáticos em
áreas confinadas energizadas com elevado grau de automação, representam
elevada confiabilidade em
relação
às
instalações
convencionais
adotadas
anteriormente, compostas por gases halogenados ou por inundação total por gás
carbônico ou nitrogênio nocivos / letais quando inalados.
As instalações de prevenção (detectores) e combate (chuveiros automáticos) devem
ser instaladas e supervisionadas por equipes especializadas e treinadas para tais
situações, objetivando a máxima eficiência das instalações.
60
8. CONCLUSÕES
Pode-se concluir que através de instalações de prevenção e combate a incêndios
nos grandes empreendimentos, visa preservar o bem estar dos funcionários através
da confiabilidade e risco controlado dos ambientes de trabalho.
Para o empreendedor assegura a continuidade do negócio e garantia de entrega do
produto final, reduzindo os valores aplicados em seguros de instalações e de
produção (lucro cessante).
A especialização da disciplina de instalações de segurança, prevenção e combate a
incêndios torna-se um segmento em expansão para profissionais especializados, e
para os fabricantes dos produtos e equipamentos aplicáveis as instalações.
Em especial as salas de cabos em função das estatísticas de sinistros apresentadas,
tornaram-se áreas estrategicamente perigosas devido a sua proximidade de
equipamentos de difícil substituição tais como transformadores, painéis, gabinetes
de automação, etc., que em eventual exposição a radiação direta ou indireta
provocara danos irreparáveis em seus componentes eletrônicos ou na estrutura
mecânica dos mesmos, sendo sua substituição e aquisição de alto custo e prazos
elevados.
61
9. RECOMENDAÇÕES
Ao longo da pesquisa verificou-se que a funcionalidade do sistema de combate a
incêndio está diretamente relacionada, a conceituação do empreendedor, da
orientação da companhia de seguros e na qualidade e capacitação da equipe de
montagem do sistema, onde um sinistro fora de controle resulta na perda integral da
unidade industrial elétrica.
A constante e rotineira verificação das instalações quanto a seu funcionamento e
manutenção preventiva, uma vez que trata-se de instalações estáticas.
Frente a isto, senhores Engenheiros e Projetistas, é de extrema importância que o
projeto de detecção e combate a incêndio vise como principal objetivo a proteção e o
resguardo da integridade física das pessoas que trabalham em ambientes que
oferecem riscos de incêndio.
O maior intuito deste tipo de projeto é a proteção da vida humana e em segundo
plano o patrimônio do investidor, portanto eventuais falhas no decorrer da
concepção e execução do projeto podem ocasionar resultados com perdas
irreparáveis.
.
62
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BELK, Samuel, Eng. – Legislação e normas contra incêndio e pânico Rio de
Janeiro, 1976.
SEITO, Alexandre Itui - Arquitetura e segurança contra incêndio com ênfase na
detecção de incêndio – FAUUSP, 2001.
SECCO, Orlando – Manual de prevenção e combate de incêndio São Paulo,
1982.
BAROLI, Gildo – Incêndios, princípios de prevenção. São Paulo, 1972.
RIBEIRO FILHO, Leonidio F. – Proteção contra incêndios. Rio de Janeiro, 1976.
MACINTYRE, A.J. Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais. Rio de Janeiro:
LTC, 1996. 3ª ed. 324-402.
REIS, J.S. Manual Básico de Proteção Contra Incêndios. São Paulo.
Fundacentro, 1985.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 9441. Execução de sistemas de
detecção e alarme de incêndio. Rio de Janeiro, 2002.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 13792. Proteção contra incêndio,
por chuveiros automáticos para áreas de armazenamento em geral. Rio de
Janeiro, 2002.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12693. Sistemas de proteção por
extintores de incêndio. Rio de Janeiro,2002.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10897. Proteção contra incêndio
por chuveiros automáticos. Rio de Janeiro, 2002.
63
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12615/12. Sistemas de combate a
incêndio por espuma. Rio de Janeiro, 2002.
KIDDE. Sistemas de Combate a Incêndio. On-line. Disponível em:
http://www.kidde.com.br. Acesso em: 04 mai. 2008.
TYCO. Fire Suppression & Building Products. On-line. Disponível em:
http://www.tyco-fire.com. Acesso em: 03 mai. 2008.
PORTAL DOS CONDOMÍNIOS. Noções básicas de prevenção de incêndio. Online. Disponível em: http://www.portaldoscondominios.com.br/gestaoIncendio.asp.
Acesso em: 03 mai. 2008.
64
ANEXO A – Tipos de suportes para tubulação de sprinklers
65
ANEXO B – Tipos de suportes para tubulação de sprinklers (cont.)
66
ANEXO C – Determinação de área de cobertura por sprinklers
67
ANEXO D – Área de cobertura por sprinklers quanto a sua
classificação de risco
68
ANEXO E – Área de cobertura por sprinklers quanto a sua
classificação de risco (cont.)