Apostila Prevenção de Incênio

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CAPÍTULO 2 - AGENTES EXTINTORES 2 - AGENTES EXTINTORES Agentes extintores são produtos químicos usados na prevenção e extinção de incêndios e na prevenção ou supressão de explosões. Habitualmente são utilizados através de equipamentos especializados, móveis ou fixos, com a finalidade de projetar os mesmos contra o fogo ou no ambiente a fim de prevenir, combater ou suprimir incêndios ou explosões. Os agentes extinguem o fogo física ou quimicamente, podendo, às vezes, combinar estas duas ações. São armazenados e utilizados nos estados: sólido, líquido ou gasoso. Existem aqueles que executam a extinção nos estados líquido e gasoso, outros são aplicados líquidos, entretanto sua ação só é efetivada quando no estado gasoso, ou vaporizado. Os sólidos, mesmo atuando neste estado, geralmente recebem tratamentos para que se comportem como fluidos, com a finalidade de serem empregados através dos equipamentos e instalações de combate ao fogo. Os agentes extintores mais conhecidos e utilizados para a prevenção, combate ou supressão de incêndio ou explosão, são os seguintes: a) Água; b) Espuma; c) Dióxido de carbono (CO 2 ); d) Hidrocarbonetos halogenados; e e) Pós químicos. 2.1 - ÁGUA A água é o agente extintor de incêndios mais antigo e mais utilizado através dos tempos, sendo a substância mais difundida na natureza e de valor financeiro irrelevante em relação aos outros agentes existentes. Portanto, é de grande importância a quem cabe prevenir, controlar e extinguir os incêndios; para tanto, é necessário conhecer suas propriedades para um bom emprego como principal ferramenta nos trabalhos de combate a incêndio. 2.1.1 – Propriedades físicas e químicas da água A água pode ser encontrada na natureza sob os três estados físicos fundamentais da matéria, ou seja, sólido, líquido ou gasoso. Seja qual for o seu estado físico, a sua constituição química é invariável, possuindo a seguinte fórmula molecular: H 2 O. Em condições normais de temperatura e pressão, a água é líquida, solidificando-se a temperatura de 0ºC e vaporizando-se a 100ºC. As temperaturas citadas variam de acordo com a pressão e esta em conformidade com a altitude. Nos três estados apresenta-se incolor (sem cor), insípida (sem gosto) e inodora (sem cheiro). Fig. 23 - Estados físicos da água No estado gasoso mantém-se incolor e transparente até o início do processo de sua condensação, quando se apresenta como uma nuvem branca e visível devido a perda de calor. Sua vaporização é na proporção de 1 litro de líquido para a produção de 1700 litros de vapor. - 17 -

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  • CAPTULO 2 - AGENTES EXTINTORES 2 - AGENTES EXTINTORES Agentes extintores so produtos qumicos usados na preveno e extino de incndios e na

    preveno ou supresso de exploses. Habitualmente so utilizados atravs de equipamentos especializados, mveis ou fixos, com a finalidade de projetar os mesmos contra o fogo ou no ambiente a fim de prevenir, combater ou suprimir incndios ou exploses.

    Os agentes extinguem o fogo fsica ou quimicamente, podendo, s vezes, combinar estas duas aes. So armazenados e utilizados nos estados: slido, lquido ou gasoso. Existem aqueles que executam a extino nos estados lquido e gasoso, outros so aplicados lquidos, entretanto sua ao s efetivada quando no estado gasoso, ou vaporizado. Os slidos, mesmo atuando neste estado, geralmente recebem tratamentos para que se comportem como fluidos, com a finalidade de serem empregados atravs dos equipamentos e instalaes de combate ao fogo.

    Os agentes extintores mais conhecidos e utilizados para a preveno, combate ou supresso de incndio ou exploso, so os seguintes:

    a) gua; b) Espuma; c) Dixido de carbono (CO2); d) Hidrocarbonetos halogenados; e e) Ps qumicos.

    2.1 - GUAA gua o agente extintor de incndios mais antigo e mais utilizado atravs dos tempos,

    sendo a substncia mais difundida na natureza e de valor financeiro irrelevante em relao aos outros agentes existentes. Portanto, de grande importncia a quem cabe prevenir, controlar e extinguir os incndios; para tanto, necessrio conhecer suas propriedades para um bom emprego como principal ferramenta nos trabalhos de combate a incndio.

    2.1.1 Propriedades fsicas e qumicas da gua A gua pode ser encontrada na natureza sob os trs estados fsicos fundamentais da matria,

    ou seja, slido, lquido ou gasoso. Seja qual for o seu estado fsico, a sua constituio qumica invarivel, possuindo a seguinte frmula molecular: H2O.

    Em condies normais de temperatura e presso, a gua lquida, solidificando-se a temperatura de 0C e vaporizando-se a 100C. As temperaturas citadas variam de acordo com a presso e esta em conformidade com a altitude. Nos trs estados apresenta-se incolor (sem cor), inspida (sem gosto) e inodora (sem cheiro).

    Fig. 23 - Estados fsicos da gua

    No estado gasoso mantm-se incolor e transparente at o incio do processo de sua

    condensao, quando se apresenta como uma nuvem branca e visvel devido a perda de calor. Sua vaporizao na proporo de 1 litro de lquido para a produo de 1700 litros de vapor.

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  • Fig. 24 - Passagem do estado lquido para o gasoso

    A gua um dos principais solventes da natureza, possui uma excelente estabilidade

    qumica, porm pode ser decomposta em seus componentes pela ao da corrente eltrica, e por temperaturas acima de 1200C, produzindo o perigoso gs hidrognio (combustvel) e o comburente oxignio.

    2.1.2 Formas de emprego Nos servios de preveno e combate a incndios se faz necessrio conhecer as formas de

    emprego da gua, objetivando uma utilizao criteriosa e eficiente por parte dos elementos que encontram-se envolvidos diretamente no combate ao fogo.

    A gua pode ser aplicada no estado lquido atravs de jato compacto, de neblina, nebulizada ou pulverizada, e no estado gasoso na forma de vapor.

    No estado slido a gua pode causar transtorno para os equipamentos de combate a incndio, destruindo-os ou impedindo o seu uso devido, pois h um aumento em cerca de 10% no seu volume inicial. Por este motivo, nos locais sujeitos a temperaturas que implicam no congelamento da gua, raros no Brasil, empregam-se ante-congelantes para proteo e funcionamento do equipamento.

    a) Jato Compacto empregado com a gua no seu estado lquido,

    sendo sua ao extintora por resfriamento. Constitui uma boa opo quando se pretende atingir maiores distncias e um maior volume de gua a ser empregado.

    Recomenda-se sua utilizao em incndios de classe A, porm deve-se verificar as condies de segurana do operador, uma vez que o jato compacto no protege com eficincia o operador contra o calor e a fumaa.

    Fig. 25 b) Neblina

    empregada com a gua no seu estado lquido. Sua utilizao surgiu com o avano da tecnologia dos equipamentos de combate a incndio, principalmente dos esguichos e sprinkleres (chuveiros automticos). Sua ao extintora se d por resfriamento e emulsificao nas classes A e B respectivamente, e um pouco por abafamento. uma tima opo quando se pretende atingir uma maior rea com quantidade menor de gua.

    Fig. 26

    Ao contrrio do jato slido, a neblina protege o operador maior eficincia contra o calor e a fumaa, permitindo sua aproximao ao fogo. Pode tambm ser utilizada na retirada de fumaa em ambientes fechados.

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    c) Vapor empregado com a gua no seu estado gasoso. Extingue incndios atravs da excluso do ar

    ou reduo do contedo do oxignio do ar atmosfrico, chamado processo de abafamento, de maneira similar ao gs carbnico (dixido de carbono CO2) ou outros gases inertes.

    difcil extinguir incndio em combustveis cuja combusto forme brasas, em virtude do seu baixo poder resfriador. Em alguns tipos de incndios, como por exemplo em nitrato de amnia e materiais oxidantes similares, o vapor completamente ineficaz.

    O vapor utilizado como agente extintor em estabelecimentos com finalidades industriais, com emprego ininterrupto, como, por exemplo, em navios e inmeras indstrias que se utilizam de caldeiras.

    Onde for possvel o seu aproveitamento, dever ser estudado um sistema de distribuio do vapor sobre os locais mais perigosos, principalmente em compartimentos fechados, pois, precisam ser tomadas providncia para que o vapor no atinja pessoas. H, tambm, determinados processos industriais que trabalham a quente, onde o vapor nico meio seguro de extino de incndio.

    d) Nebulizada O conhecimento tcnico da gua nebulizada ou pulverizada na proteo de incndios

    recente, as primeiras experincias datam dos anos 50 nos Estados Unidos. A eficincia extintora da gua nebulizada fundamenta-se na pulverizao da gua utilizada,

    o que otimiza os efeitos de resfriamento, atenuao do calor irradiante e deslocamento do oxignio na base do fogo. Contudo, para se poder aproveitar estes efeitos preciso que a gua nebulizada penetre nas chamas, alcanando sua base.

    2.1.3 Propriedades extintoras As propriedades extintoras da gua so: resfriamento, abafamento, diluio e emulsificao.

    Estas propriedades esto relacionadas direta ou indiretamente com a forma a qual a gua empregada.

    A extino somente obtida quando o efeito do agente extintor alcana o ponto onde a combusto ocorre. Por centenas de anos, o principal mtodo de extino se limitava ao uso de jatos slidos dirigidos base do fogo e aplicados de uma distncia segura. Este mesmo mtodo, com a utilizao de jatos atravs de esguichos, continua ainda hoje como o mais convencional de extino de incndio, entretanto, modernamente verificou-se a melhor eficincia da gua na forma de neblina e adotou-se esguichos combinados para os jatos compactos e neblina. Outros equipamentos tm sido descobertos para aplicao da gua em vrias formas de neblina, chuveiros e sprays, os quais tm sido cada vez mais utilizados em aparelhos e instalaes de combate a incndios.

    a) Extino por Resfriamento O fogo extinto, normalmente, quando a superfcie de material em combusto resfriada a

    fim de que sua temperatura caia abaixo do ponto de combusto. O resfriamento superficial, em geral, no eficiente na extino de incndios em gases e em lquidos inflamveis, com ponto de fulgor abaixo da temperatura da gua aplicada, portanto, no recomendada para lquidos inflamveis com ponto de fulgor abaixo de 38C.

    A quantidade de gua necessria extino depender da quantidade de calor a ser absorvido. A velocidade de extino depender da proporo de aplicao de gua em relao quantidade de calor produzido, do grau de cobertura possvel e da forma e caracterstica de aplicao da gua. A melhor maneira aplicar a gua no fogo de tal modo que consiga o mximo efeito de resfriamento pela absoro de calor. Para isto, necessrio que a gua aplicada seja aquecida at a temperatura de ebulio (100C), e seja transformada em vapor. Este efeito obtido com maior facilidade quando a gua aplicada em forma de neblina ou nebulizada ou pulverizada, em vez de jato compacto.

    Os principais efeitos de resfriamento, pela utilizao de gua na forma de neblina ou nebulizada, so os seguintes:

    a) A quantidade de calor transferido proporcional superfcie exposta da gua. Para uma dada quantidade de gua, sua superfcie ser aumentada de acordo com sua converso em gotculas;

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    b) A quantidade de calor transferido, depende da diferena de temperatura entre a gua e o ar atmosfrico que envolve o fogo, como tambm do material em combusto;

    c) A quantidade de calor transferido, depende da quantidade de vapor contido no ar (estado higromtrico), particularmente no que se refere propagao do fogo;

    d) A capacidade de absoro de calor, depende da distncia e da velocidade com que a gua projetada na zona de combusto. Este fator exige que uma considervel quantidade de gua seja dirigida para as partes em combusto.

    A gotcula precisa ter tamanho suficiente para que atinja a energia necessria para o ponto certo da combusto, vencendo a oposio da gravidade e o movimento inverso do ar causado pelas correntes trmicas ascendentes ou outras correntes de ar.

    Determinados materiais decompem-se quimicamente com a elevao da temperatura, nestes casos a gua pode ser normalmente utilizada para resfri-los abaixo da sua temperatura de decomposio, a menos que o material que queime reaja quimicamente com a gua. Em um nmero limitado de casos, a gua acelera a combusto, isto, s vezes, tambm desejvel para reduo do tempo de queima destes materiais.

    Um mtodo de preveno da combusto bastante empregado a utilizao da umidificao de materiais combustveis em reas ainda no atingidas pelo fogo. A absoro da gua pelos combustveis retarda a ignio destes, pois a gua precisa ser evaporada antes que a temperatura de ignio destes combustveis seja alcanada.

    b) Extino por Abafamento A extino realizada pela gua por meio do abafamento feita quando esta encontra-se

    vaporizada. Quando o vapor gerado em quantidade suficiente, o ar pode ser deslocado ou mesmo excludo da zona de combusto. Incndios de classe B podem ser extintos pela ao de abafamento, a qual facilitada pelo confinamento do vapor gerado na zona da combusto. O processo de absoro de calor s terminar quando o vapor comear a condensar. Esta situao evidenciada pela formao de nuvens de vapor de gua (fumaa branca).

    A condensao ocorrendo acima da zona de combusto, no tem efeito de resfriamento no material que queima, entretanto, o vapor leva o calor para fora da referida zona, que inofensivamente dissipado nas nuvens de vapor de gua que se deslocam na rea do fogo.

    Incndios em materiais comuns, classe A, so extintos normalmente por resfriamento da gua e no por abafamento criado pela gerao do vapor de gua, embora este tenha ao de supresso das chamas, mas no a de combater completamente o fogo em profundidade destes materiais.

    A gua pode ser utilizada para abafar incndios em lquidos inflamveis que tm o ponto de fulgor acima de 38C (100F), peso especfico igual ou acima de 1,1 e no seja solvel em gua.

    c) Extino por Emulsificao A emulsificao ocorre toda vez que lquidos imiscveis so agitados juntos, e um dos

    lquidos se dispersa atravs do outro em forma de pequenas gotculas. Pode-se obter, pela aplicao da gua, a extino de incndios em lquidos inflamveis viscosos, pois o efeito de resfriamento que ser proporcionado na superfcie de tais lquidos, impedir a liberao dos vapores inflamveis.

    Normalmente na emulsificao, gotas de inflamveis ficam envolvidas individualmente por gotas de gua, ficando, no caso dos leos, com aspecto leitoso. Em alguns lquidos viscosos, a emulsificao apresenta-se na forma de uma espumao que retarda a liberao dos vapores inflamveis. necessrio cuidados redobrados na utilizao deste mtodo em lquidos com grande profundidades, pois o efeito de espumao pode ser violento a ponto de derramar lquido para fora do recipiente que o contm.

    O efeito de emulsificao obtido por meio de neblina de alta velocidade com partculas pesadas, devendo os jatos compactos serem evitados nos lquidos inflamveis viscosos, pois podem provocar violenta efervescncia com grande espumao (superebulio).

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    d) Extino por Diluio A diluio pode ser utilizada, em alguns casos, para a extino de incndios em materiais

    solveis em gua. A porcentagem de diluio necessria extino varia de acordo com o volume de gua e o tempo necessrio a extino. Por exemplo, a diluio tcnica pode ser usada com sucesso em incndios envolvendo lcool etlico ou metlico, derramado e espalhado no solo, onde for possvel estabelecer-se uma adequada mistura de gua e lcool, no inflamvel.

    A adio de gua para alcanar a diluio no deve ser considerada uma tcnica a ser utilizada em incndios envolvendo tanques, pois existe o risco de transbordamento e derramamento de material ainda inflamado, devido a grande quantidade de gua necessria para se obter a extino por diluio. Existe ainda o risco da espumao, se a mistura estiver aquecida acima do ponto de ebulio da gua, que poderia causar derramamento de material ainda inflamado. Estes fatores tornam este mtodo, na prtica, bastante difcil e perigoso, sendo indicado somente aps consulta a tcnicos especializados.

    2.1.4 Condutividade eltrica da gua Desde o aparecimento da eletricidade, considera-se inadequado o uso da gua como agente

    extintor para incndios de Classe C, devido a condutividade eltrica que a gua apresenta, tendo em vista as substncias usadas em seu processo de potabilidade, causando danos segurana do operador.

    O meio mais comum de combate a incndios desta classe, a eliminao da fonte de corrente eltrica para, s depois, promover a extino utilizando gua, ou simplesmente, utilizar um outro agente extintor que no seja condutor de corrente eltrica.

    2.1.5 gua molhada A tenso superficial da gua relativamente alta, causando a diminuio de sua capacidade

    de penetrao nos combustveis incendiados, impedindo que ela se espalhe no interior das embalagens, fardos ou materiais empilhados. A soluo deste problema seria a imerso do material que queima na gua, o que na prtica raramente se consegue. Quando um incndio tem origem no interior de uma massa combustvel, para extingu-lo necessrio abrir e desmontar a massa combustvel, atingindo assim, os focos no interior da mesma, ou ento empregar-se um aditivo humectante (gua molhada), que diminui a tenso superficial da gua, fazendo-a penetrar na massa combustvel e facilitando a extino.

    O uso da gua molhada de grande valor para o combate a incndios em materiais da Classe A, penetrando atravs da superfcie porosa e, como tambm, permitindo que a soluo alcance reas ocultas dos materiais, que encontram-se fortemente prensados, como fardos de algodo, pilhas de capim, papel, madeira, etc., evitando a reignio de incndios. Quando utilizada, propicia grande economia de gua, inclusive em rescaldos, sendo indicada para o combate a incndios florestais. Possui ao de penetrao tambm em corpos que repelem a gua como a l virgem e outros materiais hidrfogos.

    2.1.6 gua viscosa A gua apresenta uma baixa viscosidade, isto limita sua capacidade de penetrao na massa

    do material incendiado, fazendo com que escorra rapidamente das superfcies em que aplicada, diminuindo a possibilidade de se fazer uma cobertura nas superfcies dos combustveis na forma de uma barreira. Foram desenvolvidos aditivos, denominados gua viscosa, com a finalidade de tornar a gua mais grossa ou viscosa, os quais a tornam mais eficiente no combate de determinados tipos de incndios .

    Estudos preliminares em sistemas fixos revelaram que com a utilizao de gua viscosa o domnio do fogo mais rpido e utiliza-se menor quantidade de gua. Tambm foi verificado que as reas destrudas diminuem em relao aos sistemas com gua pura. Durante os testes os sistemas fixos sofreram vrias modificaes para acomodar aditivos.

    Atualmente o maior emprego da gua viscosa no combate de incndios florestais e incndios em grandes estruturas onde se produz muita energia calorfica e muito calor de irradiao.

  • 2.1.7 gua rpida gua rpida o nome dado aos aditivos utilizados na alterao das caractersticas do fluxo

    da gua. A perda de carga por frico um problema sempre presente nos equipamentos de combate a incndio. Influenciam na perda de carga o comprimento das canalizaes e mangueiras e a quantidade de gua bombeada. O combate a incndio exige jatos de alta velocidade que geram turbulncias, resultando, em troca, na frico entre as partculas de gua. Esta frico contribui com cerca de 90 % da perda de presso nas mangueiras e canalizaes de boa qualidade. A perda de presso por frico entre as paredes das mangueiras e tubos e a gua que flui no seu interior contribui com apenas 5 a 10 % da perda.

    Pesquisas realizadas a partir do ano de 1948 revelaram que polmeros lineares (polmeros que formam uma cadeia reta sem braos) so os aditivos mais eficientes para a reduo da perda de frico nestes casos.

    2.1.8 gua no combate a incndios em lquidos inflamveis e combustveis derivados

    do petrleo Os lquidos derivados do petrleo (leos pesados combustveis, leos lubrificantes, e outros)

    de alto ponto de fulgor, no produzem vapores inflamveis a menos que sejam previamente aquecidos. Uma vez aquecidos e incendiados, o calor do fogo proporcionar suficiente vaporizao para continuao da combusto. Com a aplicao de gua em forma de neblina na superfcie destes lquidos, o resfriamento provocar a queda da vaporizao e, se a aplicao for continuada, haver suficiente resfriamento para a extino do fogo.

    A gua tem sua capacidade extintora limitada em lquidos inflamveis derivados do petrleo de baixo ponto de fulgor. A gua aplicada na superfcie de um destes lquidos acondicionado em um tanque, incorrer em riscos, onde podero existir a ocorrncia do slip-over, fenmeno que se caracteriza pela formao de uma espcie de espuma e possvel vaporizao da gua em contato com as camadas superiores do lquido inflamado, podendo ainda ocorrer o boil-over, devido ao acmulo de gua nas camadas mais profundas do lquido, quando este estiver aquecido a mais de 100C, causando a vaporizao instantnea da gua, a expanso violenta dos vapores formados (aumento de 1700 vezes) e uma sada em forma de erupo, arrastando consigo o lquido em combusto.

    Em funo do boil-over, nunca se deve utilizar jato compacto nestes tipos de ocorrncias e a gua em forma de neblina somente poder ser usada na superfcie do lquido em combusto, no incio do incndio onde as camadas inferiores ainda no foram aquecidas. A gua na forma nebulizada (pulverizada) pode extinguir incndios em pequenas extenses de lquidos inflamveis, tendo como princpio de extino o resfriamento das chamas abaixo da temperatura mnima de combusto.

    Fig. 27 - Processo que resulta no fenmeno boil over

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  • 2.1.9 gua em metais combustveis Quando se combate incndio em metais combustveis, deve-se evitar o uso de gua, pois a

    reao pode gerar riscos para o Bombeiro. Contudo, como a gua o agente extintor com maior poder de resfriamento e tambm o

    mais fcil de ser obtido em grande quantidade, veremos alguns tipos de metais combustveis, sua possibilidade de uso e a maneira de se empregar a gua como agente extintor, de modo que se obtenha a reduo da temperatura do metal abaixo do seu ponto de fulgor.

    a) Sdio, Potssio, Ltio, Clcio, Estrncio e Titnio No se deve usar a gua nos metais citados, pois haver uma reao qumica que produzir

    reignio e/ou uma exploso. b) Zircnio No se deve aplicar pequenas quantidades de gua ou jatos compactos em zircnio

    incendiado, pois h risco de violentas reaes, visto que, quando pulverizado e umedecido, o zircnio queima mais violentamente. A imerso da parte incandescente em gua a melhor opo.

    c) Metais radioativos (plutnio, urnio e trio). O combate a incndios em metais radioativos encontrados em condies naturais (sem

    enriquecimento) idntico ao do zircnio, pois em pequenas quantidades de gua, eles tambm reagem. Porm, existe tambm o risco da contaminao. Em combates a incndios nestes materiais, deve-se evitar a contaminao dos Bombeiros, atravs de EPI (roupas impermeveis, luvas, protetores de face, etc.), e do meio ambiente, com a deposio do material incandescente em tambores com gua usando-se ps de cabo longo.

    d)Magnsio As caracterstica do magnsio so iguais s do zircnio, mas tambm pode ser extinto com a

    gua neblinada ou nebulizada (pulverizada) sobre pequenas quantidades de magnsio. A aplicao da gua em incndios de magnsio onde haja a presena de metal fundido deve ser evitado, pois a formao de vapor de gua e a possvel reao do metal com a gua, pode ser explosiva.

    2.2 - ESPUMA 2.2.1 - Definio Em termos de combate a incndios, a espuma definida como um sistema fsico-qumico

    constitudo de trs elementos fundamentais: gua, ar ou CO2 e agente formador de espuma. A espuma formada por estes elementos possui densidade bem baixa, flutuando sobre

    lquidos inflamados, contornando obstculos e, desta forma, formando um lenol compacto. O lenol formado impede a passagem de gases aquecidos, isolando o combustvel do contato com o ar.

    2.2.2 Princpio de extino Como se pode deduzir da definio, a

    espuma apaga o fogo primariamente por abafamento ou isolamento e, secundariamente, por resfriamento causado pela gua resultante da decomposio da espuma.

    As espumas so especialmente indicadas para extino de incndios em combustveis ou inflamveis lquidos, isto , pertencentes Classe B, onde, cobrindo totalmente a superfcie do lquido inflamado, isola-o do oxignio extinguindo o fogo. As

    - 23 - Fig. 28

  • espumas tambm podem ser usadas para extino de incndios em materiais de Classe A, tais como madeira, pano, etc., pois, cobrindo estes materiais, os isolam do oxignio, havendo extino do incndio. Entretanto, ser sempre necessrio resfriar estes materiais com gua aps sua extino com espuma, para que sua temperatura seja levada abaixo do seu ponto de ignio.

    As espumas jamais devero ser usadas na extino de materiais Classe C (equipamentos energizados), por serem condutoras de eletricidade, existindo, entretanto, aplicao de espumas em Classe C atravs de sistemas automticos de alta expanso sem a presena humana.

    2.2.3 Vantagens sobre outros agentes extintores a) o nico agente extintor que flutua sobre os combustveis inflamados; b) o nico agente extintor que, em ambiente aberto, permanece isolando o combustvel por

    perodos prolongados; e c) Pelas caractersticas anteriores, o nico agente extintor capaz de extinguir incndios de

    Classe B em grandes reas abertas. 2.2.4 Tipos de espuma Quanto ao processo de formao, as espumas podem ser tipificadas em qumica e

    mecnica. a) Espuma Qumica aquela formada a partir da reao qumica entre bicarbonato de sdio e sulfato de

    alumnio, obtendo-se uma protena hidrolisada que funciona como agente estabilizador da espuma, e dixido de carbono que permanece dentro das bolhas. Em extintores portteis, a presso para a expulso da espuma (gs propelente) gerada pela prpria reao qumica.

    A partir de 1904 e durante muitos anos, utilizou-se a espuma qumica em larga escala, para o combate a incndios em inflamveis lquidos, entretanto, seu emprego hoje encontra-se em desuso, razo pela qual deixaremos de abord-la de forma mais significativa.

    b) Espuma Mecnica As espumas mecnicas se baseiam em lquidos geradores de espuma (LGE), tensoativos de

    origem protenica ou sinttica, contendo, no interior de suas bolhas, ar atmosfrico ao invs de gs carbnico como na espuma qumica.

    So aplicadas como representado esquematicamente abaixo:

    gua Proporcionador

    Lquido Gerador de

    Espuma

    Soluo Esguicho

    Ar

    ESPUMA MECNICA

    Fig. 29- Esquema de formao da espuma mecnica O proporcionador de espuma constitudo de um tubo do tipo venturi que aspira o lquido

    gerador de espuma, misturando-o com o fluxo de gua. Pelo mesmo princpio, no esguicho, o ar arrastado misturando-se com a soluo gerando a espuma mecnica.

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  • Fig. 30 - Princpio de formao Tipos de Espuma Mecnica Com relao sua composio qumica a espuma mecnica divide-se em: protenica e

    sinttica. Espuma Protenica obtida a partir de lquidos geradores de espuma, compostos basicamente de protena

    hidrolizada (origem animal). A espuma protenica divide-se em trs tipos segundo a sua formulao: sendo protenica regular, protenica resistente a solventes polares (anti-lcool) e fluorprotenica. Estes tipos de espumas encontram-se em desuso.

    Espuma Sinttica - Espuma de Alta Expanso A espuma de alta expanso aquela cujo LGE foi obtido a partir da sintetizao de lcoois

    graxos, estabilizados para altas temperaturas. Foram desenvolvidas em 1950, na Inglaterra, para extino de incndios em minas de carvo. A dificuldade de levar os agentes extintores s profundas galerias, ensejou o desenvolvimento do mtodo de entupir as galerias com espuma de alta expanso, bloqueando, desta maneira, o acesso do oxignio zona de combusto, abafando o incndio.

    Hoje utilizada em reas confinadas de difcil acesso, onde a formao de gases venenosos impede o acesso do bombeiro, como incndios em minas de carvo, dentro de galerias, tneis, corredores longos, pores de navios, etc.

    Este LGE pode ser aplicado tambm em baixa e mdia expanso. - Espuma AFFF (Aqueous Forming Film Foam) Esta espuma apresenta lquidos geradores baseados em tensoativos sintticos, semelhantes

    queles utilizados no LGE da espuma de alta expanso e aos quais so adicionadas pequenas quantidades de Fluortensid (tensoativos fluoretados).

    A espuma formada por este LGE tem a propriedade de formar um filme aquoso que sobrenada o combustvel, possuindo fluidez que proporciona grande velocidade de extino.

    O LGE desta espuma , entretanto, especfico para hidrocarbonetos (derivados do petrleo) e a espuma formada pode ser aplicada pelo processo de injeo subsuperficial.

    Fig. 31

    - Espuma AFFF Resistente a Solventes Polares A espuma sinttica resistente a solventes polares (no derivados do

    petrleo) formada a partir de extratos AFFF, com adio de um tensoativo especial para a formao de uma membrana polimrica que isola os vapores do lquido inflamvel e d sustentao s bolhas de espuma. Esta camada polimrica formada pela destruio das bolhas de espuma em contato com o lcool. Sabendo-se disto, a espuma deve ser aplicada com suavidade,

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    seno grande parte ser destruda pelo prprio lcool. Esta espuma considerada polivalente, porque tanto pode ser usada na extino de solventes

    polares a uma concentrao de 6%, como em derivados de petrleo a 3%. 2.2.5 Classificao das espumas quanto expanso Em funo da taxa de expanso, as espumas se classificam em: a) Baixa expanso: taxa de expanso at 20 vezes; b) Mdia expanso: taxa de expanso de 20 a 200 vezes; c) Alta expanso: taxa de expanso acima de 200 vezes. A taxa de expanso definida como volume de espuma obtido a partir de um litro da

    mistura gua e lquido gerador de espuma. Por exemplo: tendo-se uma espuma com taxa de expanso de 100, isto quer dizer que obtm-se 100 litros de espuma pela incorporao de 99 litros de ar um litro da mistura gua mais LGE.

    A expanso de um LGE conseguida atravs de duas caractersticas: a primeira a partir da estabilidade atingida pelas bolhas no nvel de expanso, que decorrente das caractersticas fsico-qumicas do extrato, e a segunda diz respeito capacidade do equipamento de incorporar ar mistura LGE-gua.

    2.2.6 Classificao das espumas quanto aplicao a) Convencionais: so aquelas que os LGE podem ser aplicados pelos processos

    convencionais de baixa expanso, isto , atravs de esguichos de espuma, cmaras de espuma, etc.; b) Injeo sub-superficiais: somente as espumas com os LGE Fluorprotenicos e o AFFF

    podem ser utilizadas atravs deste processo de aplicao; e c) Alta expanso: somente espuma sinttica de alta expanso. 2.3 - DIXIDO DE CARBONO 2.3.1 - Definio O dixido de carbono (CO2) um agente extintor de grande eficincia no combate a

    incndios classes B e C. Para utiliz-lo, deve-se armazen-lo em cilindros especiais de ao, liquefazendo-se a uma presso de aproximadamente 60 atm. Ao ser aliviado da compresso, ocorre uma rpida vaporizao, e expanso acompanhada de uma violenta queda de temperatura, at cerca de -78 C, solidificando parte do gs em pequenas partculas, formando na superfcie do combustvel uma neve carbnica (gelo seco).

    2.3.2 Propriedades fsicas e qumicas O dixido de carbono, tambm conhecido por bixido de carbono, anidrido carbnico e gs

    carbnico, um gs inerte, inodoro e incolor. O dixido de carbono apresenta as seguintes caractersticas: a) Composio: uma molcula de carbono e duas molculas de oxignio (CO2); b) Densidade: 28,783Kg/0,0283m2 uma temperatura de -16,60C e 9,15Kg/0,0283m2

    temperatura de 26,6 C; OBS.: comparado com o ar a 0 C e a 1,0 atm, a densidade relativa do gs carbnico de

    1,529, ou seja, 1,5 vezes maior que a do ar. c) Toxidade: a partir de uma concentrao de 9%, o gs carbnico causa inconscincia e at

    a morte por sufocao, no podendo, assim, ser considerado um gs txico; e d) Produtividade: 1,0 Kg de CO2 liqefeito produz 500 litros do gs. 2.3.3 Mtodos de extino a) Abafamento Ao ser liberado de seu reservatrio, o gs carbnico envolve o combustvel incendiado e

    dilui a concentrao de oxignio ou reduz os produtos gasosos do mesmo na atmosfera a nveis que impedem a combusto.

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    b) Resfriamento Este efeito obtido pela neve carbnica, que cobre a superfcie do combustvel com um

    calor latente de 246,4 BTU por libra. Em virtude de apenas parte do gs carbnico se converter em neve ( 26,6C apenas 25% convertido em neve), seu poder de resfriamento bem menor que o da gua, 1 (uma) libra de gs produz gelo seco para absorver 100 BTU, e a mesma quantidade de gua, se totalmente evaporada, poder absorver at 1000 BTU.

    2.3.4 Eficincia do gs carbnico a) Incndios de classe A Apesar de ser efetivo na extino das chamas por abafamento, o gs carbnico torna-se

    ineficiente para incndios Classe A, em funo de sua falta de penetrao e do pouco poder de resfriamento na superfcie do combustvel, permitindo sua reignio. Para contornar este problema, necessria uma concentrao de CO2 capaz de reduzir a concentrao de O2 no ambiente para nveis abaixo de 6%, at o resfriamento total do combustvel.

    b) Incndios de classe B Em virtude do CO2 ser eficiente na ao de abafamento e ter razovel poder de resfriamento

    superficial, ele se transforma em um agente extintor eficaz em incndios de Classe B. O nico problema cobrir a superfcie do lquido combustvel com gs em incndios com grande rea superficial e ambientes abertos.

    c) Incndios de classe C O CO2 o mais eficiente agente extintor para incndio Classe C, pois no condutor de

    corrente eltrica e no deixa resduos que danificam equipamentos eltricos e eletrnicos. d) Materiais que Contm Oxignio Os agentes oxidantes (nitrato de celulose, permanganato de potssio, etc) que contm

    oxignio em sua estrutura, quando incendiados, no podem ser extintos por CO2, pois tm seu prprio suprimento de comburente.

    e) Produtos Qumicos Reagentes Os produtos qumicos reagentes (sdio, potssio, magnsio, titnio, zircnio e hidretos

    metlicos) tm a caracterstica de decompor o dixido de carbono, fazendo com que seu uso como agente extintor seja ineficaz.

    2.4 - HIDROCARBONETOS HALOGENADOSOs hidrocarbonetos halogenados so compostos resultantes de reaes qumicas de

    substituio entre hidrocarbonetos altamente inflamveis, preferencialmente o metano (CH4) ou o etano (C2H6), e os elementos qumicos da famlia dos Halognios, como geralmente: o cloro (Cl), o bromo (Br), o flor (F) e o iodo (I). Apresenta como resultado uma nova famlia qumica denominada de Hidrocarbonetos Halogenados, mais conhecida como halon, abreviatura da denominao inglesa de Halogenated Hydrocarbon, a qual possui excelentes qualidades extintoras de incndios. Porm nem todo halon agente extintor, existindo a necessidade de investigao da capacidade extintora do halon criado.

    Pelo que foi exposto acima, percebe-se que, para chegar a um halon ideal como agente extintor, necessrio saber equilibrar e distinguir as propriedades de cada elemento da famlia dos halognios. importante salientar que os compostos que apresentam iodo no so utilizados em virtude de suas caractersticas txicas e de instabilidade.

    Os halons, devido s caractersticas de suas ligaes moleculares covalentes, no possuem tendncia a se ionizar ou a tornar-se eletricamente condutivos, portanto, so recomendados para uso em incndios eltricos, visto sua baixa condutividade eltrica.

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    2.4.1 - Nomenclatura representada por um nmero composto normalmente por quatro dgitos. Cada dgito

    representa um elemento da frmula qumica do halon. Os halons com trs dgitos, so os que no possuem em sua composio qumica o elemento bromo e os com cinco dgitos so os que possuem em sua composio qumica o elemento iodo.

    Segue abaixo duas tabelas, onde a primeira mostra a representao do nmero de halons, e a segunda exemplos de nomes qumicos com suas respectivas frmulas e nmeros.

    1dgito 2 dgito 3 dgito 4 dgito Exemplos de Halons Carbono Flor Cloro Bromo

    1 3 0 1 Bromotrifluormetano (CF3Br) 1 2 1 1 Bromoclorodifluormetano (CF2ClBr)

    Nome qumico Frmula N do halon

    Brometo de metila Iodeto de metila

    Bromoclorometano Dibromodifluormetano

    Bromoclorodifluormetano Bromotrifluormetano

    Tetracloreto de carbono Dibromotetrafluoretano

    CH3Br CH3I

    BrCH2Cl Br2CF2

    BrCClF2BrCF3CCl4

    BrF2COBrF2

    1001 10001 1011 1202 1211 1301 104 2402

    2.4.2- Mecanismo de Extino do Fogo O mecanismo pelo qual o halon extingui o fogo no completamente conhecido, contudo,

    acredita-se que se trata de uma inibio fsico-qumica da reao de combusto, ou seja, atribu-se as qualidades de um agente quebra cadeia, pois atua interrompendo a reao em cadeia do processo de combusto (extino qumica).

    2.4.3- Risco s Pessoas No ambiente em que for usado na forma de uma descarga para extino de incndio, o

    halon, como regra geral, pode criar um risco s pessoas presentes, devido ao prprio gs e aos produtos de sua decomposio, resultantes de seu contato com o fogo e superfcies aquecidas. A exposio ao gs , geralmente, de menor conseqncia que a exposio aos produtos de sua decomposio, devendo ambos serem evitados.

    Como regra geral, as pessoas no devem permanecer nos locais em que houver descarga de halon em concentraes acima de 7%, e nos locais em que a concentrao for abaixo de 7% no devem permanecer por mais de quatro a cinco minutos. Dentro dos primeiros trintas segundos de exposio, mesmo que as concentraes inaladas sejam de 10 a 15%, os efeitos notados so pequenos, embora, a estes nveis e neste tempo, o corpo humano j pode absorver suficiente quantidade de gs para iniciar o ataque e produzir vertigens, diminuio na coordenao motora e reduo da acuidade mental. Em altas concentraes o ataque imediato e os sintomas podem ocorrer dentro de alguns segundos. O indivduo pode ser rapidamente incapacitado por estes altos nveis de concentrao, os quais no devem superar a 15% nos locais onde houver qualquer possibilidade de exposio.

    Os efeitos conseqentes de uma exposio ao halon podem persistir por algum tempo, mas a recuperao dever ser rpida e completa. Este agente no se acumula no corpo humano mesmo com repetidas exposies. As vtimas dos vapores do gs devem ser imediatamente removidas para locais de ar fresco.

    2.4.4- Agentes extintores alternativos ao Halon Devido ao Protocolo de Montreal, foram produzidos alguns novos agentes extintores, os

    quais encontram-se abaixo discriminados:

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    a) Agentes sintticos: so aqueles obtidos a partir de reaes qumicas. Os principais fabricantes e seus agentes alternativos enquadrados nesta categoria so:

    - E. I. Du Pont com o produto FE-13, indicado para uso em reas normalmente ocupadas e o produto FE-25 indicado para uso em reas no ocupadas;

    - Great Lakes Chemical com o produto FM-200, indicado para uso em reas ocupadas ou no;

    - 3M com o produto CEA-410, indicado para uso em reas normalmente ocupadas ou no, tendo uso restrito a situaes especiais;

    - North American Fire Guardian com o produto NSF-S-III indicado para uso em reas normalmente ocupadas ou no. O fim da produo deste agente foi antecipado de 2030 para 2014, na ltima reviso do Protocolo de Montreal.

    b) Agentes naturais: so resultado de processo onde reaes qumicas no ocorrem, sendo

    normalmente a mistura de produtos na forma em que ocorrem na natureza. Tendo como exemplo o produto Inergen, patenteado pela Ansul Fire Protection, produzido no Brasil sob licena, sendo indicado para uso em reas normalmente ocupadas ou no.

    2.5 - P QUMICO SECO (PQS) 2.5.1 Definio e histrico O p qumico seco (PQS) um material finamente pulverizado, no condutor de

    eletricidade, com caracterstica de fluido, tratado para ser repelente a gua, resistente a aglomerao, resistente vibrao e com propriedades extintoras variadas de acordo com o tipo e a classificao.

    Embora conhecido desde antes da 1 Guerra Mundial, o PQS s passou a ser usado eficientemente na dcada de cinqenta, quando os equipamentos para utiliz-los foram implementados. Antes o seu uso era manual, fato que dificultava o emprego.

    Os primeiros PQS foram base de brax e bicarbonato de sdio, evoluindo, na dcada de sessenta, para os de fosfato de magnsio (ABC ou multiporpose), bicarbonato de potssio (Purple K), cloreto (Super K), e uria-bicarbonato de potssio.

    2.5.2 Propriedades fsicas e qumicas a) Composio O PQS pode ser composto por bicarbonato de sdio (NaHCO3), bicarbonato de potssio

    (KHCO3), cloreto de potssio (KCl), uria-bicarbonato de potssio (KC2N2H3O3) e fosfato de amnia (NH4H2PO4) misturados com aditivos (esteratos metlicos, triclorato de fosfato e polmero de silicone) que lhe do as caractersticas necessrias para o acondicionamento e o emprego.

    b) Estabilidade O PQS um produto estvel a temperaturas de at 60C, acima desta margem dissocia-se,

    exercendo sua funo extintora. c) Toxidade O PQS no txico para o ser humano, porm em grandes quantidades e/ou reas fechadas

    pode causar dificuldade respiratria momentnea e irritao nos olhos e na pele. d) Tamanho da partcula Varia de 10 a 75 micras, mostrando-se mais eficiente na ordem de 20 a 25 micras. 2.5.3 Classificao do PQS Pode-se classificar de acordo com o combustvel, em: a) P Qumico Regular (Comum): empregado em incndios Classe B e C; b) P Qumico para Mltiplos Propsitos: empregado em incndios Classes A, B e C; e c) P Qumico Especial: empregado em incndios de metais combustvel.

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    2.5.4 Propriedades extintoras Suas vrias propriedades extintoras, devidamente combinadas, transformam o PQS em um

    eficiente agente extintor para quase todas as classes de incndios. a) Abafamento Quando aquecido, o bicarbonato libera dixido de carbono e vapor de gua, auxiliando na

    ao extintora do PQS (se completamente decomposto, o PQS produzir apenas 26% de seu peso em CO2) .

    O p apresenta a caracterstica, quando aquecido, de criar um resduo fundido e pegajoso formando uma camada selante na superfcie do combustvel, isolando-o do comburente.

    b) Resfriamento A capacidade de extino por resfriamento menor no PQS. Estudos comprovam que o PQS com 95% ou mais de bicarbonato de sdio absorve 259

    calorias por grama, e o brax com 2% de estearato de zinco absorve 463 calorias por grama. c) Proteo Contra Radiao O PQS possui pouca eficincia quanto proteo contra radiao. Sua descarga de p

    produz uma nuvem entre a chama e o combustvel, protegendo o mesmo por algum tempo do calor. d) Quebra da Cadeia de Reao A principal e mais importante propriedade extintora do PQS a sua capacidade de quebrar a

    cadeia de reao da combusto, impedindo que os radicais livres reajam entre si, dando continuidade reao.

    A presena de PQS interfere nos radicais livres (CH3, OH, O e H) produzidos no incio da cadeia, impedindo as reaes da propagao.

    A interferncia do PQS nas reaes dos radicais livres se faz de duas maneiras: a) Pela combinao dos radicais livres com as partculas do PQS, atravs da diminuio do

    seu tamanho mdio e, conseqentemente, o aumento de sua superfcie ativa. b) Pela formao de espcies qumicas capazes de reagir com os radicais livres. 2.5.5 Tipos de PQS a) Base de Bicarbonato de Sdio Os ps a base de bicarbonato de sdio so eficientes na extino de incndios Classe B e C,

    especialmente em leos e gorduras, pois ele reage formando uma espcie de sabo na superfcie do combustvel. Apesar de eficiente em Classe C, o p em maquinrios pode provocar danos nos equipamentos devendo ser evitado o seu emprego.

    Para incndios Classe A possui ao eficiente nas chamas, mas o seu pouco poder de resfriamento o torna no recomendado.

    b) Base de Sais de Potssio Utilizados em incndios Classe B, so duas vezes mais eficientes no combate a incndios em

    lquidos inflamveis, exceo a leos e gorduras, que os sais de sdio, apesar de ter um fluxo no esguicho 10% menor.

    Para incndios de Classes A e C os sais de potssio apresentam as vantagens e as mesmas contra-indicaes que os ps a base de bicarbonato de sdio.

    Sua composio pode ser base de bicarbonato de potssio, cloreto de potssio ou uria-bicarbonato de potssio.

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    c) Tipo ABC A base de monofosfato de amnia, e tambm conhecido por multipurpose, age com as

    mesmas caractersticas do p a base de sais de potssio em incndios Classes B e C, com as mesmas vantagens e contra-indicaes.

    Ao contrrio dos outros, o p ABC, apresenta considervel eficincia em incndios de Classe A, pois quando aquecido se transforma em um resduo fundido, aderindo superfcie do combustvel e isolando-o do comburente.

    Os ps tipo ABC e a base de bicarbonato, quando acondicionados, no podem ser misturados, pois reagem entre si formando o CO2 e, conseqentemente, elevando perigosamente a presso interna do recipiente.

    d) Para incndios Classe D Nos incndios Classe D, tambm conhecidos como incndios em materiais pirofricos ou

    metais combustveis, no recomendvel a utilizao dos ps qumicos comuns usados nas Classes A, B e C, mas sim os chamados ps qumicos especiais.

    O p qumico especial normalmente encontrado em instalaes industriais, que utilizam estes tipos de metais ou em seus depsitos. Tendo em vista a peculiaridade dos diferentes materiais pirofricos, agentes extintores especficos devem ser pesquisados para cada caso.

    CAPTULO 2 - AGENTES EXTINTORES 2 - AGENTES EXTINTORES