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UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES
PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSU”
AVM FACULDADE INTEGRADA
SISTEMA DE COMBATE A INCÊNDIO COM ÁGUA NEBULIZADA
A ALTA PRESSÃO (WATER MIST)
Por: Elaine Aguiar Costa
Orientador
Prof. Jorge Tadeu Vieira Lourenço
Rio de Janeiro
2015
DOCUMENTO PROTEGID
O PELA
LEI D
E DIR
EITO AUTORAL
2
UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES
PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSU”
AVM FACULDADE INTEGRADA
SISTEMA DE COMBATE A INCÊNDIO COM ÁGUA NEBULIZADA
A ALTA PRESSÃO (WATER MIST)
Apresentação de monografia à AVM Faculdade
Integrada como requisito parcial para obtenção do
grau de especialista em Gestão de Sistemas
Integrados em QSMS/SGI
Por: Elaine Aguiar Costa
3
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus, por todas as
bênçãos recebidas; aos meus pais,
Suely Aguiar Costa e Adilson de Souza
Costa, que sempre incentivaram meus
estudos e crescimento profissional; ao
meu marido, Felipe Jeronimo Marques
Correia, que sempre me apoiou nas
horas difíceis e compartilhou comigo as
alegrias.
4
RESUMO
A relação do homem com o fogo existe desde a sua descoberta na pré-
história até os dias de hoje. As sociedades humanas sempre se preocuparam
em organizar defesas contra incêndios. Um incêndio pode deixar de
transformar-se em tragédia, se for evitado e controlado com segurança. Para
que isto ocorra, existem hoje em dia, diversas formas de combate de acordo
com a localização e proporção do fogo. Os sistemas fixos de combate a
incêndio são destinados a combater os incêndios, sendo quanto mais
antecipado o seu acionamento, menores serão os danos impostos devido ao
incêndio. Dentre os sistemas fixos de combate a incêndios atuais, o Sistema
Water Mist, (Sistema de Combate a Incêndio com Água Nebulizada) da
empresa MARIOFF CORPORATION, vem se destacando diante de seus
concorrentes, devido à sua eficácia, baixo consumo de água e baixo potencial
de provocar danos aos seres humanos. Este sistema é composto por uma rede
de bicos aspersores que geram uma neblina intensa. A alta velocidade da
descarga e pressão adequada permitem à neblina penetrar através dos gases
e alcançar as chamas e o foco da combustão, mantendo o ambiente limpo e
respirável durante todo o seu processo de extinção do incêndio, evitando
tragédias provocadas em ambientes com baixa concentração de oxigênio
necessário para a vida humana, como no caso do sistema que usa como
agente extintor o dióxido de carbono (CO2).
5
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO 06
CAPÍTULO I - Conceitos sobre fogo e incêndio 09
CAPÍTULO II - Classes de Incêndio, Formas de Propagação,
Métodos de Extinção e Medidas de Proteção 17
CAPÍTULO III - Apresentação do Sistema Fixo de Dióxido
de Carbono (CO²) 22
CAPÍTULO IV – Apresentação do Sistema de Combate a Incêndio
com Água Nebulizada a Alta Pressão (Water Mist) 27
CAPÍTULO V – Análise do Sistema 32
IV.1 – Aspectos Positivos
IV.2 – Aspectos Negativos
IV.3 – Eficiência do Sistema Water Mist
CONCLUSÃO 34
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA 36
LISTA DE FIGURAS 39
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS 40
6
INTRODUÇÃO
A presente monografia apresenta como tema o Sistema de Combate a
Incêndio com Água Nebulizada a Alta Pressão (Water Mist) tendo como
objetivo apresentar, a partir de conceitos relacionados a fogo, incêndio e
formas de combate a incêndio, os aspectos positivos e o nível de eficiência
deste tipo de sistema.
Segundo Del Carlo (2008), o domínio do fogo pelo homem permitiu um
grande avanço em áreas do conhecimento e desenvolvimento do ser humano,
porém sempre houve perdas de vidas e materiais devido a acidentes.
Ao longo de nossa história, desde as décadas de 70 e 80, grandes
incêndios em edifícios altos chocaram e paralisaram o Brasil, tais como o
Edifício Joelma, com 25 pavimentos, em 1974; o Edifício Andraus, com 31
pavimentos, em 1972; entre outros. Estes incêndios marcaram o país, pela
perda de centenas de vida de pessoas, documentos importantes, geraram
danos materiais incalculáveis e uma fobia coletiva do fogo em grandes
edificações. A realidade é que não havia preocupação sobre instalações de
incêndio naquela época.
Estes eventos desencadearam uma preocupação nacional com a
segurança contra incêndios.
Através destes episódios, o assunto sobre prevenção e proteção contra
incêndio começou a ser discutido, com isso surgiu à necessidade da
elaboração de normas técnicas e legislações a serem seguidas.
Os grandes incêndios continuam acontecendo até hoje, no Brasil e no
mundo, e são exemplos repetidos do quanto ainda temos de aprender para
entender os fenômenos relacionados com a origem e a propagação do fogo.
A ocorrência e propagação do fogo depende de vários fatores
associados ao fenômeno da combustão. Estes fatores, por sua vez, variam em
função da meteorologia, topografia e do combustível, afetando de diversas
formas o comportamento do fogo. Pode-se dizer que a probabilidade do fogo
ocorrer e se propagar em um determinado local é função da probabilidade de
7
haver uma fonte de fogo e da probabilidade de haver condições favoráveis
para esse fogo se propagar.
Um incêndio, por definição, é uma ocorrência de fogo não controlado.
Esta ocorrência deve ser contida, sempre que possível, no início, para evitar
sua propagação e causa de prejuízos ao ambiente e perdas humanas.
Para Rosso (1975), os riscos e consequências frente ao episódio do
fogo, não são somente queimaduras, mas também asfixia, envenenamento,
contusões, colapsos, decorrentes dos efeitos secundários do fogo, tais como
radiação, falta de oxigênio, gases nocivos e fumaças.
Quando não houver êxito no combate ao princípio do incêndio, é
necessário utilizar um sistema de combate ao incêndio.
Hoje em dia, além do sistema de combate a incêndio com água
nobilizada, existem diversos tipos de sistemas utilizados, dentre eles estão:
sistemas de combate a incêndio por sprinklers, por hidrantes, por espuma, por
agentes químicos (gases), por gases inertes, por CO2, e outros.
O Sistema de Combate a Incêndio com Água Nebulizada a Alta Pressão
da Mariof Corporation que será o objeto de estudo deste trabalho, utiliza a
descarga de água potável em alta pressão, que ao passar com velocidade
pelos bicos aspersores, cria emissão de micro gotas - água nebulizada, desta
forma tem-se o efeito de grande penetração na zona incendiada, com uma
grande superfície de contato e evaporação muito rápida da água.
Será analisada a eficiência no uso deste sistema em unidades offshore, dentre
elas as embarcações e plataformas de petróleo, e seus aspectos positivos e
negativos, e o modo de funcionamento em comparação ao sistema fixo de
CO2, que é largamente utilizado no segmento.
O trabalho em questão terá seus capítulos estruturados da seguinte
forma:
No capítulo I, faremos um breve passeio pela história da humanidade
incluindo a descoberta do fogo e o início da preocupação do homem com a
prevenção e o combate a incêndio, trazendo conceitos sobre fogo e incêndio.
No capítulo II, abordaremos as classes de incêndio, formas de
propagação e métodos de extinção.
8
No capítulo III, serão apresentadas as características do Sistema Fixo
de Dióxido de Carbono (CO²).
No capítulo IV, entenderemos o funcionamento do Sistema de Combate
a Incêndio com Água Nebulizada a Alta Pressão (Water Mist)
E, por fim, no capítulo V, abordaremos os aspectos positivos e negativos
deste sistema, destacando os motivos que levam a concluir a eficiência deste
sistema.
9
CAPÍTULO I
CONCEITOS SOBRE FOGO E INCÊNCIO
I.1 – DESCOBERTA DO FOGO
A capacidade de controlar o fogo, aproximadamente 1.000.000 anos
atrás, foi uma mudança enorme nos hábitos dos primeiros seres humanos. Um
dos grandes marcos da história da civilização humana foi o domínio do fogo
Segundo Del Carlo (2008) ao longo da história o homem sempre quis
dominar o fogo. Por meio de técnicas rudimentares o homem primitivo gerava
faíscas, que juntos a gravetos geravam uma fogueira. Porém ele sabia apenas
controlar o seu início, não controlava o fogo que vinha dos vulcões e
relâmpagos, que por ser considerado castigo dos deuses era venerado na
antiguidade.
O homem desde que descobriu como produzir e controlar o fogo vem o
utilizando o mesmo para várias funções importantes na sua vida, trazendo
grandes inovações e tecnologias.
De acordo com Camillo Jr (2007), a partir desse momento o homem
pôde se aquecer, cozinhar seus alimentos, fundir metal para a fabricação de
utensílios e ferramentas, ações que contribuíram para o crescimento da
humanidade.
I.2 – CONCEITO SOBRE FOGO E INCÊNDIO
De acordo com a NBR 13860, fogo é o processo de combustão
caracterizado pela emissão de calor e luz.
Camilli Jr (2007) afirma que fogo é um processo químico de
transformação dos materiais combustíveis e inflamáveis, que, sendo sólido ou
líquido, serão inicialmente transformados em gases, e em seguida, se
combinam com o comburente e, quando ativados por uma fonte de calor,
10
passa por uma transformação química, gerando mais calor e desenvolvendo
uma reação em cadeia
O comburente é o elemento ativador do fogo, aquele que dá vida às
chamas, sendo mais comum o oxigênio. (CAMILLO JR., 2007).
Conforme afirma Oliveira (2005), a ignição requer três elementos: o
combustível, o oxigênio e a energia (calor). Da ignição à combustão
autossustentável um quarto elemento é requerido, a reação em cadeia,
formando o conceito de tetraedro do fogo.
Agora serão apresentadas as características de cada um desses
elementos:
• Combustível: É todo material que possui a propriedade de
queimar, de entrar em combustão; com maior ou menor facilidade
(madeira, papel, pano, estopa, tinta, alguns metais, etc.).
• Comburente: É o elemento que se combina com os vapores
inflamáveis dos combustíveis, possibilitando a expansão do fogo.
Normalmente o oxigênio se combina com o material combustível,
dando início à combustão. O ar atmosférico contém, na sua
composição cerca de 21% de oxigênio, tornando-se assim, o
principal comburente existente.
• Calor: É uma forma de energia que provoca a liberação de
vapores dos materiais. O calor exerce influência fundamental
tanto para o início como para a manutenção da queima.
Exemplos de fonte de calor: chama do maçarico, lâmpada acesa,
chama de um fósforo e a própria temperatura
ambiente (SPERANDIO, 1994, p.B04).
• Combustão (Reação em cadeia): É toda a reação química que há
entre uma substância qualquer (combustível) e o oxigênio do ar
(comburente) na presença de uma fonte de calor.
11
Figura 1:Triângulo do Fogo (Extraído de Seito, 2008)
Figura 2:Tetraedro do Fogo (Extraído de Seito, 2008)
Segundo Moraes (2009, p.1343), fogo e incêndio possuem definições
linguísticas e químicas idênticas diferenciando-se somente em sua causa. O
primeiro ocorre de modo controlado pelo homem e proporciona-lhe benefícios,
enquanto o segundo ocorre em condições contrárias e causa prejuízos à
humanidade.
Para Piolli (2003), é de suma importância para a prevenção de incêndio,
principalmente no que tange aos combustíveis, o entendimento dos seguintes
dados:
• Ponto de Fulgor (Flash Point): É a temperatura mínima na qual os
corpos combustíveis começam a desprender vapores, que se
incendeiam em contato com uma fonte externa de calor;
entretanto, a chama não se mantém devido à insuficiência da
quantidade de vapores desprendidos.
12
• Ponto de Combustão: É a temperatura mínima na qual os
vapores desprendidos dos corpos combustíveis, ao entrar em
contato com uma fonte externa de calor, entram em combustão e
continuam a queimar. A fim de classificar as combustões, existe
a velocidade de propagação. A qual vem a ser definida como a
“velocidade de deslocamento da fronteira da área já queimada –
zona de produtos da reação, e a área ainda não atingida pela
reação – zona não destruída” (SPERANDIO, 1994, p.B03).
• Ponto de Ignição: É a temperatura mínima na qual os vapores
desprendidos dos combustíveis entram em combustão, apenas
pelo contato com o oxigênio do ar, independentemente de
qualquer outra fonte de calor.
É importante destacar que, se não há chama ou fonte de calor
não existe fogo, mesmo que o ponto de combustão tenha sido
atingido (SPERANDIO, 1994, p.B03).
Entretanto o fogo descontrolado não traz benefícios. Podemos identificar
diversos acidentes envolvendo incêndios que como consequência destaca-se
elevadas perdas humanas e prejuízos financeiros.
Segundo a NBR 13860, o incêndio é o fogo fora de controle.
“No Brasil quando o estrago causado pelo fogo é pequeno, diz-se que
houve um princípio de incêndio e não um incêndio” (SEITO et al., 2008, p.43).
Três produtos principais são formados em decorrência de um incêndio:
calor, fumaça e chama.
Conforme afirma Seito et al. (2008), o incêndio inicia-se, na sua maioria,
bem pequeno. O seu crescimento depende do primeiro item ignizado, das
características do comportamento ao fogo dos materiais na proximidade do
item ignizado e sua distribuição no ambiente.
De acordo com Oliveira (2005), as fases de um incêndio são: ignição,
crescimento, desenvolvimento, desenvolvimento completo e diminuição. No
entanto, vale ressaltar que nem todos os incêndios desenvolvem-se seguindo
todas as fases, uma vez que depende de diversas variáveis.
• Fase de ignição
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Essa é a fase onde os quatro elementos do tetraedro do fogo se juntam
para iniciar a combustão. Neste ponto, o incêndio é pequeno e no geral se
restringe ao material que se incendiou primeiro. (SANTA CATARINA, 2006a).
De acordo com Oliveira (2005), a ignição do fogo é o princípio de
qualquer incêndio,
• Fase de crescimento do incêndio
Nessa fase ocorre a propagação do fogo para outros objetos adjacentes
e/ou para o material da cobertura. Conforme afirma Seito et al. (2008), a
temperatura do compartimento se elevará na razão direta do desenvolvimento
do calor dos materiais em combustão.
Nessa fase, o oxigênio existente no ar está relativamente normalizado e
o fogo está produzindo vapor d’água, dióxido de carbono, monóxido de
carbono e outros gases. Grande parte do calor está sendo consumido no
próprio aquecimento dos combustíveis presentes e a temperatura do ambiente
está ainda pouco acima do normal. À medida que o incêndio cresce, a
temperatura geral do ambiente aumenta, da mesma forma que a temperatura
da camada de gases aquecidos no nível do teto. (SANTA CATARINA, 2006a).
• Fase de desenvolvimento
Esse estágio, de acordo com Oliveira (2005) poderá ocorrer mediante
um crescimento gradual ou manifestar-se por dois fenômenos distintos,
variando conforme o nível de oxigenação do ambiente.
Se a oxigenação é adequada, as condições do ambiente alteram-se de
forma rápida à medida que o calor radiado atinge todas as superfícies
combustíveis expostas, em função da capa de gás aquecido que se cria no
teto durante a fase de crescimento irradiando calor para os materiais situados
longe da origem do fogo. Os gases produzidos durante este período se
aquecem até a temperatura de ignição e poderá ocorrer um fenômeno
denominado ignição súbita generalizada ou flash over, ficando toda a área
envolvida pelas chamas. Se ao contrário, a oxigenação for inadequada, a
queima se torna mais lenta e a combustão incompleta, pois não há oxigênio
suficiente para sustentar o fogo. (SANTA CATARINA, 2006a).
• Fase do desenvolvimento completo
14
De acordo com Seito et al. (2008), as características principais dessa
fase compreendem o aumento da temperatura do ambiente, valores acima de
1.100ºC, onde todos os materiais combustíveis entrarão em combustão, e a
propagação do incêndio por meio das aberturas internas, fachadas e
cobertura.
Nessa fase, os incêndios geralmente se convertem em incêndios
controlados pela falta de ventilação adequada. O incêndio normalmente é
reduzido a brasas e o ambiente torna-se completamente ocupado por fumaça
densa. (OLIVEIRA, 2005).
• Fase da diminuição
Nesse estágio, o incêndio irá diminuir de intensidade e de severidade
a medida em que os materiais combustíveis irão se acabando. (SEITO et al.,
2008).
Novamente o incêndio torna-se controlado, agora por falta de material
combustível. A quantidade de fogo e a temperatura podem diminuir, entretanto,
a temperatura pode se manter elevada durante algum tempo em função das
brasas. (SANTA CATARINA, 2006a).
Para Ono (2007):
A área de segurança contra incêndio ganhou impulso no país especificamente no Estado de São Paulo, na primeira metade da década de 1970, quando ocorreram dois incêndios de grandes proporções na cidade de São Paulo e de repercussão internacional, no Edifício Andraus e no Edifício Joelma (p.99).
O incêndio no edifício Andraus, de 31 pavimentos com escritórios
comerciais e lojas de departamento em São Paulo, ocorrido no dia 24 de
fevereiro de 1972, foi o primeiro grande incêndio em prédios elevados no
Brasil. Nesse incêndio, 16 pessoas morreram e 336 ficaram feridas. Muitas
pessoas conseguiram sair do edifício através dos helicópteros que pousavam
no heliporto e retiravam as centenas de pessoas que se aglomeravam no
terraço.
15
Figura 3: Incêndio Edifício Andraus
No dia 1º de fevereiro de 1974, aproximadamente às 9 horas da manhã,
o Edifício Joelma em São Paulo, que possuía 25 andares, entrou para a
história como palco de uma das maiores tragédias acontecidas no Brasil. A
maioria das 422 pessoas que se salvaram, escaparam pelos elevadores,
graças à demora do sistema elétrico ser afetado pelas chamas. Entretanto, 179
pessoas acabaram morrendo e aproximadamente 300 ficaram feridas.
Figura 4: Incêndio Edifício Joelma
16
Segundo Fernandes (2010) na década de 70, impulsionado pelos
acontecimentos recentes, iniciou-se os primeiros estudos, no Brasil, relativos à
segurança contra incêndio, tendo sido implantado o laboratório de segurança
contra incêndios no Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) do Estado de
São Paulo, patrocinado pela JICA - Japan International Cooperation Agency,
que resultou em instalações de ensaios de fumaça e teste de materiais frente
ao fogo, sendo este uma referência em nível nacional.
O homem vem procurando estudar e entender esse fenômeno e com o
passar do tempo veio se conscientizando da necessidade de proteger seus
equipamentos e seus trabalhadores dessa ameaça que pode tornar um
simples foco de incêndio em incêndios catastróficos.
De acordo com Bonitese (2007), em um estudo de segurança contra
incêndio, torna-se iminente a necessidade de fusão entre medidas normativas
e o processo de concepção de projetos de maneira a potencializar o fator de
segurança no que tange à proteção estrutural, de bens e de vidas.
A segurança contra incêndio é uma questão que deve ser encarada
desde o momento em que se planeja uma cidade, uma indústria, um prédio
comercial, qualquer local de trabalho, devendo finalizar no próprio lar
(FERNANDES 2010).
Um incêndio em uma embarcação, por exemplo, os tripulantes poderiam
morrer na explosão, serem asfixiados pelos gases oriundos do processo da
combustão, queimados ou até se tornarem náufragos. Já os Armadores,
empresas de navegação, teriam dano patrimonial, perdas com imagem da
empresa, multas, dano ambiental, entre outros.
17
CAPÍTULO II
CLASSES DE INCÊNDIO, FORMAS DE PROPAGAÇÃO,
MÉTODOS DE EXTINÇÃO E MEDIDAS DE PROTEÇÃO
II.1– CLASSES DE INCÊNDIO
Em 1978, com a elaboração da Norma Regulamentadora 23 os
incêndios passaram a ser classificados. Essas classes deram início a um novo
entendimento e adaptação das indústrias e empresas com relação à proteção
contra incêndio, são elas:
Classe A - São materiais de fácil combustão com a propriedade de queimarem
em sua superfície e profundidade, e que deixam resíduos, como: tecidos,
madeira, papel, fibras etc. Segundo Júnior (2007), após a queima, esses
combustíveis deixam resíduos, e, o resfriamento pela água é primordial para a
extinção deste tipo de incêndio. Exemplo: papel, madeira, borracha, tecidos,
etc.
Classe B - São considerados inflamáveis os produtos que queimem somente
em sua superfície, não deixando resíduos, como óleo, graxas, vernizes, tintas,
gasolina etc. Sua extinção deve ser feita por abafamento, pela quebra da
reação em cadeia, ou ainda, por resfriamento.
Classe C - Quando ocorrem em equipamentos elétricos energizados como
motores, transformadores, quadros de distribuição, fios etc.; A extinção deve
ser feita por agente extintor que não conduza eletricidade. Após ser eliminado
o risco de choque elétrico, esse tipo de incêndio deve ser tratado como classe
A.
18
Classe D - Elementos pirofóricos como magnésio, zircônio, titânio. Uma
característica dessa classe é que o incêndio envolve altas temperaturas. Para
a extinção, deve-se usar pós especiais que agem por abafamento.
Classe K - Fogos envolvendo materiais líquidos e sólidos como óleos e
gorduras de substâncias comestíveis tendo como exemplo de ambiente as
cozinhas industriais. Esta classe passou a vigorar em 1999 pela NFPA
(National Fire Protection Authorities) e ainda não é muito conhecida.
Abaixo a representação das classes de incêndio conforme a NFPA, figura 5.
19
Figura 5: Classes de incêndio (Extraída de NFPA- National Fire Protection Association)
II.2 – FORMAS DE PROPAGAÇÃO
O calor pode-se propagar de três diferentes maneiras: Condução,
Convecção e Irradiação. Como tudo na natureza tende ao equilíbrio, o calor é
transferido de objeto com temperatura mais alta para aqueles com temperatura
mais baixa. O mais frio de dois objetos absorverá calor até que esteja com a
mesma quantidade de energia do outro.
• Condução – É a transferência de calor através de um corpo sólido
de molécula a molécula. Quando dois ou mais corpos estão em
contato, o calor é conduzido através destes como se fosse um só
corpo. Em outras palavras, é a transferência de calor por contato
direto com a fonte de calor, o aquecimento de massas de ar
através da condução é o que tem mais importância no controle
dos incêndios.
• Convecção – É a transferência de calor pelo próprio movimento
ascendente de massas de gases ou líquido. É o movimento
circular ascendente, devido ao aquecimento das massas de ar,
localizadas acima do foco do incêndio.
• Radiação – É a transmissão de calor por ondas de energia
caloríficas que se deslocam através do espaço ou meios líquidos.
É a transferência de calor através do ar, em qualquer direção, à
velocidade da luz.
20
II.3 – MÉTODOS DE EXTINÇÃO
Existem quatro métodos de extinção do incêndio, sendo estes abaixo e
representados na figura 6:
• Resfriamento - Trata-se de diminuir a temperatura (calor) do
material em chamas. A água, largamente usada no combate a
incêndio, é um dos mais eficientes agentes de resfriamento.
(CBPMESP, 2011)
• Abafamento – Trata-se de eliminar o oxigênio (comburente) da
reação, por meio do abafamento do fogo. O oxigênio é
encontrado na atmosfera, na proporção de 21%. Quando esta
porcentagem é limitada ou reduzida a 15%, o fogo deixa de
existir. (CBPMESP, 2011)
• Isolamento – Baseia-se na retirada do material do local
(combustível) que está pegando fogo e também outros materiais
que estejam próximos às chamas, evitando a sua propagação
para outras áreas. (CBPMESP, 2011)
• Quebra da reação em cadeia - A reação em cadeia torna a
queima autossustentável. O calor irradiado das chamas atinge o
combustível e este é decomposto em partículas menores, que se
combina com o oxigênio e queimam, irradiando outra vez calor
para o combustível, formando um ciclo constante. (CBPMESP,
2011)
Figura 6: Métodos de extinção do fogo
21
(Extraída de CBPMESP, 2011)
II.4 – MEDIDAS DE PROTEÇÃO
Para Ono (2007), medidas de prevenção são aquelas que se destinam a
prevenir a ocorrência do início de incêndio, isto é, controlar o risco de início de
incêndio. As medidas de proteção, por sua vez, são aquelas destinadas a
proteger a vida humana e os bens materiais dos efeitos noivos de incêndio que
já se desenvolveu.
As medidas de proteção contra incêndio podem ser divididas em duas
categorias:
• Medidas de proteção passiva
De acordo com API 2218 (AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE,
1999), proteção passiva é qualquer modalidade de proteção contra fogo que
funcione sem intervenção mecânica ou humana.
A finalidade da proteção passiva é prevenir o colapso ou falha das
estruturas expostas ao fogo. O que poderia acarretar o consequente colapso
de equipamentos não protegidos e o derramamento de líquidos em combustão,
comprometendo o patrimônio atingido. A proteção passiva contra fogo utiliza o
emprego sistemático de materiais para prover proteção preventiva das
estruturas e equipamentos que poderiam ser expostos a um foco de incêndio.
Em outras palavras, a proteção passiva é aquela em envolve todas as
formas de proteção para que não haja o surgimento do fogo ou a redução da
probabilidade de sua propagação e dos seus efeitos quando já instalado, com
o objetivo de evitar a exposição dos ocupantes e da própria estrutura. Se
referem às medidas estruturais instaladas, tais como, saídas de emergências,
sinalização de emergência, sistemas de iluminação, sistemas de alarme e
detecção etc. É essencial a preocupação com o controle da fumaça pois a
estatística comprova que ela é responsável pelo maior número de fatalidades
ocorridas durante um incêndio.
22
• Medidas de proteção ativa
A proteção ativa é aquela que depende da presença de um ou mais
operadores para acionamento de equipamentos e sistemas para o combate ao
fogo, tais como alarme, visando a extinção de um princípio de incêndio já
instalado ou para o controle do seu crescimento até a chegada de profissionais
que farão o combate final.
23
CAPÍTULO III
APRESENTAÇÃO DO SISTEMA FIXO DE DIÓXIDO
DE CARBONO (CO²)
Os sistemas de combate a incêndio mais utilizados a bordo de
embarcações e unidades offshore possuem como agente extintor, o CO2. Este
agente é um gás incolor, sem cheiro, anticorrosivo, não condutor de
eletricidade e com alta disponibilidade no mercado. Extingue o fogo pelo
método de abafamento, ou seja, cria uma camada gasosa e isola o oxigênio
existente no ambiente.
O dióxido de carbono é indicado para combate aos incêndios das
classes B (Líquidos e gases inflamáveis) ou classe C (Material elétrico
energizado).
A figura 7 apresenta uma descarga do sistema de CO2 em
funcionamento.
Figura 7: Simulação de Sistema fixo de CO2 (Elaborada pelo autor)
24
O sistema fixo de CO2 é composto por cilindros de armazenamento
(figura 8), válvula de abertura rápida, tubos coletores, acionador automático,
bicos aspersores e detectores automáticos de fogo. A bordo de embarcações e
unidades offshore é comum encontrar os cilindros armazenados em skids
(grades), o que facilita o transporte, instalação, proteção e o seu uso.
Figura 8: Skid (grade) (Extraída da empresa MARIOFF)
O CO2 pode ser armazenado em alta ou baixa pressão. Os sistemas de
pequeno e médio portes são, normalmente, armazenados em cilindros de aço
25
de alta pressão (denominados sistemas HPCO2 - high pressure - alta pressão),
contendo, cada um, 45 kg de gás interligados, formando um conjunto chamado
de bateria, a qual pode proteger vários compartimentos separados.
Para aplicações industriais ou quando uma capacidade de múltiplo
alcance é requerida, geralmente, são adotados os sistemas de baixa pressão
(LPCO2 - low pressure - baixa pressão), pois o armazenamento do CO2, como
líquido em tanques refrigerados de baixa pressão é mais econômico.
O sistema de combate a incêndio com gás carbônico (CO2) permite
uma ação rápida e limpa por ser um método adequado de extinção de fogo
com isenção de resíduos. Pode ser aplicado tanto por inundação total, como
por aplicação local.
No método de inundação total, o ambiente como um todo recebe uma
concentração definida de CO2, proporcional ao volume e ao risco eliminado. Já
no método de aplicação local, o CO2 é descarregado diretamente no local
protegido, com concentração suficiente para cobertura de área ou volume
específico, considerando-se o tipo de combustível.
Especialmente indicado para locais não habitados com riscos elétricos e
líquidos inflamáveis, penetra em todas as aberturas do local protegido,
extinguindo o incêndio rapidamente. Exemplos: CPDs, transformadores e
geradores, máquinas, galerias de arte, depósitos de inflamáveis, sala de
baterias, coifas, dutos de exaustão e outros locais onde a extinção por outros
meios pode danificar objetos ou equipamentos.
Seu uso em área ocupada por pessoas não é recomendado, devido ao
risco potencial de asfixia. Entretanto, podem ser utilizados desde que com
sistemas de bloqueio adequados para evitar descargas em presença de seres
humanos e com um sistema de alarme de pré-ativação.
O sistema de bloqueio ou retardo (time delay) é o dispositivo manual
que, quando ativado, retarda o acionamento das baterias de CO2 e aciona
alarme sonoro e visual para que a área seja evacuada.
De acordo com a NBR 12232:2005 - Execução de sistemas fixos
automáticos de proteção contra incêndio com gás carbônico (CO2) por
26
inundação total para transformadores e reatores de potência contendo óleo
isolante, temos:
5.3.4.1 A detecção de incêndio do sistema fixo automático de CO2 deve identificar qualquer princípio de incêndio, de modo a permitir o seu controle imediato, e atender aos requisitos da NBR 9441. 5.3.4.2. Podem ser utilizados os seguintes tipos de detecção de incêndio: a) detecção de calor; b) detecção de fumaça; c) detecção de calor e fumaça (conjugadamente). 5.3.4.3 A detecção do sistema deve ser projetada para acionar sinalizações e alarmes, visuais e sonoros, e o sistema fixo de CO2.
É importante que depois da descarga de CO2, mantenham-se as portas
fechadas pelo máximo de tempo possível (mínimo de uma hora). Qualquer
pessoa que entrar na área após o disparo do sistema deve estar usando
aparelhos respiratórios.
27
CAPÍTULO IV
APRESENTAÇÃO DO SISTEMA DE COMBATE A
INCÊNDIO COM ÁGUA NEBULIZADA A ALTA PRESSÃO
(WATER MIST)
Segundo a NFPA 750 (NFPA, 2000) água nebulizada é utilizada na
extinção nos ambientes onde há fogo em jato de gás, líquidos, combustíveis e
inflamáveis, sólidos perigosos, inclusive fogos que envolvem espuma de
plástico, proteção aos passageiros e tripulação em aeronaves de incêndio
externo de poça facilitando o escape, incêndio de classe A (madeira, papel,
tecidos etc.), incêndios em equipamentos elétricos, classe C (transformadores,
interruptores/disjuntores, circuito britador e motores), equipamentos eletrônicos
(salas de computadores e telecomunicações).
A névoa de água, também chamada de neblina ou água atomizada, é
um agente de extinção conhecido e utilizado. No entanto, há apenas alguns
anos atrás esse agente passou a ter grande aceitação no mercado. Com o seu
desenvolvimento, as qualidades efetivas da água nebulizada no combate a
incêndio fizeram com que este agente ganhasse um crescente número de
aplicações, em plantas de processo, turbinas a gás e a vapor, transformadores
elétricos, bombas industriais, indústria automotiva e trens ferroviários
(FACTORY MUTUAL RESEARCH, 2001).
Esta tecnologia surge com um agente extintor muito atraente devido ao
seu mecanismo utilizado para extinção de incêndio
Os sistemas de alta pressão de vapor de água se destacam pelo seu
desempenho particularmente eficaz de refrigeração, isto porque, neste sistema
o agente extintor é a água. Para combater o incêndio ela é pulverizada, figura
9, com alta pressão, na área de risco através de bicos especiais. Dessa forma,
a energia é rapidamente extraída do fogo pela enorme superfície de inúmeras
gotículas de água que se forma.
O forte efeito de resfriamento, forma mais comum de extinguir o fogo,
serve, não apenas, para suprimir o incêndio, mas também para proteger os
28
seres humanos e materiais das consequências de um evento de incêndio. O
objetivo, neste caso, é proteger o entorno imediato, de modo que as pessoas
estejam em posição para alcançar o ponto mais próximo de evacuação.
Figura 9: Disparo do sistema fixo de água por alta pressão (WATER MIST) (Extraída da empresa MARIOFF)
O sistema de combate a incêndio por névoa pode possuir três modos de
partida: automática, manual remota e manual local.
Em uso normal o sistema é mantido em stand-by, pronto a ser operado
no modo automático.
Os modos de acionamento do sistema de água em alta pressão podem
ser:
IV.1 - À distância
Na estação de disparo à distância existem botoeiras seletoras que
permitem o disparo por zonas ou total.
29
Figura 10:Controle à distância no CCM de uma embarcação (Elaborada pelo autor)
IV.2 - No local Através de botoeiras localizadas no compartimento a ser inundado.
Figura 11:Controle local para MCA e MCP (Elaborada pelo autor)
IV.3 - Na estação HI-FOG (WATER MIST)
Na estação do HI-FOG existem os manifolds, onde as válvulas
direcionais podem ser acionadas para as zonas a ser cobertas pelo sistema.
30
Figura 12: Estação HI-FOG (Elaborada pelo autor)
Os principais componentes dos Sistemas de Combate a Incêndio com
Água Nebulizada a Alta Pressão são os bicos nebulizadores, figura 13, das
quais existe uma grande variedade, de acordo com o tipo de aplicação. Ainda
assim, existem diversos modelos que variam em função do caudal, do ângulo
de cobertura e da altura de instalação.
Figura 13: Tipo de bicos nebulizadores para sistema HI-FOG
(Extraída da empresa MARIOFF)
Todos os bicos nebulizadores estão ligados às fontes de abastecimento
de água através de uma rede de tubos de aço inoxidável, de diâmetros muito
menores que os utilizados nas redes de água convencionais. Estas fontes,
figura 14, no caso dos sistemas HI-FOG podem ser de quatro tipos:
31
• Bateria modular de cilindros;
• Grupo de bomba, autónomo e independente;
• Grupo de bombas elétricas;
• Grupo de bombas diesel.
Figura 14: Fontes de abastecimento de água para sistema HI-FOG (Extraída da MARIOFF)
A instalação do Sistema de Combate a Incêndio com Água Nebulizada a
Alta Pressão completa-se com uma série de componentes auxiliares, tais como
válvulas seletoras e direcionais, instrumentação e acessórios.
O sistema requer inspeções e manutenções de baixo custo, uma vez
que o agente extintor é a água.
Estes sistemas podem ser utilizados, por exemplo, para proteger os
camarotes, nas caixas de energia de pequena ou alta voltagem, caixas de
equipamentos, unidades de diesel no pavimento ou compartimento do motor
ou para proteger os grupos de geradores elétricos.
O sistema de combate a incêndio de alta pressão protege, ainda, a área
de passageiros de uma forma inteligente, ou seja, antes mesmo de um pré-
aviso ou alarme de incêndio, o sistema detecta e monitora os gases do ar
distinguindo qualquer alteração, mesmo que existam janelas ou portas abertas,
aumentando o sucesso desse sistema.
Outras aplicações do Sistema de Combate a Incêndio com Água
Nebulizada à Alta Pressão seriam em salas de informática e salas de
telecomunicações, salas de arquivos, bibliotecas, hospitais, hotéis, museus.
32
Os sistemas de água nebulizada desenham-se de acordo com o padrão
normativo único existente na atualidade: a NFPA 750- Standard on Water Mist
Fire Protection Systems. Esta normativa define os requisitos para o projeto,
instalação, manutenção e testes deste sistema, estabelecendo, de forma
taxativa, que só são válidos os sistemas que demonstraram a sua eficácia
através dos correspondentes ensaios de fogo a escala real e que tenham sido
certificados pelos organismos oficiais correspondentes.
33
CAPÍTULO V
ANÁLISE DO SISTEMA
O Sistema de Combate a Incêndio com Água Nebulizada a Alta Pressão
é utilizado onde se faz necessária a existência de um sistema que possa ser
acionado remotamente e realize a extinção do fogo em um compartimento,
mantendo o mesmo ainda habitável. Por estes motivos, obtém certa
preferência na utilização em embarcações e unidades offshore.
V.1 – Aspectos Positivos
Conforme COSTA NETO (2008), as vantagens desse sistema são:
• Seguro para pessoas;
• Água é um agente extintor de baixo custo;
• Não tóxica e não causa risco ambiental;
• São utilizados pequenos volumes de água;
• Produz reduzidos danos provocados pelo pequeno volume de
água utilizado, principalmente, quando são comparados com o
sistema de sprinkler e dilúvio;
• Nenhum subproduto da combustão ou corrosivo é formado
durante a extinção com água nebulizada (water mist);
• Evita o escalonamento do incêndio para a circunvizinha;
• Proteção eficiente contra incêndio para espaços de máquinas;
• Remove as partículas em suspensão provenientes da combustão;
• O sistema de water mist quando utilizado com água destilada,
tem baixa condutividade elétrica;
• Pode ser ativado imediatamente;
• O sistema de water mist pode ser usado para inertizar ou prevenir
contraexplosão;
• Previne conta re-ignição;
34
• O tempo da retomada das condições normais de operação é bem
menor de uma instalação, devido à fácil disponibilidade do agente
extintor;
• Após a ativação, o sistema de water mist reduz drasticamente e
uniformemente a temperatura de compartimento. A redução da
temperatura facilita a intervenção manual, minimizando danos
térmicos e reduzirá o escalonamento fogo para outros
compartimentos;
• Fornecido como uma unidade autônoma e compacta, montada
sobre “skid”;
• Requer uma quantidade reduzida de água para o combate a
incêndio.
V.2 – Aspectos Negativos
Conforme COSTA NETO (2008) as limitações desse sistema são:
• O custo inicial elevado;
• Projeto de sistema de água nebulizada deve ser testado
previamente e certificado por um Organismo Certificador, com o
objetivo da garantia de extinção;
• Deverá ser observado o grau mínimo de proteção (IP) para os
equipamentos elétricos expostos à névoa;
• A elevada condutividade da água pode acarretar a perda o
isolamento elétrico nos equipamentos elétricos;
• Necessidade de Certificado de teste por Organismo Certificador
• Combustíveis com ponto de combustão (flash point) mais baixo
são mais difíceis de extinguir do que combustíveis com ponto de
combustão mais alto.
V.3 – Eficiência do Sistema HI-FOG (Water Mist)
A extinção do incêndio dá-se pelo efeito de redução da temperatura e
da redução do oxigênio no centro do incêndio (foco). E é muito eficaz porque a
35
água é projetada a alta velocidade, em micro gotas, com uma grande
superfície de contato possibilitando extinguir o incêndio de forma mais rápida
com o mínimo de água.
36
CONCLUSÃO
Pode-se notar que diante do risco constante de incêndio e, por
consequência, a preocupação e interesse cada vez maiores por parte da
sociedade humana em organizar defesas contra incêndios, o mercado vem
oferecendo diferentes tipos de sistema de combate a incêndio. Este mercado
está em constante mudança, principalmente no que diz respeito a criação de
produtos mais diversificados, de baixa toxidade e ecologicamente corretos. A
maior das dificuldades em relação à escolha do sistema é de ordem técnica e
financeira.
Como foi possível observar ao longo do estudo apresentado, Sistema de
Combate a Incêndio com Água Nebulizada a Alta Pressão, é esperado que
este sistema seja utilizado com maior frequência por ser de fato muito
eficiente, não impor danos ao meio ambiente, de acionamento rápido e
funcionamento seguro para o ser humano, além, dentre outros fatores, utilizar
a água como único agente extintor, motivo pelo qual este agente tem se
tornado também um substituto do gás carbônico em muitas aplicações.
Este sistema foi o que maior interesse despertou, e continua a
despertar, na comunidade da proteção de incêndios.
Normalmente há uma tendência à utilização do sistema por parte de
usuários investigadores, engenheiros, seguradoras e, em geral, todos os
profissionais relacionados com a proteção de incêndios por ser um sistema
muito interessante no aspecto ocupacional.
O HI-FOG requer pouca manutenção e, além disso, permite à empresa
utilizadora poupar em seguros de instalação. Mas acima de tudo, em caso de
incêndio é de extrema eficácia, por ser rápido no processo de extinção do
incêndio e não expor as pessoas à concentração de oxigênio abaixo da
concentração mínima sem causar danos às mesmas e também ao meio
ambiente.
Testado e aprovado pelas mais prestigiosas instituições de ensaio e
homologação, o Sistema de Combate a Incêndio com Água Nebulizada a Alta
Pressão conta com uma extensa lista de referências em todo o mundo, nas
mais diversas aplicações, e constitui atualmente uma das melhores alternativas
37
para a proteção de incêndios de uma imensa diversidade de riscos civis,
militares e industriais.
38
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Petrolum and Petrochemical Processing Plants. EUA, 01/08/1999.
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11716:04. Rio de Janeiro. 2004.
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sistemas fixos automáticos de proteção contra incêndio com gás
carbônico (CO2) por inundação total para transformadores e reatores de
potência contendo óleo isolante. NBR 12232:05. Rio de Janeiro.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. - Glossário de termos
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Proteção Contra Incêndios; Brasília, DF, 2011.
39
CAMILLO JR., Abel Batista. Manual de prevenção e combate a incêndios.
São Paulo: Editora Senac São Paulo, 2007.
CORPO DE BOMBEIROS DO ESTADO DE SÃO PAULO. Manual de
fundamentos. São Paulo: IMESP, 2. Ed. 2006.
Corpo de Bombeiros Militar. Apostila do Curso de Formação de Bombeiro
Combatente. Florianópolis, 2006a.
COSTA NETO, F P.- Sistema de Combate a Incêndio Utilizando Água
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40
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Edição. RJ: GVC, 2009. 1918p
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20 mai. 2015.
41
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1: Triângulo do Fogo
FIGURA 2: Tetraedro do Fogo
FIGURA 3: Incêndio Edifício Andraus
FIGURA 4: Incêndio Edifício Joelma
FIGURA 5: Classes de incêndio conforme ABNT
FIGURA 6: Métodos de extinção do fogo
FIGURA 7: Simulação de Sistema fixo de CO2 em funcionamento
FIGURA 8: Skid
FIGURA 9: Disparo do sistema fixo de água por alta pressão (Walter Mist)
FIGURA 10:Controle à distância no CCM de uma embarcação
FIGURA 11: Controle local para MCA e MCP
FIGURA 12: Estação HI-FOG com manifolds e válvulas direcionais para as
áreas cobertas
FIGURA 13: Tipo de Boquilha para sistema Water Mist
FIGURA 14: Fontes de abastecimento de água para sistema Water Mist
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LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas
CCM: Centro de Controle de Máquinas
CO2: Dióxido de Carbono
HPCO2: Dióxido de Carbono em Alta Pressão
LPCO2: Dióxido de Carbono em Baixa pressão
MCA: Motor de Combustão Auxiliar
MCP: Motor de Combustão Principal
NFPA: National Fire Protection Authorities
