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Combate a Sinistro S i s t e m a d e c o m b a t e a i n c ê n d i o c o m a g u a Cláudio Bertoldo 1 SISTEMAS DE COMBATE A INCÊNDIO COM ÁGUA Introdução A água é o mais completo dos agentes extintores. A sua importância é reconhecida, pois mesmo que não leve à extinção completa do incêndio auxilia no isolamento de riscos e facilita a aproximação dos bombeiros ao fogo para o emprego de outros agentes extintores. Atualmente é mais utilizada em sistemas de proteção contra incêndio como o sistema de hidrantes e mangotinhos, sistema de chuveiros automáticos e sistema de água nebulizada,tendo como objetivo o controle e a extinção rápida e eficiente de um incêndio. A água é o agente extintor que proporciona a melhor absorção de calor, sendo que o efeito extintor pode ser aumentado ou diminuído, conforme o estado em que é dirigida sobre o fogo. Pode agir quanto ao método de extinção por: resfriamento, abafamento e emulsificação. Pode ser aplicada de três formas básicas: jato compacto, neblina e vapor. O jato compacto é um jato forte de água, produzido à alta pressão por meio de um esguicho com orifício (requinte) de descarga circular. Extingue o incêndio por resfriamento e o seu sucesso na extinção depende, essencialmente, de se conseguir a vaporização da água na imediata proximidade do objeto incendiado. A água em jato sob a forma de vapor é aquela fragmentada em pequeníssimas partículas, de diâmetro quase que microscópico, chamada também de “neblina”. A água na forma de neblina apresenta o máximo de superfície em relação ao conteúdo líquido que a compõe. Disso resulta a máxima capacidade prática para absorção do calor. A quase totalidade de água assim empregada no combate a incêndios é transformada em vapor, que continua agindo por abafamento, quando aumentando dessa forma o poder extintor da água, sobretudo quando em locais confinados. A água aplicada na forma de neblina possibilita o máximo de utilização da capacidade de absorver o calor (cerca de 90% da água se transforma em vapor). No sistema de hidrantes e de mangotinhos, o emprego do jato em forma de neblina é eficiente tanto na extinção de incêndio confinado com na extinção de incêndio aberto e em líquidos inflamáveis. O efeito de emulsificação é obtido por meio de neblina de alta velocidade. Pode-se obter, por esse método, a extinção de incêndios em líquidos inflamáveis viscosos, pois o efeito de resfriamento que a água proporciona na superfície de tais líquidos impedirá a liberação de seus vapores inflamáveis. Em geral, no processo de emulsificação gotas de inflamáveis ficam envolvidas individualmente por gotas de água, dando no caso dos óleos, aspecto leitoso. No caso de alguns líquidos viscosos a emulsificação apresenta-se na forma de uma espuma que retarda a liberação dos vapores inflamáveis.

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Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 1

SISTEMAS DE COMBATE

A INCÊNDIO COM ÁGUA

Introdução

A água é o mais completo dos agentes extintores. A sua importância é reconhecida, pois

mesmo que não leve à extinção completa do incêndio auxilia no isolamento de riscos e

facilita a aproximação dos bombeiros ao fogo para o emprego de outros agentes extintores.

Atualmente é mais utilizada em sistemas de proteção contra incêndio como o sistema de

hidrantes e mangotinhos, sistema de chuveiros automáticos e sistema de água nebulizada,tendo

como objetivo o controle e a extinção rápida e eficiente de um incêndio.

A água é o agente extintor que proporciona a melhor absorção de calor, sendo que o

efeito extintor pode ser aumentado ou diminuído, conforme o estado em que é dirigida sobre o

fogo. Pode agir quanto ao método de extinção por: resfriamento, abafamento e emulsificação.

Pode ser aplicada de três formas básicas: jato compacto, neblina e vapor.

O jato compacto é um jato forte de água, produzido à alta pressão por meio de um

esguicho com orifício (requinte) de descarga circular. Extingue o incêndio por resfriamento

e o seu sucesso na extinção depende, essencialmente, de se conseguir a vaporização da água

na imediata proximidade do objeto incendiado.

A água em jato sob a forma de vapor é aquela fragmentada em pequeníssimas partículas,

de diâmetro quase que microscópico, chamada também de “neblina”. A água na forma de neblina

apresenta o máximo de superfície em relação ao conteúdo líquido que a compõe. Disso resulta

a máxima capacidade prática para absorção do calor. A quase totalidade de água assim

empregada no combate a incêndios é transformada em vapor, que continua agindo por

abafamento, quando aumentando dessa forma o poder extintor da água, sobretudo quando em

locais confinados.

A água aplicada na forma de neblina possibilita o máximo de utilização da capacidade de

absorver o calor (cerca de 90% da água se transforma em vapor). No sistema de hidrantes e de

mangotinhos, o emprego do jato em forma de neblina é eficiente tanto na extinção de incêndio

confinado com na extinção de incêndio aberto e em líquidos inflamáveis.

O efeito de emulsificação é obtido por meio de neblina de alta velocidade. Pode-se

obter, por esse método, a extinção de incêndios em líquidos inflamáveis viscosos, pois o

efeito de resfriamento que a água proporciona na superfície de tais líquidos impedirá a

liberação de seus vapores inflamáveis. Em geral, no processo de emulsificação gotas de

inflamáveis ficam envolvidas individualmente por gotas de água, dando no caso dos óleos,

aspecto leitoso.

No caso de alguns líquidos viscosos a emulsificação apresenta-se na forma de uma espuma

que retarda a liberação dos vapores inflamáveis.

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Sistema de hidrantes e de mangotinhos

O sistema de hidrantes e de mangotinhos é um sistema fixo de combate a incêndio que

funciona sob comando e libera água sobre o foco de incêndio em vazão compatível ao risco do

local que visa proteger, de forma a extingui-lo ou controlá-lo em seu estágio inicial.

Dessa forma, esse sistema possibilita o início do combate ao incêndio pelos usuários

antes da chegada do corpo de bombeiros, além de facilitar os serviços dele quanto ao

recalque de água e, em especial, em edificações altas.

O sistema de hidrantes e de mangotinhos para combate a incêndio em edificações e áreas

de risco diferem dos sistemas de hidrantes urbanos em relação à forma de abastecimento.

Os sistemas urbanos apresentam pontos de tomada de água providos de dispositivos de

manobra (registros) e uniões de engate rápido, ligado à rede pública de abastecimento de

água, podendo ser emergente (de coluna) ou subterrâneo (de piso) enquanto que os sistemas

prediais de hidrantes e de mangotinhos apresentam pontos de tomada.

Para melhor desempenho desse sistema é essencial que os usuários do edifício estejam

familiarizados com o sistema, confiantes e motivados a utilizá-lo na ocorrência de um

sinistro. Uma das características básicas do sistema de mangotinhos é a facilidade de

operação pelos usuários em função das pequenas vazões e diâmetros das mangueiras,

propiciando mais agilidade e facilidade às ações de combate ao fogo na fase inicial.

Classificação dos sistemas

Os sistemas de hidrantes e de mangotinhos, em geral, são classificados de acordo com o

tipo de esguicho(compacto ou regulável), diâmetro da mangueira, comprimento máximo da

mangueira, número de saídas e vazão no hidrante ou mangotinho mais desfavorável. Cada tipo é

aplicado em função da ocupação e uso da edificação.

O número de tipos de sistemas varia de acordo com a norma técnica ou regulamento

adotado no local de execução do sistema de proteção contra incêndio.

Os sistemas poderão, ainda, ser diferenciados quanto:

• ao tipo de sistema de reservação: elevado, nível do solo, semi-enterrados ou enterrado.

• à fonte de energia: ligação independente ou por gerador automatizado.

• ao tipo de sistema de comando: manual (botoeira) e automático (chave de fluxo ou

pressostatos).

• aos tipos de bombas empregadas: bomba principal, bomba auxiliar, bomba de reforço e bomba

de escorva.

• às características do reservatório: concreto armado, fibra, metálico, utilização de

piscinas ou reservas naturais.

• ao material da tubulação: aço, cobre e termoplásticos.

• às características do sistema de distribuição: interno ou externo à edificação.

• ao tipo de rede de tubulação: rede aberta (sistema ramificado), rede fechada (sistema em

malha) e rede mista (sistema ramificado e em malha).

A aplicação ou escolha do sistema a ser instalado deve atender às características da

edificação ou área de risco a ser protegida, observando-se as exigências da norma técnica ou

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regulamento adotado, a viabilidade de instalação, a eficácia do sistema, o custo e a

facilidade de operação e manutenção.

A (NBR 13714 - 2000 - Sistemas de Hidrantes e de Mangotinhos para Combate a Incêndio)

apresenta três tipos de sistemas que variam em função da vazão mínima no hidrante mais

desfavorável, do diâmetro e do comprimento da mangueira, do diâmetro mínimo da tubulação, do

número de saídas que são aplicados em função da ocupação e uso do edifício.

Quanto ao tipo de reservação têm-se: sistemas com reserva de água para incêndio em

reservatório inferior e sistemas com reserva de água para incêndio em reservatório superior,

conforme apresentado a seguir.

Sistemas com reserva de água para incêndio em reservatório inferior

Esses sistemas são alimentados por bomba de incêndio e pressurizados com tanque de

pressão, conforme apresentado na Figura 1, ou alimentados com bomba de incêndio em conjunto

com bomba jockey; e podem ser utilizados em conjunto de edificações verticais, horizontais,

industriais ou outras.

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Sistemas com reserva de água para incêndio em reservatório superior

Esses sistemas são operados por gravidade, conforme apresentado na Figura 2 ou por

gravidade em conjunto com bomba de incêndio, conforme ilustrado na Figura 3, e podem ser

utilizados em edifícios verticais, edifícios industriais ou outros.

ELEMENTOS E COMPONENTES DO SISTEMA

O sistema de hidrantes e de mangotinhos apresentam os elementos e componentes descritos

a seguir e organizados em três subsistemas: reservação, pressurização e comando, conforme

ilustra a Figura 4.

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Sistema de reservação

É composto por reservatório, que pode ser do tipo elevado, no nível do solo, semi-

enterrado ou enterrado e tem como função reservar um volume de água destinado exclusivamente

ao combate de incêndio. O reservatório de água pode ser construído, na edificação ou área de

risco, em concreto armado, metal apropriado ou qualquer outro material que apresente

resistência mecânica às intempéries e ao fogo.

A reserva de água deve ser prevista para permitir o primeiro combate, durante um

determinado tempo.

Após esse tempo considera-se que o corpo de bombeiros mais próximo atuará no combate,

utilizando-se da rede pública de abastecimento de água ou de fontes naturais como, por

exemplo, açudes, lagos e rios. As águas provenientes de fontes naturais para utilização no

sistema de hidrantes e de mangotinhos são aceitas, porém devem ser observadas as exigências

quanto às características construtivas de captação da água para os sistemas conforme

recomendações da (NBR 13714 - 2000 - Sistemas de Hidrantes e de Mangotinhos para Combate a

Incêndio).

Sistema de pressurização

Pode operar de três formas: por gravidade, por bombas ou por tanque de pressão. Tem a

função de fornecer energia para o transporte da água e ainda atingir o material em combustão

a uma determinada distância, com vazão e pressão adequada à extinção do fogo.

O sistema operado por bombas é composto por bomba principal ou bomba de incêndio, bomba

de pressurização ou bomba jockey. A bomba de incêndio tem a finalidade de recalcar a água do

reservatório para os hidrantes ou mangotinhos. Deve possuir motor elétrico ou a explosão.

Quando a bomba principal fornece água aos hidrantes mais desfavoráveis

hidraulicamente, no caso de não poderem ser abastecidos pelo reservatório elevado, ela

recebe o nome de bomba de reforço.

A bomba de pressurização ou bomba jockey tem a função de manter o sistema pressurizado

em uma faixa preestabelecida e de compensar pequenas perdas de pressão.

O sistema operado por tanques de pressão compõe-se de bomba de incêndio e de tanque de

pressão. O tanque de pressão acoplado a uma bomba fornecerá pressão e vazão constantes e

contínuas ao sistema hidráulico.

A bomba de incêndio acoplada ao tanque de pressão com diafragma poderá succionar água

de um reservatório tanto acima quanto abaixo (reservatórios, poços etc.) e, simultaneamente,

pressurizar a rede hidráulica.

Sistema de comando

O acionamento do sistema de hidrantes e de mangotinhos pode ser manual, por meio de

botoeira do tipo liga e desliga,ou automático, por meio de chave de fluxo ou de pressostato.

A botoeira do tipo liga e desliga é um acionador manual da bomba principal.

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A chave de fluxo aciona o sistema automaticamente pelo deslocamento de água na

tubulação, devido à abertura de um hidrante, e o pressostato aciona o sistema devido a uma

variação de pressão hidráulica na tubulação.

Assim, a bomba de incêndio entra em operação mediante acionamento manual, por meio de

botoeira tipo liga-desliga próxima aos hidrantes, ou automático, por meio de chave de fluxo

para reservatórios elevados ou por meio de pressostatos para reservatórios no nível do solo,

semi-enterrados ou enterrados.

Sistema de distribuição

É composto pela tubulação, hidrantes e mangotinhos.

A tubulação consiste de um conjunto de tubos, conexões e de outros componentes

hidráulicos como, por exemplo, válvulas de fechamento e de manobra (gaveta, globo,

angulares, etc.) destinados a conduzir a água, desde o reservatório até aos pontos de

hidrantes ou de mangotinhos.

Todo e qualquer material previsto ou instalado deve ser capaz de resistir aos efeitos

do calor, mantendo o seu funcionamento normal, ou seja, o meio de ligação entre os tubos,

conexões e outros componentes deve garantir a estanqueidade e a estabilidade mecânica da

junta e não deve sofrer comprometimento de desempenho.

Os componentes de materiais termoplásticos, como tubos e conexões, devem ser utilizados

somente enterrados e fora da projeção da planta da edificação, atendendo aos requisitos de

funcionamento da instalação em termos de resistência à pressão interna e a esforços

mecânicos.

O hidrante é o ponto de tomada de água no qual há uma, (simples) ou duas (duplo) saídas

contendo válvula angular com seus respectivos adaptadores, tampões, mangueira de incêndio,

esguicho e requinte.

As válvulas dos hidrantes têm como função controlar e bloquear o fluxo de água no

interior da tubulação e devem ter conexões iguais às adotadas pelo corpo de bombeiros, ou

seja, tipo engate rápido.

A mangueira é um tubo flexível, com uniões do tipo engate, fabricado com fios naturais

ou artificiais e utilizado para conduzir a água no trecho compreendido entre a válvula

angular e o esguicho.

O esguicho, apresentado na figura 5, é um componente metálico adaptado na extremidade

da mangueira, destinado a dar forma, direção e controle ao jato, podendo ser do tipo

regulável (compacto ou neblina) ou de jato compacto. Os mais utilizados para hidrantes em

edifícios são os do tipo agulheta com diâmetro nominal de 13, 16, 19 e 25 e o esguicho

regulável com diâmetros nominais de 40 e 65.

Os hidrantes podem ser de coluna, quando ligados à rede pública de distribuição de água

e quando permitem a adaptação de bombas e mangueiras para a extinção de incêndios.

São denominados de parede no caso de ponto de tomada de água instalado na rede

particular, embutido em parede, podendo estar no interior de um abrigo de mangueira.

São ainda denominados hidrantes internos quando instalados no interior da edificação,

ou externos, caso contrário.

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O mangotinho é o ponto de tomada de água no qual há uma simples saída contendo válvula

de abertura rápida, adaptador (se necessário), mangueira semi-rígida acondicionada em

carretel axial, esguicho regulável e demais acessórios.

No sistema de mangotinhos são utilizados esguichos reguláveis com diâmetros nominais

de19, 25 e 35.

OUTROS COMPONENTES

Abrigo

É um compartimento, em geral na cor vermelha, embutido ou aparente, dotado de porta,

destinado a armazenar carretéis, mangueiras, chaves de mangueiras, esguichos e outros

equipamentos de combate a incêndio devendo ser capaz de protegê-los contra intempéries e

danos diversos. É instalado em local visível e de fácil acesso, inclusive sinalizado de

forma adequada.

Chave de mangueira

A chave de mangueira é uma haste metálica de ramo curvo e destina-se a realizar o

acoplamento e desacoplamento das juntas de união das mangueiras com o esguicho e a válvula

angular no sistema de hidrante.

Registro de recalque

Os sistemas de hidrantes e de mangotinhos devem ser dotados de registro de recalque de

água, que consiste em um prolongamento da tubulação até a entrada principal da edificação ou

área de risco e cujos engates devem ser compatíveis com os utilizados pelo corpo de

bombeiros. Destina-se a permitir a introdução de água proveniente de fontes externas no

sistema predial de combate a incêndio.

Critérios de projeto

A NBR 13714 (2000) e o Regulamento de Segurança Contra Incêndio das Edificações e Áreas

de Risco dos Estados e as IT´s recomendam os seguintes critérios de projeto:

• As edificações com área construída superior a 750 m2 ou altura superior a 12 m devem

ser protegidas por sistemas de mangotinhos ou de hidrantes.

• Os pontos de tomada de água devem ser posicionados:

- nas proximidades das portas externas, escadas e/ou acesso principal a ser protegido, a não

mais de 5 m.

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- em posições centrais nas áreas protegidas e obrigatoriamente nas proximidades das portas

externas, escadas e/ou acesso principal a ser protegido, a não mais de 5 m.

- fora das escadas ou antecâmaras de fumaça.

- de 1,0 m a 1,5 m do piso.

• No caso de projetos utilizando hidrantes externos deverá atender ao afastamento de,

no mínimo, uma vez e meia a altura da parede externa da edificação a ser protegida.

• O sistema deve ser projetado de tal forma que dê proteção em toda a edificação, sem

que haja a necessidade de adentrar as escadas, antecâmaras ou outros locais determinados

exclusivamente para servirem de rota de fuga dos ocupantes.

• Os hidrantes ou mangotinhos devem ser distribuídos de tal forma que qualquer ponto da

área a ser protegida seja alcançado por um ou dois esguichos, conforme o tipo de sistema,

considerando o comprimento da(s) mangueira(s) através de seu trajeto real e desconsiderando

o alcance do jato de água.

Critérios de dimensionamento

O dimensionamento do sistema segundo a NBR 13714 (2000) e o Regulamento de Segurança

Contra Incêndio das Edificações e Áreas de Risco dos Estados e IT´s deve atender aos

critérios descritos a seguir:

• Considerar o uso simultâneo dos dois jatos de água mais desfavoráveis

hidraulicamente, aqueles com menor pressão dinâmica no esguicho, para qualquer tipo de

sistema especificado, prevendo em cada jato de água as vazões requeridas bem como a

aplicabilidade do sistema em função da tipologia da edificação.

• No caso de edificações com mais de um tipo de ocupação, denominadas edificações com

ocupação mista, que requeiram proteção por sistemas distintos, os sistemas devem ser

dimensionados para cada tipo individualmente.

Para essa mesma situação o Regulamento de Segurança Contra Incêndio das Edificações e

Áreas de Risco dos Estados e IT´s , permite o dimensionamento do sistema considerando-se o

maior risco.

• O sistema deve ser dimensionado de modo que as pressões dinâmicas nas entradas dos

esguichos não ultrapassem o dobro daquela obtida no esguicho mais desfavorável

hidraulicamente.

• A pressão máxima de trabalho em qualquer ponto do sistema não deve ultrapassar a

1.000 kPa.

• A velocidade da água na tubulação de sucção das bombas de incêndio não devem ser

superior a 2 m/s (sucção negativa) ou 3 m/s (sucção positiva).

• A velocidade máxima da água na tubulação não deve ser superior ao valor de 5 m/s.

• O volume do reservatório pode ser obtido em função da vazão total do sistema e do

tempo de operação, que é definido em função do tipo de sistema (NBR 13714 (2000)); ou por

meio de volume mínimo definido em função da classificação da edificação e áreas de risco

(Regulamento de Segurança Contra Incêndio das Edificações e Áreas de Risco dos Estados e

IT´s.

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Dimensionamento do sistema

O dimensionamento hidráulico do sistema deve ser realizado utilizando-se a eq. 1, de

Darcy-Weisbach ou Fórmula universal, ou as equações 2 e 3, de Hazen-Williams.

Sistema de chuveiros automáticos

O sistema de chuveiros automáticos é um sistema fixo de combate a incêndio e

caracteriza-se por entrar em operação automaticamente, quando ativado por um foco de

incêndio, liberando água em uma densidade adequada ao risco do local que visa proteger e de

forma rápida para extingui-lo ou controlá-lo em seu estágio inicial.

A sua eficácia é reconhecida em função do menor tempo decorrido entre a detecção e o

combate ao incêndio, pois essa característica pode evitar a propagação do incêndio para o

restante da edificação. Outra característica importante desse sistema é o acionamento do

alarme simultaneamente com o início de operação, o que propicia a fuga dos usuários com

segurança.

O princípio de operação desse sistema consiste em confinar o fogo na área de aplicação

controlando ou extinguindo o foco do incêndio em seu estágio inicial, por meio de descarga

automática de água. Assim, em uma grande área sem compartimentação como, por exemplo, em um

galpão industrial, o sistema de chuveiros automáticos opera como compartimentação agindo na

área restrita ao foco do incêndio, evitando a propagação do fogo e reduzindo os danos. Já o

princípio de funcionamento do chuveiro automático é atuar como alarme, detectar e combater o

fogo.

Histórico

O sistema de chuveiros automáticos teve o início de seu desenvolvimento no século XIX,

embora o aperfeiçoamento de vários tipos de sistemas e de chuveiros tenha ocorrido no século

XX.

Segundo BRYAN (1976), o primeiro sistema de chuveiros automáticos foi criado na

Inglaterra, em 1806, por John Carey. Esse sistema consistia de tubos perfurados conectados a

um sistema de suprimento de água com um reservatório elevado. A coluna de distribuição de

água continha uma válvula fechada conectada a um sistema de cordas e de pesos, que era

arranjado de tal forma que as cordas ao serem queimadas abriam uma válvula por operação de

um contrapeso liberando água para a extinção do fogo.

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Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 10

Em 1812, Sir William Congreve melhorou o sistema de John Carey substituindo as cordas

por um cimento fundível, projetado para entrar em operação a 44oC. Ao patentear o seu

sistema, Congreve incluiu uma ligação que é considerada a primeira válvula de alarme, que

operava pela queda de um peso.

O Major Stewart Marcison, em 1864, projetou um chuveiro automático, considerado como o

protótipo, pois apresentava elemento termo-sensível, que se fundia sob a ação do calor e

permitia a descarga da água sob pressão em todas as direções, acionando somente aqueles

atingidos pela ação do calor. Mais tarde, Henry Parmelee produziu um chuveiro automático que

foi o primeiro a ser aceito comercialmente e também reconhecido pelas seguradoras.

Ainda, segundo os mesmos autores, em 1922 foi lançado pela Grinnell um chuveiro com

ampola de vidro com o objetivo de eliminar os problemas de corrosão que ocorria nos modelos

de metal. A partir daí, houve uma série de pesquisas contínuas no sentido de aperfeiçoar e,

conseqüentemente, melhorar a eficiência desse sistema, que é atualmente considerado o mais

importante sistema de proteção contra incêndio.

Conforme o API GROUP INC. (s.d), a evolução histórica do sistema de chuveiros

automáticos pode ser descrita da seguinte forma:

• 1806 – John Carey projeta um sistema de tubos perfurados, atuadores e cordas em chamas.

• 1812 – Cel. William Congreve projeta tubos perfurados com válvulas.

• 1875 – Parmelee inventa o primeiro chuveiro automático moderno.

• 1882 – Grinnell inventa um sistema de chuveiro automático melhorado que com capacidade de

suportar pressões maiores e de distribuir a água mais uniformemente.

• 1885 – John R. Freeman realiza testes extensivos em sistemas de chuveiros automáticos.

• 1895 – Reunião dos representantes de seguradoras em Nova York para estabelecer normas de

proteção contra incêndio.

• 1896 – a NFPA ( National Fire Protection Association) é oficialmente instituída e publica

normas para sistemas de proteção contra incêndio.

Classificação dos sistemas

Conforme a (NBR 10897 - 1990 - Proteção Contra Incêndio por Chuveiro Automático), os

sistemas de chuveiros automáticos classificam-se em: sistema de tubo molhado, sistema de

tubo seco, sistema de ação prévia, sistema dilúvio e sistema combinado de tubo seco e ação

prévia.

Sistema de tubo molhado

Emprega chuveiros automáticos ligados aos ramais de uma rede de tubulação fixa contendo

água sob pressão. É controlado em sua entrada, por uma válvula de alarme cuja função é fazer

soar automaticamente um alarme quando da abertura de um ou mais chuveiros acionados pelo

incêndio. Os chuveiros automáticos realizam de forma simultânea a detecção, alarme e combate

ao fogo. Nesse sistema o agente extintor, a água, somente é descarregada pelos chuveiros

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Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 11

ativados pela ação do fogo. É recomendado para locais nos quais não há risco de congelamento

da água na tubulação.

Sistema de tubo seco

Consiste de uma rede de tubulação fixa contendo ar comprimido ou nitrogênio sob

pressão, na qual estão instalados chuveiros automáticos em seus ramais. O sistema possui uma

válvula, denominada válvula de tubo seco, que é aberta quando da liberação do gás contido na

tubulação pelo acionamento dos chuveiros automáticos e, dessa forma, permite a admissão da

água na rede da tubulação. Esse tipo de sistema é destinado em locais de baixas

temperaturas, podendo ocasionar o congelamento da água na tubulação.

Uma característica deste sistema é o intervalo de tempo relativamente prolongado entre

a abertura do chuveiro automático e a descarga de água, o que propicia a propagação do

incêndio e, conseqüentemente, aumentando o número de chuveiros a serem abertos.

Sistema de ação prévia

Consiste de uma rede de tubo seco contendo ar que pode estar ou não sob pressão, em

cujos ramais são instalados os chuveiros automáticos. Na mesma área protegida pelo sistema

de chuveiro, é instalado um sistema de detecção de incêndio muito mais sensível, interligado

a uma válvula especial, instalada na entrada da rede de tubulação. A atuação de quaisquer

dos detectores, motivada por princípio de incêndio, faz com que a válvula especial seja

aberta automaticamente. Uma vez aberta a válvula especial, ela permite a entrada de água na

rede, que descarregará nos chuveiros ativados pelo fogo. A ação prévia do sistema de

detecção faz soar simultânea e automaticamente um alarme de incêndio, antes da abertura de

qualquer chuveiro automático.

A principal diferença entre os sistemas de ação prévia e de tubo seco é que no sistema

de ação prévia a válvula especial atua independentemente da abertura dos chuveiros, ou seja,

ela é acionada pela operação automática de um sistema de detecção de incêndio e não pela

abertura de um chuveiro.

O sistema de ação prévia apresenta algumas vantagens sobre o sistema de tubo seco,

sendo destacadas as seguintes:

• a válvula é aberta em menor tempo, uma vez que o detector automático é mais sensível

que o chuveiro.

• o sistema de detecção torna o acionamento do alarme mais rápido.

• o alarme é dado quando a válvula é aberta.

• os danos causados pela água e pelo fogo são menores, pois a água é descarregada sobre

o fogo assim que o chuveiro é aberto.

Sistema dilúvio

Consiste de uma rede de tubulação seca em cujos ramais estão instalados os chuveiros

automáticos abertos, ou seja, não possuem elementos termos-sensíveis como também nenhum tipo

de obstrução. É acrescido de um sistema de detecção de incêndio, na mesma área de proteção e

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interligado a uma válvula, denominada válvula-dilúvio e instalada na entrada da rede de

tubulação, a qual entra em operação quando da atuação de qualquer detector, motivado pelo

princípio de incêndio ou mesmo pela ação manual de um controle remoto. Após a abertura da

válvula-dilúvio, a água entra na rede e é descarregada por todos os chuveiros abertos. Nesse

instante, de forma automática e simultânea, soa um alarme de incêndio.

Em casos especiais, o acionamento da válvula-dilúvio pode ser feito por meio de um

sistema de detecção de gases específicos.

Sistema combinado de tubo seco e ação prévia

Apresenta as características essenciais desses dois tipos de sistema. Consiste de uma

rede de tubo seco contendo ar comprimido, em cujos ramais estão instalados os chuveiros

automáticos, e de um sistema suplementar de detecção de incêndio de operação muito mais

sensível que os chuveiros automáticos, instalado na mesma área dos chuveiros. O sistema de

detecção é ligado a uma válvula de tubo seco instalada na entrada da rede de tubulação.

Com a atuação de quaisquer dos detectores a válvula de tubo seco é aberta sem que

ocorra a perda da pressão do ar comprimido contido na rede dos chuveiros automáticos. As

válvulas de alívio de ar também são abertas pela atuação do sistema de detecção.

Essas são instaladas nos extremos das tubulações gerais da rede de chuveiros

automáticos, facilitando o enchimento com água de toda a tubulação do sistema, procedendo

geralmente, a abertura de quaisquer dos chuveiros automáticos.

Classificação dos riscos das ocupações

A classificação do risco quanto à ocupação tem como objetivo principal a proteção da

edificação em relação à quantidade de carga incêndio, ao risco de inflamação dos materiais

ou produtos contidos e às características de ocupação ou uso do ambiente por meio de uma

quantidade adequada de chuveiros automáticos .

Esta classificação, segundo a (NBR 10897 - 1990 - Proteção Contra Incêndio por Chuveiro

Automático), e apresentada a seguir, aplica-se somente aos sistemas de chuveiros automáticos

e seus abastecimentos de água.

Ocupações de risco leve

Compreendem as ocupações isoladas em que o volume e a combustibilidade do conteúdo, ou

seja, da carga-incêndio são baixos. São exemplos de edificações com esse tipo de risco:

• edifícios residenciais.

• escolas (salas de aula).

• bibliotecas.

• escritórios (incluindo Centros de Processamento de Dados).

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Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 13

Ocupações de risco ordinário

Compreendem as ocupações isoladas em que o volume e a combustibilidade do conteúdo, ou

seja, da carga-incêndio são médios e subdividem-se em três grupos, conforme descritos a

seguir.

Ocupações de risco ordinário - grupo I

Ocupações ou parte das ocupações isoladas comerciais ou industriais em que a

combustibilidade do conteúdo é baixa, a quantidade de combustíveis é moderada, a altura dos

estoques não excede 2,4 m e, finalmente, em caso de incêndio, a liberação moderada de calor

é esperada. São exemplos de atividades e de edificações com esse tipo de risco:

• fabricação de eletrônicos.

• lavanderias.

• padarias e confeitarias.

• restaurantes (áreas de serviço).

Ocupações de risco ordinário - grupo II

Ocupações ou parte das ocupações isoladas comerciais ou industriais onde a quantidade e

a combustibilidade dos conteúdos são moderadas, a altura dos estoques não excede 3,7 m e,

finalmente, em caso de incêndio, a liberação moderada de calor é esperada. São exemplos de

edificações com este tipo de risco:

• shopping centers.

• câmaras frias.

• supermercados.

• lojas de departamentos.

• confecções.

Ocupações de risco ordinário - grupo III

Ocupações ou parte das ocupações isoladas comerciais ou industriais nas quais a

quantidade e a combustibilidade dos conteúdos são altas e, em caso de incêndio, a alta

velocidade de desenvolvimento de calor é esperada.

São exemplos de edificações com esse tipo de risco:

• cinemas.

• tinturaria.

• lojas de departamentos.

• confecções.

Ocupações de risco extraordinário

Compreendem as ocupações isoladas em que o volume e a combustibilidade do conteúdo, ou

seja, da carga-incêndio são altas e possibilitam incêndio de rápido desenvolvimento e alta

velocidade de liberação de calor e subdividem-se em dois grupos, apresentados a seguir.

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Combate a Sinistro

Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 14

Ocupações de risco extraordinário - grupo I

Ocupações ou parte das ocupações isoladas em que se empregam líquidos inflamáveis e

combustíveis em pequena quantidade, ou ambientes com presença de poeiras, felpas, vapores e

outras substâncias combustíveis de moderada a substancial quantidade. São exemplos de

atividades e de edificações com este tipo de risco:

• fabricação de fogos de artifício.

• hangares.

• serrarias.

• reciclagem, mistura, secagem, moagem e vulcanização de borracha.

Ocupações de risco extraordinário - grupo II

Ocupações ou parte das ocupações isoladas em que se empregam líquidos inflamáveis e

combustíveis de moderada a substancial quantidade. São exemplos de atividades e de

edificações com esse tipo de risco:

• fabricação de fogos de artifício.

• hangares.

• serrarias.

• reciclagem, mistura, secagem, moagem e vulcanização de borracha.

Ocupações de risco pesado

Compreendem as ocupações ou parte das ocupações isoladas, comerciais ou industriais, em

que se armazenam líquidos inflamáveis, produtos de alta combustibilidade tais como:

borracha, papel e papelão, espumas celulares ou materiais comuns em alturas superiores às

previstas para as ocupações de risco ordinário.

Elementos e componentes do sistema

O sistema de chuveiros automáticos apresenta os elementos e componentes, apresentados

na Figura 6, e organizados em quatro subsistemas: abastecimento de água, pressurização,

válvula de governo e alarme e distribuição.

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Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 15

Sistema de abastecimento de Água

O volume de água necessário ao sistema de chuveiros automáticos está relacionado com o

número de chuveiros esperados para entrar em operação que, por sua vez, depende da

capacidade de resfriamento da descarga de água ser maior que a liberação de calor gerado

pelo fogo. A exceção é feita para os casos em que o sistema é projetado para abrir todos os

chuveiros na área de incêndio como, por exemplo, no sistema dilúvio.

Todo sistema de chuveiros automáticos deve possuir pelo menos um sistema de

abastecimento de água exclusivo e de operação automática, com capacidade suficiente para

atender adequadamente a vazão do sistema.

Conforme a NBR 10897 (1990), o abastecimento de água necessário para um sistema de

chuveiros automáticos pode ser suprido pelas seguintes fontes:

• reservatório elevado.

• reservatório elevado, no nível do solo, semi-enterrado ou enterrado; piscina; açude;

represa; rio; lago e lagoa com uma ou mais bombas de incêndio.

• tanque de pressão.

O sistema de abastecimento de água pode ser simples ou duplo, dependendo do tipo de

risco e em atendimento aos requisitos de volume, vazão e pressão requeridos para cada caso.

Dessa forma, pode-se utilizar sistema simples com tanque de pressão somente para os casos

com risco leves ou ordinários do grupo 1 ou reservatório elevado para qualquer classe de

risco, desde que atenda aos requisitos de volume, vazão e pressão requeridos para o sistema

em questão ou sistema duplo. Ainda, pode-se utilizar um sistema de suprimento de água duplo

com um tanque de pressão e reservatório elevado, somente para os casos de risco leves e

ordinários do grupo 1.

A capacidade efetiva dos reservatórios deve ser calculada em função do tempo mínimo de

operação do sistema de chuveiros automáticos para cada classe de risco de ocupação, conforme

apresentado na Tabela 1.

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Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 16

Sistema de pressurização

Tem a função de garantir ao sistema vazão e pressão adequada ao tipo de risco do

sistema e constitui-se do conjunto moto-bomba. As bombas, segundo a NBR 10897 (1990), devem

ser dos seguintes tipos:

• centrífuga horizontal de sucção frontal.

• centrífuga horizontal de carcaça bipartida.

• centrífuga e/ou turbina horizontal.

As bombas devem ser diretamente acopladas, por meio de luva elástica a motores

elétricos ou a diesel, sem interposição de correias ou correntes. Também, devem possuir

dispositivo para partida automática pela queda de pressão hidráulica no sistema de

distribuição dos chuveiros automáticos. Ainda, deve ser introduzido um dispositivo que, após

a partida do motor, o desligamento só possa ser efetuado por controle manual.

Para evitar a operação indevida da bomba principal, deve ser instalada uma bomba de

pressurização, denominada jockey, para compensar pequenos e eventuais vazamentos na

tubulação, em uma faixa de pressão hidráulica preestabelecida para garantir uma pressão

hidráulica de supervisão no sistema de distribuição. Essa bomba deve manter a rede do

sistema de chuveiros sob uma pressão imediatamente superior à pressão máxima da bomba

principal, sem vazão, e sua demanda nominal não superior a 20 L/min (1,2 m3/h).

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Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 17

Sistema de distribuição

Constitui-se de uma rede de tubulações compreendida desde a válvula de governo e alarme

até aos chuveiros automáticos.

Válvula de governo e alarme

Para o sistema de tubo molhado, a Válvula de Governo e Alarme (VGA) é uma válvula de

retenção com uma série de orifícios roscados para a ligação de componentes de controle e

alarme descritos a seguir:

• válvula de drenagem de 11/2” ou 2”, para esvaziar o sistema e reabastecer os

chuveiros atingidos pelo fogo.

• manômetros, a montante e a jusante do obturador. O superior deve marcar uma pressão

igual ou maior ao inferior.

• linha de alarme para ligar o pressostato e alarme hidromecânico tendo câmara de

retardação, quando necessário.

Quando da abertura de um ou mais chuveiros, durante um incêndio, a pressão hidráulica

na rede de distribuição diminui. Dessa forma, a pressão da água, abaixo do obturador, por

diferencial de pressão, impele-o para cima, fornecendo água para o sistema e provocando a

abertura da válvula auxiliar para permitir a passagem de água para acionar o circuito de

alarme.

Conforme a NBR 10897 (1990), a área máxima de um pavimento, controlada por um jogo de

válvulas, para cada classe de risco de ocupação, deve atender a Tabela 2.

Tubulações

São elementos do sistema e podem ser especificadas com os seguintes materiais: aço

carbono com ou sem costura, aço preto ou galvanizado e cobre sem costura. A NBR 10897 (1990)

aprova também o emprego de tubulações de PVC rígido, cimento amianto e poliéster reforçado

com fibra de vidro, desde que tenham desempenho equivalente aos das tubulações aparentes e

enterradas. As tubulações, conforme apresentadas na Figura 6, recebem as seguintes

denominações e funções: ramais, subgeral, geral, subidas ou descidas e subida principal.

a) Ramais

São as ramificações onde os chuveiros automáticos são instalados diretamente ou

utilizando-se tubos horizontais com 60 cm de comprimento máximo.

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Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 18

b) Subgeral

É a tubulação que interliga a geral aos ramais e tem a função de alimentar os ramais.

c) Geral

É a tubulação que interliga a subida principal à subgeral e tem a função de alimentar a

subgeral.

d) Subidas ou Descidas

São as tubulações em posição vertical, de subidas ou descidas, conforme o sentido de

escoamento da água. Essas tubulações fazem as ligações entre as redes de chuveiros dos

diversos níveis ou pavimentos, as ligações das subgerais com os ramais ou, ainda, as dos

chuveiros individuais com os ramais quando a subida ou a descida excede de 30 cm de

comprimento.

e) Subida Principal

É a tubulação que interliga a rede do sistema de abastecimento com a rede do sistema de

distribuição e onde é instalada a válvula de governo e alarme (VGA) que controla e indica a

operação do sistema.

f) Chuveiros

Também denominados sprinklers, podem ser do tipo aberto ou automático.

Os chuveiros abertos são aqueles que não dispõem de componente termo-sensível ou

qualquer outro componente que obstrua a passagem de água. São empregados no sistema dilúvio

e destinados à proteção de ocupações de risco extraordinário e risco pesado.

Os chuveiros automáticos são componentes termos-sensíveis projetados para reagir a uma

temperatura predeterminada, liberando de forma automática uma descarga de água na forma e

quantidade adequada sobre uma área preestabelecida ou apropriada. São providos de um

mecanismo comandado por um elemento termosensível como, por exemplo, bulbo de vidro, solda

eutética etc., que os mantém hermeticamente fechados. Sob a ação do calor de um incêndio,

automaticamente entram em operação.

• Chuveiro automático com elemento termo-sensível tipo solda eutética, apresentado na

Figura 7 (a)

– opera a partir da fusão de uma liga de metal com ponto de fusão predefinido. Entende-se

por solda eutética a mistura de dois ou mais metais que dá ponto de fusão na temperatura

mais baixa possível. Em geral, as soldas utilizadas em chuveiros automáticos são ligas de um

ótimo grau de fusibilidade, compostas principalmente de estanho, chumbo, cádmio e bismuto,

pois têm pontos de fusão bem definidos.

• Chuveiro automático com elemento termo-sensível tipo ampola, apresentado na Figura 7

(b) – possui como elemento termo-sensível uma ampola de vidro especial que contém um líquido

expansível e uma bolha de ar em seu interior. Assim que o líquido é expandido pela ação do

calor, a bolha de ar é comprimida e absorvida pelo líquido aumentando rapidamente a pressão

e rompendo o bulbo e, desta forma, liberando a válvula ou o tampão.

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Combate a Sinistro

Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 19

O defletor, componente do chuveiro que tem importante função, uma vez que o seu desenho

define a forma do jato e como ele deve ser distribuído para cobrir e proteger a área. O

desenho do defletor determina a forma de instalação a ser feita, se na posição em pé ou

pendente.

Os chuveiros, quanto à descarga de água, podem ser classificados em: chuveiro-padrão,

chuveiro tipo antigo e chuveiro lateral.

• Chuveiro-padrão (spray) – apresenta defletor que faz com que a água seja projetada

para baixo, com pequeníssima ou nenhuma quantidade dirigida contra o teto. A descarga da

água é abaixo do plano do defletor e a forma de distribuição do jato é hemisférica, que é

dirigido totalmente sobre o foco do incêndio.

• Chuveiro tipo antigo – o defletor permite que uma parte da água seja projetada contra

o teto e o restante para baixo, tomando uma forma aproximadamente esférica.

• Chuveiro lateral (sidewall) – distribui a água de tal forma que grande parte dela

seja aspergida para frente e para os lados, em forma de um quarto de esfera, e uma pequena

quantidade para trás contra a parede. São empregados em ambientes estreitos, cuja largura

não exceda o alcance do jato.

• Chuveiro especial – instalado embutido ou rente ao forro falso por motivo de

estética. Esse tipo de chuveiro somente é instalado na posição pendente.

Os chuveiros, quanto à posição de instalação do defletor, podem ser classificados em:

chuveiro para cima (up right), chuveiro pendente e chuveiro lateral (sidewall), conforme

apresentados na Figura 8.

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Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 20

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Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 21

Critérios de projeto

Fatores que influenciam a resposta do Chuveiro

A altura e a forma do teto influenciam o tempo de resposta do chuveiro para o início do

combate ao incêndio.

Com relação à altura do teto, os gases quentes, por convecção, sobem na forma de uma

nuvem até o teto e ativam o chuveiro. Dessa forma, para tetos mais altos, a camada será mais

espessa no momento de operação do chuveiro, devido ao esfriamento dos gases em seu trajeto.

Com relação à forma do teto, tem-se que:

• qualquer obstrução no teto representa uma barreira para a camada de gases quentes

subir.

• tetos com vigas ou nervuras tendem a canalizar os gases quente entre as vigas, e

somente os chuveiros entre ou junto a essas vigas são prováveis de entrar em operação, pelo

menos inicialmente.

• os telhados inclinados atuam como poços invertidos, nos quais os gases quentes sobem

e podem impedir que os chuveiros operem na base do telhado.

Distribuição dos chuveiros

A distribuição dos chuveiros é uma etapa importante no desenvolvimento do projeto, uma

vez que a atuação de um chuveiro pode retardar a abertura de outro que está sobre o foco do

incêndio, devido a uma distância inadequada. Assim, conforme a NBR 10897 (1990), as

distâncias de chuveiros nos ramais e entre ramais e entre elementos estruturais são os

apresentados a seguir

Distâncias entre ramais e entre chuveiros nos ramais

As distâncias entre ramais e chuveiros e entre chuveiros nos ramais variam em função do

tipo de risco de ocupação, da seguinte forma:

• riscos leve e ordinário – não devem exceder a 4,60 m.

• riscos extraordinário e pesado – não devem exceder a 3,70 m.

A distância das paredes aos chuveiros não deve exceder a metade da distância entre os

chuveiros nos ramais ou entre ramais, devendo ser observadas as exceções na NBR 10897

(1990).

A distância mínima entre chuveiros deve ser de 1,80 m, para evitar que a atuação de um

chuveiro não venha a retardar a atuação do adjacente, devendo ser observadas as

recomendações para distâncias menores na NBR 10897 (1990).

Distâncias entre chuveiros e elementos estruturais

As distâncias entre pilares e chuveiros variam em função do tipo de ocupação de risco,

da seguinte forma:

• para quaisquer tipos de ocupações de risco, a distância mínima entre pilares e

chuveiros deve ser de 0,30 m.

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Combate a Sinistro

Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 22

• riscos leve e ordinário – a distância máxima entre a face dos pilares e chuveiros

pode chegar a 2,30m , desde que seja respeitada a área máxima de cobertura permitida por

chuveiro.

• riscos extraordinário e pesado – a distância máxima entre a linha de centro dos

pilares e chuveiros pode chegar a 1,80m, desde que seja respeitada a área máxima da

cobertura permitida por chuveiro.

As posições dos chuveiros e respectivos defletores em relação às vigas e dutos, para

quaisquer tipos de ocupações de risco, devem obedecer à Tabela 6 e Figura 9.

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Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 23

Posicionamento dos chuveiros em relação ao teto

O posicionamento dos chuveiros em relação ao teto deve ser definido em função do tipo

de teto: horizontal, inclinado ou curvo.

Além disso, devem ser considerados o tipo e o material do teto, ou seja: teto liso,

teto constituído por vigas e nervuras, teto de madeira, teto em forma de colméia ou teto com

estrutura metálica.

Conexão do sistema de hidrantes e mangotinhos no sistema de chuveiros

automáticos

Segundo a NBR 10897 (1990), os sistemas de hidrantes e mangotinhos somente podem ser

conectados em sistemas de chuveiros do tipo molhado, obedecendo às seguintes condições:

• a tubulação de abastecimento dos pontos de hidrantes deve ser conectada antes das

válvulas de controle individual dos sistemas de chuveiros automáticos.

• a tubulação de abastecimento dos pontos de mangotinhos pode ser conectada antes ou

depois das válvulas de controle individual dos sistemas de chuveiros. Quando conectada

depois das válvulas de controle individual dos sistemas de chuveiros, a tubulação de

abastecimento do mangotinho deve ser feita em tubulação de diâmetro nominal de, no mínimo,

65 mm do sistema de chuveiros.

• os comprimentos da tubulação de abastecimento de um mangotinho não devem exceder a

6,0 m quando esta tubulação for de diâmetro nominal de 25 mm, e 24,0 m quando o diâmetro

nominal for de 32 mm. Para comprimentos maiores que 24,0 m, o diâmetro nominal deve ser de

40 mm.

• a tubulação de descida para o ponto do mangotinho pode ser de diâmetro mínimo de 25

mm.

• em sistemas de chuveiros em anel ou malha, hidraulicamente calculados, a conexão da

tubulação de abastecimento do mangotinho pode ser feita em tubulação de diâmetro nominal de,

no mínimo, 50 mm do sistema de chuveiros.

Dimensionamento do sistema de chuveiros automáticos

O sistema de chuveiros automáticos pode ser dimensionado hidraulicamente ou por meio de

tabelas. O método por tabelas permite somente a disposição da tubulação na forma ramificada,

enquanto o cálculo hidráulico permite uma maior flexibilidade quanto à escolha da

configuração da tubulação podendo ser na forma de malha ou em anel.

Dimensionamento por tabela

Nesse método os diâmetros nominais das tubulações são estabelecidos com base em tabelas

definidas em normas, em função de cada classe de risco de ocupação e do material da

tubulação.

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Combate a Sinistro

Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 24

Para o dimensionamento do sistema utilizando-se a NBR 10897 (1990) devem ser atendidas

as recomendações das tabelas 7 e 8 para ocupações de risco leve e ordinário,

respectivamente.

Para outras situações como, por exemplo, um mesmo ramal que alimenta chuveiros acima e

abaixo de forros, devem ser consultadas outras tabelas na NBR 10897 (1990).

Dimensionamento hidráulico

Consiste na determinação dos diâmetros nominais da tubulação por meio de cálculo de

perda de carga de modo a garantir uma densidade preestabelecida e distribuída, com certa

uniformidade, sobre uma área de aplicação de chuveiros operando simultaneamente e de maneira

a atender às características de pressão e de vazão.

Para o dimensionamento por cálculo hidráulico utilizando a NBR 10897 (1990) são

necessárias as seguintes informações:

• área de aplicação, em m2.

• densidade, em mm/min.

• área máxima coberta por chuveiros, em m2.

• demanda adicional para hidrantes.

• dados sobre os abastecimentos de água.

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Combate a Sinistro

Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 25

Definição da Área de aplicação

A área de aplicação deve ser definida levando-se em conta a região do sistema

hidraulicamente mais desfavorável em relação à Válvula de Governo e Alarme (VGA) do sistema.

Essa área deve ser retangular de tal forma que a dimensão de um lado do retângulo, paralelo

aos ramais, seja igual a 1,2 vezes a raiz quadrada da área de aplicação. Podem ser incluídos

chuveiros em ambos os lados do subgeral.

Quando a área de aplicação for um corredor protegido por um único ramal deve ser

considerada uma quantidade máxima de cinco chuveiros.

Determinação da densidade

A densidade e a área de aplicação variam em função da classe de risco de ocupação,

conforme apresentado na Figura 10.

Definição da Área de cobertura dos chuveiros na Área de aplicação

A área de cobertura dos chuveiros é calculada por meio da eq. 4 e critério ilustrado na

Figura 11:

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Combate a Sinistro

Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 26

Definição da quantidade de chuveiros na Área de aplicação

A quantidade de chuveiros na área de aplicação é determinada pela eq.5.

Cálculo da vazão e pressão

A vazão mínima requerida é determinada para o chuveiro mais desfavorável multiplicando-

se o valor da densidade pela área de cobertura do chuveiro. Conhecendo-se o valor da vazão

calcula-se o valor da pressão neste mesmo chuveiro por meio da eq. 6. Observa-se que a

pressão mínima no chuveiro deve ser de 50 kPa

Obtidas as vazões e pressões no chuveiro mais desfavorável, calcula a perda de carga no

trecho de tubulação entre o chuveiro mais desfavorável e o segundo chuveiro mais

desfavorável conforme apresentado a seguir.

Cálculo da Perda de Carga

A perda de carga é calculada pela fórmula de Hazen-Williams, apresentada pela eq. 7.

Os fatores de Hazen-Williams, apresentados na Tabela 9, dependem do material da

tubulação e são válidos para tubos novos.

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Combate a Sinistro

Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 27

Calculada a perda de carga no trecho de tubulação, compreendido entre o chuveiro mais

desfavorável e o segundo mais desfavorável, calcula-se a pressão no segundo chuveiro mais

desfavorável somando-se a pressão do chuveiro mais desfavorável ao valor da perda de carga

do trecho entre esses dois chuveiros. Uma vez determinada a pressão no segundo chuveiro,

calcula-se a vazão dele por meio da eq. 6 e novamente a perda de carga do trecho entre o

segundo e o terceiro chuveiros.

Esse procedimento deve ser repetido para todos os chuveiros da área de aplicação,

obtendo-se a vazão total do sistema. Concluída a área de aplicação, calcula-se a perda de

carga até a bomba, sem considerar os demais chuveiros, obtendo-se a pressão do sistema.

Ressalta-se que é necessário manter o equilíbrio em cada nó, fazendo-se o balanceamento

da pressão por meio da eq. 8, uma vez que não podem ocorrer dois valores diferentes de

pressão em um mesmo nó. Dessa forma, o maior valor de pressão é mantido, o que aumentará o

menor valor da vazão.

Cálculo da capacidade do reservatório

É efetuado multiplicando-se a vazão do sistema pelo tempo de operação, que é definido

em função do tipo de risco de ocupação, apresentado na Tabela 1.

Sistema de água supernebulizada

É um sistema em que 99% do volume total de água é composto por gotas de diâmetros

menores que 1.000 microns, na pressão mínima de operação (VOLLMAN, 1995)).

Também denominado “Water mist system”, caracteriza-se por aplicar a água sob a forma de

uma neblina muito fina e sem os danos usuais dos sistemas convencionais que utilizam a água

como agente extintor.

É projetado para manter uma nuvem de água em torno do equipamento protegido propiciando

resfriamento e abafamento das chamas. Dessa forma, pode controlar a combustão evitando, por

um determinado período, que o calor no equipamento em chamas danifique os equipamentos

vizinhos sem extinguir o incêndio ou fazendo a extinção no caso de incêndios de pequenas

proporções.

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Combate a Sinistro

Sistema de combate a incêndio com agua Cláudio Bertoldo 28

Mecanismos de operação

A extinção do fogo ocorre por três mecanismos: resfriamento, deslocamento do oxigênio e

atenuação do calor radiante.

Resfriamento

As gotas muito finas aumentam a área da superfície disponível e, dessa forma, tem-se

maior absorção de calor e maior taxa de evaporação da água. A interrupção da combustão pode

propiciar cerca de 30 a 60% de redução de calor.

Deslocamento de oxigênio

A água transforma-se em vapor e o volume expandido desloca o ar e reduz a quantidade de

oxigênio no entorno.

Atenuação do Calor radiante

As minúsculas gotas de água tendem a interagir mais livremente com as correntes de ar

e, assim, espalham-se sobre os objetos bloqueando a transferência de calor aos combustíveis

adjacentes.

O tamanho da gota e a concentração do volume são fundamentais para atenuar a radiação.

As gotas menores que 50 mícrons absorvem mais calor radiante.

Aplicação

São adequados para as seguintes aplicações, entre outras: turbinas a gás, centrais

telefônicas, CPDs e ambientes de equipamentos eletrônicos, reservatórios de líquidos

inflamáveis e cozinhas industriais.