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1 Curso de Bombeiro Aeródromo TEORIA CONTRA INCÊNDIO 2 Capítulo 1 - INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 6 HISTÓRIA DO FOGO .......................................................................................................................................... 7 CONCEITO DE FOGO ......................................................................................................................................... 8 COMPOSIÇÃO DO FOGO .................................................................................................................................. 8 Capítulo 2 – COMPONENTES DA COMBUSTÃO ............................................................................................ 8 O TETRAEDRO DO FOGO ................................................................................................................................. 8 CONCEITO DE COMBURENTE ........................................................................................................................ 9 CONCEITO DE COMBUSTÍVEL ....................................................................................................................... 9 CONCEITO DE PONTO DE IGNIÇÃO .............................................................................................................. 9 CONCEITO DE CALOR .................................................................................................................................... 10 REAÇÃO EM CADEIA ...................................................................................................................................... 10 ELEMENTOS ESSENCIAIS DO FOGO ........................................................................................................... 11 COMBUSTÍVEL (AGENTE REDUTOR) ......................................................................................................... 11 ESTADO FÍSICO DOS COMBUSTÍVEIS ........................................................................................................ 11 COMBURENTE (AGENTE OXIDANTE) ........................................................................................................ 13 EFEITOS DA COMBUSTÃO ............................................................................................................................ 14 FONTES DE CALOR ......................................................................................................................................... 14 EFEITOS DO CALOR ........................................................................................................................................ 14 Capítulo 3 - FORMAS DE TRANSMISSÃO DE CALOR. ............................................................................... 17 CONDUÇÃO ...................................................................................................................................................... 17 CONVECÇÃO .................................................................................................................................................... 18 IRRADIAÇÃO .................................................................................................................................................... 19 PONTOS DE TEMPERATURA ......................................................................................................................... 20 Capítulo 4 - PRINCIPAIS PRODUTOS E EFEITOS DA COMBUSTÃO ........................................................ 21 FORMAS DE COMBUSTÃO ............................................................................................................................ 21 PRODUTOS DA COMBUSTÃO E EFEITOS ................................................................................................... 22 LIMITE DE INFLAMABILIDADE ................................................................................................................... 23 Capítulo 6 - EFEITOS DANOSOS DA COMBUSTÃO..................................................................................... 24 Capítulo 7 - VELOCIDADE E INTENSIDADE DA COMBUSTÃO ................................................................ 27 - PROPORÇÃO DE OXIGÊNIO ........................................................................................................................ 28 FASE INICIAL.................................................................................................................................................... 28 FASE DA QUEIMA LIVRE ............................................................................................................................... 29 CLASSIFICAÇÃO DOS INCÊNDIOS QUANTO AO COMBUSTÍVEL ........................................................ 32 MÉTODOS DE EXTINÇÃO DO FOGO ............................................................................................................ 34 RETIRADA DO MATERIAL ............................................................................................................................. 34 RESFRIAMENTO .............................................................................................................................................. 35 ABAFAMENTO ................................................................................................................................................. 35 3 Capítulo 8 – FENOMENOS DA COMBUSTÃO ............................................................................................... 37 8.1- FORMAS DE DETECÇÃO DOS FENÔMENOS ASSOCIADOS AOS INCÊNDIOS. ............................ 39 Capítulo 9 - EFEITOS FISIOLÓGICOS RELACIONADOS À EXPOSIÇÃO ................................................. 44 ➢Lesões por inalação de fumaça ......................................................................................................................... 45 ➢Estresse ou fadiga pelo calor ............................................................................................................................ 45 ➢Exaustão pelo calor .......................................................................................................................................... 46 ➢Queimaduras..................................................................................................................................................... 46 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFIAS ................................................................................................................... 48 4 CONTROLE DE REVISÃO O processo de mudança de um ou mais itens desta apostila são de responsabilidade da Coordenação técnica da OE-SESCINC. Todas as propostas de emendas devem ser encaminhadas a Gerência com as respectivas justificativas, para serem analisadas. Todas as alterações e revisões devem ser registradas no controle de revisão. CONTROLE DE REVISÃO REVISÃO DATA DESCRIÇÃO DA MUDANÇA PÁGINA 00 Emissão inicial 5 TERMOS E DEFINIÇÕES Bombeiro de aeródromo operador de sistema de comunicação - é o profissional responsável pela operação do sistema de comunicação da SCI. Bombeiro de aeródromo resgatista - é o profissional designado para o atendimento pré-hospitalar, responsável pelo apoio às operações de resgate e salvamento, atuando sob supervisão do líder de equipe de resgate. Capacidade Extintora - medida do poder de extinção do fogo de um extintor, obtida em ensaio prático normalizado. Carro Contra incêndio de Aeródromo (CCI) - veículo projetado especificamente para cumprir as missõesde resgate, salvamento e combate a incêndio em aeronaves. Carro Contra incêndio de Aeródromo em Linha (CCI em Linha) - CCI apto a ser utilizado na resposta ao acionamento do SESCINC. Produtos biológicos - produtos derivados de organismos vivos que são fabricados e distribuídos em conformidade com as exigências das autoridades nacionais apropriadas (que podem exigir requisitos especiais de licenciamento) e são usados para o tratamento, prevenção ou diagnóstico de doenças em seres humanos ou em animais, ou para o desenvolvimento, para experiências ou para fins de investigação relacionadas a essas doenças. Incluem-se (mas não se restrigem a) produtos tais como: vacinas, soros e hemoderivados, sejam eles produtos acabados ou inacabados. Recursos contra incêndio - meios existentes no aeródromo referentes aos agentes extintores, carros contra incêndio e pessoal habilitado ao desempenho das atividades operacionais de salvamento e combate a incêndio em aeródromos. Seção Contra incêndio de Aeródromo (SCI) - conjunto de dependências e instalações projetadas para servir de centro administrativo e operacional das atividades do SESCINC. Volume - produto final da operação de embalar, que consiste da embalagem em si e seus conteúdos, preparado para o transporte. 6 SIGLAS E ABREVIATURAS ANAC - Agência Nacional de Aviação Civil EPR - Equipamento de Respiração Autônoma OACI - Organização da Aviação Civil Internacional PAX – Passageiro PLEM - Plano de Emergência em Aeródromo PCM - Posto de Coordenação Móvel PCINC - Plano Contra incêndio do Aeródromo SCI - Seção Contra incêndio de Aeródromo SESCINC - Serviço de Salvamento e Combate a Incêndio em Aeródromo Civil Capítulo 1 - INTRODUÇÃO Os seres humanos sabem como controlar o fogo há quase 1,5 milhão de anos, milhares de anos após essa descoberta, porém, as pessoas ainda tinham dificuldades para dar início ao fogo. Um método empregado era bater um mineral resistente contra outro, a fim de produzir faíscas. Outro consistia em girar um pedaço de madeira contra outro, até a madeira se aquecer e chegar ao ponto de ignição. O fogo tem deslumbrado a humanidade durante milhares de anos. Ao seu redor e graças ao seu calor, tem vivido centenas de gerações. O fogo, a maior conquista do homem pré-histórico. A partir desta conquista o homem aprendeu a utilizar a força do fogo em seu proveito, extraindo a energia dos materiais da natureza ou moldando a natureza em seu benefício. Entre muitos fatores, o fogo foi um dos maiores responsáveis pelo grau de avanço que a humanidade atingiu. Estaticamente todos os eventos desastrosos de incêndios com perdas de vidas e danos materiais são incalculáveis. Destacando a perda de vidas humanas e dolorosa para a sociedade, em geral. Afetando psicologicamente várias gerações daqueles que tiveram seus familiares amigos e conhecidos nestes cenários. No Brasil alguns eventos tiveram repercussão mundial que ocorreram no estado de São Paulo, como o Edifício Andraus em 1972 e o do Edifício Joelma no ano de 1974, e no Rio de Janeiro no Edifício Andorinhas. Tais incêndios foram fatos motivadores de grande relevância para estabelecer estudos sistemáticos através da sociedade organizada voltada para a prevenção de incêndios. Neste módulo será mostrado todas as fases de um incêndio compreendendo alguns importantes conceitos que se bem aplicado na prática poderão salvar vidas 7 HISTÓRIA DO FOGO Antes de entrarmos no estudo do fenômeno da combustão, faremos um breve relato sobre o fogo, sua origem e evolução no tempo. O fogo está intimamente ligado a história da evolução do homem. A história contemporânea nos assegura que o fogo provavelmente foi descoberto pelo homem primitivo que o conhecia como força misteriosa, servindo apenas como iluminação e meio de aquecimento da caverna. A partir da Idade da Pedra, passando pela Era dos Metais, pelas Guerras Medievais, a Era das Conquistas e a Revolução Industrial, notamos a presença do fogo na transformação da matéria bruta em produtos manufaturados, como armas de guerra, ou preparo de alimentos, utensílios etc. Obviamente, para bem empregá-lo, sempre houve uma nítida preocupação em controlar seus efeitos, visando obter seu emprego da melhor maneira possível FOGO E INCÊNDIO A diferença entre Fogo e Incêndio que para alguns parecem palavras sinônimas, mas tecnicamente não tem o mesmo significado. O fogo na concepção da palavra é um elemento de grande utilidade na vida moderna como também foi aos nossos antepassados. Sua aplicação é mais intensificada à medida que caminhamos em direção ao progresso. Ele acompanha, passo a passo, o desenvolvimento de uma nação, figurando como um dos principais fatores de propulsão do progresso. O fogo para ser útil e amigo, deverá estar sob o controle do homem; entretanto, quando o homem perde seu controle, ele se transforma em verdadeiro monstro, com ilimitada capacidade de destruição. Incêndio é, portanto, um fogo descontrolado, um fogo nocivo, um fogo destruidor. O que caracteriza o incêndio, não é a intensidade ou o estágio de desenvolvimento, e sim o objetivo da sua ação. O fogo, mesmo que pequeno, mas nocivo, caracteriza um princípio de incêndio. Figura 1 – Controle do Homem Figura 2: Incêndio 8 CONCEITO DE FOGO Fogo é uma reação química denominada combustão (oxidação), que se caracteriza pela liberação de luz, calor, fumaça e gases, isto é, uma reação exotérmica. Esta libertação de calor pode ser lenta, como no caso da formação da ferrugem, ou rápida com a produção de chamas, como quando se acende o bico de gás de um fogão. Este fenómeno de elevada complexidade apresenta, por vezes, dificuldades no estabelecimento de regras de aplicação universal. A matéria, na natureza, apresenta-se nas mais diversas formas e variações, aparentemente insignificantes, que podem influenciar por completo a forma como uma combustão decorre, assim como o procedimento mais correto para a sua extinção. COMPOSIÇÃO DO FOGO Vimos que o Fogo é uma reação química, e para se viabilizar uma reação química, torna-se necessária à existência de no mínimo 02 elementos que reajam entre si e em circunstâncias favoráveis. Capítulo 2 – COMPONENTES DA COMBUSTÃO TRIÂNGULO DO FOGO. Basicamente o triângulo do fogo é a representação dos três elementos necessários para que haja uma queima. Esses elementos são: o combustível, que fornece energia para a queima; o comburente, que é a substância que reage quimicamente com o combustível; e o calor, que é necessário para iniciar a reação entre combustível e comburente. Figura 1 O TETRAEDRO DO FOGO É uma evolução do Triangulo do Fogo, com a adição de mais um elemento que é a Reação em Cadeia. 9 Podemos definir Reação em Cadeia como sendo um processo de manutenção da queima, pela presença de radicais livres, formados durante o processo de queima do combustível. O calor das chamas atinge o combustível e este é transformado em partículas menores. Ao se combinar com o oxigênio estes se queimam, irradiando outra vez calor para o combustível. Desta forma cria-se um ciclo constante. CONCEITO DE COMBURENTE O Comburente é o elemento ativador do fogo, o comburente dá vida às chamas. O comburente mais comum na natureza é o oxigênio, armazenado no ar atmosférico numa porcentagem de 21%; portanto é o elemento que está contido em quase todos os ambientes. Desta forma o fogo, em ambiente rico em comburente (oxigênio), terá suas chamas aumentadas que desprenderá mais luz e gerará maior quantidade de calor. Quando o oxigênio estiver numa porcentagem próxima de 13%, não haverá chama, somente brasa. Isso se chama Combustão lenta que será detalhado mais à frente. CONCEITO DE COMBUSTÍVEL O Combustível é o elemento que alimenta o fogo servindode extensão para sua propagação. Assim sendo onde houver combustível, o fogo caminhará por ele, aumentando ou diminuindo sua área de ação. Geralmente o, combustível, é uma substância que queima, e é qualquer substância que reage com o oxigênio ou outro comburente liberando energia, que pode ser na forma de calor, chamas e gases. CONCEITO DE PONTO DE IGNIÇÃO O ponto de ignição é a temperatura pela qual os corpos combustíveis liberam tamanha quantidade 10 de vapores que, inflamando-se, promovem a combustão destes corpos. A combustão uma vez iniciada, continua até que termine o combustível ou o comburente, não necessitando mais do calor externo, onde passa a ser fornecido pela própria reação. A temperatura de ignição serve para dar início à combustão, mantendo e incentivando sua propagação. CONCEITO DE CALOR Calor é a energia térmica que passa de um corpo para outro, sendo que o fluxo de energia, segue na direção do corpo com maior temperatura para o de menor temperatura. Quando não há diferença de temperatura entre dois corpos, não existe calor. Falar a respeito do tema calor ainda pode trazer conflito para algumas pessoas. Em termodinâmica o calor está ligado à transferência de energia térmica de um corpo de maior temperatura para um corpo de menor temperatura, pode-se concluir que o calor é a energia em trânsito. Para melhor assimilação, vamos ao seguinte exemplo: Vamos imaginar que, em um local isolado, foram colocados dois objetos. Um, à temperatura de 200°C; e outro, à temperatura de 20ºC. Com o passar do tempo, a temperatura de um diminui enquanto que a temperatura do outro aumenta, até que ambos atinjam a mesma temperatura, ficando em equilíbrio térmico. A energia que se transferiu de um objeto para o outro é chamada de calor ou energia térmica. REAÇÃO EM CADEIA Como a reação em cadeia ainda não foi muito bem explicada, como sendo um elemento essencial ao fogo, não a trataremos como um quarto elemento, e sim como uma consequência de toda e qualquer reação química. Assim, sendo a combustão uma reação química, ela se processa no sistema de reação em cadeia. A reação em cadeia torna a queima autossustentável. O calor originado da decomposição das moléculas do combustível atinge outras moléculas que são decompostas em partículas menores, que se combinam com o oxigênio e queimam, gerando mais calor para decompor outras moléculas do combustível, formando um ciclo constante (reação em cadeia) Insight em Saúde e Segurança do Trabalho 11 ELEMENTOS ESSENCIAIS DO FOGO Para uma melhor c o m p r e e n ç ã o dos elementos que compõem o fogo, vamos estudar, separadamente, cada um deles. COMBUSTÍVEL (AGENTE REDUTOR) Compreende toda substância capaz de se queimar (oxidar-se). É o elemento que serve de campo de propagação e alimenta a combustão. A velocidade da queima de um combustível depende de sua capacidade de combinar com oxigênio sob a ação do calor e da sua fragmentação (área de contato com o oxigênio). ESTADO FÍSICO DOS COMBUSTÍVEIS Os combustíveis podem ser encontrados nos estados sólidos, líquidos e gasosos e a grande maioria precisa passar para o estado gasoso para, então, combinar com o oxigênio (queimar-se). Combustível Sólido - a maioria dos combustíveis sólidos transforma-se em vapores e então, reagem com o oxigênio. Outros sólidos (ferro, parafina, cobre, bronze) primeiro transformam-se em líquidos, e posteriormente em gases, para então se queimarem. Quanto maior a superfície exposta ao calor, mais rápido será o aquecimento do material e, consequentemente, o processo de combustão. Por exemplo: uma barra de aço exigirá muito calor para queimar, mas, se transformada em palha de aço, queimará com facilidade. Assim sendo, quanto maior a fragmentação do material, maior será a velocidade da combustão. Figura: 06 Exemplo de combustivel solido Combustível Líquido - os combustíveis líquidos queimam somente em superfície e, de uma maneira geral, não deixam resíduos. Eles assumem a forma do recipiente que os contém. Se derramados, os líquidos tomam a forma do piso, fluem e se acumulam nas partes baixas. Tomando como base o peso da água, cujo litro pesa um quilograma, classificamos os demais 12 líquidos como mais leve ou mais pesado que a água. É importante salientar que a maioria dos combustíveis líquidos são mais leves que a água e, portanto, flutuam sobre esta Figura : 07 Exemplo de combustivel liquido “Outra propriedade a ser considerada é a solubilidade do líquido, ou seja, sua capacidade de misturar-se com a água. Os líquidos derivados do petróleo, conhecidos como hidrocarbonetos, (gasolina, querosene, óleo diesel, xileno, tolueno, etc.) têm pouca solubilidade, ao passo que líquidos como o álcool, acetona e éter (conhecidos como solventes polares) tem grande solubilidade, isto é, podem ser diluídos até um ponto em que a mistura (solvente polar + água) não seja inflamável.” Figura 8 – Copo de água e óleo A volatilidade, que é a facilidade com que os líquidos liberam vapores inflamáveis, também é de grande importância, porque quanto mais volátil for o líquido, maior a possibilidade de haver fogo, ou mesmo explosão. Chamamos de voláteis os líquidos que liberam vapores inflamáveis a temperaturas menores que 20º C (temperatura ambiente). Figura 9- Cilindros de combustível gasoso Combustível Gasoso - os gases não possuem volume definido, tendendo, rapidamente, a ocupar todo o recipiente em que estão contidos. Se o peso do gás é menor que o do ar, o gás tende a subir e dissipar-se. Mas se o peso do gás é maior que o do ar, o gás permanece próximo ao solo e caminha na direção do vento, obedecendo ao contorno do terreno. 13 COMBURENTE (AGENTE OXIDANTE) É o elemento que possibilita vida às chamas e intensifica a combustão. Assim é que em ambientes pobres de oxigênio o fogo apresenta chamas fracas ou não possui e, nos locais ricos em oxigênio, as chamas são fortes, brilhantes e com elevada temperatura, como no caso dos maçaricos de oxiacetileno utilizados Figura 10 - Maçarico com comburente para corte de metais e soldagem. A composição do ar atmosférico, em números aproximados, é de 78% de Nitrogênio, 21% de Oxigênio e 1% de outros gases. Em ambientes com 21% de oxigênio, a queima se desenvolve com boa velocidade e de maneira completa, apresentando formação de chamas. Contudo, a combustão consome o oxigênio do ar num processo contínuo. Quando a porcentagem de oxigênio do ambiente passa para uma faixa compreendida entre 16% e 8%, a queima torna-se mais lenta, apresentando brasas e não mais chamas. Quando o oxigênio do ambiente atinge a concentração menor de 8%, não há combustão. Normalmente o que atua como Comburente numa combustão é o oxigênio existente no ar atmosférico. Porém existem substâncias e materiais que possuem oxigênio em sua estrutura molecular que, ao entrarem em combustão, utilizam esse oxigênio, ficando independente do oxigênio do ar atmosférico. É o caso das pólvoras dos cartuchos de arma de fogo. “As substâncias da classe 5 de produtos perigosos (substâncias oxidantes e peróxidos orgânicos), além de possuírem o oxigênio em sua estrutura química, são capazes de liberá-los para alimentar a combustão de outros materiais que estejam em chamas nas suas proximidades. São produtos oxidantes: peróxidos, permanganatos, cloratos, percloratos, persulfatos, nitritos, iodatos, bromatos, cromatos e percromatos.” As substâncias oxidantes podem se apresentar como sólidos, líquidos ou gases. • O Perclorato de Amônia - é utilizado como comburente sólido em foguetes; • O Peróxido de Nitrogênio - é um gás utilizado na composição dos combustíveisde 14 foguete; e • Peróxido de Hidrogênio - líquido. “Em alguns casos particulares, outros gases diferentes do oxigênio atuam como comburente, como por exemplo: • a queima de Antimônio e de vapores enxofre em atmosfera de Cloro. • a queima espontânea do Fósforo em atmosfera de Cloro. • a queima do Ferro e do Cobre na presença de vapores de Enxofre. a queima do Zircônio em atmosfera de Anidrido Carbônico.” EFEITOS DA COMBUSTÃO O calor é o elemento que inicia a combustão, a mantém, e incentiva a sua propagação. É a forma de energia que eleva a temperatura. O calor é gerado da transformação de outra energia, obtida através de processo físico ou químico. Quando um corpo é aquecido, a velocidade de vibração das moléculas aumenta e o calor (demonstrado pela variação de temperatura) também aumenta. FONTES DE CALOR O calor é gerado pela transformação de outras formas de energia. • Energia Química - o calor gerado pelo processo de combustão; • Energia Elétrica - o calor gerado pela passagem de eletricidade através de um condutor, como um fio elétrico ou um aparelho eletrodoméstico; • Energia Mecânica - o calor gerado pelo atrito de dois corpos; e • Energia Nuclear - o calor gerado pela quebra ou fusão de Átomos. EFEITOS DO CALOR O calor é a forma de energia que produz efeitos físicos e químicos nos corpos e efeitos fisiológicos nos seres vivos. Em consequência do aumento de intensidade do calor, os corpos apresentarão sucessivas modificações, inicialmente físicas e depois químicas. Assim, por exemplo, ao aquecermos um pedaço de ferro, este, inicialmente aumenta sua temperatura e, a seguir, o seu volume. Mantido o processo de 15 aquecimento, o ferro muda de cor, perde a forma, até atingir o seu ponto de fusão, quando se transforma de sólido para líquido. Continuando ainda o aquecimento, gaseifica-se e queima em contato com o oxigênio, transformando-se em outra substância. • Elevação da Temperatura - este fenômeno se desenvolve com maior rapidez nos corpos considerados bons condutores de calor, como os metais; mais vagarosamente, nos corpos tidos como maus condutores de calor, como por exemplo, o amianto. Por ser mal condutor de calor, o amianto era utilizado na confecção de materiais de combate a incêndios, como roupas, capas e luvas de proteção ao calor. Atualmente estes vêm sendo substituídos por outros materiais maus condutores de calor, como exemplo o kevlar, etc.). O conhecimento sobre a condutibilidade de calor dos diversos materiais é de grande valia na prevenção de incêndios. Aprendemos que materiais combustíveis nunca devem permanecer em contato com corpos bons condutores, sujeitos a uma fonte de aquecimento. • Aumento de Volume - todos os corpos (sólidos, líquidos ou gasosos) se dilatam e se contraem conforme o aumento ou diminuição da temperatura. A atuação do calor não se faz de maneira igual sobre todos os materiais. Alguns problemas podem decorrer dessa diferença. Imaginemos, por exemplo, uma viga de concreto de 10 m exposta a uma variação de temperatura de 7000 C. A esta variação, o ferro, dentro da viga, aumentará seu comprimento cerca de 84 mm, e o concreto, 42 mm. Com isso, o ferro tende a se deslocar no concreto, que perde a capacidade de sustentação, enquanto a viga “empurra” toda a estrutura que sustenta em, pelo menos, 42 mm. Os materiais não resistem a variações bruscas de temperatura. Por exemplo, ao jogarmos água em um corpo superaquecido, este se contrai de forma rápida e desigual, o que lhe causa rompimentos, fissuras e danos. Pode ocorrer um enfraquecimento deste corpo, chegando até a um colapso, isto é, ao surgimento de grandes rupturas internas que fazem com que o material não mais se sustente (mudanças bruscas de temperatura, como as relatadas acima, são causas comuns de desabamentos de estruturas). A dilatação dos líquidos também pode produzir situações perigosas, provocando transbordamento de vasilhas, rupturas de recipientes contendo produtos perigosos ou inflamáveis etc. A dilatação dos gases provocada por aquecimento acarreta risco de explosões físicas, pois, ao serem aquecidos até 2.730 C os gases duplicam de volume; a 5460 C o seu volume é triplicado, e assim sucessivamente. Sob a ação do calor, os gases liquefeitos comprimidos aumentam a pressão no interior dos recipientes que os contém, pois não tem para onde se expandir. Se o aumento de temperatura não cessar, ou se não houver dispositivos de segurança que permitam escape dos gases, pode ocorrer uma explosão, provocada pela ruptura das paredes do recipiente e pela violenta expansão dos gases. Os vapores líquidos (inflamáveis ou não) se comportam como os gases. 16 “O Chefe de Equipe deve buscar informações sobre o tempoque a edificação está em chamas, pois assim poderá decidir, com maior segurança, se é viável a entrada da equipe no local do sinistro.” Mudança no Estado Físico da Matéria - com o aumento do calor, os corpos tendem a mudar seu estado físico: alguns sólidos transformam-se em líquidos (liquefação), líquidos transformam em gases (gaseificação) e há sólidos que se transformam diretamente em gases (sublimação). Isso se deve ao fato de que o calor faz com que aumente o espaço entre as moléculas e estas, separando-se, mudam o estado físico da matéria. No gelo, as moléculas vibram pouco e estão bem juntas; com o calor elas adquirem velocidade e maior espaçamento, transformando um sólido (gelo) em um líquido (água). • Alteração química da matéria - mudança química é aquela em que ocorre a transformação de uma substância em outra. A madeira, quando aquecida, não libera moléculas de madeira em forma de gases, e sim outros gases, diferentes, em sua composição, das moléculas originais da madeira. Essas moléculas são menores e mais simples, por isso tem grande capacidade de combinar com outras moléculas, as de oxigênio, por exemplo. Podem produzir também gases venenosos ou atmosferas explosivas. • Efeitos fisiológicos do calor - o calor é a causa direta de vários problemas para o ser humano. Dentre eles destacamos a desidratação, a insolação, a fadiga e problemas para o aparelho respiratório, além de queimaduras (1º, 2º e 3º graus), que nos casos mais graves, podem levar a morte. 17 Capítulo 3 - FORMAS DE TRANSMISSÃO DE CALOR. TRANSMISSÃO DE CALOR Para que ocorra troca de calor, é necessário que ele seja transferido de uma região a outra através do próprio corpo, ou de um corpo para outro. Existem três processos de transferência de calor estudados na termologia, são eles: condução, convecção e irradiação. A irradiação é a propagação de ondas eletromagnéticas que não precisam de meio para se propagar, enquanto que a condução e a convecção são processos de transferência que necessitam de um meio material para se propagar. Figura 11 - Ilustração das formas de propagação do calor. CONDUÇÃO Quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato, as moléculas do corpo mais quente, se chocando com as moléculas do corpo mais frio, transferem energia entre eles. Esse processo é denominado condução. No caso dos metais, além da transmissão de energia de átomo para átomo, há a transmissão de energia pelos elétrons livres, ou seja, são os elétrons que estão mais afastados do núcleo e que são mais fracamente ligados aos núcleos, portanto, esses elétrons, colidindo entre si e com átomos, transferem energia com bastante facilidade. Por esse motivo, o metal conduz calor de modo mais eficiente do que outros materiais. Um bom exemplo de condução é a figura acima, quando uma barra de ferro próxima a uma fonte de calor transfere essa temperatura de uma extremidade até a outra (de molécula a molécula). 18 Figura 12 - Exemplode condução do calor CONVECÇÃO Da mesma forma que o metal, os líquidos e os gases são bons condutores de calor. No, entretanto, a transferência de calor se dá de uma forma diferente. Esta forma é denominada convecção. Esse é um processo que consiste na movimentação de partes do fluido dentro do próprio fluido. Por exemplo, vamos considerar uma vasilha que contenha água à temperatura inicial de 5°C. Sabemos que a água acima de 4ºC se expande, então ao colocarmos essa vasilha sobre uma chama, a parte de baixo da água se expandirá, tendo sua densidade diminuída e, assim, de acordo com o Princípio de Arquimedes, subirá. Figura 14 - Transmissão de calor por convecção 19 A parte mais fria e mais densa descerá, formando-se, então, as correntes de convecção. Como exemplo de convecção temos o ar condicionado. O ar frio fica mais denso e desce, o ar que está embaixo, mais quente, sobe. IRRADIAÇÃO Pode-se dizer que a irradiação térmica é o processo mais importante, pois sem ela seria praticamente impossível haver vida na Terra. É por irradiação que o calor liberado pelo Sol chega até a Terra. Outro fator importante é que todos os corpos emitem radiação, ou seja, emitem ondas eletromagnéticas, cujas características e intensidade dependem do material de que é feito o corpo e de sua temperatura. Portanto, o processo de emissão de ondas eletromagnéticas é chamado de irradiação. A garrafa térmica é um bom exemplo de irradiação térmica. A parte interna é uma garrafa de vidro com paredes duplas, havendo quase vácuo entre elas. Isso dificulta a transmissão de calor por condução. As partes internas e externa da garrafa são espelhadas para evitar a transmissão de calor por irradiação. Figura 13 - Transmissão de calor por irradiação “O bombeiro deve estar atento aos materiais ao redor de uma fonte que irradie calor, devendo protegê-los, evitando novos focos de incêndios. Para se proteger do calor irradiado, o bombeiro deve utilizar roupas apropriadas e água em forma de chuveiro (como escudo).” 20 – PONTOS DE TEMPERATURA Ponto de Fulgor – É a temperatura na qual os corpos combustíveis começam a liberar vapores, que se incendeiam em contato com uma fonte externa de calor. Entretanto, a combustão não se mantém devido à insuficiência de vapores. Figura 15 - ponto de Combustão Ponto de Combustão – É a temperatura mínima na qual os vapores desprendidos dos corpos combustíveis se inflamam ao entrarem em contato com uma fonte externa de calor, e através da qual a combustão se mantém. Figura 15 - ponto de Ignição Ponto de Ignição – É a temperatura mínima na qual os vapores desprendidos dos corpos combustíveis entram em combustão, quando em contato com o oxigênio, independentemente de qualquer fonte externa de calor e através desta a combustão se mantém Figura 15 - ponto de fulgor 21 Capítulo 4 - PRINCIPAIS PRODUTOS E EFEITOS DA COMBUSTÃO FORMAS DE COMBUSTÃO • Combustão viva - É a combustão em que o processo da reação se dá com maior velocidade, havendo neste caso, além da produção de calor mais acentuado, com consequente queima, devido a produção de chamas. Podem-se distinguir dois aspectos na combustão viva: as chamas e a incandescência. As chamas são uma mistura de gases combustíveis e ar, em combustão viva, devendo as palavras inflamabilidade e inflamação, serem reservadas aos fenômenos em que se verifica a produção da chama. A incandescência é produzida pela forma de combustão viva dos corpos sólidos chamada ignição. Este fenômeno revela-se pelo aparecimento de sinais luminosos nos sólidos. A energia desenvolvida pela combustão é dissipada sob a forma de radiações não visíveis, que são os raios infravermelhos. • Combustão Muito Viva - São as combustões em que o processo da reação se dá com grande velocidade. Neste tipo de combustão também há a produção do calor e da chama. É o caso, por exemplo, da combustão da pólvora negra ao ar livre. • Combustão Lenta – É a combustão em que o processo da reação se dá muito lentamente, e não há produção de chama ou qualquer outro fenômeno luminoso. Essa lentidão da reação é decorrente da temperatura ser baixa e pouca quantidade de oxigênio. • Combustão Completa – Quando todos os elementos do combustível, possíveis de se combinarem com o oxigênio, reagirem também, não restando nenhum resíduo de combustível, ou seja, quando a quantidade de oxigênio é compatível com a solicitação, diz-se que a combustão é completa ou seja é a combustão que se processa em ambiente com amplo suprimento de oxigênio, tendo como produto final o dióxido de carbono – CO2. • Combustão Incompleta – Quando a quantidade de oxigênio que entra na combustão é menor que a necessária, aparecem os produtos da combustão, tais como: monóxido de carbono (CO) e hidrogênio (H2). Neste caso, diz-se que a combustão é incompleta. Em outras palavras é a combustão que se processa em ambientes fechados com insuficiência de oxigênio, e cujo produto final é o monóxido de carbono – CO. 22 • Combustão Espontânea – É a combustão processada em certas substâncias que, pela ação de bactérias, pela presença de umidade e impurezas, ou uma alta percentagem de oxigênio no ambiente, entram em decomposição lenta, propiciando a formação de gases que, ao se desprenderem, incendeiam-se por si só. O cânhamo, a juta e o sisal, acondicionados em grandes volumes desordenados, e certos fertilizantes orgânicos, estão sujeitos a tal fenômeno. • Combustão Instantânea – É a combustão que se processa de forma imediata, liberando grande quantidade de luz, calor e pressão. Origina-se de fenômenos químicos ou físicos e é denominada, vulgarmente, explosão. As queimas da pólvora e da nitroglicerina são exemplos de explosões. Também a poeira em suspensão, entrando em contato com uma fonte de ignição, poderá explodir o ambiente. PRODUTOS DA COMBUSTÃO E EFEITOS a) Cinzas: São os produtos de uma combustão completa, as quais não oferecem risco ao homem, nem interferem na combustão. b) Carvão: É o resíduo sólido da combustão incompleta. Merece atenção especial, pois pode estar em brasa no seu interior e permitir o retorno das chamas c) Vapor d’água: É produzido pela umidade existente no corpo que queima e pela água utilizada na extinção das chamas. Durante os incêndios, normalmente, existem rolos de fumaça negra e à medida que a extinção se processa aparece uma fumaça branca, identificando a presença de vapor d’água, que serve para indicar a ação extintora. d) Fumaça: É composta por partículas sólidas em suspensão (carbono), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) e outros gases, que variam de acordo com a natureza do combustível, tais como gás sulfuroso, ácido fosfórico, ácido prússico e outros. A fumaça, além de prejudicar a visibilidade e dificultar a respiração, é a maior responsável pelo pânico nos incêndios, podendo, também, provocar irritação nos olhos, prejudicar as vias respiratórias e atacar o trato gastrintestinal, provocando vômitos. A combustão pode ocorrer por diversas formas. Por isso apresentamos abaixo o Limite Inferior de Explosividade (LIE) e o Limite Superior de Explosividade (LSE) de alguns produtos que em mistura com o ar atmosférico entra em combustão quando em contato com uma fonte de ignição. Uma mistura abaixo do LIE é dita pobre e uma mistura acima do LSE e dita rica. Tanto uma mistura pobre como uma mistura rica, estão fora dos limites para poderem queimar ou explodir. 23 LIMITE DE INFLAMABILIDADE Para um gás ou vapores de combustíveis líquidos queimarem, há necessidade de que estejam em uma mistura ideal com o comburente, e, portanto,se estiver numa concentração fora de determinados limites, não queimarão. Cada gás ou vapor possuem seus limites próprios. Por exemplo, se num ambiente há menos de 1,4% ou mais de 7,6% de vapor de gasolina, não haverá combustão, pois, a concentração de vapor de gasolina neste local está fora do que se chama de mistura ideal, ou limites de inflamabilidade. Figura 18 - Limites de Inflamabilidade LIMITES DE INFLAMABILIDADE COMBUSTÍVEL MÍNIMO MÁXIMO Acetona 2,15% 13,00% Butano 1,60% 8,50% Monóxido de Carbono 12,50% 74,20% Álcool Etílico 3,28% 19,00% Óleo Diesel 6,60% 13,50% Gasolina 1,30% 6,00% Querosene 1,16% 6,00% 24 Capítulo 6 - EFEITOS DANOSOS DA COMBUSTÃO A combustão traz grande efeitos danosos a quem se está expõe a ela. Segue alguns efeitos e suas consequências: A Luminosidade: incide sobre a visão dificultado a orientação. O Calor: desidrata, ataca e destrói os tecidos do corpo humano. A Fumaça: irritam os olhos, as vias respiratórias e dificulta a orientação. Gases: Em muitos incêndios, as pessoas morrem por ação dos gases, ou por falta de oxigênio, antes de serem atingidas pelas chamas. O monóxido de carbono (CO), que é um gás inodoro, incolor, instável e ávido de oxigênio (O2), é explosivo e altamente tóxico se inspirado, mesmo em baixas concentrações, absorverá o oxigênio do sangue, levando o a pessoa à morte. a) Fumaça É uma mistura de gases, vapores e partículas sólidas finamente divididas. Sua composição química é altamente complexa, assim como o mecanismo de sua formação. É o produto da combustão que mais afeta as pessoas por ocasião do abandono da edificação ou de uma aeronave. Sua presença pode ser percebida visualmente ou pelo odor. A fumaça desenvolvida no incêndio afeta a segurança das pessoas das seguintes maneiras: • Tira a visibilidade das rotas de fuga. • Tira a visibilidade por provocar lacrimejamento, tosses e sufocação. • Aumenta a palpitação devido à presença de gás carbônico. • Provoca o pânico por ocupar grande volume do ambiente. • Provoca o pânico devido ao lacrimejamento, tosses e sufocação. • Debilita a movimentação das pessoas pelo efeito tóxico de seus componentes. • Tem grande mobilidade podendo atingir ambientes distantes em poucos minutos. A toxicidade da fumaça depende das substâncias gasosas que a compõe. As mais comuns são: b) Monóxido de carbono – CO É encontrado em todos os incêndios e é resultado da combustão incompleta dos 25 materiais combustíveis a base de carbono, como a madeira, tecidos, plásticos, líquidos inflamáveis, gases combustíveis, etc. O efeito tóxico deste gás é a asfixia, pois ele substitui o oxigênio no processo de oxigenação do cérebro efetuado pela hemoglobina. A hemoglobina é o componente do sangue responsável pela oxigenação das células do corpo humano. Ela fixa o oxigênio no pulmão formando o composto denominado oxihemoglobina. Quando o oxigênio é substituído pelo monóxido de carbono, o composto formado é o carboxihemoglobina que provoca a asfixia do cérebro pela falta de oxigênio. Esse é um processo reversível, porém lento, portanto, quando as pessoas forem afetadas por este gás é fundamental que elas recebam muito oxigênio e fiquem em repouso. A anóxia produzida pelo monóxido de carbono não cessa pela respiração do ar fresco, como no caso dos asfixiantes simples. Após moderado grau de exposição, somente em torno de 50% do monóxido de carbono inalado é eliminado na primeira hora em circunstâncias ordinárias e sua eliminação completa leva algumas horas quando se respira ar fresco. A concentração máxima de monóxido de carbono que uma pessoa pode se expor sem sentir seu efeito é de 50 ppm (parte por milhão) ou 0,10%, em volume no ar. Acima deste nível aparecem sintomas como dor de cabeça, fadiga e tonturas, como podemos observar na tabela abaixo; c) Gás carbônico - CO2 É encontrado também em todos os incêndios e é resultado da combustão completa dos materiais orgânicos. A toxicidade do gás carbônico é discutível. Algumas publicações não o citam como gás tóxico dizem que o mal-estar é devido à diminuição da concentração de oxigênio pela presença dele no ambiente, enquanto outras dizem ser tóxico. Entretanto, como efeito nas pessoas 26 que inalam o gás carbônico foi verificado que a respiração é estimulada, os pulmões dilatam-se e aumenta a aceleração cardíaca. O estimulo é pronunciado na concentração de 5% e após a exposição de 30 min produzem sinais de intoxicação; acima de 7% ocorre a inconsciência pela exposição de alguns minutos. O limite tolerável pelas pessoas é em torno de 5.000 ppm ou 0,5% em volume no ar. d) Gás cianídrico, cianeto ou cianureto de hidrogênio – HCN É um gás produzido quando materiais que contém nitrogênio em sua estrutura molecular sofrem a decomposição térmica. Materiais mais comuns que produzem o gás cianídrico na sua queima são: seda, náilon, orlon, poliuretano, uréia-formoldeido, acrilonitrila, butadieno e estireno. O gás cianídrico e outros compostos cianógenos bloqueiam a atividade de todas as formas de seres vivos. Eles exercem uma ação inibidora de oxigenação nas células vivas do corpo. e) Gás clorídrico - HCl É um gás da família dos halogenados; os outros são HBr (gás bromídrico), HF (gás fluorídrico) e HI (gás iodídrico). O cloro é o halogênio utilizado para inibir o fogo nos materiais sintéticos, sendo comum encontrá-lo nas estruturas dos diversos materiais de construção que sejam feitos de PVC - cloreto de polivinil. Seu efeito é lesar a mucosa do aparelho respiratório, em forma de ácido clorídrico (gás clorídrico + umidade da mucosa), provocando irritação quando a concentração é pequena, tosse e ânsia de vômito em concentrações maiores e finalmente lesão seguida de infecção. f) Óxidos de nitrogênio - NOx Existe uma grande variedade de óxidos, óxi-ácidos e óxi-anions, correspondentes aos estados de oxidação do nitrogênio de +1 a +5, que podem ser formadas num incêndio. As suas formas mais comuns são: monóxido de dinitrogênio (N2O); óxido de nitrogênio (NO); dióxido de nitrogênio (NO2) e tetróxido de dinitrogênio (N2O4). O óxido de nitrogênio não é encontrado livre na atmosfera porque é muito reativo com o oxigênio formando o dióxido de nitrogênio. Esses componentes são bastante irritantes inicialmente; em seguida, tornam-se anestésicos e atacam particularmente o aparelho respiratório, onde forma os ácidos nitroso e nítrico, em contato com a umidade da mucosa. Esses óxidos são produzidos, principalmente, pela queima de nitrato de celulose e decomposição dos nitratos inorgânicos. g) Gás sulfídrico - H2 É um gás muito comum no incêndio e é produzido na queima de madeira, alimentos, gorduras e produtos que contenham enxofre. Seu efeito tóxico sobre o homem é a paralisação do sistema respiratório e dano ao sistema nervoso. h) Gás oxigênio - O2 27 O consumo do oxigênio na combustão dos materiais diminui a concentração desse gás no ambiente e é um dos fatores de risco à vida das pessoas. i) Outros gases que são encontrados na fumaça: dióxido de enxofre - SO2, acrilonitrila - CH2CHCN, formaldeído – HCHO, fosgene – COCl, etc. Importante: O Bombeiro não pode assumir o risco de colocar sua vida em perigo, em detrimento do patrimônio, devendo adotar procedimentos seguros e eficientes. A verificação do EPR/TP (Equipamento de Proteção Respiratório e Traje de Proteção) e materiais deverão ser diárias, buscando uma sintonia entre o bombeiro e a atividade desenvolvida na emergência. O incêndio em local confinado exige atendimento operacional específico e tem como um dos fatores determinantes o tempo-resposta. Para o sucesso da ocorrência, o tempo-resposta é fundamental para retirada de vítimas e combate ao incêndio, sendo que o emprego adequadode técnicas e procedimentos operacionais proporciona economia de tempo, melhor utilização dos meios e um atendimento com excelência da qualidade operacional. Capítulo 7 - VELOCIDADE E INTENSIDADE DA COMBUSTÃO A velocidade da combustão depende do grau de divisão da matéria, quanto mais fragmentado for o combustível maior será a velocidade da combustão. O aumento da velocidade das combustões ocorre em decorrência de alguns fatores tais como: Superfície de Contato com o Ar - quanto maior for a superfície do combustível em contato com o ar, maior será o volume de chamas. Volume do Combustível em Chamas - quanto maior o volume ou a quantidade do combustível envolvido no incêndio, maior será o volume de chamas. Tipo de Combustível - alguns tipos de combustíveis possuem a característica de não produzir muitas chamas quando em combustão. Quantidade de Oxigênio Existente na Atmosfera - a quantidade de oxigênio na atmosfera é diretamente proporcional ao volume de chamas desprendido de um incêndio, ou seja, quanto maior é a quantidade de oxigênio no ambiente, maior será o volume das chamas. 28 - PROPORÇÃO DE OXIGÊNIO • Quando a proporção de oxigênio é maior que 13%, nesta faixa o oxigênio alimenta a combustão em sua perfeição. • Quando a proporção de oxigênio situar entre 6% a 13%, nesta faixa o oxigênio alimenta apenas brasa. • Quando a proporção de oxigênio ficar abaixo de 6%, nesta faixa não há combustão, observando que a composição do ar atmosférico é de 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 1% de outros gases. Figura: Proporção de Oxigenio na atmosfera FASES DO INCÊNDIO Se o fogo ocorrer em área ocupada por pessoas, há grandes chances de que o fogo seja descoberto no início e apagado com rapidez; mas se ocorrer quando a edificação estiver deserta e fechada, o fogo continuará crescendo até ganhar grandes proporções. Podemos entender melhor os incêndios se compreendermos suas fases de desenvolvimento (fase inicial, fase da queima livre e fase da queima lenta). FASE INICIAL Nesta primeira fase, o oxigênio contido no ar não está significativamente reduzido e o fogo está 29 produzindo vapor d’água (H2O), dióxido de carbono (CO2) e outros gases. Grande parte do calor está sendo consumido no aquecimento dos combustíveis, e a temperatura do ambiente, neste estágio, está ainda pouco acima do normal. O calor está sendo gerado e evoluirá com o aumento do fogo. FASE DA QUEIMA LIVRE Durante esta fase, o ar, rico em oxigênio, é arrastado para dentro do ambiente pelo efeito da convecção, isto é, o ar quente “sobe” e sai do ambiente, forçando a entrada de ar fresco pelas aberturas nos pontos mais baixos do ambiente. Os gases aquecidos espalham-se preenchendo o ambiente e, de cima para baixo, forçam o ar menos aquecido a permanecer junto ao solo; eventualmente, causam a ignição dos combustíveis nos níveis mais altos do ambiente. Estes gases aquecidos é uma das razões pelas quais os bombeiros devem se manter abaixados e usar equipamentos de proteção respiratória, evitando queimar os pulmões. Neste momento a temperatura nas regiões superiores do ambiente pode exceder 7000 C. Na fase da queima livre, o fogo aquece gradualmente todos os combustíveis do ambiente fazendo-os liberarem gases. Quando esses gases atingirem seu ponto de ignição haverá uma queima instantânea e concomitante desses produtos, o que provocará uma ignição generalizada de todo ambiente, ficando toda a área envolvida pelas chamas. Este fenômeno é conhecido como flashover FASE DA QUEIMA LENTA Com a redução da quantidade de oxigênio, o monóxido de carbono (CO) começa a ser produzido. Nesta fase, as chamas podem deixar de existir se não houver ar suficiente para mantê-las. O fogo é normalmente reduzido a brasas, o ambiente torna-se completamente ocupado por 30 fumaça densa e os gases se expandem. Devido à pressão interna ser maior que a externa, os gases saem por todas as fendas em forma de golfadas, que podem ser observadas em todos os pontos do ambiente. Na fase da queima lenta, a combustão é incompleta porque não há oxigênio suficiente para sustentar o fogo. Contudo, o calor da queima livre permanece, e as partículas de carbono não queimadas (bem como outros gases inflamáveis, produtos da combustão) estão prontas para incendiar-se rapidamente, assim que o oxigênio for suficiente. Na presença de oxigênio, esse ambiente explodirá. A essa explosão chamamos backdraft. Uma ventilação adequada (ventilação pelo ponto mais alto do ambiente) permite que os gases combustíveis superaquecidos sejam retirados do ambiente. São condições que podem indicar uma situação de backdraft: ▪ Fumaça sob pressão, num ambiente fechado; ▪ Fumaça Calor excessivo (nota-se pela temperatura da porta); ▪ Pequenas chamas escuras, tornando-se densa, mudando de cor (cinza e amarelada) e saindo do ambiente em formas de golfadas; ▪ Ou inexistência destas; ▪ Resíduos da fumaça impregnando o vidro das janelas; ▪ Pouco ruído; ▪ movimento de ar para o interior do ambiente quando alguma abertura é feita (em alguns casos ouve-se o ar assobiando ao passar pelas frestas). 31 FATORES QUE INFLUENCIAM O INCÊNDIO Não existem dois incêndios iguais, pois são vários os fatores que concorrem para seu início e desenvolvimento, podendo-se citar: • Forma geométrica e dimensões da sala ou local. • Superfície específica dos materiais combustíveis envolvidos. • Distribuição dos materiais combustíveis no local. • Quantidade de material combustível incorporado ou temporário. • Características de queima dos materiais envolvidos. • Local do início do incêndio no ambiente. • Condições climáticas (temperatura e umidade relativa). • Aberturas de ventilação do ambiente. • Aberturas entre ambientes para a propagação do incêndio. • Projeto arquitetônico do ambiente e ou edifício. • Medidas de prevenção de incêndio existentes. • Medidas de proteção contra incêndio instaladas. O incêndio inicia-se, na sua maioria, bem pequeno. O crescimento dependerá: do primeiro item ignizado, das características do comportamento ao fogo dos materiais na proximidade do item ignizado e sua distribuição no ambiente. CAUSAS DE INCÊNDIO a) Naturais: são aqueles decorrentes de fenômenos da natureza: Ex.: vulcões, terremotos, raios, meteoros, etc. b) Biológicas: são os incêndios decorrentes do aumento da temperatura devido à fermentação e à ação degradativa das bactérias. Ex.: enfardamento da forragem úmida. c) Artificiais: são os incêndios decorrentes da natureza ou características específicas dos materiais. d) Humana: são incêndios nos quais o homem é o seu causador. 32 e) Física: provenientes de qualquer fenômeno físico que produz energia calorífica: • Atrito: fricção entre corpos rígidos, ou entre partes metálicas com lubrificação deficiente. • Choque: choque entre partes metálicas frouxas ou desajustadas, em máquinas e motores que estejam sujos com resíduos de óleo e graxa. • Compressão: compressão brusca e continuada dos gases provocando o aumento de temperatura em recargas de cilindro de gases, por exemplo. • Condução térmica: calor transmitido de um corpo em alta temperatura para corpos vizinhos que estejam em condições normais. Ex.: Uma chaminé em contato com o forro de madeira do telhado. • Eletricidade: são aqueles gerados por fenômenos termoelétricos. Ex.: Curto-circuito, sobrecarga, fuga de corrente, etc. f) Química: substâncias químicas que podem gerar calor quando se combinam, ou em decomposição, produzindo aquecimento, inflamação ou explosão. Ex.: Metais pirofóricos finamente divididos quando expostos ao ar. CLASSIFICAÇÃO DOS INCÊNDIOS QUANTO AO COMBUSTÍVEL Incêndio é uma ocorrência de fogo não controlado,que pode ser extremamente perigosa para os seres vivos e as estruturas. A exposição a um incêndio pode produzir a morte, geralmente pela inalação dos gases, ou pelo desmaio causado por eles, ou posteriormente pelas queimaduras graves. Segundo a NBR 12693:2010, os incêndios são classificados em quatro classes diferentes. Os incêndios são classificados de acordo com as características dos seus combustíveis. Somente com o conhecimento da natureza do material que está se queimando, pode-se descobrir o melhor método para uma extinção rápida e segura. Incêndios classe A • Caracteriza-se por fogo em materiais sólidos; • Queimam em superfície e profundidade; • Após a queima deixam resíduos, brasas e cinzas; 33 • Esse tipo de incêndio é extinto principalmente pelo método de resfriamento, e as vezes por abafamento através de jato pulverizado. Incêndios classe B • Caracteriza-se por fogo em combustíveis líquidos inflamáveis; • Queimam em superfície; • Após a queima, não deixam resíduos; • Esse tipo de incêndio é extinto pelo método de abafamento. Incêndios classe C • Caracteriza–se por fogo em materiais/equipamentos energizados (geralmente equipamentos elétricos); A extinção só pode ser realizada com agente extintor não-condutor de eletricidade, nunca com extintores de água ou espuma; • O primeiro passo num incêndio de classe C, é desligar o quadro de força, pois assim ele se tornará um incêndio de classe A ou B. Incêndios classe D • Caracteriza-se por fogo em metais pirofóricos (alumínio, antimônio, magnésio, etc.). • São difíceis de serem apagados; • Esse tipo de incêndio é extinto pelo método de abafamento; • Nunca utilizar extintores de água ou espuma para extinção do fogo. A Classe K não é mencionada na NBR 12693/2010, contudo já consta em recentes bibliografias essa nova classificação que consiste em incêndios, que envolvem meios de cozinhar utilizando gordura animal e vegetal têm sido por muito tempo a principal causa de incêndios em cozinhas causando danos materiais, ou até mesmo vítimas fatais. Estes incêndios são muito especiais quanto à natureza. A evolução e alta eficiência dos equipamentos de cozinhas comerciais/industriais e o uso de óleos não saturados, aliados as altas temperaturas criaram riscos de incêndios mais severos determinando uma nova classificação de incêndio, que passamos a chamar de classe K. 34 “Nos Estados Unidos a nova classificação - classe K - foi reconhecida pela NFPA (National Fire Protection Association), através da norma NFPA 10, criada a partir de 1998.” Os óleos de cozinha usados para fritura têm uma faixa ampla de temperaturas de autoignição, que pode ocorrer em qualquer intervalo de 288°C a 385°C (o teste de laboratórios requer a autoignição e/ou acima de 363°C). Para que esta autoignição possa ocorrer, a massa total de óleo, se medido em gramas em uma panela pequena ou até 52 kg em uma fritadeira industrial, deve ter sido aquecido além da temperatura de autoignição. Depois que a autoignição ocorreu o óleo mudará sua composição ligeiramente ao queimar-se. A sua nova temperatura de autoignição pode ser tanto quanto 10°C mais baixo do que sua temperatura de autoignição original. Este incêndio será autossustentado a menos que a massa inteira de óleo for refrigerada abaixo da nova temperatura de autoignição. Toda forma de cozinhar que utilize óleos de natureza animal ou vegetal, líquido ou sólido, contém gordura saturada. Quando um agente extintor de base alcalina (bicabornato de sódio ou bicabornato de potássio, pós BC e agente úmido classe K) são aplicados à gorduras saturadas à altas temperaturas, ocorre uma reação chamada de “saponificação”. A reação forma uma espuma ‘ensaboada’ que abafa o fogo e contém os vapores inflamáveis e os combustíveis quentes. Ambos os agentes (sendo de base alcalina) causam a mesma reação, mas o agente úmido classe K ao ser aplicado como uma nevoa fina tem a vantagem de resfriar o meio de cozimento e abaixar a temperatura, tornando-se mais eficiente. Pós a base de monofosfato de Amônia (ABC) são ácidos por natureza e não saponificam quando aplicados a combustível de cozinha queimando. Podem inclusive ser contraprodutivos quando aplicados após o uso de agentes alcalinos, atrapalhando e removendo a camada saponificada e permitindo reignição. MÉTODOS DE EXTINÇÃO DO FOGO Os métodos de extinção do fogo baseiam-se na eliminação de um ou mais dos elementos essenciais que provocam o fogo. RETIRADA DO MATERIAL A retirada de material ou controle do combustível é o método de extinção mais simples na sua realização, pois é executado com a força física, não exige aparelhos especializados; consiste na retirada ou interrupção do campo de propagação do fogo, no material ainda não atingido pelo incêndio. 35 Como exemplo do emprego deste tipo de extinção, citamos o aceiro praticado nos casos de incêndios em matas, florestas e campos, que interrompem a continuidade do fogo, facultando o seu domínio. O fechamento da válvula ou interrupção de vazamento de combustível líquido ou gasoso é outro exemplo do método de extinção através da retirada de material. RESFRIAMENTO O resfriamento ou controle do calor é o método de extinção mais usado. Consiste em retirar calor do material incendiado, consequentemente diminuindo a liberação de gases ou vapores inflamáveis. A água é o agente extintor mais usado, devido ao fato de possuir grande capacidade de absorver calor e ser facilmente encontrada na natureza. Por causa das suas características e propriedades torna-se fácil a sua utilização pelos bombeiros. A redução da temperatura está ligada à quantidade e à forma de aplicação da água em um incêndio. O objetivo é que a água absorva mais calor que o incêndio é capaz de produzir. Jatos d´água em forma de chuveiro e neblina possuem grande capacidade de absorção de calor e consequentemente poder de redução de temperatura. ABAFAMENTO O abafamento ou controle do comburente é o método de extinção mais difícil, pois a não ser em pequenos incêndios que podem ser abafados com tampas de vasilhas, panos, cobertores etc., necessita-se de aparelhamento e produtos específicos para sua obtenção. 36 Consiste em diminuir ou impedir o contato do comburente com o material combustível. Não havendo comburente para reagir com o combustível, não haverá fogo. Como exceção, citamos os materiais que possuem o oxigênio em sua composição química e queimam sem a necessidade do oxigênio do ar, como os peróxidos orgânicos e o fósforo branco, et 37 Capítulo 8 – FENOMENOS DA COMBUSTÃO • Flashover - Na fase de queima livre, o fogo aquece gradualmente todos os combustíveis do ambiente. Quando determinados combustíveis atingem seu ponto de ignição, simultaneamente, haverá uma queima instantânea e simultânea desses produtos, o que poderá provocar uma explosão, ficando toda a área envolvida pelas chamas. • Backdraft - Na fase de queima lenta em um incêndio, em não havendo renovação de ar, a combustão é incompleta porque não há oxigênio suficiente para sustentar o fogo. Apesar disso, o calor da queima livre permanece e as partículas de carbono não queimadas, assim como outros gases inflamáveis produtos da combustão, estão prontas para incendiar-se rapidamente, assim que o oxigênio for suficiente. Na presença de oxigênio, estando os combustíveis na sua temperatura de ignição, esse ambiente explodirá, e todos os combustíveis, inclusive partículas em suspensão no ar, entrarão subitamente em combustão. 38 • Rollover também conhecido como flameover - É o estágio de um incêndio em uma estrutura e quandoos gases do incêndio em uma sala ou outra área fechada são ativados. Como os gases de fogo aquecidos, sobem até o teto, é neste momento que o fenômeno de rollover é mais frequentemente observado. Visualmente, isso pode ser visto como chamas "rolando" pelo teto. Saindo para fora da base do fogo até a extensão da propagação do gás. • BLEVE - É uma abreviatura para a expressão em língua inglesa boiling liquid expanding vapor explosion, explosão do vapor de expansão de um líquido sob pressão, utilizado por bombeiros para se referirem a um tipo de explosão que pode ocorrer quando um recipiente contendo um líquido pressurizado se rompe durante um incêndio. • Boilover - É um fenômeno tão perigoso quanto o BLEVE. O Boilover ocorre principalmente em tanques de estocagem de produto que possuem água misturada e, que devido a sua maior densidade, permanece no fundo do tanque. Quando o líquido inflamável, ou combustível, pega fogo e consegue aquecer a água no fundo do tanque, a água superaquecida pode vaporizar repentinamente e expulsar o líquido em 39 chamas, podendo formar uma grande bola de fogo. • Slop Over - É o extravasamento do combustível do tanque caracterizado por uma ebulição ao nível da superfície do líquido inflamável. Pode ocorrer após um período de queima relativamente curto de produtos como petróleo, óleo cru, asfalto, e outros líquidos que tenham ponto de ebulição acima do da água. O uso de espuma pode colaborar para o resfriamento de tais inflamáveis, no entanto pode causar a ebulição violenta destes. Ao utilizar uma grande quantidade de espuma poderá causar seu derramamento para fora dos tanques. 8.1- FORMAS DE DETECÇÃO DOS FENÔMENOS ASSOCIADOS AOS INCÊNDIOS. Sinais de um Backdraft As principais condições que indicam uma situação de backdraft são: a) Fumaça sob pressão, num ambiente fechado; b) Fumaça escura, tornando-se densa, mudando de cor (cinza e amarelada) e saindo do ambiente em forma de lufadas; 40 c) Calor excessivo do ambiente (pode ser percebida pela temperatura da porta ou janela); d) Pequenas chamas ou inexistência destas; e) Vidros das janelas impregnados pelos resíduos da fumaça; e f) Pouco ruído e movimento de ar para o interior do ambiente, a partir de qualquer abertura existente (em alguns casos pode-se ouvir o ar assoviando ao passar pelas frestas). O primeiro sinal que indica a possibilidade de um backdraft é o histórico do fogo. Se o fogo está queimando por algum tempo, se há muita fumaça saindo da edificação e, se o fogo, aparentemente, está extinto, sem grandes áreas com chamas visíveis pelo lado de fora, a principal hipótese é que o ambiente incendiado esteja sem oxigênio. Quando a edificação é vista pelo lado de fora, as janelas do compartimento aparentam escurecidas, sem as supostas chamas que se espera visualizar. Se apenas parte da janela está quebrada, isto pode não suprir o oxigênio suficientemente para alimentar o fogo. Neste caso, a fumaça aparente sai da edificação em forma de lufadas, através de aberturas (frestas de janelas e portas) e o ar fresco ingressa de acordo com a diminuição do fogo e a contração da fumaça. Isto produz a mistura explosiva de queima, resultando em um backdraft de proporções menores que se pode chamar de mini backdraft. A expansão desses gases quentes em ciclos produz fumaça para fora do compartimento. O backdraft é assim explicado: À medida que cresce o incêndio grandes volumes de calor e gases do fogo se não queimados podem se acumular em espaços não ventilados. Estes gases podem alcançar a temperatura de ignição, mas carecem de suficiente oxigênio para acender. Qualquer condição 41 que permita que o ar entre e se misture com esses gases quentes pode provocar uma ignição explosiva ou explosão de fumaça. De forma bem simplificada podemos dizer que a ignição explosiva é uma ignição induzida pela oxigenação dos gases inflamáveis provenientes da combustão. Sinais de um Flashover No princípio de um incêndio se forma uma camada de fumaça logo abaixo do teto, quando o incêndio se dá em um local confinado, na mesma velocidade com que ela é gerada. Contudo, se há no ambiente algum combustível que ainda não está queimando, o local se mantém estável. As chamas não alcançam o teto e a propagação do fogo fica limitada a materiais inflamáveis próximos a sua base que está em ignição pelo calor conduzido e irradiado. Nota: O flashover tem lugar quando a radiação térmica, proveniente da parte superior do recinto, esquenta todos os materiais combustíveis do local até o ponto em que se produz uma ignição simultânea de todos estes. Em segundos, a temperatura alcança valores cinco vezes maiores, o oxigênio se reduz consideravelmente, o monóxido de carbono é produzido em níveis letais e aumentam igualmente as concentrações de dióxido de carbono. Este fenômeno foi demonstrado em numerosos experimentos realizados a partir de incêndios em interiores. Dessa forma, os bombeiros devem estar permanentemente informados sobre os perigos do flashover”. Sinais de um Boil over O boil over pode ser previsto: • Por meio da constatação da onda de calor: dirigindo um jato d’água na lateral do tanque incendiado, abaixo do nível do líquido, pode-se localizar a extensão da 42 onda de calor, observando-se onde a água vaporiza-se imediatamente e; • Por meio do som (chiado) peculiar: pouco antes de ocorrer a explosão, pode-se ouvir um chiado semelhante ao de um vazamento de vapor de uma chaleira fervendo. Ao identificar esses sinais, o bombeiro deve se comunicar imediatamente com o comandante. Recebendo ordem de abandonar o local, todos devem se afastar rapidamente. Para prevenir tal incidente, deve-se abrir o registro do dreno do tanque durante o incêndio e acompanhar a descida da onda térmica. Sinais de um Slop over Para evitar o extravasamento, recomenda-se manter o nível do líquido em chamas abaixo do topo do tanque. Sinais de um Rollover O bombeiro deve ficar atento quando os gases quentes sobem e a temperatura destes gases próximo ao teto chega a um ponto em que os próprios gases entram em combustão. Sinais de um Bleve Para que ocorra o fenômeno Bleve é necessário que alguns fatores se alinhem, tais como: • O material combustível é um líquido ou gás liquefeito, pode ser inflamável ou não. • O local de armazenamento desse material é confinado, como tanques, tambor, cilindro, etc. • A temperatura do material combustível é maior do que sua temperatura de ebulição, considerando a pressão atmosférica. • Há possibilidade de falha estrutural do recipiente por fogo nas imediações, fissura ou falha na válvula de segurança, impacto, entre outros. Os incêndios e explosões podem ferir ou matar bombeiros de diversas maneiras. Uma explosão do tipo backdraft pode atingir um bombeiro e lançá-lo para longe, pedaços de metal e vidro projetados pela mesma explosão podem ferir gravemente até bombeiros que estejam longe da área sinistrada, o calor desprendido de um incêndio de progresso rápido (flashover, backdraft ou similar) pode causar sérias queimaduras e as ondas de choque da explosão podem destruir portas, janelas, divisórias e até colapsar paredes e tetos esmagando bombeiros posicionados próximos. O bombeiro do século XXI precisa agora focar sua atenção na avaliação de riscos e na identificação das melhores opções táticas para assegurar-se de que toda a aproximação e combate 43 sejam realizados corretamente pela combinação segura de técnicas de acesso e supressão do fogo. Entretanto, antes de avaliar o risco e de selecionar a melhor opção tática a seguir é essencial que o bombeiro aprenda sobre o comportamento do fogo, de modo que as implicações operacionais das várias táticas e técnicas utilizadas sejamcompreendidas inteiramente. TÉCNICAS DE PREVENÇÃO DE INCÊNDIOS Atualmente várias técnicas podem ser empregadas na prevenção de incêndio, sendo as mais comuns: • Mecanismos de detecção e acionamento de alarmes de incêndio para prontas respostas. • Prevenir o surgimento de princípios de incêndio. • Dificultar a propagação de incêndio. • Combater o incêndio ainda na fase inicial. • Proteção contraincêndio em instalação do PAA. • Observar os requisitos normativos na instalação de sistema de gás. • Proteção contra descargas elétricas atmosféricas. • Instalação de mecanismos de detecção e acionamento de alarmes de incêndio. • Supressão de vapores inflamáveis com agente extintor adequado (espuma com filme aquoso). • Dificultar propagação de incêndio. O fogo, quando utilizado de forma controlada, facilita muito a nossa vida, pois sem ele e sem a inteligência do homem, provavelmente, não teríamos chegado ao nível de desenvolvimento tecnológico dos dias atuais. Mas, esse mesmo fogo, que ajuda a construir, pode, também, ser um elemento causador de destruição, extinguindo tudo por onde passa. Para evitarmos a destruição causada pelo fogo descontrolado, devemos conhecer as técnicas de prevenção, ou seja, as maneiras ou formas que temos para evitar que o fogo aconteça. Como passo primordial para a prevenção do princípio de incêndio (foco deste estudo), é importante que apreendamos alguns conhecimentos básicos para evitar o fogo, são eles: • Conhecer as características do fogo. • Conhecer as propriedades de risco dos materiais que temos na empresa. • Conhecer as principais fontes causadoras de incêndio. 44 Contudo, mesmo tomando todas as medidas necessárias para prevenirmos o fogo, ainda assim corre- se o risco de que algum imprevisto dê início a um incêndio. Nessa hora, devemos estar preparados para realizar o combate ao fogo. Para que se possa realizar um combate eficiente ao princípio de incêndio e evitar que o fogo tome proporções catastróficas, faz-se necessário: • Saber determinar com rapidez e eficiência as características do incêndio em questão, ou seja, a sua classe. • Conhecer os tipos de agentes extintores mais eficientes no combate para a classe de fogo em questão. • Saber manusear os equipamentos portáteis de combate a incêndio. Necessitamos conhecer tudo sobre as técnicas de prevenção e de combate ao fogo para que ele seja utilizado de forma segura, como um elemento que auxilie no desenvolvimento de novas tecnologias, contribuindo para melhorar a vida de todos nós, e não como um causador de destruição. Importante ✓ Os primeiros instantes de um incêndiosão os mais possíveis de obter-se sucesso na extinção; O extintor de incêndio portátil é eficaz apenas para eliminação de princípios de incêndio; ✓ O foco de incêndio, uma vez extinto, deve ser monitorado, pois existe o perigo de reignição do fogo; ✓ A retirada das pessoas (evacuação do prédio) deve ser feita em ordem, por rotas de fuga pré- determinadas. Capítulo 9 - EFEITOS FISIOLÓGICOS RELACIONADOS À EXPOSIÇÃO AO CALOR O calor é a causa direta da queima e de outras formas de danos pessoais. Danos causados pelo calor incluem desidratação, insolação, fadiga e danos para o aparelho respiratório, além de queimaduras, que nos casos mais graves (1º, 2º e 3º graus) podem levar até ao óbito. O calor é uma forma de energia que produz efeitos físicos e químicos nos corpos e efeitos fisiológicos nos seres vivos. Em consequência do aumento de intensidade do calor, os corpos apresentarão sucessivas modificações, inicialmente físicas e depois químicas. 45 Assim, por exemplo, ao aquecermos um pedaço de ferro, este, inicialmente, aumenta sua temperatura e, a seguir, o seu volume. Mantido o processo de aquecimento, o ferro muda de cor, perde a forma, até atingir o seu ponto de fusão, quando se transforma de sólido em líquido. Sendo ainda aquecido, gaseifica-se e queima em contato com o oxigênio, transformando-se em outra substância. ➢ Lesões por inalação de fumaça Os pulmões e as vias aéreas são mais vulneráveis a lesões decorrentes de incêndio que outras áreas do corpo, em virtude de os sinistros, sejam ao ar livre ou confinados, apresentarem atmosfera potencialmente tóxica. Existem quatro mecanismos de lesão inalatória associada a incêndio: - Deficiência de oxigênio; - Temperatura elevada; - Partículas encontradas na fumaça; e - Gases tóxicos associados ao incêndio. ➢ Estresse ou fadiga pelo calor O grau de conforto humano em um ambiente depende da umidade, temperatura e velocidade do ar. Em condições de temperatura alta, como o caso de incêndios, o ser humano tende a diminuir os seus movimentos, mesmo que inconscientemente. A capacidade muscular se reduz, o rendimento diminui e a atividade mental se altera, podendo haver perturbação da sua coordenação. A frequência de erros e acidentes tende a aumentar, pois o nível de vigilância diminui, principalmente, a partir de uma temperatura ambiente de 30oC. Incêndios urbanos podem atingir 1000 o 46 C no nível do teto. Se for associada alta temperatura ambiente com esforço intenso, condições comuns em incêndios estruturais, o tempo será fator determinante para a eficiência dos bombeiros no combate. ➢ Exaustão pelo calor A exaustão pelo calor também é chamada de prostração ou colapso pelo calor e ocorre quando o corpo perde muita água e eletrólitos pela transpiração, podendo evoluir para um quadro de choque diminuição do sangue circulante. A transpiração é um efetivo mecanismo de refrigeração corporal, devido à evaporação do suor pelo corpo. Pessoas cobertas por roupas espessas, como as de combate a incêndio, transpiram abundantemente. Indivíduos que desenvolvem a exaustão pelo calor podem ser acometidos por choque hipovolêmico moderado. O choque hipovolêmico ocorre quando há uma falha do sistema circulatório em fornecer sangue suficiente para todas as partes vitais do corpo. Com o calor, o organismo perde água pelo mecanismo da sudorese. Há a dilatação dos vasos sanguíneos mais próximos da superfície da pele, para dissipar o calor adicional. A frequência dos batimentos cardíacos é aumentada para suprir essa necessidade ocasionando a contração de alguns músculos e do sistema digestivo. Essa reação de contração muscular é para manter o fluxo sanguíneo para o cérebro, coração e pulmão que são extremamente sensíveis à falta de oxigênio. Os sinais e sintomas da exaustão pelo calor incluem severas câimbras, usualmente no abdômen e nas pernas. Os demais sintomas são semelhantes aos da diminuição do sangue circulante: • Pele fria e pegajosa; • Face acinzentada; • Sensação de fraqueza, tontura e languidez; • Náuseas ou dores de cabeça; ➢ Queimaduras Entende-se por queimadura a ação direta ou indireta do calor sobre a pele do organismo humano. As queimaduras configuram importante causa de mortalidade, pois tornam o organismo mais vulnerável a infecções que podem ocasionar maiores danos, como febre, complicações neurológicas e oftalmológicas. As queimaduras podem ocorrer: 47 • Pela ação direta das chamas; • Pelo contato com fumaça e gases quentes – decorrentes das características (móvel e quente) da fumaça e dos gases provenientes do ambiente incendiado; • Pelo contato com líquidos ou vapores quentes; • Pelo contato com superfícies aquecidas; • Em decorrência de choques elétricos. 48 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFIAS BRASI, ANAC. Resolução nº 279, de 31/07/2013, estabelece critérios regulatórios quanto à implantação, operação e manutenção do Serviço, Salvamento e Combate a Incêndio em Aeródromos Civis (SESCINC), alterada pelas Resolução ANAC nº 517 de 14/05/2019. BASE AÉREA DE SÃO PAULO – Companhia Contraincêndio. Manual de Fundamentos dos Bombeiros da BASP, 1999.BRASIL. Norma Brasileira - ABNT NBR 14.276. Brigada de Incêndio - Requisitos. 2006. Disponível em: Acesso em: fev. 2019. BRASIL. Norma Regulamentadora - NR 23 - Proteção Contra Incêndios. 2011. CPNSP. Proteção e combate a incêndios. Ed. Fundação COGE. Rio de Janeiro, 2005. ESCOLA DE ESPECIALISTAS DE AERONÁUTICA. Apostila Teoria contra incêndio Módulo II. Guaratinguetá, 2000. ESCOLA NACIONAL DE BOMBEIROS - Manual de Formação Inicial do Bombeiro. Fenomenologia da combustão e extintores. Sintra. 2006. POLÍCIA MILITAR DO ESTADO DE MINAS GERAIS. Corpo de Bombeiros. Manual de atividades de bombeiros. Minas Gerais, [19--]. SEITO, Alexandre Itiu, et. Al (Coord.). A Segurança contra incêndio no Brasil. São Paulo: Projeto Editora, 2008.