UNIDADE DIDÁTICA 01Parte I - CARACTERÍSTICAS E COMPORTAMENTO DO FOGO 1. INTRODUÇÃO À DINÂMICA DO FOGO O efetivo controle e a extinção de um incêndio requerem um entendimento da natureza físico/química do fogo e isso inclui informações sobre fontes de calor, composição e características dos combustíveis e as condições necessárias para a ocorrência da combustão. O termo dinâmica do fogo, do inglês fire dynamics tem sido escolhido para descrever os assuntos relacionados com as características e o comportamento do fogo como disciplina. No entanto, é comum encontrarmos também os termos química do fogo e ciência do fogo. Em Santa Catarina, mais especificamente, o assunto normalmente era estudado pelos bombeiros sob o título “comportamento do fogo”. Fogo e combustão são termos freqüentemente usados como sinônimos. Entretanto, tecnicamente, o fogo é uma forma de combustão (Carter, 1998). Como um processo, o fogo pode assumir muitas formas, que envolvem reações químicas entre substâncias combustíveis e o oxigênio do ar. O fogo quando aproveitado corretamente fornece grandes benefícios que podem suprir nossas necessidades industriais e domésticas, mas, quando descontrolado, pode causar danos materiais e sofrimento humano (Drysdale, 1998). Um incêndio é a manifestação de uma combustão descontrolada. 2. PRINCÍPIOS DO FOGO (TRIÂNGULO E TETRAEDRO DO FOGO) Segundo Richard L. Tuve (1976, p.46), o fogo pode ser conceituado como um processo (reação química) de oxidação rápida, auto-sustentável, acompanhada pela produção de luz e calor em intensidades variáveis. Nessa conceituação existem três elementos essenciais para o início (ignição) de um fogo, ou seja, algo que queime (combustível), uma fonte de ignição (calor ou energia térmica) e o oxigênio (comburente). A oxidação é uma reação química onde um agente oxidante e um agente redutor, se combinam para formar produtos menos reativos que os materiais de origem. A combustão é um tipo particular de reação de oxidação onde o oxigênio quase sempre é o agente oxidante e o combustível (aquele de queima) é o agente redutor. Os agentes redutores (combustíveis) mais comuns são os materiais que contém grande percentual de carbono e hidrogênio. Afirmar que o processo de oxidação é auto-sustentável implica em dizer que a reação de combustão continuará como se fosse uma reação em cadeia. A reação deve continuar com suficiente rapidez para produzir suficiente energia, desprender luz e calor e, continuar a desenvolver-se. Essa combinação entre os termos rapidez e reação de oxidação autosustentável deu lugar a um quarto elemento que é a reação em cadeia. Este conceito converteu o conhecido triângulo do fogo em tetraedro do fogo. É importante registrar que durante muitos anos, o triângulo do fogo (oxigênio, combustível e calor) foi utilizado para ensinar os componentes do fogo. Ainda que este exemplo seja simples e útil para uso nas instruções, tecnicamente não é totalmente correto, pois para que se produza uma combustão, se necessitam quatro elementos, portanto, para efeito didático, se adota o tetraedro (figura de quatro faces) para exemplificar e explicar o fenômeno da combustão, atribuindo-se, a cada uma das faces, um dos elementos essenciais do fogo, a saber: o oxigênio (agente oxidante), o combustível, o calor e a reação química em cadeia. Na verdade, o tetraedro do fogo faz parte da chamada moderna teoria da combustão, que se consolidou a partir de 1962, quando o Sr. Walter Haesler avançou nos estudos sobre os mecanismos de extinção de incêndios com pós químicos secos de múltiplo uso (tipo ABC – alta capacidade extintora). Este novo conceito é extremamente importante para bombeiros (de carreira ou voluntários) e pessoas que estudam a prevenção, extinção e investigação de incêndios. Em resumo, podemos afirmar que a ignição requer três elementos, o combustível, o oxigênio e a energia (calor). Da ignição à combustão auto-sustentável um quarto elemento é requerido, a reação em cadeia. Além disso, o combustível deve estar em presença de oxigênio, em uma concentração adequada e na temperatura de ignição. Devemos considerar ainda que a combustão continuará existindo até que o combustível se consuma, o agente oxidante diminua sua concentração para níveis abaixo dos necessários à combustão, o combustível se esfrie para abaixo da temperatura de ignição ou a reação em cadeia se interrompa. Na falta de qualquer um dos quatro elementos, a combustão não se produz. Para explicar ainda melhor o fogo e seu comportamento, estudaremos separadamente cada um dos elementos que compõem o tetraedro do fogo. 2.1 Considerações sobre o oxigênio (agente oxidante) Os agentes oxidantes são aquelas substâncias que cedem oxigênio ou outros gases oxidantes durante o curso de uma reação química. Os oxidantes não são combustíveis em si, mas fazem com que se produza uma combustão quando combinados com materiais combustíveis. O mais comum é que o oxigênio desempenhe esse papel de agente oxidante, no entanto, apesar dele ser o oxidante mais habitual, existem também outras substâncias que entram nessa categoria, ou seja, os bromatos, os cloratos, os nitratos e nitritos, o ácido nítrico, os percloratos, os permanganatos, os peróxidos, etc. Vimos que o agente oxidante é o elemento que possibilita vida às chamas e intensifica a combustão. Sabemos também que a atmosfera é composta por 21% de oxigênio, 78% de nitrogênio e 1% de outros gases, por isso, em ambientes com a composição normal do ar, a queima desenvolve-se com velocidade e de maneira completa e notam-se chamas. Contudo, a combustão irá consumir o oxigênio do ar num processo contínuo. Quando a porcentagem do oxigênio do ar do ambiente passar de 21% para a faixa compreendida entre 16% e 8%, a queima tornar-se-á mais lenta, surgirão brasas e não mais chamas. Quando o oxigênio contido no ar do ambiente atingir concentrações menores de 8%, é muito provável, que a combustão deixe de existir. Entretanto, as investigações mais recentes mostram que à medida que aumenta a temperatura de um incêndio confinado, simultaneamente, menores concentrações de oxigênio são exigidas para que siga existindo a combustão com chama (fato normalmente observado em condições de temperatura de pós-flashover – nas fases de desenvolvimento completo e diminuição do fogo – quando as concentrações de oxigênio são muito baixas, mas a temperatura interna do ambiente é muito alta). Quando as concentrações de oxigênio ultrapassam os 21%, dizemos que a atmosfera está enriquecida com oxigênio. Nessas condições, os materiais que arderiam nos níveis normais de oxigênio (O2), se queimam muito mais rapidamente e podem igualmente se incendiar mais facilmente. Os bombeiros devem ficar atentos e lembrar que muitos materiais que não queimam nos níveis normais de oxigênio poderão queimar com rapidez em atmosferas enriquecidas com oxigênio. Um desses materiais é o conhecido Nomex (material resistente ao fogo que é utilizado na fabricação de roupas de aproximação e combate ao fogo para bombeiros) que em ambientes normais não se inflama, no entanto, arde rapidamente em atmosferas com concentrações de 31% de oxigênio. Essas situações podem ocorrer em indústrias químicas, ambientes hospitalares e até, em domicílios particulares cujos inquilinos utilizem equipamentos portáteis para oxigenioterapia. 2.2 Considerações sobre o combustível mas sua área de superfície é relativamente pequena. Se cortarmos essa lenha bruta em chapas finas de madeira. a grande maioria precisa passar pelo estado gasoso para. mas um aumento na área de superfície. Determinados sólidos combustíveis tais como o sódio. o que também aumentará o coeficiente de superfície-massa. É muito importante levar em conta o coeficiente de superfíciemassa dos combustíveis. o potássio.O combustível é o material ou substância que se oxida ou arde no processo da combustão. Os combustíveis sólidos se transformam em gases combustíveis mediante a pirólise1. a área de superfície do material combustível em proporção a sua massa. podemos dizer que o combustível é toda a substância capaz de queimar-se e alimentar a combustão. uma espécie de decomposição química de produtos expostos ao calor radiante do fogo. o fósforo e o magnésio. De forma simplificada. A decomposição química de polímeros naturais (madeira) ou sintéticos cria uma atmosfera tóxica que contém vários produtos. ou seja. teremos uma redução da massa das tábuas em relação ao galho bruto (primeiro pedaço de lenha). Esta propriedade afeta significativamente o modo como estes combustíveis se incendeiam. Estes materiais combustíveis podem ser divididos em materiais derivados de hidrocarbonetos (como a gasolina. Se essas tábuas forem lixadas. combinar-se com o oxigênio. A velocidade da queima de um combustível depende de sua capacidade de combinar-se com o oxigênio (estado físico do combustível) sob a ação do calor e da sua fragmentação (área de contato com oxigênio). óleos e plásticos) e materiais derivados da celulose (como a madeira e o papel). Consideremos um pedaço bruto de um galho de árvore cortado. Cientificamente. Uns dos melhores exemplos de coeficiente de superfície-massa é a madeira. por esse motivo o coeficiente de superfície-massa é baixo. o combustível de uma reação de combustão é conhecido como agente redutor. então. A maioria dos combustíveis mais comuns contém carbono junto com combinações de hidrogênio e oxigênio. ou seja. ou seja. . A massa desse pedaço de madeira é bem alta. é o elemento que serve de campo de propagação ao fogo. Sabemos que os combustíveis sólidos têm forma e tamanho definidos. podem mesmo ser oxidados diretamente pelo oxigênio no ar sem a necessidade de pirólise. o pó resultante terá um o coeficiente de superfície-massa ainda maior que 1 A pirólise é a decomposição química de uma substância mediante a ação do calor. líquidos ou gasosos e. Os combustíveis podem ser sólidos. energia química (a quantidade de calor gerado pelo processo de combustão). A vaporização de combustíveis líquidos geralmente requer um gasto de energia bem menor do que a pirólise dos combustíveis sólidos. se expõe ao calor mais material. a mudança do estado líquido para o estado gasoso. as partículas combustíveis se apresentam menores e sua capacidade de ignição se incrementa extraordinariamente. ou seja. O calor ou energia calorífica é gerado pela transformação de outras formas de energia. A vaporização é a transformação de um líquido em vapor. através de processos físicos ou químicos. como um fio elétrico ou um aparelho eletrodoméstico). Portanto. movimentação ou vibração das moléculas que compõem a matéria. A taxa de vaporização é determinada segundo o tipo de substância e a quantidade de energia calorífica aplicada ou gasta. energia mecânica (o calor gerado pelo atrito de dois corpos) ou ainda. a exposição ao fogo será mais rápida do que se sua posição fosse na horizontal (deitada). Este conceito converteu o conhecido triângulo do fogo em tetraedro do fogo. energia nuclear (o calor gerado pela fissão ou fusão de átomos). o que gera mais gases inflamáveis em função da pirólise. A posição do combustível sólido também afeta sua forma de queima. isto é. ou seja. 2. De tudo isso. À medida que a área de superfície aumenta. os gases combustíveis são gerados a partir de um processo chamado vaporização. O calor pode ser descrito como uma condição da matéria em movimento. A função didática deste polígono . o calor é o componente energético do tetraedro do fogo. podemos deduzir que à medida que o coeficiente aumenta. a saber. Quando um corpo é aquecido.3 Considerações sobre o calor O calor é uma forma de energia que eleva a temperatura e é gerado através da transformação de outra energia.4 Considerações sobre a reação química em cadeia Como já vimos anteriormente. No caso dos líquidos.os exemplos anteriores. As moléculas estão constantemente em movimento. a velocidade das moléculas aumenta e o calor também aumenta. se uma determinada chapa de madeira está em posição vertical (de pé). energia elétrica (o calor gerado pela passagem de eletricidade através de um condutor. 2. a combinação entre os termos rapidez e reação de oxidação auto-sustentável deu lugar a um quarto elemento essencial para o início do fogo. Da mesma forma que o corpo humano necessitam de ar. irradiando outra vez calor para o combustível. hidrogênio -H e hidroxila . formada durante a combustão. Podemos dividir a aparência das chamas em dois tipos principais: as chamas de difusão e as chamas pré-misturadas. desta vez. propicia a formação de produtos intermediários instáveis.O. decompondo as moléculas ainda intactas e. carbono . Consequentemente. Estas reações em cadeia. que após a partida inicial é mantida pelo calor produzido durante o processamento da reação. A reação química em cadeia e a propagação relativamente rápida são os fatores que distinguem o fogo das reações de oxidação mais lentas. temperatura e sangue circulante. provocando a propagação do fogo numa verdadeira cadeia de reação. podem ser consideradas a vida do fogo e são representadas materialmente pela chama visível. prontos a se combinarem com outros elementos. que se combinam com o oxigênio e queimam. representado por uma série de reações entre os radicais livres (oxigênio . Alguns exemplos de oxidação lenta são a ferrugem em metais e o amarelado em papéis velhos. fontes de calor e das reações em cadeia para poder existir.14-15): “A principal característica da chama de . combustíveis. a corpos estáveis. a reação em cadeia torna a queima autosustentável.C. De forma simples.de quatro faces é complementar o triângulo do fogo com outro elemento de suma importância. o fogo necessita de ar. Sabemos que a combustão é uma reação química que se processa rapidamente e em cadeia e. CHAMAS DE DIFUSÃO E CHAMAS PRÉ-MISTURADAS A aparência da chama produzida pela combustão de uma determinada substância pode servir para que o bombeiro consiga informações sobre sua eficácia (rendimento) do processo da combustão. Em todo o processo de combustão há uma liberação de energia. As reações de oxidação lentas não produzem calor suficientemente rápido para chegar a uma ignição e nunca geram calor suficiente para uma reação em cadeia. tanto ramificadas como não ramificadas. p. finalmente.OH). 3. Segundo Blesa (2002. A cadeia de reações. principalmente radicais livres. alimentos. sempre teremos a presença de radicais livres em uma combustão. a reação química em cadeia. Portanto. o calor irradiado das chamas atinge o combustível e este é decomposto em partículas menores. formando um ciclo constante. A estes radicais livres cabe a responsabilidade de transferir a energia necessária para a transformação da energia química em energia calorífica. dando origem a novos radicais ou. temperatura. Este calor. no entanto. assim como aquelas que compõem os gases aquecidos dos incêndios. gerando uma série de choques entre elas que faz com que a energia interna do gás aumente. por exemplo. etc. Já na chama pré-misturada. quando acendemos uma vela. transfere movimento a estas moléculas. vamos analisar em que consistem estes limites e como variam em função das condições do incêndio. existem uma série de moléculas diferentes entre si submetidas a ação direta do calor. metano.).). como forma primária de energia. 4. À medida que esse . A seguir. o combustível gasoso e ar (oxigênio) são misturados antes da ignição. Todos nós já vimos este tipo de chama muitas vezes. os demais são gases de composição simples. Neste estado. etc. existe um fator que os diferencia. propano.” A maioria as chamas existentes num incêndio estrutural em compartimento são chamas de difusão. 4. além daquele que elas já possuem. É essa característica que torna difícil aplicarmos os mesmos critérios de inflamabilidade de um gás simples aos gases provenientes de um incêndio. A propagação da chama pré-misturada é uma explosão do tipo deflagração (exemplo: explosão de fumaça ou ignição dos gases do incêndio). vemos que se torna difícil a tarefa de determinar com exatidão os limites de inflamabilidade destes gases que são sempre influenciados pela temperatura do incêndio e as concentrações de oxigênio. Assim. as moléculas de gás mais ligeiras se movem ainda com maior rapidez que as mais pesadas. INFLAMABILIDADE DOS GASES DO INCÊNDIO A análise da inflamabilidade dos gases provenientes da pirólise deve ser considerada da mesma maneira que qualquer outro gás inflamável. ou seja. podendo inclusive não apresentar inflamabilidade se a temperatura não estiver suficientemente elevada e o valor da mistura ideal exageradamente alta. de um só componente (butano. cuja característica principal da chama é aquela onde o combustível e o oxigênio presente no ar são inicialmente separados e a combustão ocorre somente na zona onde os gases se misturam.difusão é que o combustível e o oxigênio (ar) são inicialmente separados e a combustão ocorre na zona onde os gases se misturam.1 Limites de inflamabilidade Em uma mistura de gases. pois enquanto os gases da pirólise estão compostos por uma mistura de diferentes componentes (provenientes dos diversos materiais combustíveis e das próprias condições do incêndio – percentuais de oxigênio presentes no ambiente. tanto por parte das moléculas ligeiras como também das pesadas. Se abrirmos o botão de um queimador de um fogão a gás e liberarmos o gás GLP e num outro extremo da cozinha alguém acender um isqueiro.calor aumenta as moléculas incrementam seu movimento aumentando paulatinamente o número de choques entre elas e. mas podem existir outras fontes de origem distintas como ondas de choque. seu nível energético. por exemplo uma cozinha. se permitirmos que o gás continue a ser liberado e mantermos a chama do isqueiro acesa. após um certo tempo se produzirá a inflamação (explosão) do gás. Se existe suficiente aporte de ar atmosférico com adequadas concentrações de oxigênio. ou seja. O aporte de oxigênio ao combustível (reação de oxidação) irá gerar uma reação que desprenderá calor (reação exotérmica) graças a energia (calor) aportada pelo mecanismo anteriormente descrito. Isso tudo ocorre porque como estamos falando de GLP . Podemos dizer que a inflamabilidade de um gás é uma conseqüência mecânica favorecida por uma fonte de energia que é o calor. Faz-se necessário que o número de moléculas que se desintegram sejam suficientes para que. Vamos agora fazer uma reflexão sobre o exposto acima. elas se desintegram. O progresso desta situação nos conduz a um estágio no qual a energia acumulada pelo gás é superior a energia que mantém coesas as moléculas e estas acabam por se romper em função do efeito dos choques repetidos. ou ainda. de tal forma que sejamos capazes de compreender o significado da influência da presença do oxigênio e das misturas ideais na ignição dos gases. O número mínimo de moléculas de combustível necessárias para que se produza a ignição constitui a mínima concentração de gases do incêndio necessárias para que este se inflame em uma reação química de combustão com o oxigênio. a combinação de ondas de choque e calor. Essa relação é expressa e medida em percentagem de volume de combustível no ar. a simples desintegração das moléculas não é suficiente para que a inflamação se produza. 4. O valor desta concentração com respeito ao volume total dos gases em um determinado ambiente é denominado de limite inferior de explosividade (LIE). não irá ocorrer nenhum efeito sobre o gás disperso. Objetivando trazer esse conceito teórico para uma situação mais real vamos considerar um cômodo de uma residência. junto com o oxigênio do ar atmosférico.2 Limite Inferior de Inflamabilidade ou Explosividade Com efeito. o combustível (agente redutor) ativado junto com o oxigênio (agente oxidante) se inflamará. se inicie uma reação de combustão. no entanto. por conseguinte. em princípio. 0 7.0 Butano 1. Essa excessiva concentração de gás sobre a qual não é possível que exista combustão é chamada de limite superior de explosividade (LSE). Este ponto é onde ocorre com mais intensidade os efeitos da ignição. 2002.8 76. 4.0 28. quando acendermos novamente a chama do isqueiro. Abaixo disso.4 Faixas ou Limites de Inflamabilidade Entre os limites inferior e superior de explosividade existe uma gama de concentrações de gás que quando combinadas com o oxigênio são inflamáveis. curiosamente não se produzirá nenhum efeito. a quantidade de oxigênio presente no recinto não será suficiente para reagir com a quantidade de gás presente. desta vez vamos encher a cozinha com o gás GLP e apagar a chama do isqueiro. enquanto que nos limites extremos os fenômenos ocorrem com maior dificuldade. ou seja.0 28. em condições normais. José Miguel Basset.20.0 Fonte: BLESA. pois se a concentração do gás estiver acima de 10% do volume total. Como conclusão podemos dizer que se tivermos um gás inflamável num determinado recinto. p.0 15.0 9. Tabela de Faixas ou Limites de Inflamabilidade Produto LIE Mistura ideal LSE Acetileno 2. 4.8 74.7 1. Flashover: Desarrollo y control.0 Gasolina 0.8 3.0 Monóxido de carbono 12.0 Metano 5.(gás liquefeito de petróleo = mistura de gás butano e propano) quando o mesmo alcança concentrações de cerca de 2% de volume total está pronto para iniciar a inflamação. Passado um certo tempo. Esse ponto é denominado de mistura ideal para a combustão e é neste ponto que a mistura arde perfeitamente. este combustível só poderá arder se os gases se encontrarem dentro da faixa de .4 80. atinge o LIE. Para cada gás ou mistura de gases existe uma certa concentração que é exatamente a necessária para que a sua combinação com o oxigênio produza uma reação 100% efetiva.6 7. Esses limites são chamados de faixas ou limites de inflamabilidade.3 Limite Superior de Inflamabilidade ou Explosividade Seguindo com a experiência anterior.0 Hidrogênio 4.0 9. com ar e mais uma fonte de ignição. não obteremos nenhuma inflamação. de baixo para cima. O estudo da transferência do calor nos auxiliará a identificar as diferentes formas de propagação de um incêndio. o calor é transferido de objetos com temperatura mais alta para aqueles com temperatura mais baixa. Da mesma forma. pode-se observar um movimento. passarão adiante a energia calorífica. de modo que o calor será conduzido ao longo da barra para a extremidade fria. Quando dois ou mais corpos estão em contato. o ar aquecido se expande e tende a subir para as partes mais altas do ambiente. o calor passa de molécula a molécula. convecção e irradiação (Drysdale. a saber: condução. Colocando-se. Quando a água é aquecida num recipiente de vidro. a extremidade de uma barra de ferro próxima a uma fonte de calor. 1998). transferindo-lhes calor. elas vibrarão mais vigorosamente e se chocarão com as moléculas vizinhas. Em resumo. 1995). Como tudo na natureza tende ao equilíbrio. 5. enquanto o ar frio toma 2 Os valores do LIE e LSE são geralmente fornecidos em percentagens de volume tomadas a aproximadamente 20ºC e 1 atm. ela se expande e fica menos densa (mais leve) provocando um movimento para cima.1 Condução Condução é a transferência de calor através de um corpo sólido de molécula a molécula. entre o LIE e o LSE2. Essas moléculas vizinhas. o mais frio de dois objetos absorverá calor até que esteja com a mesma quantidade de energia do outro. . o calor é conduzido através deles como se fosse um só corpo. À medida que a água é aquecida. as moléculas desta extremidade absorverão calor. 5.inflamabilidade. por sua vez. ou seja. mas nenhuma molécula é transportada com o calor. Existem três mecanismos básicos para a transferência do calor. TRANSFERÊNCIA DO CALOR A compreensão da química e física do fogo se faz necessária para interpretar seus fenômenos. dentro do próprio líquido.2 Convecção É a transferência de calor pelo movimento de massas de gases ou de líquidos dentro de si próprios. que incluem a dinâmica dos fluidos e a transferência do calor (Di Nemmo et al. Os vapores combustíveis só queimam quando sua percentagem em volume está entre os LIE e LSE que é a mistura ideal para a combustão. por exemplo. 5. Na condução. é aquela em que a queima produz calor e chamas e se processa em ambiente rico em oxigênio e libera o máximo de energia possível. é aquela em que a queima produz calor e pouca ou nenhuma chama. também chamada de combustão parcial.lugar nos níveis mais baixos.1 Energia química A energia química é aquela liberada como resultado de uma reação química. O consumo de O² é maior na combustão completa e menor na incompleta. em essência. essa é a principal forma de propagação de calor para andares superiores. e se processa em ambiente pobre em oxigênio. Em incêndios de edifícios. Um corpo mais aquecido emite ondas de energia calorífica para um outro mais frio até que ambos tenham a mesma temperatura. quando os gases aquecidos encontram caminho através de escadas. A irradiação é portanto. tanto se são completos3 ou incompletos4. O ar é a primeira fonte de oxigênio. O fogo é. energia) para começar um processo de combustão. As ondas de calor propagam-se em todas as direções e a intensidade com que os corpos são atingidos aumenta ou diminui à medida que estão mais próximos ou mais afastados da fonte de calor. FONTES DE ENERGIA CALORÍFERA OU DE IGNIÇÃO Como já vimos anteriormente. também chamada de combustão total. 4 A combustão incompleta. Os bombeiros combatentes devem estar atentos aos materiais ao redor de uma fonte que irradie calor para protegê-los. as principais são: energia química. Todos os corpos emitem ondas eletromagnéticas de forma contínua. devido a agitação térmica de suas moléculas e todos os objetos quentes irradiam calor. a energia viaja em linha reta e a velocidade da luz. a fim de que não ocorram novos incêndios. Considerando que estamos tratando de ondas eletromagnéticas. irradia cada vez mais energia calorífica. uma reação química de oxidação e os processos de oxidação produzem calor. É essa irradiação térmica que causa o início de muitos incêndios de exposição. por exemplo. poços de elevadores. Quando um incêndio cresce. 6. necessitamos de uma fonte de ignição (calor. etc. a transmissão de calor por ondas de energia calorífica que se deslocam através do espaço. energia mecânica e energia nuclear. 6. Essa oxidação está limitada pela quantidade A combustão completa. 5. 3 . energia elétrica.3 Irradiação A irradiação ou radiação térmica é a transmissão de energia em forma de ondas eletromagnéticas (como ondas de luz ou de raio X). Essa energia calorífica pode surgir de diferentes fontes. A faísca elétrica ocorre quando existe uma descarga de voltagem elevada. Uma combustão espontânea poderá se produzir quando a temperatura de um material aumenta sem dissipar o calor para os seus arredores.2. 6. o que normalmente afetará também a quantidade de calor produzido. 6.2. Quando uma conexão elétrica. Se o material é um bom condutor.4 Eletricidade estática: Faíscas podem surgir ao separarmos dois . Se o calor produzido não pode dissipar-se rapidamente. A sobrecarga do circuito produz o superaquecimento desses condutores. Existem cinco formas de geração de calor por energia elétrica.2. condutores não protegidos e até curtos circuitos. constitui-se de uma causa muito comum de incêndios não desejados.2 Energia elétrica Outra fonte de ignição característica é o calor produzido a partir da energia elétrica. sua resistência será baixa e produzirá pouco calor. 6. arco voltaico. A energia elétrica é produzida pelo movimento da corrente elétrica através de um fio ou cabo ou equipamento elétrico e se apresenta em forma de calor devido a resistência dos condutores. A ignição de trapos manchados de graxa em ambientes fechados ou o caso de um incêndio em fardos de algodão úmidos armazenados num depósito são bons exemplos dessa ignição espontânea. arcos e centelhas produzidas podem possuir energia suficiente para produzir a ignição de materiais combustíveis próximos. uma faísca pode representar grande perigo quando pensamos num ambiente com atmosfera inflamável. a energia elétrica pode saltar através do vazio. poderá ocorrer uma ignição espontânea.3 Faísca: As faíscas só ocorrem uma vez e está é a diferença com o arco voltaico que pode ocorrer de forma contínua ou intermitente. Podemos encontrar exemplos de arco voltaico em emendas mal feitas. 6. através do uso de uma ou mais tomadas do tipo “T”. O poder calorífico gerado somente por uma faísca não é grande. a saber. no entanto. faísca. não está em boas condições. As chispas. no entanto.2 Arco voltaico: A ignição também pode originar-se de um arco voltaico. como um interruptor ou um fusível. resultantes do fechamento de um circuito elétrico. eletricidade estática e raio.1 Resistência: Os circuitos elétricos sobrecarregados podem provocar o aquecimento de seus condutores já que estes são obrigados a transportar uma quantidade de corrente maior do que a permitida. 6. resistência. Um exemplo bem conhecido disso é a ligação de vários aparelhos elétricos numa única tomada.de ar presente.2. como a energia elétrica é utilizada de muitas formas. Essa energia nuclear pode ser um milhão de vezes superior àquela gerada em reações químicas ordinárias. bem como em correias de sistemas de transmissão ou transporte que não dispõem de suficiente lubrificação.3 Energia mecânica O calor que se produz pela fricção entre dois ou mais corpos sólidos é uma causa freqüente de incêndios. negativamente. o qual se não se dissipar rapidamente.4 Energia nuclear A energia nuclear é a energia calorífica que se desprende do núcleo de um átomo devido a sua fissão nuclear. 6. pressão e/ou radiação nuclear. enquanto a outra. também chamada de carga eletrostática.2. 7. EXPLOSÕES . Ventoinhas de equipamentos de refrigeração e mesmo os ventiladores (de teto ou portáteis). Essas faíscas ocasionadas pela carga eletrostática não geram calor suficiente para produzir uma ignição de combustíveis ordinários. em forma de calor. A eletricidade estática. devido a energia elétrica acumulada sobre suas superfícies. Mais recentemente. A energia se obtém então. a energia nuclear está sendo utilizada para a produção de energia elétrica em usinas.5 Raio: Os raios ou descargas elétricas atmosféricas também constituem uma fonte de energia elétrica. pode iniciar um incêndio. Uma das superfícies tendo a acumular-se positivamente. mas podem provocar a ignição de gases ou pósinflamáveis. Estas forças podem romper-se quando bombardeamos os núcleos com partículas ionizantes. Esta fricção transforma a energia mecânica em calor (energia calorífica).materiais que permaneceram unidos. é o resultante do acúmulo de um potencial elétrico em um corpo ou estrutura que não possua aterramento. têm se apresentado como equipamentos bastante suscetíveis a iniciar incêndios pelo travamento do eixo principal. ainda que menos freqüentes. 6. O método para prevenir os incêndios causados por descargas elétricas atmosféricas consiste na instalação de aparelhos pára-raios para assegurar as condições de escoamento e dissipação das descargas que incidirem sobre determinada edificação. 6. As substâncias nucleares estão compostas por átomos que mantém entre si forças de união muito grandes. Muitos equipamentos devem ser devidamente aterrados para evitar o acúmulo de cargas eletrostáticas. Verifica-se com certa freqüência princípios de incêndios em rolamentos e mancais. Seu período. Nesse sentido. atômico ou térmico.mili ou microssegundos . A palavra chave desse conceito é explosão súbita.A diferença básica entre uma explosão e um incêndio é a velocidade com que se desprende a energia do evento. que significa que no instante da liberação. ou seja. Já as deflagrações ocorrem normalmente em nuvens de gases (fenômeno do flashover) ou pós combustíveis (comum em cilos de armazenagem de grãos). a amplitude diminui e o período aumenta até que o impulso alcança uma forma similar a uma brisa suave. a propagação das chamas através da mistura combustívelar se realiza a velocidade do som. 5 A pressão se equilibra a velocidade do som. a liberação de gás deve ser rápida o suficiente para que a energia contida no gás se dissipe mediante uma onda de choque.e incluem um impulso de grande amplitude. Nas deflagrações a propagação se realiza a velocidade inferior a do som. Segundo a NFPA. mecânico. Para que a energia se dissipe como uma onda de choque. mas também produz uma onda de pressão considerável. A onda inicial se propaga radialmente desde o ponto de origem. a pressão do gás é superior a pressão da atmosfera circundante. que no ar ambiente.1 Explosões químicas As explosões químicas são reações de combustão muito rápidas que se classificam em detonações e deflagrações. Nas detonações. Lembremos também que a produção rápida de energia em uma explosão pode ser acompanhada de ondas de pressão e da ruptura e lançamento de estruturas. Obviamente as explosões só ocorrem mediante uma fonte de ignição. nas proximidades da origem. é de muito curta duração . é de aproximadamente 340m/s. O segundo termo de importância no conceito é a alta pressão. Explosões químicas liberam ondas de choque uniformes em todas as direções. ocorrem com menos de 25% do volume do ambiente ocupado por mistura inflamável. A seguir. veremos que as explosões podem ser do tipo químico. À medida que se afasta do ponto de origem. A experiência tem demonstrado que explosões por combustão ou explosões químicas. produzindo uma onda de pressão característica. as explosões são conceituadas como súbitas liberações de gás a alta pressão no ambiente. A súbita liberação de um gás a alta pressão e a dissipação de sua energia em forma de onda de choque5 constitui o conceito fundamental de uma explosão. . a velocidade de liberação deve ser sônica ou supersônica. Um exemplo de detonação é uma explosão de dinamite. 7. uma explosão poderia ser simplesmente conceituada como o resultado de uma expansão repentina e violenta de substâncias gasosas. 7. o . Quando essa decomposição é violenta se produzirá uma explosão. e o vapor resultante é a causa da explosão. 7. Quando ocorrem essas falhas. os principais produtos da combustão são os gases da combustão. o rompimento desta. A energia gerada normalmente se reparte em 50% de explosão.2 Explosões mecânicas As explosões de origem mecânica podem ocasionar grandes perdas humanas ou materiais. As explosões atômicas se produzem através de processos diferentes chamados de fissão ou fusão nuclear. que irradia calor intenso. O calor do incêndio promove a fragilização da parede do tanque acima do nível do líquido e. Com a perda do confinamento. as chamas propriamente ditas. Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion).4 Explosões térmicas As explosões de origem térmica sucedem quando um material instável se decompõe. De forma geral. PRODUTOS DA COMBUSTÃO De acordo com Cote e Bugbee (1988. se o calor gerado não se elimina. os bombeiros conhecem bem o fenômeno denominado de BLEVE (do inglês.7. Uma vez iniciada a decomposição. produzindo gases e calor a grande velocidade. Segundo a NFPA. A explosão de uma caldeira industrial ou de tanques pressurizados são bons exemplos de explosões mecânicas. parte ou todo o líquido é vaporizado rapidamente. pág. 55). Esse fenômeno é normalmente decorrente de um incêndio externo a um tanque que armazena determinado produto inflamável. projeta fragmentos e produz uma onda de choque decorrente da expansão rápida dos vapores e líquidos. desenvolve-se uma explosão com a formação de uma enorme bola de fogo. uma adequada manutenção e a instalação de dispositivos de alívio contribuem para reduzir os riscos e danos produzidos por essas explosões. ocasionará um aumento de temperatura.3 Explosões atômicas As explosões de origem atômica ou nuclear é o resultado de uma redistribuição de prótons e neutrons no interior de um núcleo. por isso. 35% de energia térmica e uns 15% de radiação nuclear. consequentemente. 8. Isso geralmente ocorre em virtude de fadiga das paredes de recipiente sob pressão. o BLEVE ou a explosão do vapor em expansão de líquido em ebulição é um tipo de falha em vasos que contém líquidos aquecidos acima do ponto de ebulição normal à pressão atmosférica. Os gases narcóticos ou asfixiantes são aqueles que causam a depressão do sistema nervoso central. A quantidade e os tipos de gases da combustão presentes durante e depois de um incêndio varia fundamentalmente com a composição química do material da combustão. Contrariamente a opinião popular. Sabemos que os gases da combustão podem ser conceituados como aquelas substâncias gasosas que surgem durante o incêndio e permanecem mesmo após os produtos da combustão serem resfriados até alcançarem temperaturas normais. As fumaças geradas em incêndios contém gases narcóticos (asfixiantes) e irritantes. o dióxido de carbono. A redução dos níveis de oxigênio como resultado de um incêndio também provocará efeitos narcóticos nos humanos. Se a combustão se produz com grande aporte de oxigênio. a primeira causa de mortes por incêndio é a inalação da gases quentes e tóxicos somados a deficiência do oxigênio. senão da inalação de fumaça e gases aquecidos e tóxicos. das condições físicas e resistência dos indivíduos expostos. produzindo desorientação. o carbono existente na maioria dos combustíveis orgânicos se combinará para produzir dióxido de carbono (CO²). no entanto. perda da consciência e até morte. não podemos esquecer que a falta de oxigênio também pode ser fatal. Os agentes irritantes são substâncias que causam lesões na respiração (irritantes pulmonares). nem do calor. A seguir estudaremos separadamente cada um destes produtos. 8. vias aéreas superiores. atualmente. Os gases narcóticos mais comuns são o monóxido de carbono (CO). Ainda que a grande maioria pense que as mortes e lesões produzidas por incêndios se devam ao contato direto com as chamas ou pelo calor irradiado. assim como a deficiência de oxigênio.calor irradiado e as fumaças visíveis. não se constitui nem das chamas. em grande parte. Dos principais gases presentes nos incêndios destacamos como mais letais o monóxido de carbono. com a quantidade de oxigênio disponível e também com a temperatura do incêndio.1 Os gases da combustão Todos eles se produzem em maior ou menor escala durante um incêndio. Mas na . Os efeitos da fumaça e dos gases tóxicos sobre as pessoas dependem do tempo de exposição. intoxicação. o cianeto de nitrogênio (HCN) e o dióxido de carbono (CO²). além de inflamação nos olhos. o maior risco à vida devido aos incêndios. Ainda que o monóxido de carbono não seja o produto da combustão mais tóxico é certamente o que é gerado em maior proporção. e pele (irritantes sensoriais). o ácido cianídrico. o cloreto de hidrogênio e a acroleína. da concentração dos gases na atmosfera e também. . os incêndios se desenvolvem sob condições nas quais as quantidades de ar são insuficientes para completar a combustão. O CO² em concentrações de até 2% no ar. Se a concentração do gás chegar a 10% poderá provocar a morte em poucos minutos. Utilizando uma regra de exposição similar a do CO. O perigo aumenta quando juntamente com altas concentrações de CO² se inalam outras substâncias tóxicas produzidas nos incêndios.500 ppm/min já seriam provavelmente perigosas para seres humanos. a seda. mas a medida que a concentração aumenta. o que conseqüentemente acaba gerando a produção de monóxido de carbono (CO).2 Ácido cianídrico O ácido cianídrico é produzido a partir da queima de materiais que contenham nitrogênio. Ele praticamente não se combina com a hemoglobina. se observa que o produto da concentração de ácido cianídrico (expresso em ppm) pelo tempo (expresso em minutos) em valores de aproximadamente 1.1. se produzem grandes quantidades de CO² nos incêndios e a inalação deste gás em grandes quantidades produz um aumento da velocidade e da intensidade da respiração. 8. o nylon. Entre eles podemos destacar materiais naturais e sintéticos. A toxicidade do CO deve-se fundamentalmente a sua tendência a combinar-se com a hemoglobina do sangue. mas impede a utilização do oxigênio por parte das células (hipóxia histotóxica). De qualquer forma.1 Dióxido de carbono O dióxido de carbono (CO²) não é tóxico da mesma forma que o monóxido de carbano. mas se sabe que uma saturação superior a 30% seria potencialmente perigosa a qualquer indivíduo e um percentual perto dos 50% seria praticamente mortal.maioria dos casos. 8. como a lã. Não existe um percentual de saturação mínimo de carboxihemoglobina (COHb) associado com a morte. o que gerará uma diminuição no abastecimento de oxigênio dos tecidos humanos (hipóxia). Para que um bombeiro possa determinar níveis de concentração perigosos recomendamos o uso da seguinte regra de cálculo: qualquer exposição ao CO na qual o produto da concentração (expresso em ppm) pelo tempo (expresso em minutos) exceda a cifra de 35. O ácido cianídrico é aproximadamente 20 vezes mais tóxico que o monóxido de carbono (CO). pode aumentar o ritmo respiratório em aproximadamente 50%.000 ppm será provavelmente perigosa e causará incapacidade a maioria dos indivíduos a ela exposta.1. diminui a dose tolerada. os poliuretanos e resinas que contenham uréia. caso a vítima não seja transferida para um ambiente com atmosfera normal e receba tratamento com oxigênio medicinal suplementar. são muito dolorosas. formam bolhas e acumulam quantidades de líquidos debaixo das mesmas. mas de forma geral eles produzem disfunções respiratórias e certa susceptibilidade à infecções.5 Deficiência de oxigênio Outro efeito perigoso do processo da combustão é a diminuição dos níveis de oxigênio.1. se esta concentração diminui abaixo de 17% se produz anóxia (com diminuição do controle muscular). As queimaduras de primeiro grau afetam a parte mais externa da pele. As queimaduras se classificam em diferentes graus. Se o O² desce a níveis entre 14 e 10% as pessoas podem manter a consciência. tanto sensorial como pulmonar.1. tanto sensorial como pulmonar. 8. Concentrações a partir de 75 ppm já são extremamente irritantes aos olhos. A concentração normal de oxigênio (O²) no ar é de aproximadamente 21%.2 As chamas A combustão dos materiais no ar quase sempre estará acompanhada de chamas visíveis. assim como a irradiação direta do calor das mesmas podem produzir graves queimaduras. As queimaduras de terceiro grau são as que mais penetram e portanto as . As queimaduras de segunda grau são aquelas que penetram mais profundamente na pele.cloreto de hidrogênio O ácido clorídrico se forma a partir da combustão de materiais que contem cloro (exemplo: PVC). O contato direta com as chamas. Concentrações entre 10 e 6% produzem desmaios e até a morte. A acroleína é extremamente irritante mesmo em baixas concentrações e seus efeitos poderão causar a morte por complicações pulmonares horas depois da exposição.4 Acroleína A acroleína é um importante irritante. Trata-se de um importante agente irritante. Ainda são poucos os estudos sobre os efeitos da fumaça de PVC e outros irritantes. parte superior do trato respiratório e podem produzir distúrbios de comportamento. mas perdem orientação e tendem a ficar muito cansados. Se forma a partir da combustão de materiais celulósicos e dos polietilenos.1. 8.8.3 Ácido clorídrico . mas não tão graves como as de segundo e terceiro grau. 8. pois além da profundidade. no entanto. Pessoas expostas a ambientes com excesso de calor podem morrer se este ar quente entrar nos pulmões. Os danos produzidos pelas queimaduras são dolorosos. sendo responsáveis por cerca de 50 a 75% das mortes. formaldeído e ácido acético. qualquer queimadura é importante. incluindo os gases venenosos invisíveis que a mesma contém. 8. condensando-se sobre as partículas de fumaça e sendo transportadas até os pulmões com conseqüências fatais . A pressão sanguínea diminuirá. A fumaça. papel. A exposição ao ar aquecido aumenta o ritmo cardíaco. Outros gases da combustão.4 Fumaças visíveis As fumaças são constituídas por partículas sólidas e líquidas transportadas pelo ar e por gases desprendidos dos materiais que queimam. como o metano (CH4). não são inicialmente tão dolorosas como as de primeiro e segundo graus. madeira. No entanto. são a principal causa de mortes em incêndios. O máximo nível de calor suportável num incêndio (considerando uma atmosfera seca durante um curto período de exposição) é estimado em 150 graus Celsius.3 O calor irradiado O calor produzido nos incêndios afeta diretamente as pessoas expostas em função da distância e das temperaturas alcançadas e poderá produzir desde pequenas queimaduras até a morte.mais perigosas. já que as terminações nervosas acabaram destruídas e portanto desativadas. difíceis de tratar e muito penosos para os pacientes. 8. elas também devem ser avaliadas pela extensão da área atingida e quanto maior for a superfície corporal atingida. bloqueio do trato respiratório e queimaduras. A fumaça irrita os olhos e os pulmões e normalmente cria pânico. pior a situação da vítima. podem ser gerados sob combustões incompletas. são condições de insuficiência de oxigênio para uma combustão completa. esgotamento. duradouros. Normalmente. Qualquer umidade no ar aumentará notadamente esse perigo e reduzirá drasticamente o tempo de sobrevivência. provoca desidratação. a circulação do sangue ficará debilitada e a temperatura do corpo aumentará até danificar centros nervosos do cérebro. Os bombeiros não devem entrar em ambientes com atmosferas que excedam os 50 graus Celsius sem roupas de proteção e conjuntos de proteção respiratória. gasolina e outros combustíveis comuns desprendem minúsculas partículas pretas de carbono chamadas de fuligem ou pó de carvão que são visíveis na fumaça e se acomodam sob superfícies por deposição. 3 Abafamento Consiste em diminuir ou impedir o contato do oxigênio com o material combustível. 9. diminuindo. O CONTROLE DOS INCÊNDIOS (MÉTODOS DE EXTINÇÃO) Os métodos de extinção do fogo baseiam-se na eliminação de um ou mais dos elementos essenciais que provocam o fogo. 9. Consiste em diminuir a temperatura do material combustível que está queimando.1 Retirada do material É a forma mais simples de se extinguir um incêndio. aplicação de jatos de água ajustado num ângulo médio (jato neblinado) dirigidos a parte superior e próxima ao fogo (ataque indireto). 9. Não havendo comburente para reagir com o combustível. retirada de materiais combustíveis do ambiente em chamas. É inútil o emprego de água onde queimam combustíveis com baixo ponto de combustão (menos de 20ºC).para as pessoas. pois a água resfria até a temperatura ambiente e o material continuará produzindo gases combustíveis. consequentemente. A água é o agente extintor mais usado. realização de aceiro. Essas técnicas de controle de incêndios e explosões se baseiam no conhecimento de seus componentes básicos – existência de combustão com ou sem chama – e dos métodos apropriados para reduzi-los ou eliminá-los. não haverá fogo (como exceção temos os materiais que têm oxigênio em sua . Exemplos: aplicação de jatos diretos de água (jatos sólidos) dirigidos diretamente à base do fogo (ataque direto). de modo que ela absorva mais calor que o incêndio é capaz de produzir. etc. Baseia-se na retirada do material combustível. da área de propagação do fogo. Exemplos: fechamento de válvula ou interrupção de vazamento de combustível líquido ou gasoso.2 Resfriamento É o método utilizado mais freqüentemente por bombeiros combatentes. por ter grande capacidade de absorver calor e ser facilmente encontrada na natureza. a liberação de gases ou vapores inflamáveis. A redução da temperatura está ligada à quantidade e a forma de aplicação da água (jatos). ainda não atingido. etc. 9. interrompendo a alimentação da combustão. Certos agentes extintores. são duas experiências práticas que mostram que o fogo se apagará tão logo se esgote o oxigênio em contato com o combustível. quando lançados sobre o fogo. onde não haverá mais combustão. chega-se a uma temperatura em que o material começa a liberar vapores. à medida que o material vai sendo aquecido. . sofrem ação do calor e reagem sobre a área das chamas. etc. terra. devido à pequena quantidade de vapores. espumas. Exemplos: Abafamento do fogo com uso de materiais diversos. 10. resultando a combustão. Continuando o aquecimento. cobertores. como areia. Isso ocorre porque o oxigênio comburente deixa de reagir com os gases combustíveis.4 Quebra da reação química em cadeia Consiste na introdução de determinadas substâncias no processo (reação química) da combustão com o propósito de inibi-la e com isso criar uma condição especial em que o combustível e o comburente perdem ou têm em muito reduzida as suas capacidades de manter o processo da reação química em cadeia. e continuam a queimar sem o auxílio daquela fonte. como os peróxidos orgânicos e o fósforo branco). atinge-se um ponto no qual o combustível. as chamas não se mantêm. gases especiais. Neste ponto. PONTOS DE TEMPERATURA Os combustíveis são transformados pelo calor e a partir desta transformação. até a concentração de oxigênio chegar próxima de 8%. Prosseguindo no aquecimento. Essa transformação desenvolve-se em temperaturas diferentes. iniciam a combustão. chamado de “Ponto de Fulgor”. A diminuição do oxigênio em contato com o combustível vai tornando a combustão mais lenta. Esse ponto é chamado de “Ponto de Combustão”.composição e queimam sem necessidade do oxigênio do ar. atinge-se uma temperatura em que os gases desprendidos do material. Essa reação só ocorre quando há chamas visíveis. Colocar uma tampa sobre um recipiente contendo álcool em chamas. Com o aquecimento. ao entrarem em contato com uma fonte externa de calor. 9. é que se combinam com o oxigênio. Exemplos: Os extintores de incêndio à base de pó com alta capacidade extintora (tipo ABC) tem como seu principal método de extinção a quebra da reação em cadeia. vapor d’água. pós. interrompendo assim a “reação em cadeia” (extinção química). que se incendeiam caso houver uma fonte externa de calor. ou colocar um copo voltado de boca para baixo sobre uma vela acesa. 11. tecido. cessando a combustão. É caracterizado pelas cinzas e brasas que deixam como resíduos e por queimar em razão do volume. É o chamado “Ponto de Ignição”.exposto ao ar. Essa classificação é adotada pela Norma Americana. a quebra da reação em cadeia (uso de pós químicos) ou ainda o resfriamento com cautela. 11. madeira. entra em combustão sem que haja fonte externa de calor. as Normas Européias apresentam outro tipo de classificação. no entanto. graxas e gases combustíveis.IFSTA) e também pelos Corpos de Bombeiros Militares dos Estados Brasileiros. Existem cinco classes de incêndio. borracha. 11. bem como a situação em que se encontram. plásticos. A extinção deve ser realizada por agentes extintores que não conduzam a corrente elétrica .1 Incêndio classe ”A” Incêndio envolvendo combustíveis sólidos comuns. tais como papel. Os métodos mais utilizados para extinguir incêndios de classe B são o abafamento (uso de espuma). D e K. Essa classificação é feita para determinar o agente extintor mais adequado para o tipo de incêndio específico. CLASSIFICAÇÃO DOS INCÊNDIOS Os incêndios são classificados de acordo com os materiais neles envolvidos (tipo de material combustível). 11. C. a queima se dá na superfície e em profundidade.NFPA) e pela Associação Internacional para o Treinamento de Bombeiros dos EUA (International Fire Service Training Association .2 Incêndio classe “B” Incêndio envolvendo líquidos inflamáveis. É caracterizado por não deixar resíduos e por queimar apenas na superfície exposta e não em profundidade. isto é. etc. Entendemos como agentes extintores todas as substâncias capazes de eliminar um ou mais dos elementos essenciais do fogo. pela Associação Nacional de Proteção Contra Incêndios dos EUA (National Fire Protection Association . mas também se admite o uso de pós químicos secos de alta capacidade extintora ou espuma. É caracterizado pelo risco de vida que oferece ao bombeiro combatente.3 Incêndio classe “C” Incêndio envolvendo equipamentos elétricos energizados. B. O método mais utilizado para extinguir incêndios de classe A é o uso de resfriamento com água. identificadas pelas letras A. O método mais utilizado para extinguir incêndios de classe D é o uso de pós especiais que separam o incêndio do ar e agem por abafamento. selênio. sódio. 11. óleo. álcool. madeira. madeira.(pós químicos ou gás carbônico). É caracterizado pela queima em altas temperaturas e por reagir com agentes extintores comuns (principalmente os que contenham água). lítio. sódio.5 Incêndio classe “K” Essa não é verdadeiramente uma classe de incêndio. transformam-se em incêndios de classe A. borracha. QUADRO DEMONSTRATIVO CLASSE A B C D K NORMA AMERICANA* CLASSE NORMA EUROPÉIA SÓLIDOS SÓLIDOS papel. metano e B Gasolina. plásticos plásticos LÍQUIDOS. zinco. urânio. antimônio. a quebra da reação em cadeia (uso de pós químicos) ou ainda o resfriamento com muita cautela. potássio. titânio. É importante registrar que a maioria dos incêndios de classe C. zinco e zircônio potássio ÓLEOS e GORDURAS E ELÉTRICOS Óleos e gorduras de cozinha Equipamentos e máquinas elétricas e eletrônicas energizadas F ÓLEOS e GORDURAS Óleos. álcool e petróleo acetileno ELÉTRICOS GASES Equipamentos e máquinas elétricas e C Butano. uma vez eliminado o perigo da eletricidade (choque elétrico). tecido. tecido. alumínio fragmentado. A papel. butano. pois se confunde com a classe B. antimônio. selênio. Os métodos mais utilizados para extinguir incêndios de classe K são o abafamento (uso de espuma). lítio. antimônio. lítio. São os incêndios em óleo. urânio e titânio. GRAXAS e GASES LÍQUIDOS Gasolina. . D magnésio. zircônio. gorduras de cozinhas e piche derretido *A Norma Americana é a mesma adotada pelo Brasil. urânio e zircônio). potássio. no entanto já aparece na maioria dos textos técnicos mais recentes e tem uma finalidade mais educativa para enfatizar os riscos especiais da classe. metano e acetileno eletrônicas energizadas METAIS ESPECIAIS METAIS ESPECIAIS magnésio. sódio. zinco. selênio. 11.4 Incêndio classe “D” Incêndio envolvendo metais combustíveis pirofóricos (magnésio. gorduras de cozinhas e piche derretido que não devem ser combatidos com água em jato direto. borracha. titânio. a fase da queima livre e fase da queima lenta. Essa propagação de um fogo exterior pode ser incrementada pela presença de vento ou até pela posição inclinada de um terreno. convém observar que a ignição e o desenvolvimento de um incêndio interior é algo complexo. desenvolvimento completo e diminuição. a saber: ignição. que depende de uma série de numerosas variáveis. ignição súbita generalizada (flashover). DESENVOLVIMENTO DO FOGO (FASES DO INCÊNDIO) Sabemos que se o fogo ocorrer em área ocupada por pessoas. há grandes chances de que ele seja descoberto logo no seu início e a situação mais facilmente resolvida. Essa entrada de ar frio na coluna de gases aquecidos proporciona um resfriamento dos gases localizados sobre o fogo. No entanto. Se o fogo está num espaço aberto (área exterior ou edificação de grande porte) a coluna de calor se eleva sem obstrução e vai puxando o ar atmosférico para dentro de si. por isso. Mas se ocorrer quando a edificação estiver deserta ou fechada. os quais permitem pré-aquecer combustíveis expostos. os incêndios poderão ser mais bem entendidos se estudarmos esse modelo de seqüência em fases. no entanto.12. crescimento. a maioria das organizações de bombeiro e programas de treinamento estão sofrendo alterações e passando a estudar o processo a partir de cinco fases distintas.1 Fase da ignição . Até pouco tempo atrás. 12. pode ser que nem todos os incêndios se desenvolvam seguindo cada uma das fases descritas a seguir. as fases do incêndio eram estudadas a partir de três etapas – a fase inicial. Atualmente. Neste contexto. o fogo continuará crescendo até ganhar grandes proporções. O crescimento e a propagação de um incêndio interior depende normalmente da existência de combustível e de oxigênio. A propagação de um fogo em uma área aberta se deve principalmente ao calor irradiado pela coluna de gases aquecidos e pelo calor irradiado do próprio incêndio até outros combustíveis situados ao redor da área incendiada. o termo incêndio interior se define como um incêndio que se produz dentro de um determinado espaço fechado de uma edificação. Já o desenvolvimento de um incêndio interior é sempre mais complexo que um incêndio em ambientes abertos (incêndio exterior). o calor gerado acaba formando uma coluna de gás aquecido que se eleva. Para melhor compreender como tudo acontece devemos considerar que quando os quatros componentes do tetraedro do fogo estão presentes se produz a ignição do fogo e nesta fase inicial do incêndio. começa a atrair e arrastar o ar ambiente do espaço em volta para dentro dela. a temperatura do ambiente está ainda pouco acima do normal. Todos os incêndios interiores e exteriores são o resultado de algum tipo de ignição. essa coluna de ar e gases aquecidos se vê afetada pelo teto e pelas paredes do espaço. pois uma inspiração desse ar superaquecido pode queimar os pulmões. o calor gerado no foco inicial se propaga. À medida que os gases aquecidos se elevam. fazendo-o entrar em processo de combustão viva. Nesta fase de crescimento. À medida que o incêndio cresce a temperatura geral do ambiente aumenta. Logo em seguida. determinando o aquecimento gradual de todo o ambiente e se inicia a formação de uma coluna de gás aquecido sobre o combustível que queima. 12. dióxido de carbono (CO2). 12. Neste ponto. da mesma forma que a temperatura da capa de gases no nível do teto6. de cima para baixo (estudos mostram que as temperaturas diminuem à medida que nos distanciamos da linha central da coluna de ar quente). monóxido de carbono (CO) e outros gases. estes começam a propagar-se para os lados quando tocam o teto da edificação até chegarem as paredes do compartimento. ou seja.2 Fase do crescimento do fogo Pouco depois da ignição. No entanto. quando por atuação de um agente ígneo é atingido o ponto de inflamação ou ignição de um combustível presente. o oxigênio contido no ar está relativamente normalizado e o fogo está produzindo vapor d’água (H2O). o calor está sendo gerado e evoluirá com o aumento do fogo e a fase de crescimento ou incubação continuará seguindo se houver suficiente combustível e oxigênio disponíveis. neste estágio. então a profundidade da capa de gás começa a crescer. Enquanto essa coluna se desenvolve e sobe. Os investigadores de incêndio (peritos) chamam o lugar onde ocorre a ignição do fogo de foco inicial do incêndio. A ignição do fogo é o principio de qualquer incêndio.3 Fase da ignição súbita generalizada (flashover) 6 Este ar aquecido que sobe por convecção é uma das razões pelas quais os bombeiros combatentes devem se manter abaixados e usar sempre equipamentos de proteção individual (vestimentas especiais e proteção respiratória).A ignição do fogo descreve o período em que os quatro elementos do tetraedro do fogo se juntam e se inicia a combustão. os gases aquecidos espalham-se preenchendo o ambiente. Grande parte do calor está sendo consumido no próprio aquecimento dos combustíveis presentes e. o incêndio é pequeno e geralmente se restringe ao material que se incendiou primeiro. . variando conforme o nível de oxigenação do ambiente. rico em oxigênio. Em condições de normalidade. a oxigenação é inadequada e a temperatura permanece em elevação. ambos. Grandes quantidades de calor e gases do fogo podem acumular-se nos espaços não ventilados. a queima torna-se lenta e a combustão incompleta porque não há oxigênio suficiente para sustentar o fogo. de forma geral. Essa temperatura nas áreas superiores (nível do teto) podem estar próximas dos 700ºC. Se abrimos um espaço no teto da edificação. Isto acaba forçando a entrada de ar fresco pelas aberturas nos pontos mais baixos. gases e partículas. também chamada de inflamação generalizada ou. Essa fase poderá desenvolver-se normalmente mediante um crescimento gradual ou manifestar-se por dois fenômenos distintos. Havendo uma oxigenação adequada com semelhante elevação de temperatura. backdraft. Se do contrário. Isso acontece porque a capa de gás aquecido que se cria no teto da edificação durante a fase de crescimento irradia calor para os materiais combustíveis situados longe da origem do fogo. Esse calor irradiado produz a pirólise dos materiais combustíveis do ambiente. A fumaça. uma mistura quente de ar. Durante a fase do desenvolvimento. as condições do ambiente alteram-se muito rapidamente à medida que o incêndio atinge todas as superfícies de combustão expostas. é arrastado para dentro do ambiente pelo efeito da convecção. espalhando-se e preenchendo o ambiente de cima para baixo. pois quanto mais conseguimos que o ar e os gases quentes saiam do ambiente. os incêndios em estruturas fechadas (incêndios confinados) têm os níveis mais altos de calor na altura do teto e os níveis mais baixos de calor na altura do solo. se eleva. mais seguros serão os níveis inferiores para os trabalhos dos bombeiros. o incêndio poderá progredir para uma ignição súbita generalizada.Esta fase é uma etapa de transição entre a fase do crescimento e o desenvolvimento completo do incêndio. em inglês. Se a oxigenação é adequada. já que o ar quente tende a subir e sair do ambiente. Se ao contrário a oxigenação é inadequada. fenômenos que serão melhor estudados a seguir. a fumaça sairá do ambiente para o exterior. Estes gases podem até atingir a temperatura de . ou seja. forçando o ar frio a permanecer junto ao solo. O conceito da camada de gases aquecidos ou capa térmica é vital para as atividades de proteção contra incêndios. ficando toda a área envolvida pelas chamas. em inglês. flashover. Os gases que se produzem durante este período se aquecem até a temperatura de ignição e poderá ocorrer um fenômeno denominado ignição súbita generalizada. poderemos progredir para uma ignição explosiva. o ar atmosférico. produtos da combustão) estão prontas para incendiar-se rapidamente assim que o oxigênio for suficiente e. Esse fenômeno é chamado de ignição explosiva ou explosão por fluxo reverso. calor este irradiado dos combustíveis presentes. 12. os quais produzem grandes volumes de gases e fumaça. Contudo. os combustíveis que ardem no ambiente liberam a máxima quantidade de calor possível. Durante este período de tempo. Ainda durante esta fase. os incêndios se convertem com freqüência em incêndios controlados pela falta de adequada ventilação. o qual se distingue do flashover porque implica somente na queima dos gases aquecidos do incêndio e não na queima das superfícies dos outros materiais combustíveis presentes no ambiente sinistrado. . assim. pois as chamas normalmente diminuem ou deixam de existir por falta de ar suficiente para mantê-las (concentrações na faixa de 8% de oxigênio ou menos). os vapores combustíveis. os gases podem sair do ambiente através de fendas em forma de lufadas. os quais fluíram para fora do ambiente de origem e acabaram atingindo outros ambientes adjacentes. Estes gases podem arder (se inflamar) ao se misturarem com o ar abundante existente nos outros espaços e chamas poderão surgir visíveis na capa térmica. Devido à pressão interior ser maior que a externa. no entanto. o calor interior permanece e as partículas de carbono não queimadas (bem como outros gases inflamáveis. O rollover pode ser explicado como uma queima dos gases aquecidos provenientes da combustão. O incêndio é normalmente reduzido a brasas e o ambiente torna-se completamente ocupado por fumaça densa e os gases que se expandem. esse ambiente explodirá. na presença de oxigênio. mas carecem de oxigênio suficiente para inflamar-se. pois uma ventilação inadequada suprirá abundante e perigosamente o local com o elemento que faltava (oxigênio). Nessa fase.4 Fase do desenvolvimento completo A fase do desenvolvimento completo do incêndio tem lugar quando todos os materiais combustíveis de um determinado espaço físico são envolvidos pelo fogo. provocando a ignição explosiva. liberando. isso deve ser realizado com cautela. poderá surgir um fenômeno denominado de rollover ou flameover.ignição. os bombeiros precisam realizar uma adequada ventilação para permitir que a fumaça e os gases combustíveis superaquecidos sejam retirados do ambiente. O calor liberado e os gases da combustão que se produzem dependem do número e do tamanho das aberturas de ventilação do ambiente incendiado. Esse calor intenso reduz os combustíveis a seus componentes básicos. Nesses casos. O tamanho. A quantidade de fogo diminui e as temperaturas do ambiente começam a reduzir.O volume do ambiente sinistrado.7 metálicas. a energia resultante do fogo se apresenta em forma de calor e luz. poliuretano e espuma (7. . muitos fatores afetam seu comportamento e desenvolvimento. A taxa de liberação de calor se relaciona diretamente com a quantidade de combustível que se consome em um determinado tempo e o calor da combustão do produto que queima. pela carência de oxigênio ou mesmo pela supressão do fogo pela eficaz atuação de uma equipe de bombeiros combatentes. e . a redução progressiva das chamas até o seu completo desaparecimento.O tamanho e o número de aberturas de ventilação do ambiente sinistrado. Uma vez mais o incêndio se converte em um incêndio controlado.As propriedades térmicas das paredes do compartimento.12. Essa taxa é medida em Btu (British Thermal Unit) ou kW (kilowatt). Além de tudo. as brasas podem manter temperaturas ainda elevadas durante algum tempo. ou seja. a taxa de liberação de calor começa a diminuir. Vejamos a seguir uma tabela da NFPA com as taxas de liberação de calor de alguns objetos conhecidos: Descrição do material TLC máxima TLC máxima em kW em Btu Cadeira com tapeçaria e forro em algodão (peça de 15 14. . quer seja por exaustão dos materiais combustíveis que tiveram todo seu gás combustível emanado e consumido.A altura do teto do compartimento. agora por falta de material combustível. Esta fase representa a decadência do fogo.5 Kg cada uma) . . 13.5 Fase da diminuição À medida que o incêndio consome todos os combustíveis disponíveis do ambiente. FATORES QUE AFETAM O DESENVOLVIMENTO DO FOGO À medida que o fogo avança da fase de ignição até a fase da diminuição. a composição e a localização dos materiais combustíveis que se inflamaram primeiro no compartimento.2 32 Kg) 4 cadeiras empilhadas montadas em estruturas 160 151. A seguir vamos listar alguns desses fatores: . entretanto. A quantidade de energia calorífica liberada ao longo de um incêndio se chama de taxa de liberação de calor ou TLC. também devemos considerar que num incêndio. Edición 1995. O balanço térmico pode ser conceituado como o grau de equilíbrio térmico existente em um cômodo fechado durante o desenvolvimento de um incêndio dependente do suprimento de combustível e da disponibilidade de . serve para facilitar o entendimento da propagação normal de um incêndio em compartimento (Grimwood e Desmet. pois a aplicação excessiva de água num incêndio criará uma turbulência e a circulação do vapor. MODELO CÚBICO DA PROPAGAÇÃO DO FOGO O modelo cúbico da propagação do fogo. BALANÇO OU EQUILÍBRIO TÉRMICO Em termos de combate a incêndio. se todas as paredes do compartimento forem iguais. ainda varia muito.200 3.0 Colchão de molas em algodão e espuma de 660 626. nos parece que a referência mais conclusiva sobre o tema ainda é o trabalho produzido por Keith Royer e Floyd Nelson.4 Kg) Sofá com tapeçaria e espuma de poliuretano (51. ambos da Universidade de Iowa. calor e fumaça que produzirá um desequilíbrio térmico. tabla 3-4.630 2. Quando a água do combate ao fogo é usada em demasia. podendo inclusive exceder no piso as temperaturas do teto. Cube model of firespread.5 Kg) 500 474. que conduz as altas temperaturas dos níveis mais elevados para as áreas mais baixas (nível do assoalho). durante os anos 50. o conceito de balanço ou equilíbrio térmico. ou seja. Royer e Nelson afirmaram que um incêndio sempre procura algum equilíbrio entre os produtos que fluem para dentro do fogo e os produtos que saem dele. 2003).033. Finalmente.0 Kg) Árvore de Natal seca (7.9 Colchão em espuma de poliuretano (14 Kg) 2.0 Fonte: Norma NFPA 921. 14. do inglês. surge o desequilíbrio e a inversão térmica. Guia de investigaciones sobre incêndios y explosiones. no entanto.Colchão de algodão (25 Kg) 40 37. thermal balance. essa propagação irá depender ainda da natureza dos materiais combustíveis e dos limites do compartimento sinistrado.493. Depois o calor irá propagar-se horizontalmente para as paredes laterais. 15.0 poliuretano (62.5 3. EUA. Segundo os autores. No entanto. o teto. Essa manutenção do equilíbrio térmico é algo realmente crítico. a tendência da propagação será vertical e a primeira parte do ambiente a ser afetada pelo calor do fogo será a superior. do inglês. a propagação será descendente e afetará o chão. Percy.Riescos generales. Capítulo 41 – Incendios. inicia-se a formação de uma camada de gases aquecidos (camada de pressão positiva) que cresce para os lados e depois de cima para baixo até que o quarto inteiro alcance um equilíbrio térmico. pois obviamente as turbulências existentes no ambiente sinistrado não podem ser simplificados a um modelo perfeito. Introduction to fire dynamics. . England: Wiley. SEPE Handbook of Fire Protection Engineering. OLIVEIRA. Oklahoma: International Fire Service Training Association . 2003. A área quente existente sobre o fogo (denominada freqüentemente de pluma ou coluna térmica) produz uma coluna de gases aquecidos que sobe e arrasta o ar para dentro da mesma. Florianópolis: Editora Editograf. COTE. O chamado plano de pressão neutra (Neutral pressure plane) é o espaço horizontal existente entre a camada de pressão positiva (superior) e a camada de pressão negativa (inferior). táticas e técnicas de combate a incêndios estruturais. 136 p. Em termos de desenvolvimento vertical as temperaturas aumentam continuamente do alto para baixo com altas concentrações de calor nos níveis mais elevados. Bernard J. DRYSDALE. Manual de estratégias. Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales. 1995. Referências: BLESA. Koen. KLAENE. GRIMWOOD. P. Arthur e BUGBEE. e SANDRES. Principios de protección contra incendios.ar e outros fatores. 2005. Russel E. 2001. GRIMWOOD. Entretanto. Flashover and Nozzle Techniques. (http://www. Enciclopedia de salud y seguridad en el trabajo – Volume II . DUNN. Structural Fire Fighting. Paul e DESMET. 1998. Boston: Society of Fire Protection Engineering. 2000. ou as partes superiores tornam-se superaquecidas.IFSTA. 2nd ed.htm).com GRANT. Tactical Firefighting. uniformemente distribuído horizontalmente em todo o compartimento. Quincy: National Fire Protection Association.Parte IV .es/insht/EncOIT/Index. J. o forro. Paul. Dougal. Marcos de. quando o teto. 2002. 3 Ed. what is the difference? Artigo baixado pela internet no endereço: http://vincentdunn. 2000.mtas. Vincent. Essentials of firefighting. 1988. Madrid: CEPREVEN. José Miguel Basset. 2nd Edition. Inglaterra. DI NEMMO. Esse plano normalmente é trabalhado em modelos de computador. et al. Backdraft and flashover. 1992. Flashover: Desarrollo y control. Casey C. Richard L. . Principios de la química de protección contra incendios.TUVE. Espanha: CEPREVEN. 1993.