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A N T Ó N I O      M A T O S                             G U E R R A




     Caderno de Fenomenologia da
    Combustão e Agentes Extintores
              – Princípios Básicos




                                     Colecção
                                                SENSIBILIZAÇÃO




                                       2
                          CADERNOS




                                      ENB




                ESCOLA NACIONAL DE BOMBEIROS

                S I N T R A               2 0 0 7
Ficha Técnica




Título
Caderno de Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores
– Princípios Básicos
Colecção
Cadernos de Sensibilização
(n.º 2)
Edição
Escola Nacional de Bombeiros
Quinta do Anjinho – Ranholas
2710 - 460 Sintra
Telef.: 219 239 040 • Fax: 219 106 250
E.mail: edicao@enb.pt
Texto
António Matos Guerra
Comissão de Revisão Técnica e Pedagógica
Luís Abreu, Sónia Rufino
Fotografia
Rogério Oliveira, Victor Hugo
Ilustrações
Osvaldo Medina, Ricardo Blanco, Victor Hugo
Grafismo e fotomontagens
Victor Hugo Fernandes
Impressão
Gráfica Europam, Lda.

ISBN: 978-9728792-28-2
Depósito Legal nº 232240/05
1.ª edição: Dezembro de 2007
Tiragem: 3 000 exemplares
Preço de capa: a2,00
Sumário



1.	Introdução	 .................................................................................	   5

2.	Formas de combustão	 ................................................................	           8

3.	Métodos de extinção	..................................................................	 18

4.	Classes de fogos	.........................................................................	 21

5.	Agentes extintores	.....................................................................	 22
Cadernos de Sensibilização
1 Introdução
  ■                      ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■




    Conhecido pelos homens desde a pré-história, o fogo pode ser considerado
como uma das suas conquistas no domínio da natureza.
    O fogo é uma manifestação da combustão. Contudo, quando deixa de
ser controlado, surge o incêndio com todas as suas dramáticas consequências
(fig. 1).                                                                                                                                                                




                                                                                                             Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
  Fig.	 1	 Quando o fogo deixa de ser controlado, surge o incêndio.	




   Para controlar o fogo e evitar que se torne num incêndio é necessário
conhecer alguns princípios do fenómeno da combustão.
   Combustão é uma reacção de oxidação entre um agente combustível e
um comburente, provocada por uma energia de activação. Essa reacção é
exotérmica ou seja com libertação de calor.
   Qualquer substância na forma gasosa, líquida ou sólida, que seja capaz de
arder quando submetida a aquecimento é um combustível (fig. 2).
Cadernos de Sensibilização




                                   Fig.	 2	 O combustível é qualquer substância na forma gasosa, líquida ou sólida.	



                                     O comburente é uma atmosfera ou corpo gasoso em cuja presença o
                                 combustível pode arder. O melhor exemplo de comburente, responsável pela
                                 grande maioria das combustões, é o oxigénio. Outro gás, no seio do qual certos
                                 combustíveis poderão também arder, é, por exemplo, o cloro.
                                     Para que um fogo se inicie é necessário que o combustível e o comburente
                                 se encontrem em determinadas condições favoráveis, de modo a que a reacção
                                 se produza.
                                     Entre outras condições, é necessário a existência de uma energia para o
                                 início da combustão, a que se designa por energia de activação e se manifesta
                                 sob a forma de calor (fig. 3).




                                   Fig.	 3	 Fontes de calor que servem de energia de activação numa combustão.
Em resumo, pode afirmar-se que não existe fogo sem a junção simultânea
dos três elementos seguintes:

       •	 Combustível;

       •	 Comburente;

       •	 Energia de activação (fonte de calor).                                                                                                             


    Estes três elementos formam o que se designa por triângulo do fogo




                                                                                                 Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
(fig. 4).
    Uma vez iniciada a combustão, pela acção conjunta do combustível,
comburente e energia de activação, desenvolvem-se radicais livres(1) que levam
ao aparecimento da reacção em cadeia, sustentando desta forma a continui-
dade da combustão. Podemos então dizer que existe o tetraedro do fogo(2)
representado na figura 5.




Fig.	 4	 Triângulo do fogo.	                     Fig.	 5	 Tetraedro do fogo.	




(1)
   	 Partículas extremamente instáveis que se deslocam a velocidades muito elevadas, possuindo
     grande energia.
(2)	
       Tetra = quatro + edro = face.
2 Formas de combustão
                                      ■                                        ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■




                                    A combustão depende de um grande número de factores ligados à energia
                                 de activação, ao combustível e ao comburente, mencionados nos pontos
                                 seguintes.




                                 2 1 Fontes de energia de activação
    Cadernos de Sensibilização




                                  ■       ■




                                    A energia de activação, necessária para dar início à combustão, pode ter
                                 várias origens, de que se indicam alguns exemplos:

                                      •	 Origem térmica
                                      –	 Mechas, fósforos, isqueiros e pontas de cigarro;
                                      –	 Instalações geradoras de calor (fornos, caldeiras);
                                      –	 Radiação solar (libertação de vapores combustíveis pela madeira, por
                                         exposição intensa e continuada ao sol);
                                      –	 Superfícies quentes (placa de um fogão eléctrico).

                                      •	 Origem eléctrica
                                      –	      Resistência (aquecedor eléctrico);
                                      –	      Arco voltaico (cabo de alta tensão quebrado ao contactar com o solo);
                                      –	      Electricidade estática;
                                      –	      Descarga eléctrica atmosférica.

                                      •	 Origem mecânica
                                      –	 Chispas provocadas por ferramentas;
                                      –	 Atrito (contacto não lubrificado entre duas peças metálicas em
                                         movimento).

                                      •	 Origem química
                                      –	 Reacção química (limalha de ferro + óleo).
2 2 Combustíveis
 ■    ■




    As substâncias combustíveis pouco condutoras de calor, como a madeira,
ardem mais facilmente do que as boas condutoras.
    Este facto deve-se à acumulação de calor numa pequena zona, no caso
de materiais pouco condutores. A temperatura local eleva-se de tal forma,
provocando a libertação de vapores combustíveis, que na presença de mais                                                                       
calor (energia de activação) podem inflamar-se.
    No caso dos bons condutores, o calor distribui-se por toda a massa fazendo




                                                                                   Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
com que a temperatura se eleve lentamente. Os corpos bons condutores
(fig. 6-A), tais como os metais, mármore, granito, etc., são frios ao tacto.
Os maus condutores (fig. 6-B), como a lã, cortiça, plásticos, etc., são, pelo
contrário, corpos quentes.
    A divisão do combustível influencia a capacidade que um corpo tem de
entrar em combustão. Por exemplo, se chegarmos uma chama à superfície
do petróleo, que à temperatura ambiente não é inflamável, não se verifica a
combustão. No entanto, ao vaporizar mecanicamente o petróleo em direcção
a uma chama, observa-se a sua inflamação imediata.
    Uma outra propriedade importante é a tendência que um combustível
líquido tem para libertar vapores.




                                        A                                      B

     Fig.	 6	 Exemplos de corpos: A – bons condutores; B – maus condutores.
■     Temperaturas características

                                 Estabeleceram-se três temperaturas(1) características para os combustíveis
                              líquidos:

                                     •	 Temperatura de inflamação – temperatura mínima que permite a uma
                                        substância emitir vapores combustíveis em quantidade suficiente para
10
                                        formar, com o comburente, uma mistura que, por acção de uma fonte
                                        de calor, se pode inflamar, extinguindo-se a combustão logo que se retira
 Cadernos de Sensibilização




                                        a fonte de calor. Tal deve-se ao facto de não se libertarem vapores em
                                        quantidade suficiente.

                                     •	 Temperatura de combustão – temperatura mínima a que uma substância
                                        emite vapores combustíveis em quantidade suficiente para que em
                                        contacto com o comburente, se possa inflamar por acção de uma fonte
                                        exterior e arder continuamente.

                                     •	 Temperatura de ignição – temperatura à qual os vapores libertados
                                        por um combustível se auto-inflamam (combustão espontânea), sem a
                                        presença de uma fonte de calor exterior.


                                Com base neste critério, e de acordo com NP 1936, classificam-se os
                              combustíveis líquidos, quanto ao ponto de inflamação, em três categorias:

                                     •	 Líquidos de 1.ª categoria – quando o ponto de inflamação é inferior a
                                        21 oC;

                                     •	 Líquidos de 2.ª categoria – quando o ponto de inflamação é igual ou
                                        superior a 21o e inferior a 55 oC;

                                     •	 Líquidos de 3.ª categoria – quando o ponto de inflamação é igual ou
                                        superior a 55 oC.


                              (1)
                                    Estas temperaturas também se podem designar por «pontos».
No Quadro I apresentam-se exemplos de combustíveis dos três grupos
referidos.

                                     QUADRO I
            Características de inflamação de alguns combustíveis líquidos



                                                                                                                           11




                                                                                 Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
■   Limites de inflamabilidade

    A percentagem de vapores combustíveis é outro dos factores a considerar,
já que para se dar a combustão, a mistura com o comburente não pode conter
demasiado combustível (mistura rica) ou uma quantidade insuficiente do
mesmo (mistura pobre). Definem-se então, para cada combustível, os limites
de inflamabilidade ou explosividade (fig. 7):

    •	 Limite inferior de inflamabilidade (LII) ou de explosividade – o LII de
       um gás ou vapor é a sua concentração mínima em volume na mistura
       com o ar (gás/vapor-ar) acima da qual pode haver inflamação e abaixo
       da qual a combustão não é possível por a mistura ser demasiado pobre.

    •	 Limite superior de inflamabilidade (LSI) ou de explosividade – o LSI de
       um gás ou vapor é a sua concentração máxima em volume na mistura
       com o ar (gás/vapor-ar) abaixo da qual pode haver inflamação e acima
       da qual não é possível, por a mistura ser demasiado rica.
12                                 Fig.	 7	 Campo de inflamabilidade ou de explosividade de determinado fluido.	
 Cadernos de Sensibilização




                                 O campo de inflamabilidade ou explosividade varia de substância para
                              substância, como podemos ver pelos exemplos do Quadro II.

                                                                      QUADRO II
                                        Campo de inflamabilidade (ou DE explosividade) de vários combustíveis




                              2 3 Comburente
                               ■    ■




                                  A percentagem de comburente na mistura com o combustível é também
                              um factor importante na combustão.
                                  O comburente que participa na grande maioria das combustões é, como já
                              foi referido, o oxigénio do ar. Este contém aproximadamente 21% de oxigénio.
                                  Para certos combustíveis, uma atmosfera com menos de 15% de oxigénio
                              já não alimenta uma combustão. No entanto, há outros em que a combustão
                              apenas se extingue em concentrações de oxigénio inferiores a 10%.
2 4 Velocidade de combustão
 ■   ■




   A velocidade a que decorre uma combustão depende de vários factores,
sendo tanto mais rápida quanto:

     •	 Maior for o grau de divisão do combustível;
                                                                                                                            13
     •	 Mais inflamável for a natureza do combustível;




                                                                                  Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
     •	 Maior for a quantidade de combustível exposta directamente ao
        comburente;

     •	 Maior for o grau de renovação ou alimentação do comburente.


     Em relação à velocidade, as combustões classificam-se da seguinte forma:

     •	 Lentas – quando se produz a uma temperatura suficientemente baixa
        para que não haja emissão de luz, isto é, inferior a 500 ˚C. A oxidação
        de um metal em contacto com o ar húmido é um exemplo deste tipo de
        combustão;

     •	 Vivas – quando existe emissão de luz, sendo vulgarmente designadas
        por fogo. Neste caso, devido à mistura dos gases inflamados com o ar
        forma-se a chama;

     •	 Deflagrações – combustões muito rápidas cuja propagação se dá a uma
        velocidade inferior à do som (340 m/s). Um tiro de pólvora exemplifica
        este tipo de combustão;

     •	 Explosões – neste caso a combustão é resultante da mistura de gases,
        vapores ou poeiras com o ar numa percentagem bem determinada,
        sendo a propagação superior à velocidade do som. A explosão origina,
        sem dúvida, uma brusca e violenta onda de choque no meio em que
        ocorre, provocando destruição e grande ruído (detonação).
2 5 Propagação da energia da combustão
                               ■    ■




                                 O fenómeno da propagação da combustão deve-se ao facto de dois corpos
                              terem temperaturas diferentes e haver transferência de calor daquele que está
                              a uma temperatura mais alta para o que está a temperatura mais baixa.
                                 Este facto tem particular relevo na forma como um fogo evolui. As formas
14                            de propagação são as seguintes:

                                   •	 Radiação – a expressão radiação refere-se à emissão contínua de calor
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                                      (energia) sob a forma de radiação, essencialmente infravermelha, que
                                      se propaga em todas as direcções sem suporte material através do espaço,
                                      tal como acontece com o mesmo tipo de radiação que, produzida pelo Sol
                                      juntamente com a luz visível, se propaga até à Terra através do vazio
                                      (fig. 8);




                                   Fig.	 8	 Transmissão de calor por radiação.
•	 Condução – o calor transmite-se directamente no interior de um corpo
   ou através de corpos em contacto. Colocando-se o extremo de uma barra
   metálica em contacto com uma chama, enquanto o outro se sustém na
   mão, verifica-se que esta parte da barra vai aquecendo cada vez mais. Esta
   propagação do calor será tanto mais rápida quanto melhores condutores
   forem os corpos em contacto. No caso de um incêndio num edifício, a
   condução propaga-se através de estruturas metálicas, etc. (fig. 9);                                                    15




                                                                                Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
Fig.	 9	 Transmissão do calor por condução.	




•	 Convecção – chama-se convecção ao processo de transmissão do calor
   pelo ar em movimento. O ar aquecido, proveniente do incêndio, sobe,
   forçando o ar frio a dirigir-se para as zonas inferiores. Este fenómeno
   gera, na zona de incêndio, verdadeiras turbulências de ar aquecido que,
   em alguns casos, atingem velocidades elevadas. A propagação por este
   meio faz-se por todas as comunicações interiores quando não estão
   protegidas: caixas de escada, caixas de elevadores, coretes de cabos,
   condutas de ventilação, etc. (fig. 10);
16
 Cadernos de Sensibilização




                              Fig.	 10	 Transmissão do calor por convecção.	


                              •	 Projecção e deslocamento de matéria inflamada – forma de propa-
                                 gação de incêndios que se dá pelo movimento de matéria inflamável a
                                 arder como, por exemplo, fagulhas levadas pelo vento que provocam
                                 novos focos de incêndio (fig. 11).




                              Fig.	 11	 Efeito da projecção e deslocamento de matéria a arder.
2 6 Produtos e manifestações da combustão
 ■    ■




   Nas combustões produzem-se uma série de manifestações e produtos
visíveis que são o fumo, as chamas, o calor e os gases (fig. 12);


                                                                                                                          17




                                                                                Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
     Fig.	 12	 Manifestações e produtos da combustão.	



■	   Fumo

   O fumo é um dos produtos da combustão, sendo o resultado de uma
combustão incompleta, na qual pequenas partículas sólidas se tornam visíveis,
variando de tamanho e quantidade, podendo impedir a passagem da luz.
   O fumo também varia de cor em resultado das substâncias em combustão,
conforme se indica seguidamente:
     •	 Fumo de cor branca ou cinzento pálido – indica que a combustão
        é mais completa com bastante consumo de combustível e dispõe de
        comburente em quantidade adequada;
     •	 Fumo negro ou cinzento escuro – revela que se está perante uma
        combustão que desenvolve grande temperatura e tem falta de combu-
        rente, como é o caso da combustão de plásticos;
     •	 Fumo amarelo, roxo ou violeta – assinala geralmente a presença em
        maior percentagem de gases altamente tóxicos.
■	   Chamas
                                 São a manifestação de gases incandescentes, visíveis, em redor da superfície
                              do material em combustão.
                                 No seu seio produz-se a reacção em cadeia, o consumo parcial ou total do
                              combustível e a libertação de outros produtos.
                                 Em alguns casos produzem-se combustões sem chama. A radiação luminosa
18                            emitida nesses casos designa-se por incandescência.
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                              ■	   Calor
                                 É a energia libertada pela combustão, sendo o principal responsável pela
                              sua propagação dado que aquece todo o ambiente e os produtos combustíveis
                              presentes, elevando-os às temperaturas de inflamação, possibilitando, deste
                              modo, a continuação do incêndio.

                              ■	   Gases
                                 Produzidos pela combustão, são o resultado da modificação da composição
                              do combustível.
                                 A combustão pode produzir monóxido de carbono (CO), anidrido
                              carbónico (CO2), cianeto de hidrogénio (HCN), fosgénio, anidrido sulfuroso,
                              óxido de nitrogénio, ácido clorídrico, vapor de água e outros gases.




                              3 Métodos de extinção	
                                   ■                                 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■




                                 A extinção da combustão corresponde sempre à eliminação ou neutrali-
                              zação de, pelo menos, um dos elementos do tetraedro do fogo. Existem quatro
                              métodos para se proceder à extinção da combustão:
                                   •	 Arrefecimento ou redução da temperatura – é o método mais utili-
                                      zado e consiste em eliminar o calor de forma a que a temperatura do
                                      combustível seja inferior à da combustão (fig. 13). Deste modo, é
                                      necessário um agente extintor que tenha uma grande capacidade de
                                      absorção de calor como, por exemplo, a água;
19




                                                                        Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
Fig.	 13	 Extinção por arrefecimento ou redução da temperatura.	



•	 Limitação do comburente (abafamento e asfixia) – é o método que
   consiste no isolamento do combustível do oxigénio (comburente)
   ou na redução da concentração deste no ambiente (fig. 14). Pode
   conseguir-se esta forma de extinção diminuindo a concentração de
   oxigénio através de um gás inerte (p. ex. dióxido de carbono) ou
   cobrindo as chamas com uma substância com resistência suficiente à
   inflamação (p. ex. espuma extintora);




Fig.	 14	 Extinção por abafamento.
•	 Carência ou limitação do combustível – consiste na separação entre
                                 o combustível e a fonte de energia (calor) ou o ambiente do incêndio
                                 (fig. 15). É um método eficaz, mas muitas vezes impossível de utilizar
                                 devido à complexidade da sua execução;



20
 Cadernos de Sensibilização




                              Fig.	 15	 Extinção por carência ou limitação do combustível.	




                              •	 Inibição ou rotura da reacção em cadeia – consiste em impedir ou
                                 limitar a formação de radicais livres ou eliminá-los à medida que se
                                 formam (fig. 16). Um bom exemplo para a rotura da reacção em cadeia
                                 é a utilização de pó químico seco como agente extintor.




                              Fig.	 16	 Extinção por inibição ou rotura da reacção em cadeia.
4 Classes de fogos
  ■                                         ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■




   Atendendo ao comportamento dos diversos materiais convencionou
classificar-se em quatro categorias as diferentes classes de fogos, que podem
ser definidas pela natureza dos combustíveis. Esta classificação é especialmente
útil no domínio do combate ao incêndio por meio de extintores.
   No Quadro III descrevem-se as quatro classes de fogos.                                                                                                   21




                                                                                                                  Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
                                              QUADRO III
                                            Classes de fogos




Fonte: NP EN 2 – 1993 – Classes de fogos.
5 Agentes extintores
                                   ■                                     ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■




                                 Existem vários agentes extintores que actuam de maneira específica sobre
                              cada um dos quatro métodos anteriormente citados.
                                 Os agentes extintores devem ser usados de forma criteriosa para evitar
                              acidentes pessoais e agravamento do incêndio e ainda, quando possível,
22                            minimizar os efeitos negativos do próprio agente extintor sobre os materiais e
                              equipamentos não atingidos pelas chamas.
                                 Apresentam-se nos três estados normais da matéria e têm âmbitos de
 Cadernos de Sensibilização




                              aplicação, eficácia e limitações diferentes. Os agentes extintores mais utilizados
                              são a água, a espuma, os pós químicos e o CO2.


                              5 1 Água
                               ■       ■




                                 É o agente extintor por excelência e o mais utilizado em extinção de
                              incêndios, uma vez que existe em grande abundância e o seu custo é baixo.
                                 Actua por arrefecimento do combustível e do meio ambiente por contacto
                              directo ou indirecto e, secundariamente, por abafamento na forma de vapor.
                                 Emprega-se na forma de jacto (fig. 17-A), para se obter um maior alcance
                              ou penetração da água.
                                 A água, quando utilizada em chuveiro ou pulverizada (nevoeiro) (fig. 17-B),
                              tem um maior poder de arrefecimento, uma vez que absorve uma enorme
                              quantidade de calor.




                                                                        A                                               B

                                   Fig.	 17	 Exemplo de duas formas de aplicação de água. A – Em jacto; B – Pulverizada.
À água podem adicionar-se aditivos que melhoram as suas capacidades
extintoras.
   Como inconvenientes, entre outros, sobressaem os estragos que provoca
e o facto de ser condutora de electricidade. A utilização em equipamentos
eléctricos em tensão apresenta riscos de electrocussão.

                                                                                                                      23

5 2 Espuma




                                                                            Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
 ■    ■




   Um produto denominado espumífero (ou emulsor), misturado com
água e ar dá origem a um agente extintor aquoso designado por espuma.
É especialmente aplicada em incêndios de líquidos inflamáveis. É também
utilizada no interior de edifícios sob a forma de inundação total (alta
expansão).
   Actua por abafamento cobrindo o combustível e isolando-o do oxigénio
do ar. Devido à existência de água na espuma tem, também, poder de
arrefecimento (fig. 18).




     Fig.	 18	 A espuma extingue por arrefecimento e abafamento.
A espuma pode ser aplicada sobre o fogo em baixa, média e alta expansão:

                              •	 Baixa expansão – é produzida através de uma agulheta (fig. 19), que a
                                 projecta em jacto, não devendo este incidir directamente no líquido em
                                 combustão. Por ser a que possui mais água é a que tem maior poder de
                                 arrefecimento (fig. 20);
24
 Cadernos de Sensibilização




                              Fig.	 19	 Agulheta de espuma de baixa expansão.	




                              Fig.	 20	 Utilização de agulheta de espuma de baixa expansão.
•	 Média expansão – a sua produção é efectuada através de agulheta dotada
   de uma rede de malha fina, a qual permite uma melhor mistura do
   emulsor e da água com o ar (fig. 21). É uma mistura leve que voa com
   alguma facilidade (fig. 22);



                                                                                                                      25




                                                                            Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
Fig.	 21	 Agulheta de espuma de média expansão.	




Fig.	 22	 Utilização de agulheta de espuma de média expansão.
•	 Alta expansão – a produção deste tipo de espuma é feita por um
                                 equipamento designado por gerador de alta expansão (fig. 23).
                                 Este equipamento possui uma ventoinha movida hidraulicamente que
                                 auxilia a mistura do emulsor e a água, gerando ao mesmo tempo uma
                                 forte corrente de ar que ajuda a projectar a espuma.

26
 Cadernos de Sensibilização




                              Fig.	 23	 Gerador de espuma de alta expansão.
O seu índice de expansão é de tal forma que pode encher um volume de
50 m3 num minuto.
   É uma espuma muito leve que voa facilmente pela acção do vento ou pela
intensidade da combustão.
   A espuma impede a reactivação do incêndio. Pode ser empregue em grandes
superfícies ou volumes.
   Como já referido, a espuma contém água pelo que não deve ser utilizada
                                                                                                                         27
em equipamentos eléctricos em tensão. Também pode provocar a corrosão em
certos materiais.




                                                                               Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
   No Quadro IV apresenta-se uma síntese comparativa da expansão das
espumas em função da misturas e das agulhetas utilizadas.

                                  QUADRO IV
                 Exemplos comparativos da expansão das espumas




5 3 Pós químicos
 ■   ■




   Constituem o grupo dos agentes extintores sólidos usados no combate a
incêndios. São substâncias sólidas de cristais secos, finamente divididos em
partículas de dimensão micrométrica e perfeitamente fluidas.
Os pós químicos secos extinguem o incêndio por inibição, eliminando a
                              reacção em cadeia.
                                 Ao serem projectados sobre as chamas e no espaço envolvente actuam como
                              bloqueadores dos radicais livres, impedindo-os de se multiplicarem e elimi-
                              nando rapidamente as chamas.
                                 Os pós não são tóxicos nem condutores de electricidade. São corrosivos e
                              dificultam a visibilidade durante a extinção (fig. 24).
28
 Cadernos de Sensibilização




                                 Fig.	 24	 Dificuldade de visibilidade com a utilização de extintores de pós químicos.	



                                 A classificação dos pós é feita, através da sua correspondência às diferentes
                              classes de fogos, pelas seguintes categorias:
                                 •	 Pós ABC – também conhecidos por polivalentes, por serem usados em
                                    fogos de classe A, B e C, são compostos à base de fosfato de amónio;
                                 •	 Pós BC – indicados para combater fogos de classe B e C, são produzidos
                                    à base de bicarbonato de sódio ou de potássio;
                                 •	 Pós D – são usados estritamente em fogos da classe D. Sendo consti-
                                    tuídos por compostos quimicamente inertes, o seu fabrico tem por base
                                    a grafite misturada com cloretos e carbonetos. A eficácia de extinção
                                    destes pós depende das características próprias de cada metal. Dado
                                    que não são agentes extintores polivalentes é necessário escolher o pó
                                    adequado para cada tipo de metal.
5 4 Dióxido de carbono (CO2)
 ■   ■




    Também conhecido por anidrido carbónico, é um gás liquefeito armazenado
sob pressão. É utilizado em extintores e sistemas fixos de extinção de incêndios
(fig. 25). Não deixa sujidade nem é condutor de electricidade.

                                                                                                                             29




                                                                                   Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
             Fig.	 25	 Instalação fixa de CO2.	



    Aplicado sobre um incêndio, a sua acção extintora é caracterizada pela
redução do teor de oxigénio (asfixia) e abaixamento da temperatura. O CO2 é
pouco eficaz quando aplicado no combate a incêndios ao ar livre.
    Apesar de não ser tóxico, não deve ser respirado. Quando utilizado em
sistemas fixos de inundação total do ambiente, a descarga só deve ser efectuada
se não existirem pessoas dentro da sala. Caso contrário poderá levar à morte
destas por asfixia.
5 5 Hidrocarbonetos halogenados
                               ■   ■




                                 Normalmente designados por halons, são derivados dos hidrocarbonetos
                              obtidos por processos complexos.
                                 Os halogenados mais divulgados como agentes extintores eram o 1211 em
                              extintores portáteis e o 1301 em sistemas fixos de extinção.
30                               Sendo estes agentes extintores substâncias que empobrecem a camada do
                              ozono, encontram-se proibidas, a nível mundial desde 1994, a produção e
 Cadernos de Sensibilização




                              comercialização de equipamentos carregados com este produto.
                                 Os hidrocarbonetos halogenados existentes em extintores ou sistemas foram
                              substituídos e destruídos até Dezembro de 2003, conforme regulamento CE
                              n.º 2037/2000 do Parlamento Europeu e do Conselho de 29 de Junho de
                              2000.


                              5 6 Substituição dos halons
                               ■   ■




                                 Recentemente surgiram no mercado novos agentes extintores para
                              substituição do halon 1301 utilizado nos sistemas fixos.
                                 O FM 200 (heptafluoropropano HC3F3) e o FE 13 (trifluorometano
                              HCF3) são alguns exemplos de produtos já a ser comercializados, se bem que
                              outros produtos também estejam a ser comercializados, tais como, argonite
                              (nitrogénio + argon), argonfire (argon) e inergen (azoto + argon + CO2).
31




                 Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos
Anotações
32
Cadernos de Sensibilização




                                  Anotações

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Combustão e extinção de incêndios

  • 1. A N T Ó N I O M A T O S G U E R R A Caderno de Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos Colecção SENSIBILIZAÇÃO 2 CADERNOS ENB ESCOLA NACIONAL DE BOMBEIROS S I N T R A 2 0 0 7
  • 2. Ficha Técnica Título Caderno de Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos Colecção Cadernos de Sensibilização (n.º 2) Edição Escola Nacional de Bombeiros Quinta do Anjinho – Ranholas 2710 - 460 Sintra Telef.: 219 239 040 • Fax: 219 106 250 E.mail: edicao@enb.pt Texto António Matos Guerra Comissão de Revisão Técnica e Pedagógica Luís Abreu, Sónia Rufino Fotografia Rogério Oliveira, Victor Hugo Ilustrações Osvaldo Medina, Ricardo Blanco, Victor Hugo Grafismo e fotomontagens Victor Hugo Fernandes Impressão Gráfica Europam, Lda. ISBN: 978-9728792-28-2 Depósito Legal nº 232240/05 1.ª edição: Dezembro de 2007 Tiragem: 3 000 exemplares Preço de capa: a2,00
  • 3. Sumário 1. Introdução ................................................................................. 5 2. Formas de combustão ................................................................ 8 3. Métodos de extinção .................................................................. 18 4. Classes de fogos ......................................................................... 21 5. Agentes extintores ..................................................................... 22
  • 5. 1 Introdução ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ Conhecido pelos homens desde a pré-história, o fogo pode ser considerado como uma das suas conquistas no domínio da natureza. O fogo é uma manifestação da combustão. Contudo, quando deixa de ser controlado, surge o incêndio com todas as suas dramáticas consequências (fig. 1). Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos Fig. 1 Quando o fogo deixa de ser controlado, surge o incêndio. Para controlar o fogo e evitar que se torne num incêndio é necessário conhecer alguns princípios do fenómeno da combustão. Combustão é uma reacção de oxidação entre um agente combustível e um comburente, provocada por uma energia de activação. Essa reacção é exotérmica ou seja com libertação de calor. Qualquer substância na forma gasosa, líquida ou sólida, que seja capaz de arder quando submetida a aquecimento é um combustível (fig. 2).
  • 6. Cadernos de Sensibilização Fig. 2 O combustível é qualquer substância na forma gasosa, líquida ou sólida. O comburente é uma atmosfera ou corpo gasoso em cuja presença o combustível pode arder. O melhor exemplo de comburente, responsável pela grande maioria das combustões, é o oxigénio. Outro gás, no seio do qual certos combustíveis poderão também arder, é, por exemplo, o cloro. Para que um fogo se inicie é necessário que o combustível e o comburente se encontrem em determinadas condições favoráveis, de modo a que a reacção se produza. Entre outras condições, é necessário a existência de uma energia para o início da combustão, a que se designa por energia de activação e se manifesta sob a forma de calor (fig. 3). Fig. 3 Fontes de calor que servem de energia de activação numa combustão.
  • 7. Em resumo, pode afirmar-se que não existe fogo sem a junção simultânea dos três elementos seguintes: • Combustível; • Comburente; • Energia de activação (fonte de calor). Estes três elementos formam o que se designa por triângulo do fogo Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos (fig. 4). Uma vez iniciada a combustão, pela acção conjunta do combustível, comburente e energia de activação, desenvolvem-se radicais livres(1) que levam ao aparecimento da reacção em cadeia, sustentando desta forma a continui- dade da combustão. Podemos então dizer que existe o tetraedro do fogo(2) representado na figura 5. Fig. 4 Triângulo do fogo. Fig. 5 Tetraedro do fogo. (1) Partículas extremamente instáveis que se deslocam a velocidades muito elevadas, possuindo grande energia. (2) Tetra = quatro + edro = face.
  • 8. 2 Formas de combustão ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ A combustão depende de um grande número de factores ligados à energia de activação, ao combustível e ao comburente, mencionados nos pontos seguintes. 2 1 Fontes de energia de activação Cadernos de Sensibilização ■ ■ A energia de activação, necessária para dar início à combustão, pode ter várias origens, de que se indicam alguns exemplos: • Origem térmica – Mechas, fósforos, isqueiros e pontas de cigarro; – Instalações geradoras de calor (fornos, caldeiras); – Radiação solar (libertação de vapores combustíveis pela madeira, por exposição intensa e continuada ao sol); – Superfícies quentes (placa de um fogão eléctrico). • Origem eléctrica – Resistência (aquecedor eléctrico); – Arco voltaico (cabo de alta tensão quebrado ao contactar com o solo); – Electricidade estática; – Descarga eléctrica atmosférica. • Origem mecânica – Chispas provocadas por ferramentas; – Atrito (contacto não lubrificado entre duas peças metálicas em movimento). • Origem química – Reacção química (limalha de ferro + óleo).
  • 9. 2 2 Combustíveis ■ ■ As substâncias combustíveis pouco condutoras de calor, como a madeira, ardem mais facilmente do que as boas condutoras. Este facto deve-se à acumulação de calor numa pequena zona, no caso de materiais pouco condutores. A temperatura local eleva-se de tal forma, provocando a libertação de vapores combustíveis, que na presença de mais calor (energia de activação) podem inflamar-se. No caso dos bons condutores, o calor distribui-se por toda a massa fazendo Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos com que a temperatura se eleve lentamente. Os corpos bons condutores (fig. 6-A), tais como os metais, mármore, granito, etc., são frios ao tacto. Os maus condutores (fig. 6-B), como a lã, cortiça, plásticos, etc., são, pelo contrário, corpos quentes. A divisão do combustível influencia a capacidade que um corpo tem de entrar em combustão. Por exemplo, se chegarmos uma chama à superfície do petróleo, que à temperatura ambiente não é inflamável, não se verifica a combustão. No entanto, ao vaporizar mecanicamente o petróleo em direcção a uma chama, observa-se a sua inflamação imediata. Uma outra propriedade importante é a tendência que um combustível líquido tem para libertar vapores. A B Fig. 6 Exemplos de corpos: A – bons condutores; B – maus condutores.
  • 10. Temperaturas características Estabeleceram-se três temperaturas(1) características para os combustíveis líquidos: • Temperatura de inflamação – temperatura mínima que permite a uma substância emitir vapores combustíveis em quantidade suficiente para 10 formar, com o comburente, uma mistura que, por acção de uma fonte de calor, se pode inflamar, extinguindo-se a combustão logo que se retira Cadernos de Sensibilização a fonte de calor. Tal deve-se ao facto de não se libertarem vapores em quantidade suficiente. • Temperatura de combustão – temperatura mínima a que uma substância emite vapores combustíveis em quantidade suficiente para que em contacto com o comburente, se possa inflamar por acção de uma fonte exterior e arder continuamente. • Temperatura de ignição – temperatura à qual os vapores libertados por um combustível se auto-inflamam (combustão espontânea), sem a presença de uma fonte de calor exterior. Com base neste critério, e de acordo com NP 1936, classificam-se os combustíveis líquidos, quanto ao ponto de inflamação, em três categorias: • Líquidos de 1.ª categoria – quando o ponto de inflamação é inferior a 21 oC; • Líquidos de 2.ª categoria – quando o ponto de inflamação é igual ou superior a 21o e inferior a 55 oC; • Líquidos de 3.ª categoria – quando o ponto de inflamação é igual ou superior a 55 oC. (1) Estas temperaturas também se podem designar por «pontos».
  • 11. No Quadro I apresentam-se exemplos de combustíveis dos três grupos referidos. QUADRO I Características de inflamação de alguns combustíveis líquidos 11 Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos ■ Limites de inflamabilidade A percentagem de vapores combustíveis é outro dos factores a considerar, já que para se dar a combustão, a mistura com o comburente não pode conter demasiado combustível (mistura rica) ou uma quantidade insuficiente do mesmo (mistura pobre). Definem-se então, para cada combustível, os limites de inflamabilidade ou explosividade (fig. 7): • Limite inferior de inflamabilidade (LII) ou de explosividade – o LII de um gás ou vapor é a sua concentração mínima em volume na mistura com o ar (gás/vapor-ar) acima da qual pode haver inflamação e abaixo da qual a combustão não é possível por a mistura ser demasiado pobre. • Limite superior de inflamabilidade (LSI) ou de explosividade – o LSI de um gás ou vapor é a sua concentração máxima em volume na mistura com o ar (gás/vapor-ar) abaixo da qual pode haver inflamação e acima da qual não é possível, por a mistura ser demasiado rica.
  • 12. 12 Fig. 7 Campo de inflamabilidade ou de explosividade de determinado fluido. Cadernos de Sensibilização O campo de inflamabilidade ou explosividade varia de substância para substância, como podemos ver pelos exemplos do Quadro II. QUADRO II Campo de inflamabilidade (ou DE explosividade) de vários combustíveis 2 3 Comburente ■ ■ A percentagem de comburente na mistura com o combustível é também um factor importante na combustão. O comburente que participa na grande maioria das combustões é, como já foi referido, o oxigénio do ar. Este contém aproximadamente 21% de oxigénio. Para certos combustíveis, uma atmosfera com menos de 15% de oxigénio já não alimenta uma combustão. No entanto, há outros em que a combustão apenas se extingue em concentrações de oxigénio inferiores a 10%.
  • 13. 2 4 Velocidade de combustão ■ ■ A velocidade a que decorre uma combustão depende de vários factores, sendo tanto mais rápida quanto: • Maior for o grau de divisão do combustível; 13 • Mais inflamável for a natureza do combustível; Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos • Maior for a quantidade de combustível exposta directamente ao comburente; • Maior for o grau de renovação ou alimentação do comburente. Em relação à velocidade, as combustões classificam-se da seguinte forma: • Lentas – quando se produz a uma temperatura suficientemente baixa para que não haja emissão de luz, isto é, inferior a 500 ˚C. A oxidação de um metal em contacto com o ar húmido é um exemplo deste tipo de combustão; • Vivas – quando existe emissão de luz, sendo vulgarmente designadas por fogo. Neste caso, devido à mistura dos gases inflamados com o ar forma-se a chama; • Deflagrações – combustões muito rápidas cuja propagação se dá a uma velocidade inferior à do som (340 m/s). Um tiro de pólvora exemplifica este tipo de combustão; • Explosões – neste caso a combustão é resultante da mistura de gases, vapores ou poeiras com o ar numa percentagem bem determinada, sendo a propagação superior à velocidade do som. A explosão origina, sem dúvida, uma brusca e violenta onda de choque no meio em que ocorre, provocando destruição e grande ruído (detonação).
  • 14. 2 5 Propagação da energia da combustão ■ ■ O fenómeno da propagação da combustão deve-se ao facto de dois corpos terem temperaturas diferentes e haver transferência de calor daquele que está a uma temperatura mais alta para o que está a temperatura mais baixa. Este facto tem particular relevo na forma como um fogo evolui. As formas 14 de propagação são as seguintes: • Radiação – a expressão radiação refere-se à emissão contínua de calor Cadernos de Sensibilização (energia) sob a forma de radiação, essencialmente infravermelha, que se propaga em todas as direcções sem suporte material através do espaço, tal como acontece com o mesmo tipo de radiação que, produzida pelo Sol juntamente com a luz visível, se propaga até à Terra através do vazio (fig. 8); Fig. 8 Transmissão de calor por radiação.
  • 15. • Condução – o calor transmite-se directamente no interior de um corpo ou através de corpos em contacto. Colocando-se o extremo de uma barra metálica em contacto com uma chama, enquanto o outro se sustém na mão, verifica-se que esta parte da barra vai aquecendo cada vez mais. Esta propagação do calor será tanto mais rápida quanto melhores condutores forem os corpos em contacto. No caso de um incêndio num edifício, a condução propaga-se através de estruturas metálicas, etc. (fig. 9); 15 Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos Fig. 9 Transmissão do calor por condução. • Convecção – chama-se convecção ao processo de transmissão do calor pelo ar em movimento. O ar aquecido, proveniente do incêndio, sobe, forçando o ar frio a dirigir-se para as zonas inferiores. Este fenómeno gera, na zona de incêndio, verdadeiras turbulências de ar aquecido que, em alguns casos, atingem velocidades elevadas. A propagação por este meio faz-se por todas as comunicações interiores quando não estão protegidas: caixas de escada, caixas de elevadores, coretes de cabos, condutas de ventilação, etc. (fig. 10);
  • 16. 16 Cadernos de Sensibilização Fig. 10 Transmissão do calor por convecção. • Projecção e deslocamento de matéria inflamada – forma de propa- gação de incêndios que se dá pelo movimento de matéria inflamável a arder como, por exemplo, fagulhas levadas pelo vento que provocam novos focos de incêndio (fig. 11). Fig. 11 Efeito da projecção e deslocamento de matéria a arder.
  • 17. 2 6 Produtos e manifestações da combustão ■ ■ Nas combustões produzem-se uma série de manifestações e produtos visíveis que são o fumo, as chamas, o calor e os gases (fig. 12); 17 Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos Fig. 12 Manifestações e produtos da combustão. ■ Fumo O fumo é um dos produtos da combustão, sendo o resultado de uma combustão incompleta, na qual pequenas partículas sólidas se tornam visíveis, variando de tamanho e quantidade, podendo impedir a passagem da luz. O fumo também varia de cor em resultado das substâncias em combustão, conforme se indica seguidamente: • Fumo de cor branca ou cinzento pálido – indica que a combustão é mais completa com bastante consumo de combustível e dispõe de comburente em quantidade adequada; • Fumo negro ou cinzento escuro – revela que se está perante uma combustão que desenvolve grande temperatura e tem falta de combu- rente, como é o caso da combustão de plásticos; • Fumo amarelo, roxo ou violeta – assinala geralmente a presença em maior percentagem de gases altamente tóxicos.
  • 18. Chamas São a manifestação de gases incandescentes, visíveis, em redor da superfície do material em combustão. No seu seio produz-se a reacção em cadeia, o consumo parcial ou total do combustível e a libertação de outros produtos. Em alguns casos produzem-se combustões sem chama. A radiação luminosa 18 emitida nesses casos designa-se por incandescência. Cadernos de Sensibilização ■ Calor É a energia libertada pela combustão, sendo o principal responsável pela sua propagação dado que aquece todo o ambiente e os produtos combustíveis presentes, elevando-os às temperaturas de inflamação, possibilitando, deste modo, a continuação do incêndio. ■ Gases Produzidos pela combustão, são o resultado da modificação da composição do combustível. A combustão pode produzir monóxido de carbono (CO), anidrido carbónico (CO2), cianeto de hidrogénio (HCN), fosgénio, anidrido sulfuroso, óxido de nitrogénio, ácido clorídrico, vapor de água e outros gases. 3 Métodos de extinção ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ A extinção da combustão corresponde sempre à eliminação ou neutrali- zação de, pelo menos, um dos elementos do tetraedro do fogo. Existem quatro métodos para se proceder à extinção da combustão: • Arrefecimento ou redução da temperatura – é o método mais utili- zado e consiste em eliminar o calor de forma a que a temperatura do combustível seja inferior à da combustão (fig. 13). Deste modo, é necessário um agente extintor que tenha uma grande capacidade de absorção de calor como, por exemplo, a água;
  • 19. 19 Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos Fig. 13 Extinção por arrefecimento ou redução da temperatura. • Limitação do comburente (abafamento e asfixia) – é o método que consiste no isolamento do combustível do oxigénio (comburente) ou na redução da concentração deste no ambiente (fig. 14). Pode conseguir-se esta forma de extinção diminuindo a concentração de oxigénio através de um gás inerte (p. ex. dióxido de carbono) ou cobrindo as chamas com uma substância com resistência suficiente à inflamação (p. ex. espuma extintora); Fig. 14 Extinção por abafamento.
  • 20. • Carência ou limitação do combustível – consiste na separação entre o combustível e a fonte de energia (calor) ou o ambiente do incêndio (fig. 15). É um método eficaz, mas muitas vezes impossível de utilizar devido à complexidade da sua execução; 20 Cadernos de Sensibilização Fig. 15 Extinção por carência ou limitação do combustível. • Inibição ou rotura da reacção em cadeia – consiste em impedir ou limitar a formação de radicais livres ou eliminá-los à medida que se formam (fig. 16). Um bom exemplo para a rotura da reacção em cadeia é a utilização de pó químico seco como agente extintor. Fig. 16 Extinção por inibição ou rotura da reacção em cadeia.
  • 21. 4 Classes de fogos ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ Atendendo ao comportamento dos diversos materiais convencionou classificar-se em quatro categorias as diferentes classes de fogos, que podem ser definidas pela natureza dos combustíveis. Esta classificação é especialmente útil no domínio do combate ao incêndio por meio de extintores. No Quadro III descrevem-se as quatro classes de fogos. 21 Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos QUADRO III Classes de fogos Fonte: NP EN 2 – 1993 – Classes de fogos.
  • 22. 5 Agentes extintores ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ Existem vários agentes extintores que actuam de maneira específica sobre cada um dos quatro métodos anteriormente citados. Os agentes extintores devem ser usados de forma criteriosa para evitar acidentes pessoais e agravamento do incêndio e ainda, quando possível, 22 minimizar os efeitos negativos do próprio agente extintor sobre os materiais e equipamentos não atingidos pelas chamas. Apresentam-se nos três estados normais da matéria e têm âmbitos de Cadernos de Sensibilização aplicação, eficácia e limitações diferentes. Os agentes extintores mais utilizados são a água, a espuma, os pós químicos e o CO2. 5 1 Água ■ ■ É o agente extintor por excelência e o mais utilizado em extinção de incêndios, uma vez que existe em grande abundância e o seu custo é baixo. Actua por arrefecimento do combustível e do meio ambiente por contacto directo ou indirecto e, secundariamente, por abafamento na forma de vapor. Emprega-se na forma de jacto (fig. 17-A), para se obter um maior alcance ou penetração da água. A água, quando utilizada em chuveiro ou pulverizada (nevoeiro) (fig. 17-B), tem um maior poder de arrefecimento, uma vez que absorve uma enorme quantidade de calor. A B Fig. 17 Exemplo de duas formas de aplicação de água. A – Em jacto; B – Pulverizada.
  • 23. À água podem adicionar-se aditivos que melhoram as suas capacidades extintoras. Como inconvenientes, entre outros, sobressaem os estragos que provoca e o facto de ser condutora de electricidade. A utilização em equipamentos eléctricos em tensão apresenta riscos de electrocussão. 23 5 2 Espuma Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos ■ ■ Um produto denominado espumífero (ou emulsor), misturado com água e ar dá origem a um agente extintor aquoso designado por espuma. É especialmente aplicada em incêndios de líquidos inflamáveis. É também utilizada no interior de edifícios sob a forma de inundação total (alta expansão). Actua por abafamento cobrindo o combustível e isolando-o do oxigénio do ar. Devido à existência de água na espuma tem, também, poder de arrefecimento (fig. 18). Fig. 18 A espuma extingue por arrefecimento e abafamento.
  • 24. A espuma pode ser aplicada sobre o fogo em baixa, média e alta expansão: • Baixa expansão – é produzida através de uma agulheta (fig. 19), que a projecta em jacto, não devendo este incidir directamente no líquido em combustão. Por ser a que possui mais água é a que tem maior poder de arrefecimento (fig. 20); 24 Cadernos de Sensibilização Fig. 19 Agulheta de espuma de baixa expansão. Fig. 20 Utilização de agulheta de espuma de baixa expansão.
  • 25. • Média expansão – a sua produção é efectuada através de agulheta dotada de uma rede de malha fina, a qual permite uma melhor mistura do emulsor e da água com o ar (fig. 21). É uma mistura leve que voa com alguma facilidade (fig. 22); 25 Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos Fig. 21 Agulheta de espuma de média expansão. Fig. 22 Utilização de agulheta de espuma de média expansão.
  • 26. • Alta expansão – a produção deste tipo de espuma é feita por um equipamento designado por gerador de alta expansão (fig. 23). Este equipamento possui uma ventoinha movida hidraulicamente que auxilia a mistura do emulsor e a água, gerando ao mesmo tempo uma forte corrente de ar que ajuda a projectar a espuma. 26 Cadernos de Sensibilização Fig. 23 Gerador de espuma de alta expansão.
  • 27. O seu índice de expansão é de tal forma que pode encher um volume de 50 m3 num minuto. É uma espuma muito leve que voa facilmente pela acção do vento ou pela intensidade da combustão. A espuma impede a reactivação do incêndio. Pode ser empregue em grandes superfícies ou volumes. Como já referido, a espuma contém água pelo que não deve ser utilizada 27 em equipamentos eléctricos em tensão. Também pode provocar a corrosão em certos materiais. Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos No Quadro IV apresenta-se uma síntese comparativa da expansão das espumas em função da misturas e das agulhetas utilizadas. QUADRO IV Exemplos comparativos da expansão das espumas 5 3 Pós químicos ■ ■ Constituem o grupo dos agentes extintores sólidos usados no combate a incêndios. São substâncias sólidas de cristais secos, finamente divididos em partículas de dimensão micrométrica e perfeitamente fluidas.
  • 28. Os pós químicos secos extinguem o incêndio por inibição, eliminando a reacção em cadeia. Ao serem projectados sobre as chamas e no espaço envolvente actuam como bloqueadores dos radicais livres, impedindo-os de se multiplicarem e elimi- nando rapidamente as chamas. Os pós não são tóxicos nem condutores de electricidade. São corrosivos e dificultam a visibilidade durante a extinção (fig. 24). 28 Cadernos de Sensibilização Fig. 24 Dificuldade de visibilidade com a utilização de extintores de pós químicos. A classificação dos pós é feita, através da sua correspondência às diferentes classes de fogos, pelas seguintes categorias: • Pós ABC – também conhecidos por polivalentes, por serem usados em fogos de classe A, B e C, são compostos à base de fosfato de amónio; • Pós BC – indicados para combater fogos de classe B e C, são produzidos à base de bicarbonato de sódio ou de potássio; • Pós D – são usados estritamente em fogos da classe D. Sendo consti- tuídos por compostos quimicamente inertes, o seu fabrico tem por base a grafite misturada com cloretos e carbonetos. A eficácia de extinção destes pós depende das características próprias de cada metal. Dado que não são agentes extintores polivalentes é necessário escolher o pó adequado para cada tipo de metal.
  • 29. 5 4 Dióxido de carbono (CO2) ■ ■ Também conhecido por anidrido carbónico, é um gás liquefeito armazenado sob pressão. É utilizado em extintores e sistemas fixos de extinção de incêndios (fig. 25). Não deixa sujidade nem é condutor de electricidade. 29 Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos Fig. 25 Instalação fixa de CO2. Aplicado sobre um incêndio, a sua acção extintora é caracterizada pela redução do teor de oxigénio (asfixia) e abaixamento da temperatura. O CO2 é pouco eficaz quando aplicado no combate a incêndios ao ar livre. Apesar de não ser tóxico, não deve ser respirado. Quando utilizado em sistemas fixos de inundação total do ambiente, a descarga só deve ser efectuada se não existirem pessoas dentro da sala. Caso contrário poderá levar à morte destas por asfixia.
  • 30. 5 5 Hidrocarbonetos halogenados ■ ■ Normalmente designados por halons, são derivados dos hidrocarbonetos obtidos por processos complexos. Os halogenados mais divulgados como agentes extintores eram o 1211 em extintores portáteis e o 1301 em sistemas fixos de extinção. 30 Sendo estes agentes extintores substâncias que empobrecem a camada do ozono, encontram-se proibidas, a nível mundial desde 1994, a produção e Cadernos de Sensibilização comercialização de equipamentos carregados com este produto. Os hidrocarbonetos halogenados existentes em extintores ou sistemas foram substituídos e destruídos até Dezembro de 2003, conforme regulamento CE n.º 2037/2000 do Parlamento Europeu e do Conselho de 29 de Junho de 2000. 5 6 Substituição dos halons ■ ■ Recentemente surgiram no mercado novos agentes extintores para substituição do halon 1301 utilizado nos sistemas fixos. O FM 200 (heptafluoropropano HC3F3) e o FE 13 (trifluorometano HCF3) são alguns exemplos de produtos já a ser comercializados, se bem que outros produtos também estejam a ser comercializados, tais como, argonite (nitrogénio + argon), argonfire (argon) e inergen (azoto + argon + CO2).
  • 31. 31 Fenomenologia da Combustão e Agentes Extintores – Princípios Básicos Anotações