Monografia - CEPED UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina

Transcrição

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE ESTUDOS E PESQUISAS SOBRE DESASTRES
ESPECIALIZAÇÃO EM PLANEJAMENTO E GESTÃO EM DEFESA CIVIL
ESTUDO SOBRE
INCÊNDIOS DE PROGRESSO RÁPIDO
MARCOS DE OLIVEIRA
Ten Cel BM
FLORIANÓPOLIS – SC - NOVEMBRO – 2005
ESTUDO SOBRE
Monografia
apresentada
ao
Centro
Universitário de Estudos e Pesquisas sobre
Desastres da Universidade Federal de Santa
Catarina como requisito para obtenção do
Grau de Especialista em Planejamento e
Gestão em Defesa Civil.
ORIENTADORA:
Professora Dra. POLIANA DIAS DE MORAES
MARCOS DE OLIVEIRA
FLORIANÓPOLIS – SC - NOVEMBRO - 2005
A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova a monografia:
ESTUDO SOBRE
MARCOS DE OLIVEIRA
Como requisito final para obtenção do Grau de Especialista em Planejamento e
Gestão em Defesa Civil.
Comissão Examinadora:
POLIANA DIAS DE MORAES
FLAVIA REGINA RAMOS
ANTÔNIO EDÉSIO JUNGLES
Nota final: _________
FLORIANÓPOLIS - NOVEMBRO - 2005
DEDICATÓRIA
À Marisol Jaine Purey de Oliveira, companheira e apoio solidário em todos os
momentos de minha vida conjunta, registro minha carinhosa homenagem e
reconhecimento pelas contribuições do contínuo e fecundo diálogo que tanto
ampliou minha sensibilidade ao humano e ao profissional.
Mais que uma justa homenagem, este trabalho de conclusão de curso
representa também o resultado de sua presença.
AGRADECIMENTOS
A Deus, por ter-me permitido chegar aos dias de hoje.
A meus pais, Walmor (in memorian) e Paula, sem os quais tudo perderia sua
significação.
À Marisol, minha mulher, e aos meus filhos, Isabella e João Gabriel, por toda
compreensão, apoio e pela continuada paciência em repartir o tempo de convivência
do marido e pai, com minhas obrigações como aluno e como Comandante de um
Batalhão de Bombeiro Militar.
Ao Centro Universitário de Estudos e Pesquisas sobre Desastres da
Universidade Federal de Santa Catarina, aos mestres, aos companheiros de curso e
a todos os colaboradores por terem iluminado os caminhos para a concretização
deste importante Curso de Especialização em Planejamento e Gestão em Defesa
Civil.
Ao Comando Geral do Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina pela
confiança e pelo incondicional apoio recebido, sem o qual, todo esse trabalho de
pesquisa não teria sido possível.
Ao Professor Dr. Antônio Edésio Jungles, Chefe do Departamento de
Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina e Coordenador do
Curso e a Professora Dra. Poliana Dias de Moraes, minha orientadora, pelo
fornecimento do valioso material de pesquisa utilizado na elaboração desta
monografia, pelas inúmeras lições de saber e, pelas constantes orientações que me
permitiram as ferramentas para a conclusão desta tarefa.
“Vulgar é o ler, raro o refletir. O saber não
está na ciência alheia, que se absorve, mas,
principalmente, nas idéias próprias, que se geram
dos
conhecimentos
absorvidos,
mediante
a
transmutação, por que passam no espírito que os
assimila. Um sabedor não é armário de sabedoria
armazenada, mas um transformador reflexivo de
aquisições digeridas.”
Rui Barbosa de Oliveira
Oração aos Moços (1920)
LISTA DE ANEXOS
Anexo I - Representação do desenvolvimento de um backdraft
. . . . . . . . . . . 73
Anexo II – Fotografia de um backdraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
GLOSSÁRIO DE SIGLAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
BSI – British Standards Institution
Instituição Britânica de Padrões
BM – Bombeiro Militar
BBMM – Bombeiros Militares
CBMSC – Corpo de Bombeiro Militar de Santa Catarina
CIPA – Comissão Interna de Prevenção de Acidentes
CEPED – Centro Universitário de Estudos e Pesquisas sobre Desastres
EPI – Equipamento de Proteção Individual
FRS – Fire Research Station
Estação de Pesquisa de Incêndio
IFE – Institution of Fire Engineers
Instituição de Engenheiros de Incêndio
IFSTA – International Fire Service Training Association
Associação Internacional de Treinamento de Serviços de Bombeiro
IE – Ignição Explosiva
IGI – Ignição dos Gases do Incêndio
IPR – Incêndio de Progresso Rápido
ISG – Ignição Súbita Generalizada
ISO – International Standards Organisation
Organização Internacional de Padrões
LIE – Limite Inferior de Explosividade
LSE – Limite Superior de Explosividade
NBR – Norma Brasileira de Regulamentação
NFPA – National Fire Protection Association
Associação Nacional de Proteção Contra Incêndio dos EUA
NIOSH – National institute Of Occupational Safety and Healty
Instituto Nacional de Saúde e Segurança Ocupacional dos EUA
OBM – Organização de Bombeiro Militar
PN – Plano Neutro
UFSC – Universidade Federal de Santa Catarina
ZPP – Zona de Pressão Positiva
ZPP – Zona de Pressão Negativa
RESUMO
Esta monografia é direcionada ao estudo da dinâmica do fogo, mais
especificamente ao incêndio de progresso rápido.
Através de uma pesquisa bibliográfica e da análise de dados estatísticos,
foram relacionadas as principais dificuldades da atividade de extinção de incêndios
em compartimento, dentre as quais, destacamos as deficiências de treinamento, a
falta de condutas operacionais padronizadas, a dificuldade de acesso a pesquisas
atualizadas sobre o assunto e, uma maior cooperação entre os diversos organismos
de resposta e os centros universitários para o estudo aprofundado desse tipo de
atividade.
Ao final do trabalho, apresentaremos além de uma série de sugestões para
minimizar esses problemas, uma sugestão de terminologias em português para
classificar os incêndios de progresso rápido e seus diversos fenômenos associados.
PALAVRAS CHAVES: incêndio, dinâmica do fogo, incêndio de progresso rápido,
ignição súbita generalizada, ignição explosiva, ignição dos gases do incêndio.
ABSTRACT
This monograph is directed to the fire dynamics, more specifically the rapid fire
progress.
By means of researches and the analysis of statistical facts, were related the
main difficulties of the activity of extinction of compartment fires. We detach the
deficiencies of training, the absence of operational conducts standardized, the
difficulty of access to new researches and a bigger cooperation between the diverse
agencies and the university centers for the study of activity.
To the end of the work, we will present a series of suggestions for minimize
those problems, a suggestion of terminology in portuguese for classify the rapid fires
progress and his diverse phenomena associated.
WORDS KEYS: fire, fire dymamics, rapid fire progress, flashover, backdraft, fire gas
ignition.
SUMÁRIO
DEDICATÓRIA
AGRADECIMENTOS
SIGNIFICADO DAS SIGLAS UTILIZADAS
RESUMO
1. INTRODUÇÃO
........ .................................
01
1.2 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
03
1.2.1 Objetivo geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
03
1.2.2 Objetivos específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
03
2. A PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO
04
.......... ..............
2.1 A evolução dos serviços de proteção contra incêndios
2.2 O poder destrutivo do fogo
..... ....
04
...............................
06
2.3 Aspectos legais da competência dos Corpos de Bombeiros
.....
07
......................
10
......... ..............
10
...........................
14
3. O RISCO DA LUTA CONTRA O FOGO
3.1 Os perigos potenciais dos incêndios
3.2 Entendendo a dinâmica do fogo
3.2.1 Considerações sobre o agente oxidante (oxigênio)
3.2.2 Considerações sobre o combustível
3.2.3 Considerações sobre o calor
...........
16
........ ..............
17
.......... ... ..............
18
3.2.4 Considerações sobre a reação química em cadeia
...........
19
.................
20
3.4 Inflamabilidade dos gases do incêndio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
3.4.1 Limites de inflamabilidade
21
3.3 Chamas de difusão e chamas de pré-mistura
...............................
3.4.2 Limite Inferior de Inflamabilidade ou Explosividade
............
21
.. ........
22
3.4.4 Faixas ou Limites de Inflamabilidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
3.5 Transferência do calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
3.5.1 Condução
24
3.4.3 Limite Superior de Inflamabilidade ou Explosividade
.. ........................................
3.5.2 Convecção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
3.5.3 Irradiação
24
................................. ........
3.6 O desenvolvimento do fogo (fases do incêndio) . . . . . . . . . . . . . . . .
25
3.6.1 Fase da ignição
......................................
26
3.6.2 Fase do crescimento do fogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
3.6.3 Fase da ignição súbita generalizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
3.6.4 Fase do desenvolvimento completo
28
3.6.5 Fase da diminuição
.....................
.................. ................
3.7 Fatores que afetam o desenvolvimento do fogo
3.8 Balanço térmico
29
.............
30
......................................
31
3.9 Modelo cúbico da propagação do fogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32
3.10. Valores característicos de temperatura
32
...................
4. INCÊNDIOS DE PROGRESSO RÁPIDO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
4.1 Novas terminologias
...................................
34
4.1.1 Ignição súbita generalizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37
4.1.2 Ignição explosiva
39
............................... .....
4.1.3 Ignição dos gases do incêndio
...........................
42
4.2 As principais diferenças entre os fenômenos causadores de IPR . . .
44
4.3 Como identificar os sinais de um incêndio de progresso rápido (IPR) .
47
4.4 Os novos paradigmas do combate a incêndio
48
4.5 Aprendendo a ler o fogo
.................
..................... ............
4.5.1 Sinais relacionados com a observação da fumaça
............
55
55
4.5.2 Sinais relacionados com as correntes gravitacionais ou fluxos de ar .
56
4.5.3 Sinais relacionados com a observação do calor
57
...............
4.5.4 Sinais relacionados com a observação das chamas
4.6 Considerações sobre ventilação tática
.... .....
.............. ........
4.6.1 Considerações sobre a ventilação pela vida
4.6.2 Considerações sobre a ventilação pelo fogo
.... .............
.... ..............
4.6.3 Considerações sobre a ventilação pela segurança
58
59
60
61
.... .........
62
.... ..................
62
.... .............................
64
6. REFERÊNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
70
4.6.4 Ventilação por Pressão Positiva (VPP)
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Efeitos fisiológicos da redução do oxigênio (hipóxia) . . . . . . .
05
Tabela 2: Atmosferas tóxicas associadas ao incêndio . . . . . . . . . . . . . .
11
Tabela 3: Efeitos tóxicos do monóxido de carbono (CO) . . . . . . . . . . . .
12
Tabela 4: Faixas ou Limites de Inflamabilidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
Tabela 5: Taxas de liberação de calor da NFPA . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
Tabela 6: Efeitos destrutivos causados pelas ondas de pressão . . . . . .
47
1. INTRODUÇÃO
O presente trabalho de monografia se propõe analisar os perigos dos
incêndios estruturais em recintos fechados (incêndios em compartimento) e as
diferentes ações táticas empreendidas por bombeiros para avaliar e gerenciar essas
situações emergências.
Segundo Drysdale (1998, pág. 291), “o termo incêndio em compartimento é
usado para descrever um incêndio que seja confinado dentro de uma sala ou
cômodo similar dentro de um edifício”.
No Brasil, muito pouco tem sido pesquisado sobre tal fenômeno e este
conhecimento certamente ajudará os bombeiros a melhor identificar riscos potenciais
e a melhor forma de identificar e extinguir esses incêndios com segurança e eficácia.
Sabe-se que é difícil prever com exatidão quando irá ocorrer um incêndio e,
uma vez iniciado qual será o seu alcance, no entanto, através do conhecimento
científico da dinâmica do fogo, pode-se determinar os métodos mais adequados
para controlar os perigos dos incêndios e explosões.
É oportuno lembrar Shan Raffel, Diretor do Departamento de Operações do
Departamento
de
Bombeiros
de
Queensland,
(http://www.uq.net.au/~zzsraffe/papers/reading_the_fire.htm),
da
quando
Austrália
o
autor
ressalta que todos os incêndios fornecem uma série de sinais que podem ajudar os
bombeiros a determinar em que momento do seu desenvolvimento eles se
encontram.
Essa habilidade para interpretar estes sinais é essencial para assegurar uma
correta extinção e um trabalho seguro e ainda, evitar a tomada de decisões
baseadas na sorte ou na suposição de que algo irá acontecer.
A escolha deste tema também está relacionada com minha qualificação
pessoal, tendo em vista que, nos últimos vinte anos, venho desenvolvendo minhas
atividades profissionais em Organizações de Bombeiro Militar sempre ligado a área
de desastres e emergências.
Este trabalho pretende também iniciar uma aproximação do Corpo de
Bombeiros Militar de Santa Catarina (CBMSC) com a Universidade Federal de Santa
Catarina (UFSC), de forma a ampliar as experiências e testes estruturais no campo
da Engenharia de Incêndio (Fire Engineering) que é o termo que agora substitui a
antiga expressão engenharia de segurança de incêndio (Fire Safety Engineering).
2
O combate a incêndios estruturais devido à sua complexidade e
conseqüências, requer especial atenção por parte dos serviços de bombeiro em todo
o mundo, portanto, faz-se necessária a realização de uma pesquisa para identificar a
relação dos bombeiros combatentes com a atividade, bem como, as melhores
formas de combater os incêndios em compartimento com segurança, a partir do
estudo do comportamento dos materiais combustíveis, a teoria do desenvolvimento
do fogo em ambientes fechados e os fenômenos dos incêndios de propagação
rápida.
O desenvolvimento da presente monografia caracteriza-se pela pesquisa
descritiva de natureza exploratória. A pesquisa é utilizada para analisar e explicar os
problemas representados pelos incêndios de progresso rápido e sua influência na
segurança dos bombeiros combatentes durante a atividade de combate e extinção
de incêndios em compartimentos.
O presente trabalho é estruturado em cinco capítulos. A descrição de cada
um dos capítulos é a seguinte:
No primeiro capítulo, apresenta-se a parte introdutória, caracterizando e
justificando o tema, expondo os objetivos da monografia e apresentando as
informações relativas aos procedimentos metodológicos empregados.
No segundo capítulo é apresentado o referencial teórico da evolução dos
serviços de proteção contra incêndios, considerações sobre o poder destruidor dos
incêndios e alguns aspectos legais relativos à competência do Corpo de Bombeiros
Militar de Santa Catarina (CBMSC).
O terceiro capítulo contém informações sobre os perigos potenciais dos
incêndios estruturais e considerações sobre a dinâmica do fogo (ciência do fogo e
combustão).
O quarto capítulo aborda o estudo sistemático dos incêndios de progresso
rápido, suas terminologias científicas, formas de reconhecimento dos perigos e
considerações sobre ações táticas para o enfrentamento desses riscos potenciais.
Finalizando, o quinto e último capítulo apresenta as considerações finais
referentes ao presente estudo, nas quais evidenciam-se as formas mais seguras e
eficientes de se conduzir os trabalhos de combate a incêndios em compartimento, a
partir do conhecimento da dinâmica do fogo e dos sinais de advertência dos
incêndios de progresso rápido.
3
1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo geral
Através do presente trabalho de monografia pretende-se estudar a dinâmica
do fogo em incêndios em compartimento e os perigos dos incêndios de progresso
rápido, também chamados de incêndios de desenvolvimento rápido, verificando os
fatores que poderão contribuir para a melhoria da segurança dos bombeiros
combatentes durante as operações de combate e extinção de incêndios estruturais e
um
melhor
entendimento
dos
fenômenos
associados
aos
incêndios
de
desenvolvimento rápido.
1.2.2 Objetivos específicos
Realizar uma revisão bibliográfica dos conceitos básicos da ciência do fogo e
combustão, bem como, da teoria do desenvolvimento do fogo em recintos fechados,
objetivando indicar as melhores opções táticas para o enfrentamento desses
incêndios e seus perigos associados.
Propor alternativas para padronizar, ampliar e fundamentar a prática
profissional do combate a incêndios estruturais no CBMSC.
Estabelecer uma conceituação, bem como a tradução de termos relacionados
com os incêndios de progresso rápido para uso em português, no CBMSC.
4
2. A PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO
2.1 A evolução dos serviços de proteção contra incêndios
Não há uma posição única em relação à evolução dos serviços de proteção
contra incêndios, no entanto, a maioria dos autores acredita que esses serviços
surgiram como quase tudo o que o homem criou, por necessidade.
O fogo sempre foi uma séria ameaça à humanidade. Quando os homens
ainda eram nômades, podiam fugir dos incêndios e não precisavam enfrentá-los. A
partir do momento em que o homem se sedendarizou, ele acabou obrigado a
proteger-se do fogo sempre que ele ameaçava sua vida ou seu patrimônio.
Certamente a preocupação com incêndios é tão antiga como a própria vida
social, nas diferentes culturas do mundo, e certamente, a evolução dos serviços de
bombeiros está diretamente ligada com as grandes tragédias vividas pela
humanidade ao longo dos últimos séculos. Foi a partir dessas grandes tragédias,
que surgiu a necessidade de se criar um serviço para fazer frente a esse tipo de
sinistro. Assim nasceram as primeiras corporações de bombeiros.
Atualmente, a extinção de incêndios realizada pelos Corpos de Bombeiros é
de vital importância, mas em qualquer situação, deve ser entendida como um último
recurso. Os passos lógicos que devem preceder a atuação dos serviços públicos de
proteção contra incêndios são, por ordem, a educação preventiva das comunidades,
a prevenção dos incêndios baseada na adoção de códigos e leis de proteção contra
sinistros, a detecção e a extinção automática dos incêndios e, a instalação de
barreiras contra a propagação do fogo (Cote e Bugbee, 1988).
Como é fato conhecido, os objetivos primordiais da segurança contra incêndio
são minimizar o risco à vida humana e reduzir as perdas patrimoniais (Vargas e
Silva, 2003). Nesse contexto, entende-se como risco à vida, a exposição aos
produtos da combustão (os gases da combustão, as chamas propriamente ditas, o
calor irradiado e as fumaças visíveis) por parte dos usuários da edificação sinistrada
ou o eventual desabamento de elementos construtivos sobre esses mesmos ou
ainda sobre os integrantes das equipes de combate ao fogo e resgate.
Entenda-se como perda patrimonial, a destruição parcial ou total de uma
edificação, dos seus estoques, dos documentos, dos equipamentos ou dos
acabamentos da edificação sinistrado ou das demais que porventura estejam
próximos.
5
Contrariamente a opinião popular, o maior risco à vida devido aos incêndios,
não se constitui nem das chamas, nem do calor, mas da inalação de fumaça e dos
gases aquecidos e tóxicos, assim como também pela deficiência de oxigênio (Cote e
Bugbee, 1988).
Segundo Vargas e Silva (2003, p.76):
“Sabe-se que a segurança absoluta, em qualquer situação de nossas vidas, é
uma condição inviável de ser alcançada, pois a segurança é proporcional ao
custo para obtê-la. Assim, não se deve procurar a segurança absoluta, mas
sim a melhor solução possível, levando em conta a segurança e o seu custo”.
Segundo as informações contidas no manual “Fundamentos da luta contra o
fogo”, da IFSTA (2002, p.93), os efeitos fisiológicos da redução do oxigênio (hipóxia)
produzem os seguintes sinais e sintomas no homem: aumento do ritmo respiratório,
falta de coordenação, dor de cabeça (cefaléia), fadiga, enjôo, inconsciência e até
morte em poucos minutos por falha respiratória e insuficiência cardíaca.
Tabela 1: Efeitos fisiológicos da redução do oxigênio (hipóxia)
Oxigênio no ar (porcentagem)
Sinais e sintomas no homem
21 %
Nenhum, condições normais
17 %
Aumento do ritmo respiratório e algum dano
muscular em relação a coordenação
12 %
Dor de cabeça (cefaléia), fadiga e enjôo
9%
Inconsciência
6%
Morte em poucos minutos por falha
respiratória e insuficiência cardíaca
Fonte: Tabela 4.1 do Manual de fundamentos da luta contra o fogo, IFSTA, 2002, p.93.
Observação: Estes dados não são absolutos já que tem-se que levar em conta as diferenças do
ritmo respiratório de cada pessoa e os tempos de exposição. Estes sinais e sintomas se
produzem unicamente pela redução do oxigênio. Se a atmosfera está contaminada com gases
tóxicos, poderão surgir outros problemas.
6
2.2 O poder destrutivo do fogo
Desde os tempos pré-históricos, o fogo tem sido considerado uma força tanto
benéfica como destruidora. A utilização do fogo pela raça humana seguiu
provavelmente quatro etapas. Em primeiro lugar, o homem apenas conheceu o fogo
a partir de recursos naturais, como por exemplo, num incêndio em uma floresta
resultante de uma descarga atmosférica. Em segundo lugar, o homem obteve o fogo
a partir destas fontes naturais e o utilizou para iluminar, se aquecer e se proteger de
animais. Posteriormente, o homem aprendeu a criar o fogo por si mesmo e, por
último, foi capaz de controlá-lo fazendo sua vida mais agradável e confortável.
Devido à sua natureza benéfica, o fogo tem sido considerado em várias
culturas como um elemento sagrado. A maioria das mitologias trata da chegada do
fogo à humanidade. De qualquer modo, além de seu caráter benéfico, o fogo pode
ser tremendamente destruidor.
Uberto C. Grosby, vice-presidente da NFPA, descreveu estas duas facetas da
natureza do fogo, em uma conferência durante o 4º Congresso Anual da
Associação, realizado na cidade de Nova Iorque, em 1900.
“Es una cosa extraña este fuego del que pretendemos protegernos. Adorado
en la antigüedad como un Dios y cuidado celosamente por el hombre
primitivo. Un desconocido, inconsistente, una fuerza con dos facetas que
siempre há estado con el hombre: por una parte dándole confort y
beneficios, y por outra, modificando y destruyendo sus bienes, sin avisar. El
fuego calienta e ilumina nuestros hogares, hace funcionar nuestras fábricas y
da vida y energía a nuestra moderna civilización. Se nos presenta como un
amigo, como una bendición; pero mientras nos reparte ventajas y beneficios,
pretende destruir com persistencia y astucia, y mientras descansamos en una
seguridad económica, rompe las barreras con las que intentamos
protegernos, y como una avalancha poderosa arrasa nuestras casas, edificios,
pueblos y ciudades. Es al mismo tiempo amigo y enemigo; desde siempre el
hombre há trabajado para obtener sus beneficios y al mismo tiempo,
prevenir los siniestros que ocasiona.”
7
2.3 Aspectos legais da competência dos Corpos de Bombeiros
A Constituição da República Federativa do Brasil de 1988 reconheceu os
direitos à vida, à saúde, à segurança, à propriedade e a incolumidade das pessoas e
do patrimônio, como direitos constitucionais.
Aos Corpos de Bombeiros Militares, entidades públicas, organizadas com
base na hierarquia e disciplina, incumbidas da realização dos serviços de prevenção
de sinistros, de combate a incêndios e de busca e salvamento de pessoas e bens,
nos respectivos Estados e no Distrito Federal, coube a garantia desses direitos, pois,
a segurança da população é dever do Estado, direito e responsabilidade da
cidadania.
Convém ainda, verificarmos que os Corpos de Bombeiros Militares,
autônomos ou não (em alguns Estados os Corpos de Bombeiros Militares são parte
integrante das Polícias Militares), são órgãos da Administração Pública dos Estados
e do Distrito Federal. Eles integram, em outras palavras, o Poder Executivo,
sujeitando-se, como qualquer outro órgão da Administração Pública, às normas e
princípios jurídicos que regem as suas atividades, em especial aos princípios da
legalidade, impessoalidade, moralidade e publicidade (art. 37, caput, da Constituição
da República).
Como órgãos da Administração Pública, eles têm o correspondente Poder de
Polícia (poder instrumental conferido à Administração Pública para que ela possa
realizar os seus fins, na realização do bem comum) para que bem possam exercer a
atividade fim que a norma constitucional e a infraconstitucional lhes atribuíram.
A Constituição Federal, verdade seja dita, não atribuiu aos Corpos de
Bombeiros Militares competência bem definida a respeito de sua atividade fim, salvo
a de execução das atividades de defesa civil, pois, por força do art. 144, § 5º, as
demais são definidas em lei. No entanto, o óbvio, é ser da competência dessas
corporações, tradicionalmente, as atividades de prevenção e combate a incêndios,
além da busca e salvamento de pessoas e de bens.
No Estado de Santa Catarina, essas atividades estão previstas para o Corpo
de Bombeiros Militar na Lei nº. 6.217, de 10 de fevereiro de 1983, que dispõe sobre
a Organização Básica do Corpo de Bombeiro Militar, competindo-lhe realizar os
serviços de prevenção e de extinção de incêndios, simultaneamente com os de
proteção e salvamento de vidas e materiais no local do sinistro, bem como os de
busca e salvamento, prestando socorro em casos de afogamento, inundações,
8
desabamentos, acidentes em geral, catástrofes e calamidades públicas, como
consta no art. 2º, Capítulo II, da aludida lei barriga-verde, que, com certeza, está
recepcionada pelo art. 144, § 5º, da Constituição Federal, como também pelo art.
108 da Constituição Estadual Catarinense de 1989 (alterada pela Emenda
constitucional 033, de 17 de junho de 2003, publicada no DOE nº. 17.176) a qual
estabelece que o Corpo de Bombeiros Militar, órgão permanente, força auxiliar,
reserva do Exército, organizado com base na hierarquia e disciplina, subordinado ao
Governador do Estado, cabe, nos limites de sua competência, além de outras
atribuições estabelecidas em Lei:
I - realizar os serviços de prevenção de sinistros ou catástrofes, de
combate a incêndio e de busca e salvamento de pessoas e bens e o
atendimento pré-hospitalar;
II - estabelecer normas relativas à segurança das pessoas e de seus
bens contra incêndio, catástrofe ou produtos perigosos;
III - analisar, previamente, os projetos de segurança contra incêndio
em edificações, contra sinistros em áreas de risco e de
armazenagem, manipulação e transporte de produtos perigosos,
acompanhar
e
fiscalizar
sua
execução,
e
impor
sanções
administrativas estabelecidas em Lei;
IV - realizar perícias de incêndio e de áreas sinistradas no limite de
sua competência;
V - colaborar com os órgãos da defesa civil;
VI - exercer a polícia judiciária militar, nos termos de lei federal;
VII - estabelecer a prevenção balneária por salva-vidas; e
VIII - prevenir acidentes e incêndios na orla marítima e fluvial.
Com a instalação da primeira Seção de Bombeiros na cidade de Florianópolis,
a 26 de setembro de 1926, temos o marco histórico da fundação do Corpo de
Bombeiros Militar no Estado de Santa Catarina. Criada pela Lei nº. 1.288, de 16 de
setembro de 1919, a Seção foi instalada somente em 26 de setembro de 1926,
conforme ata de inauguração, documento que iniciou oficialmente a instituição.
Atualmente, o Corpo de Bombeiros Militar do Estado de Santa Catarina
entende que o seu negócio é: “Proteger a vida, o patrimônio e o meio ambiente” e
desenvolve suas ações com base na seguinte missão: “Prover e manter serviços
9
profissionais e humanitários que garantam a proteção da vida, do patrimônio e do
meio ambiente, visando proporcionar qualidade de vida à sociedade”. Os rumos da
organização Bombeiro Militar Catarinense baseiam-se na seguinte visão estratégica:
“Ser referência e modelo de excelência na prestação de serviços de bombeiro”.
10
3. O RISCO DA LUTA CONTRA O FOGO
3.1 Os perigos potenciais dos incêndios
O ambiente físico onde atuam os bombeiros combatentes possui uma série
de perigos potenciais relacionados com o incêndio e as altas temperaturas. A luta
contra o fogo envolve um trabalho árduo e riscos que podem incluir: o contato direto
com a chama, a exposição às temperaturas extremas, o calor radiante intenso, a
exposição ao vapor d’água super aquecido, a exposição a produtos químicos
perigosos, o choque elétrico, a exposição à luz UV e ao ozônio, e outros perigos
físicos.
Estes incêndios podem envolver uma variedade das substâncias e perigos, a
presença e a severidade dessas circunstâncias definirão a gravidade da
emergência.
Os tipos principais de ferimentos, segundo dados da NFPA (1991), são as
entorses, os ferimentos cortantes e as hemorragias. As mãos são as partes do corpo
que mais sofrem ferimentos.
De acordo com Cote e Bugbee (1988, pág. 55), “os principais produtos da
combustão são os gases da combustão, as chamas propriamente ditas, o calor
irradiado e as fumaças visíveis. Contrariamente a opinião popular, o maior risco à
vida devido aos incêndios, não se constitui nem das chamas, nem do calor, senão
da inalação de fumaça e gases aquecidos e tóxicos, assim como a deficiência de
oxigênio”.
A combustão dos materiais no ar quase sempre estará acompanhada de
chamas visíveis. O contato direto das chamas, assim como a irradiação direta do
calor das mesmas podem produzir graves queimaduras. Os danos produzidos pelas
queimaduras são dolorosos, duradouros, difíceis de tratar e muito penosos para os
pacientes.
Já o calor produzido pelos incêndios afeta diretamente as pessoas expostas
em função da distância e das temperaturas alcançadas e poderá produzir desde
pequenas queimaduras até a morte. A exposição ao ar aquecido aumenta o ritmo
cardíaco, provoca desidratação, esgotamento, bloqueio do trato respiratório e
queimaduras. Pessoas expostas a ambientes com excesso de calor podem morrer
se este ar quente entrar nos pulmões. Os bombeiros não devem entrar em
ambientes com atmosferas que excedam os 50 graus Celsius sem roupas de
proteção e conjuntos de proteção respiratória.
11
O máximo nível de calor suportável num incêndio (considerando uma
atmosfera seca durante um curto período de exposição) é estimado em 150ºC, mas
qualquer umidade no ar aumentará notadamente esse perigo e reduzirá
drasticamente o tempo de sobrevivência. O problema é que, de forma geral, o
ambiente de um incêndio é eminentemente úmido.
As fumaças são constituídas por partículas sólidas e líquidas transportadas
pelo ar e por gases desprendidos dos materiais que queimam. Combustíveis comuns
desprendem minúsculas partículas pretas de carbono chamadas de fuligem ou pó de
carvão que são visíveis na fumaça e se acomodam sob superfícies por deposição. A
fumaça, incluindo os gases venenosos invisíveis que a mesma contém, é a principal
causa de mortes em incêndios, sendo responsável por cerca de 50 a 75% das
mortes. A fumaça irrita os olhos e os pulmões e normalmente cria pânico (Cote e
Bugbee,1988,pág. 59).
Os gases tóxicos específicos liberados em um incêndio variam de acordo com
cinco fatores principais: a natureza do combustível, a taxa de calor, a taxa ou
velocidade de aquecimento, a temperatura dos gases desprendidos e as
concentrações de oxigênio.
A tabela abaixo inclui alguns dos gases que se encontram mais habitualmente
em incêndios estruturais. As concentrações de perigo imediato para a vida e para a
saúde (IDLH, em inglês) são indicadas em conformidade com o guia Pocket Guide to
Chemical Hazards da National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
Tabela 2: Atmosferas tóxicas associadas ao incêndio
Atmosferas tóxicas
Dióxido
Sensibilidade
de Incolor; inodoro
carbono (CO²)
Monóxido
de Incolor; inodoro
IDLH*
Causado por
40.000
Queima livre da Produto
ppm**
comsbustão
dos
completa
carboníferos
Combustão
Principal causa
incompleta
de
1.200 ppm
carbono (CO)
Reação
final
materiais
mortes
relacionadas
com incêndios
Cloreto
de Incolor
hidrogênio (HCl)
levemente
ou 50 ppm
Plásticos
Irrita os olhos e
queimando (por as
vias
12
amarelado;
odor
exemplo,
acre
Cianeto
de Incolor;
hidrogênio (HCN)
o respiratórias
PVC)
odor
de 50 ppm
amêndoas amargas
Incêndio em lã, Asfixia química,
nylon,
espuma dificulta
de poliuretano e respiração
papel
Dióxido
de Marrom; odor acre
20 ppm
nitrogênio (NO²)
Se
a
ao
nível celular
libera
em Irrita o nariz e a
silos e celeiros
garganta
*IDLH sigla em inglês para perigo imediato para a vida e para a saúde, qualquer atmosfera
que indique um perigo imediato à vida ou produza efeitos debilitantes imediatos ou
irreversíveis para a saúde.
**ppm, partes por milhão, percentagem do volume de contaminantes (partes) em comparação
com o volume dear (partes por milhão).
As concentrações de monóxido de carbono no ar acima de 0,05% (500 partes
por milhão - ppm) podem ser perigosas. Quando o nível alcança 1% ou mais, a
perda da consciência e a morte podem se produzir sem sinais fisiológicos de
advertência. Segundo as informações contidas no manual “Fundamentos da luta
contra o fogo”, da IFSTA (2002, p.95), os efeitos tóxicos do monóxido de carbono
podem produzir os seguintes sinais e sintomas no homem: dor de cabeça (cefaléia),
enjôo, desmaio, inconsciência e até a morte.
Tabela 3: Efeitos tóxicos do monóxido de carbono (CO)
Monóxido de
Monóxido de carbono
Sinais e sintomas
carbono (CO) (ppm)
(CO) no ar (porcentagem)
100
0,01
Sem sintomas, nem danos
200
0,02
Discreta dor de cabeça (cefaléia)
400
0,04
Dor de cabeça depois de 1 ou 2 horas
800
0,08
Dor de cabeça depois de 45 minutos,
enjôo, desmaio e inconsciência depois
13
de 2 horas
1.000
0,10
Perigoso, inconsciência depois de 1 hora
1.600
0,16
Dor de cabeça e enjôo depois de 5 a 10
minutos, inconsciência depois de 30
minutos
3.200
0,32
minutos, inconsciência depois de 30
minutos
6.400
0,64
minutos, inconsciência depois de 10 a
15 minutos
12.800
1,26
Inconsciência imediata, morte em 1 a 3
minutos
Segundo Grimwood (2003):
“O fenômeno denominado de flashover, em seu sentido genérico, é um
assassino significativo de bombeiros. Nos EUA, por exemplo, as estatísticas
da NFPA no período de 1985 e 1994 demonstraram que um total de 47
bombeiros combatentes perderam suas vidas devido ao flashover. De 87
bombeiros combatentes mortos nos EUA durante os anos 1990-1999 em
razão de operações em incêndios estruturais, as principais causas das lesões
que produziram o óbito estão:
1) perder-se dentro da estrutura sinistrada e ficar sem ar respirável = 29
mortes;
2) preso pelo progresso do fogo - backdraft ou flashover = 23 mortes;
3) preso em estruturas colapsadas = 18 mortes”.
Ainda tem-se poucos dados estatísticos confiáveis no Brasil, especialmente
em relação a incêndios, no entanto, segundo o editorial da Revista Incêndio, n.º 29,
do Grupo CIPA (http://www.cipanet.com.br), estima-se que aconteçam cerca de 60
mil ocorrências de incêndio estrutural por ano no Brasil, aproximadamente 500
mortos e mais de 1.500 feridos.
14
Somente no Reino Unido, morrem cerca de 800 pessoas por ano devido a
incêndios (Roy, 1997). Em termos reais, as perdas diretas (mortes de pessoas)
produzidas pelos incêndios podem não ter aumentado nas duas últimas décadas,
mas a ação do fogo tem aumentado outros custos associados, especialmente
aqueles ligados à perda de propriedades (Drysdale, 1998).
Cada vez que um prédio é incendiado são gastos milhões na sua
recuperação. As seguradoras se preocupam com o material, mas a vida e o meio
ambiente não têm a mesma importância.
Os Corpos de Bombeiros da maioria dos Estados não têm poder de polícia
para interditar ou atuar nas edificações irregulares. As prefeituras pouco ou nada
fazem para exigir dos proprietários e locatários edificações seguras contra incêndios
e assim acabam contribuindo para aumentar os sinistros e a irresponsabilidade dos
que não respeitam as leis.
3.2 Entendendo a dinâmica do fogo
Segundo a teoria básica do desenvolvimento do fogo, seu efetivo controle e
extinção requerem um entendimento da natureza físico/química do fogo e isso inclui
informações sobre fontes de calor, composição e características dos combustíveis e
as condições necessárias para a ocorrência da combustão ou fogo.
Fogo e combustão são termos freqüentemente usados como sinônimos.
Entretanto, tecnicamente, o fogo é uma forma de combustão (Carter, 1998).
Como um processo, o fogo pode assumir muitas formas, que envolvem
reações químicas entre substâncias combustíveis e o oxigênio do ar. O fogo quando
aproveitado corretamente fornece grandes benefícios que podem suprir nossas
necessidades industriais e domésticas, mas, quando descontrolado, pode causar
danos materiais e sofrimento humano (Drysdale, 1998).
Segundo Richard L. Tuve (1976, p.46), “o fogo é um processo (reação
química) de oxidação rápida, auto-sustentável, acompanhada pela produção de luz e
calor em intensidades variáveis.”
Nessa conceituação existem três elementos essenciais para o início
(ignição) de um fogo, ou seja, algo que queime (combustível), uma fonte de ignição
(calor ou energia térmica) e o oxigênio (comburente). A oxidação é uma reação
química onde um agente oxidante e um agente redutor, se combinam para formar
produtos menos reativos que os materiais de origem.
15
Na verdade, a combustão é um tipo particular de reação de oxidação onde o
oxigênio quase sempre é o agente oxidante e o combustível (aquele de queima) é o
agente redutor. Os agentes redutores (combustíveis) mais comuns são os materiais
que contém grande percentual de carbono e hidrogênio.
Afirmar que o processo de oxidação é auto-sustentável implica em dizer que
a reação de combustão continuará como se fosse uma reação em cadeia. A reação
deve continuar com suficiente rapidez para produzir suficiente energia, desprender
luz e calor e, continuar a desenvolver-se.
Essa combinação entre os termos rapidez e reação de oxidação autosustentável deu lugar a um quarto elemento que é a reação em cadeia. Este
conceito converteu o conhecido triângulo do fogo em tetraedro do fogo.
Segundo Oliveira, (2005, p.16):
“É importante registrar que durante muitos anos, o triângulo do fogo
(oxigênio, combustível e calor) foi utilizado para ensinar os componentes do
fogo. Ainda que este exemplo seja simples e útil para uso nas instruções,
tecnicamente não é totalmente correto, pois para que se produza uma
combustão, necessitam-se quatro elementos, portanto, para efeito didático, se
adota o tetraedro (figura de quatro faces) para exemplificar e explicar o
fenômeno da combustão, atribuindo-se, a cada uma das faces, um dos
elementos essenciais do fogo, a saber: o oxigênio (agente oxidante), o
combustível, o calor e a reação química em cadeia.”
Este novo conceito é extremamente importante para bombeiros e pessoas
que estudam a prevenção, extinção e investigação de incêndios. Em resumo,
podemos afirmar que a ignição requer três elementos, o combustível, o oxigênio e a
energia (calor). Da ignição à combustão auto-sustentável um quarto elemento é
requerido, a reação em cadeia. Além disso, o combustível deve estar em presença
de oxigênio, em uma concentração adequada e na temperatura de ignição.
Devemos considerar ainda que a combustão continuará existindo até que o
combustível se consuma, o agente oxidante diminua sua concentração para níveis
abaixo dos necessários à combustão, o combustível se esfrie para abaixo da
temperatura de ignição ou a reação em cadeia se interrompa. Na falta de qualquer
um dos quatro elementos, a combustão não se produz.
16
O termo, dinâmica do fogo (fire dynamics) foi aqui utilizado para descrever os
assuntos relacionados com o comportamento do fogo como disciplina da engenharia
de incêndio. No entanto, é comum encontrar também outras terminologias, tais como
química do fogo e ciência do fogo, especialmente quando se está trabalhando com
bombeiros profissionais e não engenheiros ou técnicos de segurança.
3.2.1 Considerações sobre o agente oxidante (oxigênio)
Os agentes oxidantes são aquelas substâncias que cedem oxigênio ou
outros gases oxidantes durante o curso de uma reação química. Os oxidantes não
são combustíveis em si, mas fazem com que se produza uma combustão quando
combinados com materiais combustíveis. O mais comum é que o oxigênio
desempenhe esse papel de agente oxidante, no entanto, apesar dele ser o oxidante
mais habitual, existem também outras substâncias que entram nessa categoria, ou
seja, os bromatos, os cloratos, os nitratos e nitritos, o ácido nítrico, os percloratos, os
permanganatos, os peróxidos, etc.
Sabe-se também que a atmosfera é composta por 21% de oxigênio, 78% de
nitrogênio e 1% de outros gases, por isso, em ambientes com a composição normal
do ar, a queima desenvolve-se com velocidade e de maneira completa e notam-se
chamas. Contudo, a combustão irá consumir o oxigênio do ar num processo
contínuo.
Quando a porcentagem do oxigênio do ar ambiente passar de 21% para a
faixa compreendida entre 16% e 8%, a queima tornar-se-á mais lenta, surgirão
brasas e não mais chamas. Quando o oxigênio contido no ar do ambiente atingir
concentrações menores de 8%, é muito provável, que a combustão deixe de existir.
Entretanto, as investigações mais recentes mostram que à medida que
aumenta a temperatura de um incêndio confinado, simultaneamente, menores
concentrações de oxigênio são exigidas para que siga existindo a combustão com
chama (fato normalmente observado em condições de temperatura de pós-flashover
– nas fases de desenvolvimento completo e diminuição do fogo – quando as
concentrações de oxigênio são muito baixas, mas a temperatura interna do ambiente
é muito alta).
Quando as concentrações de oxigênio ultrapassam os 21%, diz-se que a
atmosfera está enriquecida com oxigênio. Nessas condições, os materiais que
arderiam nos níveis normais de oxigênio (O2), queimam muito mais rapidamente e
17
podem igualmente se incendiar mais facilmente. Os bombeiros devem ficar atentos e
lembrar que muitos materiais que não queimam nos níveis normais de oxigênio
poderão queimar com rapidez em atmosferas enriquecidas com oxigênio. Um
desses materiais é o conhecido Nomex (material resistente ao fogo que é utilizado
na fabricação de roupas de aproximação e combate ao fogo para bombeiros) que
em ambientes normais não se inflama, no entanto, arde rapidamente em atmosferas
com concentrações de 31% de oxigênio. Essas situações podem ocorrer em
indústrias químicas, ambientes hospitalares e até, em domicílios particulares cujos
inquilinos utilizem equipamentos portáteis para oxigenioterapia.
3.2.2 Considerações sobre o combustível
O combustível é o material ou substância que se oxida ou arde no processo
da combustão. Cientificamente, o combustível de uma reação de combustão é
conhecido como agente redutor. A maioria dos combustíveis mais comuns contém
carbono junto com combinações de hidrogênio e oxigênio. Estes materiais
combustíveis podem ser divididos em materiais derivados de hidrocarbonetos (como
a gasolina, óleos e plásticos) e materiais derivados da celulose (como a madeira e o
papel). De forma simplificada, pode-se dizer que o combustível é toda a substância
capaz de queimar-se e alimentar a combustão, ou seja, é o elemento que serve de
campo de propagação ao fogo. Os combustíveis podem ser sólidos, líquidos ou
gasosos e, a grande maioria precisa passar pelo estado gasoso para, então,
combinar-se com o oxigênio. A velocidade da queima de um combustível depende
de sua capacidade de combinar-se com o oxigênio (estado físico do combustível)
sob a ação do calor e da sua fragmentação (área de contato com oxigênio). Os
combustíveis sólidos se transformam em gases combustíveis mediante a pirólise.
Segundo Grimwood (2003, p.123), “a pirólise é a decomposição química de uma
substância mediante a ação do calor.”
A decomposição química de polímeros naturais (madeira) ou sintéticos cria
uma atmosfera tóxica que contém vários produtos. Determinados sólidos
combustíveis, tais como o sódio, o potássio, o fósforo e o magnésio, podem mesmo
ser oxidados diretamente pelo oxigênio no ar sem a necessidade de pirólise.
Sabemos que os combustíveis sólidos têm forma e tamanho definidos. Esta
propriedade afeta significativamente o modo como estes combustíveis se
incendeiam. É muito importante levar em conta o coeficiente de superfície-massa
18
dos combustíveis, ou seja, a área de superfície do material combustível em
proporção a sua massa. Uns dos melhores exemplos de coeficiente de superfíciemassa é a madeira. Considere-se um pedaço bruto de um galho de árvore cortado.
A massa desse pedaço de madeira é bem alta, mas sua área de superfície é
relativamente pequena, por esse motivo o coeficiente de superfície-massa é baixo.
Se essa lenha bruta for cortada em chapas finas de madeira, ter-se-á uma redução
da massa das tábuas em relação ao galho bruto (primeiro pedaço de lenha), mas um
aumento na área de superfície, o que também aumentará o coeficiente de
superfície-massa. Se essas tábuas forem lixadas, o pó resultante terá um o
coeficiente de superfície-massa ainda maior que os exemplos anteriores. De tudo
isso, pode-se deduzir que à medida que o coeficiente aumenta, as partículas
combustíveis se apresentam menores e sua capacidade de ignição se incrementa
extraordinariamente. À medida que a área de superfície aumenta, expõe-se ao calor
mais material, o que gera mais gases inflamáveis em função da pirólise.
A posição do combustível sólido também afeta sua forma de queima, ou
seja, se uma determinada chapa de madeira está em posição vertical (de pé), a
exposição ao fogo será mais rápida do que se sua posição fosse na horizontal
(deitada).
No caso dos líquidos, os gases combustíveis são gerados a partir de um
processo chamado vaporização. A vaporização é a transformação de um líquido em
vapor, ou seja, a mudança do estado líquido para o estado gasoso. A taxa de
vaporização é determinada segundo o tipo de substância e a quantidade de energia
calorífica aplicada ou gasta. A vaporização de combustíveis líquidos geralmente
requer um gasto de energia bem menor do que a pirólise dos combustíveis sólidos.
3.2.3 Considerações sobre o calor
O calor é o componente energético do tetraedro do fogo. O calor é uma
forma de energia que eleva a temperatura e é gerado através da transformação de
outra energia, através de processos físicos ou químicos. O calor pode ser descrito
como uma condição da matéria em movimento, isto é, movimentação ou vibração
das moléculas que compõem a matéria. As moléculas estão constantemente em
movimento. Quando um corpo é aquecido, a velocidade das moléculas aumenta e o
calor também aumenta. O calor ou energia calorífica é gerado pela transformação de
outras formas de energia, a saber, energia química (a quantidade de calor gerado
19
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) ou
ainda, energia nuclear (o calor gerado pela fissão ou fusão de átomos).
3.2.4 Considerações sobre a reação química em cadeia
Como já foi visto anteriormente, a combinação entre os termos rapidez e reação
de oxidação auto-sustentável deu lugar a um quarto elemento essencial para o início
do fogo. Este conceito converteu o conhecido triângulo do fogo em tetraedro do
fogo. A função didática deste polígono de quatro faces é complementar o triângulo
do fogo com outro elemento de suma importância, a reação química em cadeia. Em
todo o processo de combustão há uma liberação de energia, representado por uma
série de reações entre os radicais livres (oxigênio - O, carbono - C, hidrogênio -H e
hidroxila
-
OH).
Estas
reações
em
cadeia, tanto
ramificadas
como
não
ramificadas, podem ser consideradas a vida do fogo e são representadas
materialmente
pela
chama
humano necessita de ar,
visível.
alimentos,
Da
mesma
forma
temperatura e sangue
que
circulante,
o
corpo
o
fogo
necessita de ar, combustíveis, fontes de calor e das reações em cadeia para poder
existir.
Sabe-se que a combustão é uma reação química que se processa
rapidamente e em cadeia e, que após a partida inicial é mantida pelo calor produzido
durante o processamento da reação. A cadeia de reações, formada durante a
combustão, propicia a formação de produtos intermediários instáveis, principalmente
radicais livres, prontos a se combinarem com outros elementos, dando origem a
novos radicais ou, finalmente, a corpos estáveis. Conseqüentemente, sempre ter-seá a presença de radicais livres em uma combustão.
De forma simples, o calor irradiado das chamas atinge o combustível e este
é decomposto em partículas menores e energia térmica. As partículas menores
combinam-se com o oxigênio e queimam, irradiando outra vez calor para o
combustível, formando um ciclo constante. Portanto, a reação em cadeia torna a
queima auto-sustentável.
A reação química em cadeia e a propagação relativamente rápida são os
fatores que distinguem o fogo das reações de oxidação mais lentas. As reações de
oxidação lentas não produzem calor suficientemente rápido para chegar a uma
20
ignição e nunca geram calor suficiente para uma reação em cadeia. Alguns
exemplos de oxidação lenta são a ferrugem em metais e o amarelado em papéis
velhos.
3.3 Chamas de difusão e chamas de pré-mistura
A aparência da chama produzida pela combustão de uma determinada
substância pode servir para que o bombeiro consiga informações sobre sua eficácia
(rendimento) do processo da combustão. A aparência das chamas pode ser dividida
em dois tipos principais: as chamas de difusão e as chamas de pré-mistura.
Segundo Blesa (2002, p.14-15):
“A principal característica da chama de difusão é que o combustível e o
oxigênio (ar) são inicialmente separados e a combustão ocorre na zona onde
os gases se misturam. Todos já vimos este tipo de chama muitas vezes, por
exemplo, quando acendemos uma vela. Já na chama pré-misturada, o
combustível gasoso e ar (oxigênio) são misturados antes da ignição. A
propagação da chama pré-misturada é uma explosão do tipo deflagração
(exemplo: explosão de fumaça ou ignição dos gases do incêndio).”
A maioria as chamas existentes num incêndio estrutural em compartimento
são chamas de difusão, cuja característica principal da chama é aquela onde o
combustível e o oxigênio presente no ar são inicialmente separados e a combustão
ocorre somente na zona onde os gases se misturam.
3.4 Inflamabilidade dos gases do incêndio
A análise da inflamabilidade dos gases provenientes da pirólise deve ser
considerada da mesma maneira que qualquer outro gás inflamável. No entanto,
existe um fator que os diferencia, pois enquanto os gases da pirólise estão
compostos por uma mistura de diferentes componentes (provenientes dos diversos
materiais combustíveis e das próprias condições do incêndio – percentuais de
oxigênio presentes no ambiente, temperatura, etc.), os demais são gases de
composição simples, ou seja, de um só componente (butano, propano, metano, etc.).
É essa característica que torna difícil se aplicar os mesmos critérios de
inflamabilidade de um gás simples aos gases provenientes de um incêndio. Assim,
torna-se difícil à tarefa de determinar com exatidão os limites de inflamabilidade
21
destes gases que são sempre influenciados pela temperatura do incêndio e as
concentrações de oxigênio, podendo inclusive não apresentar inflamabilidade se a
temperatura não estiver suficientemente elevada e o valor da mistura ideal
exageradamente alta.
3.4.1 Limites de inflamabilidade
Em uma mistura de gases, assim como aquelas que compõem os gases
aquecidos dos incêndios, existe uma série de moléculas diferentes entre si
submetidas a ação direta do calor. Este calor, como forma primária de energia,
transfere movimento a estas moléculas, além daquele que elas já possuem. Neste
estado, as moléculas de gás mais leve se movem com maior rapidez que as mais
pesadas, gerando uma série de choques entre elas, o que faz com que a energia
interna do gás aumente. À medida que esse calor aumenta, as moléculas
incrementam seu movimento aumentando paulatinamente o número de choques
entre elas e, por conseguinte, seu nível energético. O progresso desta situação nos
conduz a um estágio no qual a energia acumulada pelo gás é superior à energia que
mantém coesas as moléculas e estas acabam por se romper em função do efeito
dos choques repetidos, ou seja, elas se desintegram.
Se existe suficiente aporte de ar atmosférico com adequadas concentrações
de oxigênio, o combustível (agente redutor) ativado junto com o oxigênio (agente
oxidante) se inflamará. O aporte de oxigênio ao combustível (reação de oxidação) irá
gerar uma reação que desprenderá calor (reação exotérmica) graças à energia
(calor) aportada pelo mecanismo anteriormente descrito.
Pode-se dizer que a inflamabilidade de um gás é uma conseqüência
mecânica favorecida por uma fonte de energia que é o calor, mas podem existir
outras fontes de origem distintas como ondas de choque, ou ainda, a combinação de
ondas de choque e calor.
3.4.2 Limite Inferior de Inflamabilidade ou Explosividade
Com efeito, a simples desintegração das moléculas não é suficiente para que
a inflamação se produza. Faz-se necessário que o número de moléculas que se
desintegram sejam suficientes para que, junto com o oxigênio do ar atmosférico, se
inicie uma reação de combustão. O número mínimo de moléculas de combustível
necessárias para que se produza a ignição constitui a mínima concentração de
22
gases do incêndio necessárias para que este se inflame em uma reação química de
combustão com o oxigênio. O valor desta concentração com respeito ao volume total
dos gases em um determinado ambiente é denominado de limite inferior de
explosividade (LIE). Essa relação é expressa e medida em percentagem de volume
de combustível no ar.
Objetivando trazer esse conceito teórico para uma situação mais real
considerar-se-á um cômodo de uma residência, por exemplo uma cozinha. Se for
aberto o botão de um queimador de um fogão a gás e liberado o gás GLP e num
outro extremo da cozinha alguém acender um isqueiro, em princípio, não irá ocorrer
nenhum efeito sobre o gás disperso, no entanto, se for permitido que o gás continue
a ser liberado e a chama do isqueiro for mantida acesa, após um certo tempo se
produzirá a inflamação (explosão) do gás. Isso tudo ocorre porque se está falando
de GLP (gás liquefeito de petróleo = mistura de gás butano e propano) quando o
mesmo alcança concentrações de cerca de 2% de volume total está pronto para
iniciar a inflamação, ou seja, atinge o LIE. Abaixo disso, em condições normais, não
se obtém nenhuma inflamação.
3.4.3 Limite Superior de Inflamabilidade ou Explosividade
Seguindo com a experiência anterior, desta vez encher-se-á a cozinha com o
gás GLP e apagar-se-á a chama do isqueiro. Passado um certo tempo, quando for
acesa novamente a chama do isqueiro, curiosamente não se produzirá nenhum
efeito, pois se a concentração do gás estiver acima de 10% do volume total, a
quantidade de oxigênio presente no recinto não será suficiente para reagir com a
quantidade de gás presente. Essa excessiva concentração de gás sobre a qual não
é possível que exista combustão é chamada de limite superior de explosividade
(LSE).
3.4.4 Faixas ou Limites de Inflamabilidade
Entre os limites, inferior e superior de explosividade, existe uma gama de
concentrações de gás que quando combinadas com o oxigênio são inflamáveis.
Esses limites são chamados de faixas ou limites de inflamabilidade. Para cada gás
ou mistura de gases existe uma certa concentração que é exatamente a necessária
para que a sua combinação com o oxigênio produza uma reação 100% efetiva. Este
ponto é onde ocorre com mais intensidade os efeitos da ignição. Esse ponto é
23
denominado de mistura ideal para a combustão e é neste ponto que a mistura arde
perfeitamente, enquanto que nos limites extremos os fenômenos ocorrem com maior
dificuldade.
Tabela 4: Faixas ou Limites de Inflamabilidade
Produto
LIE
Mistura ideal
LSE
Acetileno
2.0
7.4
80.0
Butano
1.8
3.0
9.0
Gasolina
0.7
1.6
7.0
Hidrogênio
4.0
28.8
76.0
Metano
5.0
9.0
15.0
Monóxido de carbono
12.0
28.8
74.0
Fonte: BLESA, José Miguel Basset. Flashover: Desarrollo y control. 2002, p.20.
Como conclusão, pode-se dizer que se existir um gás inflamável num
determinado recinto, com ar e mais uma fonte de ignição, este combustível só
poderá arder se os gases se encontrarem dentro da faixa de inflamabilidade, ou
seja, entre o LIE e o LSE.
3.5 Transferência do calor
A compreensão da química e física do fogo se faz necessária para interpretar
seus fenômenos, que incluem a dinâmica dos fluidos e a transferência do calor (Di
Nemmo et al, 1995).
O estudo da transferência do calor nos auxiliará a identificar as diferentes
formas de propagação de um incêndio. Existem três mecanismos básicos para a
transferência do calor, a saber: condução, convecção e irradiação (Drysdale, 1998).
Como tudo na natureza tende ao equilíbrio, o calor é transferido de objetos
com temperatura mais alta para aqueles com temperatura mais baixa, ou seja, o
mais frio de dois objetos absorverá calor até que esteja com a mesma quantidade de
energia do outro.
24
3.5.1 Condução
Condução é a transferência de calor através de um corpo sólido de molécula
a molécula. Colocando-se, por exemplo, a extremidade de uma barra de ferro
próxima a uma fonte de calor, as moléculas desta extremidade absorverão calor;
elas vibrarão mais vigorosamente e se chocarão com as moléculas vizinhas,
transferindo-lhes calor. Essas moléculas vizinhas, por sua vez, passarão adiante a
energia calorífica, de modo que o calor será conduzido ao longo da barra para a
extremidade fria. Na condução, o calor passa de molécula a molécula, mas nenhuma
molécula é transportada com o calor. Quando dois ou mais corpos estão em contato,
o calor é conduzido através deles como se fosse um só corpo.
3.5.2 Convecção
É a transferência de calor pelo movimento de massas de gases ou de líquidos
dentro de si próprios. Quando a água é aquecida num recipiente de vidro, pode-se
observar um movimento, dentro do próprio líquido, de baixo para cima. À medida
que a água é aquecida, ela se expande e fica menos densa (mais leve) provocando
um movimento para cima. Da mesma forma, o ar aquecido se expande e tende a
subir para as partes mais altas do ambiente, enquanto o ar frio toma lugar nos níveis
mais baixos. Em incêndios de edifícios, essa é a principal forma de propagação de
calor para andares superiores, quando os gases aquecidos encontram caminho
através de escadas, poços de elevadores, etc.
3.5.3 Radiação
A radiação ou irradiação térmica é a transmissão de energia em forma de
ondas eletromagnéticas (como ondas de luz ou de raio X). Todos os corpos emitem
ondas eletromagnéticas de forma contínua, devido a agitação térmica de suas
moléculas e todos os objetos quentes irradiam calor. A irradiação é, portanto, a
transmissão de calor por ondas de energia calorífica que se deslocam através do
espaço. Considerando que se está tratando de ondas eletromagnéticas, a energia
viaja em linha reta e a velocidade da luz. É essa irradiação térmica que causa o
início de muitos incêndios de exposição. Quando um incêndio cresce, irradia cada
vez mais energia calorífica. As ondas de calor propagam-se em todas as direções e
a intensidade com que os corpos são atingidos aumenta ou diminui à medida que
estão mais próximos ou mais afastados da fonte de calor. Um corpo mais aquecido
25
emite ondas de energia calorífica para um outro mais frio até que ambos tenham a
mesma temperatura. Deve-se estar atento aos materiais ao redor de uma fonte que
irradie calor para protegê-los, a fim de que não ocorram novos incêndios.
3.6 O desenvolvimento do fogo (fases do incêndio)
Sabe-se que se o fogo ocorrer em área ocupada por pessoas, há grandes
chances de que ele seja descoberto logo no seu início e a situação mais facilmente
resolvida. Mas se ele ocorrer quando a edificação estiver deserta ou fechada, ele
continuará crescendo até ganhar grandes proporções.
Para melhor compreender como tudo acontece, deve-se considerar que
quando os quatros componentes do tetraedro do fogo estão presentes, produz-se a
ignição do fogo e nesta fase inicial do incêndio, o calor gerado acaba formando uma
coluna de gás aquecido que se eleva.
Se o fogo se desenvolve em um ambiente confinado (incêndio interior) é
sempre mais complexo que um incêndio em ambientes abertos (incêndio exterior).
Neste contexto, o termo incêndio interior ou incêndio em compartimento se define
como um incêndio que se produz dentro de um determinado espaço fechado de uma
edificação.
Segundo Drysdale (1998, p. 291), “O termo incêndio em compartimento é
usado para descrever um fogo confinado dentro de uma sala ou outro cômodo
similar dentro de um edifício. As dimensões totais são importantes, mas a grande
maioria dos estudos está dirigindo a atenção para cômodos com volumes da ordem
de até 100 m³. O comportamento do fogo em ambientes maiores (espaços com mais
de 1000m³) dependerá muito da geometria do espaço”.
O crescimento e a propagação de um incêndio interior depende normalmente
da existência de combustível e de oxigênio. Até pouco tempo atrás, as fases do
incêndio eram estudadas a partir de três etapas – a fase inicial, a fase da queima
livre e fase da queima lenta. Atualmente, a maioria das organizações de bombeiro e
programas de treinamento estão sofrendo alterações e passando a estudar o
processo a partir de cinco fases distintas, a saber: ignição, crescimento, flashover,
desenvolvimento completo e diminuição.
No entanto, convém observar que a ignição e o desenvolvimento de um
incêndio interior é algo complexo, que depende de uma série de numerosas
variáveis. Por isso, pode ser que nem todos os incêndios se desenvolvam seguindo
26
cada uma das fases descritas a seguir, no entanto, os incêndios poderão ser mais
bem entendidos se estudarmos esse modelo de seqüência em fases.
3.6.1 Fase da ignição
A ignição do fogo descreve o período em que os quatro elementos do
tetraedro do fogo se juntam e se inicia a combustão. Neste ponto, o incêndio é
pequeno e geralmente se restringe ao material que se incendiou primeiro. Todos os
incêndios interiores e exteriores são o resultado de algum tipo de ignição. A ignição
do fogo é o principio de qualquer incêndio, quando por atuação de um agente ígneo
é atingido o ponto de inflamação ou ignição de um combustível presente, fazendo-o
entrar em processo de combustão viva. Os investigadores de incêndio (peritos)
chamam o lugar onde ocorre a ignição do fogo de foco inicial do incêndio.
3.6.2 Fase do crescimento do fogo
Pouco depois da ignição, o calor gerado no foco inicial se propaga,
determinando o aquecimento gradual de todo o ambiente e se inicia a formação de
uma coluna de gás aquecido (pluma) sobre o combustível que queima. Enquanto
essa coluna se desenvolve e sobe, começa a atrair e arrastar o ar ambiente do
espaço em volta para dentro dela. Logo em seguida, essa coluna de ar e gases
aquecidos se vê afetada pelo teto e pelas paredes do espaço. À medida que os
gases aquecidos se elevam, estes começam a se propagar para os lados quando
tocam o teto da edificação até chegarem as paredes do compartimento, então a
profundidade da capa de gás começa a crescer, ou seja, os gases aquecidos
espalham-se preenchendo o ambiente, de cima para baixo (estudos mostram que as
temperaturas diminuem à medida que nos distanciamos da linha central da coluna
de ar quente). Nesta fase de crescimento, o oxigênio contido no ar está
relativamente normalizado e o fogo está produzindo vapor d’água (H2O), dióxido de
carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) e outros gases. Grande parte do calor
está sendo consumido no próprio aquecimento dos combustíveis presentes e, neste
estágio, a temperatura do ambiente está ainda pouco acima do normal. No entanto,
o calor está sendo gerado e evoluirá com o aumento do fogo e a fase de
crescimento ou incubação continuará seguindo se houver suficiente combustível e
oxigênio disponíveis. À medida que o incêndio cresce, a temperatura geral do
27
ambiente aumenta, da mesma forma que a temperatura da camada de gases
aquecidos no nível do teto.
3.6.3 Fase da ignição súbita generalizada
Esta fase é uma etapa de transição entre a fase do crescimento e o
desenvolvimento
completo
do
incêndio.
Essa
fase
poderá
desenvolver-se
normalmente mediante um crescimento gradual ou manifestar-se por dois
fenômenos distintos, variando conforme o nível de oxigenação do ambiente.
Havendo
uma
oxigenação
adequada
com
semelhante
elevação
de
temperatura, o incêndio poderá progredir para uma ignição súbita generalizada, se
do contrário, a oxigenação é inadequada e a temperatura permanece em elevação,
poderemos progredir para uma ignição explosiva, ambos, fenômenos que serão
melhor estudados a seguir.
É importante considerar o fato de que o fogo e os gases aquecidos
naturalmente se moverão para cima, depois lateralmente, e só então para baixo. Tal
fenômeno é explicado através do modelo cúbico da propagação do fogo (cube
model of firespread) que serve para facilitar o entendimento da propagação normal
de um incêndio em compartimento (Grimwood e Desmet, 2003).
Se a oxigenação é adequada, as condições do ambiente alteram-se muito
rapidamente à medida que o incêndio atinge todas as superfícies de combustão
expostas. Isso acontece porque a capa de gás aquecido que se cria no teto da
edificação durante a fase de crescimento irradia calor para os materiais combustíveis
situados longe da origem do fogo. Esse calor irradiado produz a pirólise dos
materiais combustíveis do ambiente. Os gases que se produzem durante este
período se aquecem até a temperatura de ignição e poderá ocorrer um fenômeno
denominado de ignição súbita generalizada (flashover, em inglês), ficando toda a
área envolvida pelas chamas.
Se ao contrário a oxigenação é inadequada, a queima se torna lenta e a
combustão incompleta porque não há oxigênio suficiente para sustentar o fogo.
Grandes quantidades de calor e gases do fogo podem se acumular nos espaços não
ventilados. Estes gases podem até atingir a temperatura de ignição, mas carecem de
oxigênio suficiente para se inflamar. Contudo, o calor interior 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
28
for suficiente e, na presença de oxigênio, esse ambiente explodirá. A essa explosão
chamamos ignição explosiva (backdraft, em inglês). Nesses casos, os bombeiros
precisam realizar uma adequada ventilação para permitir que a fumaça e os gases
combustíveis superaquecidos sejam retirados do ambiente, no entanto, isso deve ser
realizado com cautela, pois uma ventilação inadequada suprirá abundante e
perigosamente o local com o elemento que faltava (oxigênio), provocando a ignição
explosiva.
Depois da ocorrência da ignição súbita generalizada, as superfícies expostas
de todos os materiais combustíveis do compartimento estarão queimando e a taxa
de liberação do calor (TLC) atingirá seu ponto máximo, produzindo altas
temperaturas - tipicamente, essas temperaturas poderão atingir 1.100ºC ou mais em
determinadas circunstâncias especiais (Drysdale, 1998).
3.6.4 Fase do desenvolvimento completo
A fase do desenvolvimento completo do incêndio tem lugar quando todos os
materiais combustíveis de um determinado espaço físico são envolvidos pelo fogo.
Durante este período de tempo, os combustíveis que ardem no ambiente liberam a
máxima quantidade de calor possível, calor este irradiado dos combustíveis
presentes, os quais produzem grandes volumes de gases e fumaça. Esse calor
intenso reduz os combustíveis a seus componentes básicos, liberando, assim, os
vapores combustíveis. O calor liberado e os gases da combustão que se produzem
dependem do número e do tamanho das aberturas de ventilação do ambiente
incendiado. Nessa fase, os incêndios se convertem, com freqüência, em incêndios
controlados pela falta de adequada ventilação, pois as chamas normalmente
diminuem ou deixam de existir por falta de ar suficiente para mantê-las
(concentrações na faixa de 8% de oxigênio ou menos). O incêndio é normalmente
reduzido a brasas, o ambiente se torna completamente ocupado por fumaça densa e
os gases se expandem. Devido à pressão interior ser maior que a externa, os gases
podem sair do ambiente através de fendas em forma de lufadas. Ainda durante esta
fase, poderá surgir um fenômeno denominado de rollover ou flameover, o qual se
distingue do flashover porque implica somente na queima dos gases aquecidos do
incêndio e não na queima das superfícies dos outros materiais combustíveis
presentes no ambiente sinistrado. Esse fenômeno pode ser explicado como uma
queima dos gases aquecidos provenientes da combustão, os quais fluíram para fora
29
do ambiente de origem e acabaram atingindo outros ambientes adjacentes. Estes
gases podem arder (se inflamar) ao se misturarem com o ar abundante existente nos
outros espaços e chamas poderão surgir visíveis na capa térmica.
Durante a fase do desenvolvimento completo, de forma geral, o ar
atmosférico, rico em oxigênio, é arrastado para dentro do ambiente pelo efeito da
convecção, já que o ar quente tende a subir e sair do ambiente. Isto acaba forçando
a entrada de ar fresco pelas aberturas nos pontos mais baixos. A fumaça (mistura
quente de ar, gases e partículas) sobe, espalhando-se e preenchendo o ambiente de
cima para baixo, forçando o ar frio a permanecer junto ao solo. Em condições de
normalidade, os incêndios em estruturas fechadas (incêndios confinados) têm os
níveis mais altos de calor na altura do teto e os níveis mais baixos de calor na altura
do solo. Essa temperatura nas áreas superiores (nível do teto) podem chegar
próximas dos 700ºC ou mais. Se for feita uma abertura no teto da edificação, a
fumaça sairá do ambiente para o exterior. O conceito da camada de gases
aquecidos (capa térmica) é vital para as atividades de proteção contra incêndios,
pois quanto mais os gases quentes saírem do ambiente, mais seguros serão os
níveis inferiores para os trabalhos dos bombeiros.
3.6.5 Fase da diminuição
À medida que o incêndio consome todos os combustíveis disponíveis do
ambiente, a taxa de liberação de calor começa a diminuir. Uma vez mais o incêndio
se converte em um incêndio controlado, agora por falta de material combustível. A
quantidade de fogo diminui e as temperaturas do ambiente começam a reduzir,
entretanto, as brasas podem manter temperaturas ainda elevadas durante algum
tempo. Esta fase representa a decadência do fogo, ou seja, a redução progressiva
das chamas até o seu completo desaparecimento, quer seja por exaustão dos
materiais combustíveis que tiveram todo seu gás combustível emanado e
consumido, pela carência de oxigênio ou mesmo pela supressão do fogo pela eficaz
atuação de uma equipe de bombeiros combatentes.
Resumindo, pode-se dizer que, de forma genérica, um incêndio em
compartimento pode ser dividido basicamente em três estágios:
30
1) na fase de crescimento do fogo, também chamada de pré-flashover, a
temperatura média do compartimento é relativamente baixa e o incêndio se
restringe basicamente ao seu ponto de origem;
2) na fase do desenvolvimento completo do incêndio, também chamado de pósflashover, todos os materiais combustíveis do ambiente são envolvidos pelo fogo
e as chamas enchem todo o compartimento. A taxa de liberação do calor (TLC)
atingirá seu ponto máximo, produzindo altas temperaturas; e
3) a fase da diminuição do incêndio é freqüentemente identificada como o estágio
no qual o fogo tem sua temperatura média caindo cerca de 80% abaixo do seu
valor máximo.
3.7 Fatores que afetam o desenvolvimento do fogo
À medida que o fogo avança da fase de ignição até a fase da diminuição,
muitos fatores afetam seu comportamento e desenvolvimento. A seguir, listam-se
alguns desses fatores:
•
o tamanho e o número de aberturas de ventilação do ambiente sinistrado;
•
o volume do ambiente sinistrado;
•
as propriedades térmicas das paredes do compartimento;
•
a altura do teto do compartimento; e
•
o tamanho, a composição e a localização dos materiais combustíveis que se
inflamaram primeiro no compartimento.
Além de tudo, também deve-se considerar que, num incêndio, a energia
resultante do fogo se apresenta em forma de calor e luz. A quantidade de energia
calorífica liberada ao longo de um incêndio se chama de taxa de liberação de calor
ou TLC. Essa taxa é medida em Btu (British Thermal Unit) ou kW (kilowatt).
A taxa de liberação de calor se relaciona diretamente com a quantidade de
combustível que se consome em um determinado tempo e o calor da combustão do
produto que queima.
Apresenta-se a seguir uma tabela da NFPA com as taxas de liberação de
calor de alguns objetos conhecidos:
31
Tabela 5: Taxas de liberação de calor da NFPA
Descrição do material
Cadeira com tapeçaria e forro em algodão (peça de 32
TLC máxima em TLC máxima
kW
em Btu
15
14,2
160
151,7
40
37,9
2.630
2.493,0
660
626,0
3.200
3.033,0
500
474,0
Kg)
4 cadeiras empilhadas montadas em estruturas metálicas,
poliuretano e espuma (7,5 Kg cada uma)
Colchão de algodão (25 Kg)
Colchão em espuma de poliuretano (14 Kg)
Colchão de molas em algodão e espuma de poliuretano
(62,4 Kg)
Sofá com tapeçaria e espuma de poliuretano (51,5 Kg)
Árvore de Natal seca (7,5 Kg)
Fonte: Norma NFPA 921, Guia de investigaciones sobre incêndios y explosiones, tabla 3-4,
Edición 1995.
3.8 Balanço térmico
Em termos de combate a incêndio, o conceito de balanço térmico (thermal
balance) ou equilíbrio térmico, ainda varia muito, no entanto, parece que a referência
mais conclusiva sobre o tema vem do trabalho produzido por Keith Royer e Floyd
Nelson, ambos da Universidade de Iowa, EUA, durante os anos 50.
Royer e Nelson afirmaram que um incêndio sempre procura algum equilíbrio
entre os produtos que fluem para dentro do fogo e os produtos que saem dele. Essa
manutenção do equilíbrio térmico é algo realmente crítico, pois a aplicação
excessiva de água num incêndio criará uma turbulência e a circulação do vapor,
calor e fumaça que produzirá um desequilíbrio térmico. Quando a água do combate
ao fogo é usada em demasia, surge o desequilíbrio e a inversão térmica, que conduz
as altas temperaturas dos níveis mais elevados para as áreas mais baixas (nível do
assoalho), podendo inclusive exceder no piso as temperaturas do teto.
De forma simples, o balanço térmico pode ser definido como o grau de
equilíbrio térmico existente em um cômodo fechado durante o desenvolvimento de
um incêndio dependente do suprimento de combustível e da disponibilidade de ar e
32
outros fatores. A área quente existente sobre o fogo (denominada freqüentemente
de pluma ou coluna térmica) produz uma coluna de gases aquecidos que sobe e
arrasta o ar para dentro da mesma. Entretanto, quando o teto, o forro ou as partes
superiores, se tornam superaquecidas, inicia-se a formação de uma camada de
gases aquecidos (camada de pressão positiva) que cresce para os lados e depois
de cima para baixo até que o quarto inteiro alcance um equilíbrio térmico,
uniformemente distribuído horizontalmente em todo o compartimento. Em termos de
desenvolvimento vertical as temperaturas aumentam continuamente do alto para
baixo com altas concentrações de calor nos níveis mais elevados.
O chamado plano de pressão neutra (neutral pressure plane) ou plano neutro
é o espaço horizontal existente entre a camada de pressão positiva (superior) e a
camada de pressão negativa (inferior). Essa interface entre as camadas (pressão
positiva e pressão negativa) normalmente são vistas facilmente em modelos de
computador, mas obviamente as turbulências existentes no ambiente real sinistrado
nem sempre podem ser simplificadas e observadas como num modelo perfeito.
3.9 Modelo cúbico da propagação do fogo
O modelo cúbico da propagação do fogo serve para facilitar o entendimento
da propagação normal de um incêndio em compartimento (Grimwood e Desmet,
2003). Segundo os autores, se todas as paredes do compartimento forem iguais, a
tendência da propagação será vertical e a primeira parte do ambiente a ser afetada
pelo calor do fogo será a superior, ou seja, o teto. Depois o calor irá se propagar
horizontalmente para as paredes laterais. Finalmente, a propagação será
descendente e afetará o chão. No entanto, essa propagação irá depender ainda da
natureza dos materiais combustíveis e dos limites do compartimento sinistrado.
3.10. Valores característicos de temperatura (Pontos de temperatura)
Os combustíveis são pirolizados ou vaporizados pelo calor e a partir desta
transformação, é que se combinam com o oxigênio, resultando a combustão. Essa
transformação se desenvolve em temperaturas diferentes, à medida que o material
vai sendo aquecido. Com o aquecimento, chega-se a uma temperatura em que o
material começa a liberar vapores, que se incendeiam caso houver uma fonte
externa de calor. Neste ponto, chamado de “Ponto de Fulgor”, as chamas não se
mantêm, devido à pequena quantidade de vapores. Prosseguindo no aquecimento,
33
atinge-se uma temperatura em que os gases desprendidos do material, ao entrarem
em contato com uma fonte externa de calor, iniciam a combustão, e continuam a
queimar sem o auxílio daquela fonte. Esse ponto é chamado de “Ponto de
Combustão”. Continuando o aquecimento, atinge-se um ponto no qual o
combustível, exposto ao ar, entra em combustão sem que haja fonte externa de
calor. É o chamado “Ponto de Ignição”.
34
4. INCÊNDIOS DE PROGRESSO RÁPIDO
4.1 Novas terminologias
Segundo os autores Grimwood e Desmet (2003, p. 123), o incêndio de
progresso rápido (rapid fire progress) ou IPR é definido pela National Fire Protection
Association (NFPA) como todo tipo de incêndio que se desenvolve rapidamente, a
partir de fenômenos conhecidos, tais como o flashover, o backdraft e outros
similares.
Nessa mesma linha de pensamento, Brian Hume (2004, p.12) da Fire
Statistics and Research Division de Londres, registrou no documento intitulado
“Firefighting in under-ventilated compartments: Literature review”:
“As fatalidades em ocorrências de incêndio, às vezes ocorrem porque o fogo
acaba se propagando de forma mais rápida que o esperado. Isto acontece
particularmente no caso de um incêndio de desenvolvimento rápido (rapid
fire development) que ocorre na forma de um flashover, um backdraft ou
uma ignição dos gases do incêndio.”
O primeiro fenômeno descrito oficialmente foi o backdraft, também chamado
pelos ingleses de backdraught. Seu conceito não é novo e, segundo Fleischmann,
Pagni e Williamson (1993, p. 298), o primeiro a usar esse termo específico foi
Steward, em 1914 (1914, p. 424).
Steward dava a seguinte descrição para o evento:
“Explosões de fumaça que freqüentemente ocorrem em edifícios em chamas
e que comumente são denominados de correntes reversas ou explosões de ar
quente. Um incêndio na parte mais baixa de um edifício acabará enchendo
toda a sua estrutura com fumaça densa antes de ser descoberto pela
eliminação da fumaça através das fendas ao redor das janelas. Após a
chegada dos bombeiros são feitas aberturas no edifício que permitem a
entrada do ar fresco e a mistura desse ar com os gases aquecidos da
combustão poderá queimar, às vezes com força suficiente para destruir
janelas, portas de lugares fechados onde a fumaça penetrou, tetos sob sótãos,
etc.”
A terminologia flashover só foi introduzida mais tarde, pelo cientista britânico
P. H. Thomas, já nos anos 60, e serviu inicialmente para descrever a teoria do
35
crescimento de um fogo até o ponto onde ele se tornava um incêndio totalmente
desenvolvido (GRIMWOOD, Disponível em: http://www.firetactics.com/FLASHOVERQ&A.htm). Segundo P. H. Thomas, este período de crescimento acabava de forma
habitual culminando numa combustão generalizada, embora admitisse também que
sua definição original era imprecisa e poderia ser usada para significar coisas
diferentes, em diferentes contextos.
É fundamental ressaltar que, somente a partir dos anos 80, as terminologias
científicas começaram a ser redefinidas e serviram para aclarar alguns fenômenos
que eram conhecidos na prática, mas que apresentavam uma série de conflitos em
relação a sua definição.
Como veremos mais adiante, o termo flashover foi inicialmente utilizado por
bombeiros e cientistas em um sentido mais genérico para descrever vários tipos de
Isso nos leva a concluir que no início, e talvez ainda hoje (especialmente no
Brasil) para a maioria dos bombeiros não havia um entendimento claro das
diferenças básicas entre um backdraft e um flashover.
Um estudo preliminar da Fire Experimental Unit (FEU) concluiu que o evento
chamado de flashover estava suficientemente entendido, no entanto, o backdraft
exigia maiores considerações (Thomas M., 1993). A FEU é baseada no Fire Service
College (http://www.fireservicecollege.ac.uk/), o qual mantém instalações para
pesquisa com serviços de salvamento e incêndio e equipamentos especializados.
O estudo dos incêndios de progresso rápido não é tarefa fácil. Vejamos o que
dizem os pesquisadores W.G. Weng e W.C. Fan sobre o backdraft (2004, p.447):
“A ocorrência do fenômeno do backdraft em um cômodo incendiado é um
perigo grave que ameaça a segurança das pessoas, especialmente a dos
bombeiros, devido ao seu surgimento inesperado e seu elevado poder de
destruição. Embora o backdraft esteja relacionado aos componentes quentes
da fumaça, temperatura e condições do ambiente, atualmente, não há
nenhum modelo matemático acabado para aferi-lo, e os atuais métodos de
estudo do fenômeno são restritos às experiências. Entretanto, devido a seu
comportamento não-linear, é bastante difícil compreender tal fenômeno
usando as circunstâncias experimentais atuais.”
36
Num artigo sobre flashover, publicado no Fire Safety Journal, Peacock,
Reneke, Bukowski e Babrauskas (1999, p.345) escreveram:
“Apesar da considerável variação em experimentos, os dados indicam que a
prática comum seja consistente com uma escala experimental, os quais
apontam para os seguintes dados do flashover: temperatura dos gases do
incêndio superior a 600 °C, calor ou energia radiante produzida pelo fluxo
de calor acima dos 20 kW/m². É também evidente que ainda há uma
incerteza considerável nesta definição dependendo dos materiais e das
configurações do ambiente (cômodo) envolvido. Muita desta incerteza é
compreensível dada a natureza do fenômeno (flashover).”
De acordo com Raffel (Disponível em: http://www.firetactics.com/RAFFELQFRA.htm) foi só a partir dos anos 90, que as teorias formuladas pelos engenheiros
suecos, Krister Giselsson e Mats Rosander, revolucionaram os conceitos sobre a
dinâmica do fogo, ampliando o entendimento sobre seu comportamento e ajudando
a entender melhor algumas ocorrências trágicas onde bombeiros foram mortos ou
gravemente feridos durante o combate a incêndios interiores. O problema é que
essas
teorias
acabaram
tendo
algumas
de
suas
definições
traduzidas
incorretamente, o que causou alguma confusão inicial.
Em 1997, os autores também suecos Bengtsson (Universidade de Lund) e
Karlsson (Departamento de Bombeiros de Helsingborg), tentaram redefinir os
primeiros conceitos (de Giselsson e Rosander), de forma a encontrar um modelo que
melhor atendesse ao padrão internacional e acabassem com as terminologias
contraditórias.
Esse trabalho resultou na definição de três conceitos principais, os quais são
hoje terminologias considerados cientificamente comprovadas, a saber:
•
Flashover ou övertändning;
•
Backdraft ou back-draught; e
•
Smoke gas explosion ou brandgasexplosion.
Esse último termo smoke gas explosion ou explosão dos gases da fumaça foi
modificado em 1999 para fire gas explosion ou explosão dos gases do incêndio.
A partir de 1999, a terminologia foi mais uma vez alterada e passou a ser
chamada de fire gas ignition ou ignição dos gases do incêndio. Desde então, os
termos permanecem inalterados.
37
Em português, não temos nenhuma publicação científica que forneça uma
tradução padronizada para esses termos, motivo pelo qual sugerimos a adoção dos
seguintes verbetes:
•
Ignição súbita generalizada (flashover);
•
Ignição explosiva (backdraft); e
•
Ignição dos gases do incêndio (fire gas ignition).
No entanto, ainda é comum encontrarmos outras terminologias, tais como
inflamação generalizada (flashover), explosão de fumaça ou explosão por fluxo
reverso (backdraft), etc.
4.1.1 Ignição súbita generalizada (ISG)
Pela norma Britânica (British Standard Institution, 1987) a definição de
flashover é dada como:
“Repentina transição da superfície de todos os materiais combustíveis
existentes dentro de um compartimento em fogo.”
A International Standards Organisation (ISO, 1990) usa uma definição
bastante semelhante:
“A transição rápida da superfície de todos os materiais combustíveis
existentes dentro de um ambiente enclausurado em fogo.”
Estas definições são bastante coerentes, contudo não ressaltam que essa
transição é repentina e sustentada, o que nos parece uma característica marcante
do fenômeno.
Já outras descrições encontradas nos trabalhos de Drysdale (1998) ou Walton
e Thomas (1998) citam praticamente o mesmo mecanismo para o fenômeno.
Cote e Bugbee (1996, p. 68), no conceituado livro “Princípios de protección
contra incêndios”, da NFPA, explicam o flashover da seguinte forma:
“Se um incêndio se desenvolve em um recinto fechado, poderá alcançar as
condições de um flashover. O flashover tem lugar quando a radiação térmica,
proveniente da parte superior do recinto, esquenta todos os materiais
combustíveis do recinto até o ponto em que se produz uma ignição
simultânea de todos estes. Em segundos, a temperatura alcança valores cinco
vezes maior, o oxigênio se reduz consideravelmente, o monóxido de carbono
38
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 interiores. Dessa forma, os
bombeiros devem estar permanentemente informados sobre os perigos do
flashover”.
Em artigo editado na revista “Bombeiros em Emergências” (2004, pág. 16 a
27), o Cel BM RR Edson Sampaio traduz uma definição de flashover a partir do
original da Fire Research Station da seguinte forma:
“Em um determinado ambiente, o fogo pode chegar a uma situação na qual a
radiação térmica total desprendida pelo fogo, pelos gases aquecidos e pelas
paredes e teto aquecido do compartimento causam a combustão de todos
materiais combustíveis expostos dentro do mesmo. Esta inesperada e
contínua transição do fogo em desenvolvimento para um incêndio totalmente
desenvolvido é chamada de flashover (Fire Research Station – UK 1993)”.
Segundo o livro “Fundamentos da luta contra o fogo”, da IFSTA (2002, p.52),
considerado a “bíblia" das habilidades básicas do bombeiro combatente e manual de
treinamento mais usado pelos Departamentos de Bombeiro Norte-americanos o
flashover é conceituado como:
“Uma etapa de transição entre o crescimento e o desenvolvimento completo
das fases do incêndio. Durante o flashover, as condições do compartimento
mudam muito rapidamente a medida que o incêndio passa da queima dos
materiais que se incendiaram primeiro a uma queima de todas as superfícies
expostas no compartimento.”
Particularmente, entende-se que a ignição súbita generalizada deva ser
conceituado de forma mais abrangente, conforme segue:
“Em um incêndio em compartimento (incêndio interior) podemos chegar a
um estágio onde a radiação térmica total emitida pelo incêndio afete de tal
forma os gases aquecidos provenientes da pirólise dos materiais
combustíveis que irá se produzir uma ignição súbita generalizada, ou seja, a
inflamação de todas as superfícies combustíveis expostas no ambiente. Esse
evento, chamado ignição súbita generalizada (flashover, em inglês), resultará
39
numa transição repentina e sustentada de um incêndio crescente em um
incêndio totalmente desenvolvido.”
4.1.1.1 Outros termos utilizados para descrever uma ISG
•
Flashover induzido pela temperatura (Temperature Induced Flashover):
Termo usado por Cooke e Ide (1985).
•
Flashover pobre ou fraco (Lean Flashover): Termo sugerido por Giselsson e
Rosander (1991). Esta descrição pode ser aqui interpretada como o
surgimento de chamas intermitentes na parte alta do ambiente incendiado que
aparecem logo no início da transição do fenômeno, antes do flashover
propriamente dito. Essa situação também pode ser descrita pelo termo
rollover.
4.1.2 Ignição explosiva (IE)
O conceito de backdraft não aparece nas normas da British Standards
Institution, nem tampouco nas normas ISO (International Standards Organisation),
entretanto, encontramos definições dadas pela Institution of Fire Engineers (IFE,
1979) e pela National Fire Protection Association (NFPA, 1980).
A definição da IFE diz:
“Uma explosão, de maior ou menor grau, causado pela introdução de ar
fresco proveniente de qualquer fonte, num edifício incendiado, onde
combustão estava controlada pela falta de ar”.
E a NFPA diz:
“A explosão ou queima rápida dos gases aquecidos que ocorre quando
oxigênio é introduzido num edifício que não foi adequadamente ventilado e
no qual o abastecimento de oxigênio foi reduzido pelo incêndio”.
Já a definição apresentada pela Fire Research Station (FRS/UK 1993) afirma:
“Uma reduzida ventilação pode levar um incêndio em compartimento a
produzir gases e fumaça que contêm significativas porções de produtos de
combustão parcial e produtos não queimados originários da pirólise. Se esses
se acumulam, ao se fazer uma abertura para entrada de ar, poderemos ter
40
uma repentina deflagração. Essa deflagração movimentando-se pelo
compartimento e para fora da abertura é o backdraft”.
Em relação a esta última definição, os autores Fleischmann, Pagni and
Williamson (1993, p. 298) sugerem que o termo “produtos não queimados originários
da pirólise” deveria ser substituído por “gases aquecidos” na definição da Fire
Research Station.
Ainda citando o artigo editado na revista “Bombeiros em Emergências” (2004,
pág. 16 a 27), SAMPAIO explica que:
“O backdraft é uma combustão instantânea e explosiva dos gases inflamáveis
e partículas de carbono emitidas pelos materiais combustíveis que estão
queimando na condição de insuficiência de oxigênio. Esse evento é causado
pela ignição das partículas de carbono, que, por sua vez, se transmite aos
demais gases inflamáveis. A razão desse fenômeno é explicada pela
temperatura de ignição dos gases inflamáveis, que usualmente, é bem menor
do que a das partículas de carbono.”
De acordo com o manual “Fundamentos da luta contra o fogo”, da IFSTA
(2002, p. 58), 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 que permita que o ar entre e se
misture com esses gases quentes pode provocar uma ignição explosiva ou
explosão de fumaça.”
A ignição explosiva (backdraft, em inglês), segundo nosso entendimento,
pode ser entendida conforme segue:
“A diminuição da oferta de oxigênio (limitação da ventilação) poderá gerar o
acúmulo de significativas proporções de gases inflamáveis, produtos parciais
da combustão e das partículas de carbono (C) ainda não queimadas. Se estes
gases acumulados forem oxigenados por uma corrente de ar proveniente de
alguma abertura no compartimento produzirão uma deflagração repentina.
41
Esta explosão que se move através do ambiente e para fora da abertura é
denominada de backdraft/backdraught ou ignição explosiva. De forma bem
simplificada podemos dizer que a ignição explosiva é uma ignição induzida
pela oxigenação dos gases inflamáveis provenientes da combustão.”
4.1.2.1 Outros termos usados para descrever uma IE:
•
Flashover induzido pela ventilação (Ventilation Induced Flashover): Termo
usado por Cooke e Ide (1985).
•
Flashover rico (Rich Flashover): Termo usado por Giselsson e Rosander
(1985) para descrever um backdraft ou uma explosão de fumaça. A explosão
de fumaça (smoke explosion) é citada como a explosão de uma mistura de
gases inflamáveis do incêndio (combustíveis pirolizados e produtos parciais
da combustão) e o ar.
•
Flashover quente e rico (Hot-Rich Flashover): Termo usado por Giselsson e
Rosander (1985) para descrever uma situação onde o ar é adicionado a uma
mistura rica de combustíveis aquecidos e espontaneamente se acende em
forma explosiva.
No flashover quente e rico os gases do incêndio
superaquecidos inflamam-se imediatamente em contato com o ar. Esse efeito
também já havia sido previamente denominado somente de auto-ignição.
•
Flashover demorado ou atrasado (Delayed Flashover): Termo usado por
Giselsson e Rosander (1985) para descrever um evento onde a ignição da
mistura inflamável (combustível e ar) ocorre de forma mais demorada, o que
permite um certo aumentando no volume dos gases e o alcance de
concentrações mais próximas da mistura ideal (ponto estequiométrico). Em
conseqüência, o fenômeno se torna mais violento. Normalmente, tal situação
ocorre pelo cancelamento temporário da fonte de ignição.
•
Backdraft pobre ou fraco (Lean Backdraft): Termo usado pelos autores
Fleischmann, Pagni and Williamson (1993) para descrever um variante do
backdraft, ou seja, a situação na qual a ignição dos gases inflamáveis
acumulados é proveniente do contato com uma chama quando as
concentrações estão no limite inferior de explosividade. Esse evento não
requer uma ventilação repentina, mas ocorre em situações de incêndio que
estão ardendo de forma ineficiente.
42
4.1.3 Ignição dos gases do incêndio (IGI)
Segundo GRIMWOOD (2005), o termo fire gas ignition ou ignição dos gases
do incêndio é ainda pouco conhecido, no entanto, já vem sendo usado em muitos
países e suas definições são em grande parte semelhantes, ou seja, quando os
gases do incêndio vazam para uma área adjacente ao compartimento em chamas,
esses gases superaquecidos podem se misturar com o ar fresco do novo ambiente
ou do exterior e se inflamar espontaneamente. Se a mistura encontra uma fonte de
calor, isto também poderá produzir a ignição dos gases do incêndio.
Portanto, ainda que esteja claro que o flashover (no qual a força disparadora
está centrada no aumento da temperatura dos gases presentes no ambiente) e o
backdraft (no qual a força disparadora está na oferta de ar fresco para um incêndio
controlado pela falta de ventilação) sejam fenômenos distintos, existem também
outras situações que poderão produzir incêndios de progresso rápido em incêndios
em
compartimentos.
Estes
fenômenos
adicionais
podem
não
se
ajustar
necessariamente a qualquer uma das definições anteriores, mas apresentar um
desfecho muito similar em termos de resultados.
Para os bombeiros, é fundamental possuir esse conhecimento básico sobre
todos as situações que podem levar a tais ignições súbitas, as quais sob condições
variáveis, afetam a estrutura sinistrada e a vida dos próprios combatentes e
possíveis vítimas.
A formação de chamas de tamanho variável, a partir dos gases provenientes
do incêndio, podem ocorrer no interior de um edificação. Estas chamas poderão
surgir no próprio cômodo incendiado ou ainda em ambientes adjacentes e
corredores. A formação das chamas poderá ocorrer em pontos distantes através do
deslocamento dos gases aquecidos através de espaços ocos e tetos falsos e do
contato destes com novas fontes de calor. No momento em que os gases
alcançarem a fonte de ignição, produzir-se-á uma deflagração que se parecerá com
um backdraft, no entanto, o que realmente ocorre é uma ignição dos gases do
incêndio (IGI).
Poderá ainda ocorrer uma ignição dos gases aquecidos no ponto onde esses
gases escapam do cômodo sinistrado em um estado inflamável e se misturam com o
ar do ambiente adjacente, num ponto de saída, tal qual uma fresta na parte alta de
uma porta ou janela. O fogo resultante poderá propagar o incêndio e também
43
provocar um retrocesso da chama até o interior do primeiro compartimento
incendiado.
Ainda que seja difícil diferenciar um backdraft de uma ignição dos gases do
incêndio, existem características que distinguem esse último fenômeno e o tornam
distinto. A principal diferença está na força disparadora do fenômeno que nesse
caso está na condução dos gases do incêndio, os quais podem se deslocar do
recinto original para outros cômodos (através de pequenas frestas ou ocos
existentes na edificação) até encontrar uma fonte de calor (IGI com fonte de calor a
distância). É importante lembrar que tal fenômeno poderá ocorrer sem a
necessidade de qualquer abertura no compartimento, o que apesar das
semelhanças, difere de um backdraft.
Outra possível situação de IGI é denominada de explosão induzida à frente
(Forward Induced Explosion). Esse termo foi introduzido pelo norte-americano Floyd
Nelson para descrever uma situação de ignição de bolsões de gases provenientes
do incêndio que são transportados para fora do compartimento sinistrado. O
fenômeno difere do backdraft, onde o ar fresco (oxigênio) é a força disparadora da
explosão. Na explosão induzida, a força disparadora é originada pelos próprios
gases que se movem adiante em direção a uma fonte de ar fresco. Isto pode ocorrer
de muitas maneiras distintas dentro de uma estrutura envolvida pelo fogo, por
exemplo, quando um teto desaba e força os gases do incêndio para fora da área de
colapso (área sinistrada). Bombeiros combatentes podem abrir caminhos para
passar com suas linhas de ataque e acabar permitindo tal situação. No final, esses
gases superaquecidos acabam se misturando com o ar fresco existente no exterior
em uma escala inflamável e se inflamam com efeito explosivo.
Finalmente, deve-se ter em conta que, habitualmente, a ignição dos gases do
incêndio não se produzem nos momentos iniciais da combustão.
Em janeiro de 2005, o termo ignição dos gases do incêndio e sua definição
foram aprovados oficialmente pelo European Funded FIRENET Research Program
como terminologia adequada para descrever:
“Fenômenos associados com ignições ou explosões de gases do incêndio
existentes ou transportados em um estado inflamável”.
Particularmente, entende-se que a ignição dos gases do incêndio (fire gas
ignition, em inglês) possa ser conceituada da seguinte forma:
44
“É a ignição dos gases do incêndio existentes dentro do compartimento
incendiado ou dos gases transportados para fora deste em um estado
inflamável e potencialmente explosivo”.
4.1.3.1 Outros termos usados para descrever uma IGI
•
Flameover e rollover são usados por Grimwood (2003, p. 123) para descrever
o princípio flamejante (chamas intermitentes) que surge nos pontos elevados
onde estão acumulados os gases aquecidos. Entre a fase do crescimento e a
fase do desenvolvimento completo do incêndio poderá surgir um fenômeno
denominado de flameover ou rollover, o qual se distingue do flashover, porque
implica somente na queima dos gases aquecidos do incêndio e não na
queima generalizada das superfícies dos outros materiais combustíveis
presentes no ambiente sinistrado.
•
O termo flashback (Grimwood, 1992) significa a propagação da chama que
alcançou uma fonte de ignição até seu ponto de origem. O flashback pode ser
explicado como uma queima dos gases aquecidos provenientes da
combustão, os quais fluíram para fora do ambiente de origem e acabaram
atingindo outros ambientes adjacentes. Estes mesmos gases podem arder (se
inflamar) ao se misturarem com o ar abundante existente nos outros espaços.
O termo flashback é normalmente usado por bombeiros e cientistas para
explicar uma auto-ignição dos gases que escaparam por pequenas aberturas
(portas e janelas) e em contato com o ar do ambiente adjacente se
inflamaram e iniciaram uma queima para trás.
•
Explosão de gás (gas explosion): A deflagração resultante da ignição de uma
mistura de gases inflamáveis superaquecidos em um ambiente (Grimwood,
1992).
4.2 As principais diferenças entre os fenômenos causadores de IPR
Segundo Oliveira, (2005, p.92), “A luta contra o fogo é considerada uma das
mais perigosas ocupações profissionais do mundo, pois o percentual de bombeiros
mortos ou feridos em serviço excede os indicadores da maioria das demais
profissões”.
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
45
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 (Dunn, 2000).
Segundo Dunn (2000), existem quatro diferenças principais entre flashovers e
backdrafts.
A primeira delas é que um backdraft é um fenômeno explosivo (com a
liberação de ondas de choque que podem romper e lançar estruturas) e o flashover
não.
Sabemos que as explosões químicas são aquelas que liberam ondas de
choque uniformes em todas as direções, as quais podem romper e lançar estruturas.
Segundo a National Fire Protection Association (NFPA), as explosões são
conceituadas como súbitas liberações de gás a alta pressão no ambiente. Portanto,
a palavra chave desse conceito é explosão súbita, ou seja, a liberação de gás deve
ser rápida o suficiente para que a energia contida no gás se dissipe mediante uma
onda de choque. A súbita liberação de um gás a alta pressão e a dissipação de sua
energia em forma de onda de choque constituem o conceito fundamental de uma
explosão.
Já o flashover é o desenvolvimento acelerado do fogo, ou seja, algo que
produz um incêndio de progresso rápido. Esse fenômeno resultará numa transição
repentina e sustentada de um fogo crescente para um incêndio totalmente
desenvolvido (Grimwood e Desmet, 2003).
A segunda diferença diz respeito à freqüência com que os fenômenos
ocorrem, ou seja, enquanto é muito comum presenciarmos um flashover, pelo
contrário, os backdrafts são mais raros. Mesmo bombeiros experientes, podem
passar pela experiência de assistir a um backdraft somente um ou duas vezes
durante toda a sua carreira profissional.
Uma terceira diferença está ligada à causa do fenômeno. O termo backdraft é
usado para descrever um evento onde o ar (oxigênio) entra repentinamente num
espaço que contém um incêndio controlado pela falta de ventilação e acaba
provocando uma ignição explosiva, portanto o efeito disparador do backdraft está
ligado a uma abertura e a repentina oferta de ar (oxigênio). Já a causa de um
46
flashover (efeito disparador) é o calor e não o ar. A teoria do flashover diz que
durante o crescimento do incêndio, o calor da combustão poderá aquecer
gradualmente todos os materiais combustíveis presentes no ambiente e fazer com
que eles alcancem, simultaneamente, seu ponto de ignição, produzindo a queima
instantânea e concomitante desses materiais (dita ignição súbita generalizada). Isso
acontece porque a camada de gás aquecido que se cria no teto da edificação
durante a fase de crescimento do fogo irradia calor para os materiais combustíveis
situados longe da origem do fogo. Esse calor irradiado produz a pirólise dos
materiais combustíveis do ambiente. Os gases que se produzem durante este
período se aquecem até a temperatura de ignição e ocorre o flashover, ficando toda
a área envolvida pelas chamas.
A diferença final entre um backdraft e um flashover está relacionada com o
momento em que o fenômeno ocorre durante o incêndio. Até pouco tempo atrás, as
fases do incêndio eram estudadas a partir de três etapas – a fase inicial, a fase da
queima livre e a fase da queima lenta. Atualmente, a maioria das organizações de
bombeiro (no Brasil e no Exterior) está sofrendo alterações e passando a estudar o
processo a partir de cinco fases distintas, a saber: ignição, crescimento, flashover,
desenvolvimento completo e diminuição. Portanto, as explosões tipo backdraft
ocorrem nas fases finais do incêndio quando existe muito calor e pouca ventilação e
o flashover ocorre nas fases mais iniciais do incêndio quando o calor cresce
podendo gerar uma queima simultânea dos gases e materiais combustíveis
presentes no ambiente sinistrado.
Segundo nossas pesquisas, há ainda dois outros fatores importantes que
todos os bombeiros, especialmente aqueles que atuam no combate a incêndio
estrutural, devem saber sobre os backdrafts. Um deles é que as explosões químicas
ocorrem com menos de 25% do volume do ambiente ocupado pela mistura
inflamável. Em suma, o incêndio requer somente um quarto da área do cômodo
incendiado para produzir uma mistura suficientemente explosiva para gerar um
backdraft quando algum bombeiro adentrar ao local do incêndio, e assim, permitir
que o ar fresco entre junto com ele (Dunn, 2000).
O outro fator é que não se faz necessária muita pressão explosiva em um
espaço confinado para que uma explosão cause destruição, ferimentos e morte.
Alguns dos principais efeitos destrutivos causados pelas ondas de pressão são:
47
Tabela 6: Efeitos destrutivos causados pelas ondas de pressão
Pressão destrutiva
Efeito da explosão
0,5 psi ou 0,03 kg/cm²
Quebra de vidros
1 psi ou 0,06 kg/cm²
Bombeiro é jogado no chão
Destruição de divisórias de madeira
Destruição parcial de paredes e blocos
Colapso/destruição de paredes de tijolo
Danos nos pulmões dos bombeiros
Ponto inicial para fatalidades
50% de lesões mortais
99% de óbitos
Fonte: Dunn, 2000.
4.3 Como identificar os sinais de um incêndio de progresso rápido (IPR)
Antes de adentrar ao compartimento incendiado, os bombeiros combatentes
necessitam avaliar a situação e decidir se tal procedimento é seguro. Sobre esse
assunto, Weng e Fan (2003, p. 19), em um artigo publicado numa revista
especializada, citam que:
“Ocorrências do tipo backdraft continuam a ser um perigo que pode causar a
morte de pessoas e o colapso de edifícios (Bukowski, 1995; Fleischmann,
1994). Determinar assim a condição crítica da ocorrência de tal fenômeno é
uma tarefa importante para investigadores e combatentes do fogo.”
Segundo nossas pesquisas (GRIMWOOD e DESMET, 2003), os sinais mais
comuns que indicam o desenvolvimento de um flashover são:
-
incêndio ventilado;
-
percepção de calor radiante doloroso (as equipes são forçadas a permanecerem
agachadas devido às altas temperaturas);
-
existência de superfícies superaquecidas;
-
chamas visíveis ao nível do teto;
-
rebaixamento crescente do plano neutro;
48
-
aumento na velocidade da pirólise dos materiais existentes no cômodo
incendiado;
-
aumento de turbulência no plano neutro (efeito ondular dos gases).
Já os sinais mais comuns que indicam o desenvolvimento de um backdraft são:
-
incêndio com ventilação limitada ou incêndio controlado por falta de ventilação;
-
existência de fumaça espessa/densa;
-
aparecimento de chamas azuis;
-
portas e janelas superaquecidas;
-
janelas com vidros escurecidos pela fumaça e/ou vidros rachados;
-
ausência de chamas visíveis;
-
ciclo de pulsações (percepção de ar sendo arrastado - aspirado para dentro do
cômodo sinistrado com sons característicos seguido de lufadas de fumaça saindo
pelas frestas e pequenas aberturas);
-
surgimento de chamas dançantes ou chamas fantasmas, que são relatadas como
línguas de fogo (chamas vivas) que não são unidas à fonte do combustível e
movem-se em torno do local onde o combustível e o ar se misturam em
condições favoráveis. Tal ocorrência em uma situação sob ventilação é um sinal
indicativo que precede o backdraft.
4.4 Os novos paradigmas do combate a incêndio
Viu-se anteriormente que a partir da última década diversos estudos e
pesquisas científicas internacionais criaram uma compreensão mais ampla dos
vários fenômenos associados com os incêndios de progresso rápido.
Estes estudos permitiram aos bombeiros uma maior consciência sobre como
o fogo produz gases inflamáveis dentro das estruturas envolvidas e sobre a dinâmica
desses incêndios, propiciando uma melhor apreciação do potencial dos riscos
dessas situações.
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 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
49
o comportamento do fogo, de modo que as implicações operacionais das várias
táticas e técnicas utilizadas sejam compreendidas inteiramente.
Vê-se que, enquanto todos os bombeiros são capazes de raciocinar
facilmente em termos bidimensionais e aplicar modelos tradicionais de combate para
a extinção de incêndios de superfície, poucos são capazes de enxergar o incêndio
de uma forma tridimensional, e utilizar técnicas para conter os perigos existentes nos
sinistros que atingiram a fase gasosa. A idéia da formação de gases inflamáveis
aquecidos e a constante exposição a esses perigos, muitas vezes são
desconsideradas por bombeiros, inclusive por aqueles com longo tempo de serviço,
devido à má formação e à negligência das próprias organizações que pouco
investem no treinamento continuado de seus funcionários.
É consenso na literatura internacional (Grimwood e Desmet, 2003), a
existência de três métodos de extinção de incêndios baseados no uso da água (dois
deles bem tradicionais e um ainda recente), a saber:
Método de ataque direto – É a aproximação tradicional utilizada pelos
bombeiros na maioria dos incêndios. Este método de ataque ao fogo se baseia na
aplicação de jatos de água diretamente na base do incêndio (Klaene e Sandres,
2000).
Método de ataque indireto – Método que se caracteriza pelo lançamento de
um jato neblinado de água direcionado para a parte superior da edificação a fim de
usar a propriedade de vaporização da água para deslocar o oxigênio e sufocar o
fogo. Este método baseado nos princípios de Lloyd Layman é também conhecido
como método Iowa ou método de Royer/Nelson e é normalmente aplicado a partir de
uma posição exterior, porta ou janela. Quando corretamente aplicado é eficiente e
serve tanto para lidar com incêndios na fase bidimensional, como na fase
tridimensional.
A teoria do ataque indireto, de Lloyd Layman, que foi inicialmente descrita no
seu livro Attacking and Extinguishing Interior Fires, é baseada no efeito de
resfriamento produzido eficazmente pela água que dentro da edificação sinistrada se
converte em vapor. Os testes de fogo realizados por Layman enquanto estava na
Guarda Costeira dos EUA são à base de sua teoria.
Hoje, sabe-se que teoricamente, o ataque indireto é válido, mas na prática,
essa técnica coloca a vida dos ocupantes da edificação em perigo e é pouco eficaz
para controlar a maioria das condições de incêndios estruturas. Isto prova dois
50
pontos importantes sobre pesquisas na área de combate ao fogo; primeiro que as
hipóteses testadas podem parecer teoricamente lógicas, mas na prática produzirem
resultados ruins; e, segundo, que mesmo alguns bons métodos de teste podem levar
há resultados errôneos quando usados além do alcance da pesquisa.
Portanto, o ataque indireto (estratégia defensiva) deve ser utilizado somente
quando não existirem vítimas no interior do compartimento. O fogo poderá ser
extinto através do lançamento de um jato de água indireto na área mais elevada da
área sinistrada, a partir de uma área externa, para produzir vapor e criar uma
sobrepressão a qual deslocará o ar e sufocará o incêndio (Klaene e Sandres, 2000).
Método tridimensional com resfriamento dos gases (Grimwood e Desmet,
2003) - Método introduzido por bombeiros suecos durante os anos 80, que consiste
no direcionamento de curtos pulsos de água nebulizada na camada de pressão
positiva formada pelos gases aquecidos do incêndio. Esta forma de aproximação
também pode ser usada (defensivamente) para prevenir os efeitos de incêndios de
progressão rápida (ignição súbita generalizada, Ignição explosiva, ignição dos gases
do incêndio). O termo tridimensional se refere aos mecanismos de volume da
combustão na fase gasosa ou tridimensional e as aplicações associadas de água,
sempre calculadas em valores cúbicos (lpm/m³).
O ataque com resfriamento dos gases do incêndio se baseia na técnica de
resfriamento dos gases (técnica 3DWF) e é um método bastante recente e inovador.
É importante observar que essa técnica não serve propriamente para a extinção do
incêndio, mas sim para o resfriamento dos gases e a redução da temperatura do
ambiente sinistrado e, consequentemente, para assegurar uma entrada mais segura
até o foco principal do incêndio e a redução da probabilidade da ocorrência de
fenômenos ligados a incêndios de propagação rápida. A aplicação desses jatos de
água neblinados, de curta duração, é chamada de pulsações e, basicamente,
existem três diferentes técnicas de pulsar água num incêndio confinado: pulsações
curtas, pulsações médias e pulsações longas com varredura (Blesa, 2002).
Pulsação curta: Realizada através de jatos de água de curtíssima duração
(0,1 a 0,5 segundo) ajustados num ângulo médio (jato neblinado) dirigidos
diretamente sobre os gases provenientes da combustão na zona de pressão positiva
(parte mais elevada da área sinistrada). O esguicho deve estar regulado entre 40 e
60 graus e o bombeiro deverá posicionar-se agachado de forma que o jato lançado
forme um ângulo de 45º em relação ao solo. Usar mangueira de 1 ¹/²”, trabalhando
51
com pressões superiores a 7 Kg/cm² e consumo que não supere 130 lpm e que
pulverize gotas bem pequenas (o ideal é gotículas de 300 microns). Os principais
efeitos da técnica são o resfriamento e inertização (diluição) dos gases inflamáveis
provenientes da combustão. A redução da temperatura do ambiente sinistrado irá
prevenir a ocorrência de fenômenos ligados a incêndios de propagação rápida
(flashover, backdraft e ignição dos gases do incêndio) evitando que os gases atinjam
temperaturas de auto-ignição.
Pulsação média: Realizada através de jatos de água de curta duração (0,5 a
1 segundo) ajustados num ângulo médio (jato neblinado) dirigidos à zona de pressão
positiva. A pulsação longa permite uma maior e melhor penetração da água e deve
ser utilizada nos casos de zonas de pressão positiva maiores com planos neutrais
mais baixos. Os principais efeitos da técnica são o resfriamento e inertização
(diluição) dos gases inflamáveis provenientes da combustão. A redução da
temperatura permitirá uma melhor penetração no interior do compartimento
sinistrado.
Pulsação longa com varredura: Técnica semelhante à forma anteriormente
descrita, onde o bombeiro combatente deve dirigir os jatos de água diretamente
sobre a zona de pressão positiva e os gases incendiados movendo a linha de ataque
de forma circular. A pulsação longa com varredura objetiva projetar a maior
quantidade possível de gotas de água na camada de gases aquecidos e deve ser
utilizada nas situações onde existem grandes volumes de gases aquecidos (zonas
de pressão positiva muito grandes). Seu efeito principal é o resfriamento das chamas
e inertização (diluição) dos gases inflamáveis provenientes da combustão.
Alguns manuais ainda citam uma outra forma de ataque, denominado de
método de ataque (combate) combinado. Esta é uma forma de ataque empregada
para combater incêndios confinados com superaquecimento do ambiente, mas sem
risco de ignição explosiva. A técnica baseia-se no emprego simultâneo das duas
técnicas (ataque direto e ataque indireto), ou seja, o uso da produção de vapor
combinado com o lançamento de água diretamente sobre o foco principal do
incêndio. Para realizar um ataque combinado, o bombeiro chefe de linha
normalmente fica ajoelhado, com a linha de mangueira sobre os ombros,
movimentando o esguicho (com jato em forma de neblina) em forma de círculo,
atingindo o teto, as paredes internas e o piso da edificação. Quando o incêndio
52
diminui, o bombeiro muda para a técnica de ataque direto e extingui os focos de
incêndio remanescentes aplicando uma série de jatos diretos.
Essa é uma técnica desaconselhável pelos mesmos motivos anteriormente
descritos em relação ao combate indireto, ou seja, essa forma de ataque poderá
comprometer seriamente a segurança de possíveis vítimas que estejam no interior
da área sinistrada e a expansão do vapor poderá acabar empurrando os produtos da
combustão para áreas ainda não afetadas da edificação.
Em situações em que não é possível usar o ataque direto, os bombeiros
podem utilizar uma técnica de ataque modificada (deflecting water off ceiling), ou
seja, direcionando o jato d’água para o teto de forma que ele bata no mesmo e
desvie para baixo até atingir a base do fogo escondida atrás de um obstáculo, no
entanto, essa é uma forma modificada de ataque direto e não deve ser confundida
com ataque ou combate combinado (Klaene e Sanders, 2000, p.275).
As diferentes fases por que passa um incêndio faz com que as zonas de
pressão alterem seus tamanhos e, por conseqüência, desloquem o plano neutro
(nome dado a interface entre a zona de pressão positiva superior e a zona de
pressão negativa inferior). De forma geral, à medida que o incêndio se desenvolve, a
zona de pressão positiva cresce fazendo diminuir o volume da camada inferior e, em
alguns casos, em incêndios com escassa alimentação de ar, isso poderá deslocar o
plano neutro até o nível do chão.
A água é sempre a escolha ideal para a extinção de incêndios interiores já
que se encontra rapidamente disponível e, quando corretamente aplicada, incide
sobre todos os lados do triângulo do fogo, ou seja: diminui o combustível (a rápida
conversão da água em vapor e sua grande expansão dilui os gases inflamáveis e
reduz a produção dos gases inflamáveis da pirólise já que promove uma redução do
calor), diminui o oxigênio (o vapor sufoca o incêndio limitando a quantidade de
oxigênio que chega até ele) e reduz o calor (a água absorve o calor quando se
converte em vapor).
Como meio extintor, a água tem uma capacidade de resfriamento teórica de
2.600 kW por litro e por segundo (2,6 MW), ainda que os testes práticos demonstrem
que durante a aplicação real em um ataque direto essa capacidade caia em 1/3, ou
seja, fique em torno de 840 kW (0,84 MW). Disso podemos deduzir que 2/3 da água
aplicada tem pouco ou nenhum efeito sobre o incêndio.
53
Quando a água se transforma em vapor expande seu volume a razão de
1:1700 vezes a 100 graus Celsius. Se a temperatura aumenta a 450ºC o vapor
duplicará sua expansão, ou seja, 1:3500 vezes. Portanto, cerca de 80% da energia
dos incêndios será absorvida pela transformação da água do estado líquido ao
estado de vapor.
Uma intervenção bem conduzida supõe além da rápida extinção do incêndio e
de um mínimo de danos produzidos, a prevenção do surgimento de fenômenos do
tipo ignição súbita generalizada (flashover), ignição explosiva (backdraft) e ignição
dos gases do incêndio (fire gas ignition).
O principal objetivo da prevenção desses fenômenos está centrada na
redução da temperatura (resfriamento) dos gases provenientes do incêndio,
mediante a aplicação de água em forma de neblina na camada de pressão positiva,
que por sua vez, produzirá uma diluição (inertização) dos gases do incêndio pelo
vapor de água gerado, o qual evitará que as concentrações de gás quando
combinadas com o oxigênio tornam-se inflamáveis. Por questões lógicas, a extinção
dos principais focos de incêndio só serão atacadas posteriormente.
Segundo pesquisadores suecos (Gilselsson e Rosander, 1991) para
conseguirmos o efeito descrito anteriormente e extinguirmos o fogo, necessitamos
teoricamente de cerca de 200 milhões de gotas de água por metro cúbico de chama.
Se as gotas de água se moverem rapidamente entre as chamas, estas acabarão
esfriando um volume maior e este efeito começa a ser percebido quando as gotas de
água adquirirem um diâmetro igual ou inferior a 0,3 milímetros ou 300 microns.
As pesquisas sobre cálculos de fluxos de água ideais para bombeiros de
combate a incêndios estruturais tem apresentado muitos conflitos e desinformação
(Klaene e Sanders, 2000).
Nos dias atuais, usa-se a Fórmula Iowa, também conhecida como Fórmula de
Royer e Nelson (V/100) que serve para calcular a água ideal do método de ataque
indireto. Existe também a Fórmula da U.S. National Fire Academy (A/3) que serve
para calcular a água ideal do método de ataque direto, no entanto, ainda nos falta
uma fórmula simples e genérica que possa ser usada facilmente para calcular com
confiança a quantidade de água ideal que deverá ser utilizada pelos bombeiros na
supressão do fogo.
Acredita-se que não é difícil deduzir que nenhum método único será capaz de
extinguir um incêndio que se apresenta a partir de uma combustão bi e
54
tridimensional (fase combustível e fase gasosa) com efeitos ótimos. Portanto, de
forma geral, o ataque ideal para um incêndio interior em compartimento deve
alternar o ataque tridimensional com resfriamento dos gases (3DWF) e o ataque
direto. Já o uso do ataque indireto deve ser considerado somente sob certas
condições muito especiais (incêndios controlados por falta de ventilação).
O autor deste trabalho entende que, a partir dos novos conhecimentos e das
novas tecnologias de combate a incêndio disponíveis, poder-se-á atuar de forma
mais segura e eficiente utilizando o seguinte parâmetro tático para enfrentar os
incêndios em compartimento:
Em incêndios menores:
Utilizar a tática do isolamento/confinamento do fogo e ataque (combate)
direto, seguido de ventilação.
Em incêndios em crescimento (pré-flashover):
Utilizar a tática do isolamento/confinamento do fogo; ataque com resfriamento
dos gases do incêndio, seguido de ataque (combate) direto; ventilação tática e
ataque direto com ventilação com pressão positiva.
Em incêndios controlados pela falta de ventilação:
Utilizar a tática do isolamento/confinamento do fogo; ataque (combate)
indireto a partir do exterior, seguido de ataque com resfriamento dos gases do
incêndio e ventilação tática.
Em incêndios totalmente desenvolvidos (pós-flashover):
Utilizar a tática do ataque com resfriamento dos gases do incêndio, seguido
de ataque (combate) direto, acompanhado de ventilação tática.
Entretanto, sabe-se que o desenvolvimento dos incêndios do ponto de vista
da análise de sua evolução depende primariamente de dois fatores, a saber: o tipo
de material que está queimando e a quantidade de oxigênio disponível.
Portanto,
todas
essas
informações
exigem
ainda
novas
pesquisas,
especialmente estudos experimentos em escalas reais, sem os quais não
poderemos analisar corretamente as diferentes opções táticas para o enfrentamento
dos incêndios interiores.
55
4.5 Aprendendo a ler o fogo
Todos os incêndios fornecem uma série de sinais que podem ajudar o
bombeiro combatente a determinar em que momento do desenvolvimento ele se
encontra, e o mais importante, as mudanças que podem igualmente ocorrer.
Essa habilidade para interpretar estes sinais é essencial para assegurar uma
ação de extinção segura e eficaz.
Existe uma ampla gama de informações que poderão ser observadas
rapidamente nos incêndios que os bombeiros atendem diariamente, no entanto,
vamos nos restringir a analisar aqui somente aqueles sinais ou indicadores
relacionados com os incêndios em compartimentos (incêndios interiores)
4.5.1 Sinais relacionados com a observação da fumaça:
A cor da fumaça varia dependendo do tipo de combustível que está
queimando e da ventilação disponível. De forma geral, fumaças escuras indicam
condições de calor elevado e incêndios controlados pela falta de ar (combustão
incompleta). Quando se produz uma combustão com chama, o carbono (C) liberado
dos combustíveis se mistura na fumaça, deixando-a mais escurecida. Quando a
temperatura diminui e os níveis de oxigênio também ficam mais baixos para manter
a combustão com chamas, os combustíveis se decompõem (pirólise) sem chamas
ativas e a maioria do carbono permanece nos materiais combustíveis produzindo
uma fumaça de cor mais clara. Enquanto o incêndio progride, o nível de fumaça
(plano neutro ou PN) desce, ao mesmo tempo em que sua densidade aumenta. Em
geral, uma fumaça clara indica um acúmulo de gases pirolisados devido ao aumento
da temperatura no recinto e, uma fumaça escura indica condições de calor elevado e
um incêndio controlado pela falta de ar.
Já o volume da fumaça pode ser um bom indicador para se saber o tamanho
do fogo e sua situação, no entanto, em alguns casos, a fumaça pode nos dar uma
idéia falsa ou ainda, seguir por zonas ocultas (vazios ou ocos) e emergir em locais
totalmente inesperados. O princípio básico é que a fumaça aquecida tende sempre a
elevar-se verticalmente, quando alcança obstruções horizontais, a fumaça se
propaga buscando saídas verticais (para os lados) e quando mais distante ela fica
do ponto inicial, mais se esfriará (isto também acontece devido a mistura entre a
fumaça e o ar). Em relação à altura do plano neutro, pode-se dizer que enquanto o
incêndio se desenvolve, o PN irá descer mais e mais e sua densidade irá aumentar,
56
portanto, um PN alto nos indica um fogo ainda crescente, nos seus primeiros
momentos e um PN muito baixo nos indica condições propícias para a produção de
uma explosão, tipo backdraft. A descida rápida e repentina do PN nos indica a
presença de ventilação ou a intensificação do fogo, enquanto uma descida gradual e
lenta pode nos indicar um acúmulo de gases inflamáveis que poderão desencadear
um flashover.
Deve-se ainda observar a possível existência de pulsações. Isso pode ser
explicado da seguinte forma: a fumaça pode ser vista em forma de pulsos, a partir de
pequenas aberturas. Isso normalmente indica um incêndio controlado pela falta de
ventilação e ocorre porque no interior do ambiente sinistrado existem variações de
pressão devido à falta de ar, a qual diminui o processo da combustão. Como nesses
casos a temperatura diminui e os gases inflamáveis se esfriam e acabam se
contraindo. Essa contração provoca uma diminuição da pressão interior e uma nova
entrada de ar. Quando esse ar chega novamente ao fogo, ele se reaviva, produzindo
um novo aumento da pressão até que o ar volte a ser consumido, iniciando assim
um novo ciclo. Esse fenômeno, chamado “ciclo de pulsação” (pulsation cycle) pode
ser conceituado como uma indicação da presença de vapores combustíveis ainda
não queimados dentro de um compartimento com potencial para uma pré-mistura e
posterior explosão. Esse fenômeno é um importante sinal de alerta da explosão de
fumaça ou Ignição explosiva (backdraft) que aparece como pulsos intermitentes de
fumaça para dentro e para fora num determinado ponto de abertura ou ventilação.
4.5.2 Sinais relacionados com a observação de correntes gravitacionais ou
fluxos de ar:
O fluxo de ar ou arraste do ar é o movimento produzido pelo ar ambiente, a
partir da base do fogo, e o movimento dos produtos superaquecidos da combustão
para fora do compartimento. O termo científico usado para descrever esses fluxos é
“corrente gravitacional”. Quando se promove uma abertura, o ar quente sairá pela
parte superior e o ar frio entrará pela parte inferior da mesma. Uma saída abundante
e repentina de fumaça e fluxos de ar nos indica que irá se produzir uma explosão
tipo backdraft. Em geral, tudo começa como uma saída rápida da fumaça, para
segundos mais tarde se produzir a explosão. Os bombeiros deverão procurar
observar a presença de correntes gravitacionais - também chamadas de ondas
gravitacionais – que de forma simples podem ser explicadas como fluxos opostos de
57
dois fluidos causados por uma diferença de densidade (esse termo foi inicialmente
chamado de ar arrastado ou air-track). Em termos de bombeiro, isto se refere
basicamente a uma área específica no ambiente sinistrado onde se pode constatar a
presença de zonas de baixa pressão que puxam o ar para dentro do ambiente e
zonas de alta pressão que forçam a fumaça e os gases quentes do incêndio para
fora (uma espécie de área onde se misturam o ar fresco e os gases combustíveis do
incêndio próximos a uma abertura ou ponto de ventilação).
Esse fluxo de ar pode ser suave ou turbulento. Se o fluxo de ar é lento
(suave) ou laminar o fogo deve estar em sua fase mais inicial e o incêndio deve estar
controlado pelo combustível. Pelo contrário, se o fluxo de ar é rápido e turbulento
(normalmente o PN está muito baixo) o fogo está em pleno desenvolvimento e o
incêndio deve estar controlado pela falta de ventilação.
Os bombeiros podem ainda escutar os sons produzidos pelo incêndio. A
presença de sons sibilantes pode indicar que o ar está sendo empurrado para dentro
e para fora do compartimento sinistrado devido às alterações de pressão, isso nos
indica um incêndio controlado pela falta de ventilação. Em alguns casos, os
bombeiros relatam que ouviram o ar assobiando ao passar pelas frestas, no entanto,
essa habilidade de escutar pode ser comprometida pela grande quantidade de
barulho normalmente existente numa zona de incêndio.
4.5.3 Sinais relacionados com a observação do calor (temperaturas elevadas):
A avaliação do incêndio deve incluir a procura de indicadores de temperatura,
tais como: vidros de janelas enegrecidos ou impregnados de resíduos de fumaça, o
que indica uma situação potencial de pré-backdraft e vidros de janelas rachados, o
que indica a presença de altas temperaturas no interior dos compartimentos. Nesses
casos, os bombeiros devem tomar precauções extremas antes de adentrar ao
recinto.
Se forem identificadas a presença de bolhas ou alguma descoloração nos
revestimentos (pinturas) das paredes e aberturas (janelas e portas), os bombeiros
poderão projetar água em forma de neblina sobre as mesmas para melhor
comprovar o calor real. Se o material estiver muito aquecido, a água se evaporará
rapidamente. Em alguns casos, é possível com essa técnica perceber também a
altura do plano neutro, observando a linha onde cessa a evaporação da água
aplicada.
58
O aumento repentino do calor é um indicador frequentemente citado durante a
ocorrência de incêndios de progressão rápida. Este é um indicador tardio e difícil de
ser observado, no entanto, um aviso importante de perigo iminente.
Outra forma de se avaliar a temperatura é aplicando uma rápida pulsação de
água neblinada na zona de pressão positiva (capa de gases existente na parte mais
alta do cômodo incendiado). Se a água cai em direção ao chão sem nenhum som
característico ou vaporização significa que a temperatura nessa zona é inferior a
100ºC. Se, por outro lado, a água não cai e percebe-se a vaporização da mesma e
sons de borbulha, a temperatura deve estar a 100ºC ou mais. Um bombeiro também
pode, cuidadosamente, elevar sua mão para o alto, para sentir a acumulação do
calor. Em alguns casos, é possível inclusive que se realize tal tarefa sem luvas, no
entanto, somente com um bom treinamento e com a prática regular dessas
habilidades pode-se melhor determinar as variações de temperatura.
4.5.4 Sinais relacionados com a observação das chamas:
A observação da cor das chamas pode ser utilizada para tentar descobrir o
tipo de combustível que está ardendo, no entanto, essa prática nem sempre é
confiável, pois um combustível misturado com o ar pode arder com cores distintas
dependendo do processo da combustão. Por exemplo, o GLP misturado com o ar
produz uma chama azul devido à presença de gás carbônico (CO2). Se esse
combustível e o ar se misturam num processo de difusão, as chamas serão
amareladas devido à presença de partículas de carbono. Outro exemplo é a
combustão de uma chapa de aglomerado. Quando o aporte de ar é bom, produzirse-ão chamas amarelas. Se a concentração de oxigênio se reduz, as chamas
mudarão para uma cor mais laranja avermelhado. Nos incêndios confinados,
chamas amarelas geralmente indicam um aporte razoável de ar. Pelo contrário,
chamas mais alaranjadas indicam pouco ar e, consequentemente, baixa quantidade
de oxigênio e grande probabilidade do desenvolvimento de um incêndio controlado
por falta de ventilação.
As formas das chamas também podem indicar o tipo de combustão que está
se desenvolvendo. As chamas de cor laranja avermelhado que resultam de uma
combustão com pouco ar são frequentemente turbulentas, com formação de
ondulações curtas. Já a inflamação dos produtos acumulados da pirólise produzem
uma chama amarela bem brilhante, às vezes ainda mais claras. Nesses casos, a
59
forma da chama é uma onda mais comprida e de aparência mais suave e menos
turbulenta. A formação de chamas de cor azul próximas do plano neutro se deve a
presença de bolsões de monóxido de carbono (CO) que se misturaram com o ar e
se inflamaram espontaneamente. O mais importante é, desde o início observar a cor
das chamas e qualquer alteração na mesmas.
4.6 Considerações sobre ventilação tática
Em termos de combate a incêndio estrutural, a ventilação em pode ser
simplesmente conceituada como a remoção do ar quente, da fumaça e de outros
contaminantes transportados no ar de uma estrutura sinistrada e sua substituição
por um ar novo, mais fresco.
É verdade que, na maioria de casos, a ventilação facilita os trabalhos de
acesso ao fogo e a localização de vítimas no interior dos ambientes sinistrados, no
entanto, os bombeiros combatentes que estiverem trabalhando numa área
confinada, quando uma janela é aberta, poderão observar que o fogo aumentará sua
intensidade, enquanto os produtos da combustão serão empurrados para fora do
ambiente; portanto, a ventilação tem componentes tanto positivos, como também
negativos.
Exatamente por isso, defendemos a idéia de que a ventilação deve ser
coordenada em conjunto com o posicionamento das primeiras linhas de ataque ao
fogo, pois, de forma geral, linhas de ataque bem posicionadas podem minimizar os
efeitos negativos de uma ventilação inadequada. No entanto, quando um incêndio
for maior e exigir fluxos de água mais considerados, nem mesmo uma linha de
mangueira
será
capaz
de
parar
o
progresso
de
um
fogo
ventilado
inapropriadamente.
Segundo um artigo publicado no site (www.firetactics.com), em 1991, Paul
Grimwood conceituou ventilação tática como uma ação realizada pelos bombeiros
na zona do incêndio para controlar o regime ardente do fogo, num esforço para
ganhar alguma vantagem tática durante as operações de combate a incêndios
estruturais interiores.
De acordo com as informações constantes do manual “Fundamentos da luta
contra incêndios”, da IFSTA, nos Estados Unidos, desde há muito tempo, se aceita a
idéia de que a ventilação vertical antecipada auxilia a aproximação tática dos
bombeiros, pois alivia as condições extremas produzidas pelas altas temperaturas e
60
pelos gases inflamáveis do incêndio. Esse procedimento também é visto como um
método viável de prevenir incêndios de progresso rápido e os incêndios secundários
produzidos pelo deslocamento horizontal do fogo através de escadas, sótãos, fossos
de elevador, etc.
Em contraste, a aproximação tática dos bombeiros europeus, de forma geral,
entende que a ventilação antecipada pode representar uma ação tática
problemática, pois as taxas de calor incrementadas pelo fluxo adicional de ar fresco
podem fluir pelos ambientes internos da edificação e prejudicar consideravelmente a
filosofia popular de combate ao fogo com linhas de mangueira (linhas de ataque) de
baixo fluxo de água.
Nesse caso é importante considerar que a filosofia européia de enfrentamento
ao fogo é, freqüentemente, baseada no emprego de linhas de ataque com baixos
fluxos de água, instaladas a partir de viaturas auto bomba tanque, tal qual vemos
normalmente no Brasil.
Já a aproximação tática dos bombeiros norte-americanos geralmente lida com
incêndios em compartimentos maiores, construídos em madeira e com cargas de
incêndio mais elevadas.
Pensando em termos táticos, qualquer ação de ventilação demanda ações
baseadas numa intenção, ou seja, quais são os meus objetivos táticos com essa
ação? Portanto, as ações de ventilação podem se basear em três objetivos táticos
principais, a saber:
1. Ventilar pela vida.
2. Ventilar pelo fogo.
3. Ventilar pela segurança.
4.6.1 Considerações sobre a ventilação pela vida
As ações de ventilação pela vida podem ser consideradas como aqueles
procedimentos operacionais padronizados (POPs) que determinam a realização de
aberturas emergenciais (normalmente em janelas) de onde os bombeiros possam a
partir de uma posição exterior entrar e realizar uma busca primária em áreas
consideradas de alto risco na edificação. Isto pode ocorrer em cômodos existentes
no caminho do fogo ou em áreas bem próximas ao incêndio.
Este procedimento emergencial é normalmente chamado pelos bombeiros
norte-americanos de VES (Vent, Enter, Search ou Ventilar, Entrar e Salvar). Essa
61
abordagem agressiva é normalmente muito tensa e está rodeada de perigos, no
entanto, em alguns casos é a única estratégia viável para se obter sucesso em
operações de busca e resgate de alto risco.
As ações de ventilação e entrada tipo VES, como qualquer processo de
ventilação tática, exige precisão (ventilar usando as janelas corretas) e também uma
antecipação da propagação potencial do fogo. O uso de tal procedimento deve ser
sempre autorizado pelo comandante da operação e, se possível, comunicado ao
efetivo bombeiro presente na zona do incêndio. Esse tipo de busca devido aos
riscos potenciais, deve ser realizada pelas equipes de bombeiro partindo da janela
em direção a porta existente no interior da edificação e depois retornando
novamente em direção a janela de entrada e não progredindo por corredores
internos, de forma a evitar longas progressões.
4.6.2 Considerações sobre a ventilação pelo fogo
As ações de ventilação pelo fogo podem ser consideradas aquelas cujo
objetivo principal é o de melhorar as condições interiores para os próprios
bombeiros, reduzindo os níveis de calor e ampliando as condições de visibilidade.
Existe uma crença comum que as janelas dos cômodos onde os bombeiros estão
trabalhando devam estar abertas, mas isso não é bem assim! A regra aqui é ventilar
as janelas que estão à frente do esguicho (linha de ataque) e próximas do fogo, de
modo que os produtos da combustão sejam forçados para fora do ambiente. É fato
que a maioria dos incêndios em compartimento queimam controlados pela falta de
ventilação. Assim como avançam os bombeiros de linha, também o fogo avança em
busca do ar. Qualquer condição de pressão negativa criada, pela abertura de uma
janela, por exemplo, conduzirá o fogo em direção ao novo estoque de ar e se isto
acontece na direção da linha de ataque não pode ser coisa boa. Além disso, a
adição de ar proporcionará um aumento na taxa de liberação de calor (TLC) e
tornará o incêndio mais quente, portanto é essencial que os efetivos de bombeiro
tenham um fluxo constante de água nas linhas de ataque para poderem fazer frente
a qualquer aumento do fogo. Nesses casos devemos prestar muita atenção na
direção e na intensidade dos ventos antes de realizar qualquer abertura na
edificação, pois uma conduta inadequada poderá jogar o fogo contra os próprios
bombeiros!
62
4.6.3 Considerações sobre a ventilação pela segurança
Finalmente, as ações de ventilação pela segurança são reservadas para as
situações onde o incêndio está controlado pela falta de ar, no entanto, existe um
acúmulo de significativas proporções de gases inflamáveis e o calor gerado
anteriormente permanece, deixando as partículas de carbono não queimadas
prontas para se incendiar assim que o oxigênio for suficiente. Nesses casos, devido
ao ambiente confinado, o fogo se desenvolve bem lentamente e, são grandes as
chances de ocorrer uma deflagração repentina se estes gases acumulados forem
oxigenados por uma corrente de ar proveniente de alguma abertura no
compartimento, portanto, as ações de ventilação tática e a escolha da porta de
entrada no cômodo incendiado devem ser realizadas muito cuidadosamente. O
melhor nesses casos é partir para ações de ventilação através de aberturas a partir
do exterior da edificação, antes de se realizar as ações de entrada no ambiente
sinistrado.
Uma regra de ouro da ventilação diz que sempre que possível, deve-se tentar
abrir as janelas antes de quebrá-las, pois tal operação poderá ser modificada caso
seus resultados não estejam produzindo resultados satisfatórios. Já se uma janela é
destruída ou uma parede é aberta, tal abertura não poderá ser mais facilmente
fechada.
4.6.4 Ventilação por Pressão Positiva (VPP)
A introdução do ataque com ventilação por pressão positiva (VPP), surgida
nos anos 80, forneceu um meio de ventilar as edificações incendiadas ao mesmo
tempo em que se forçava a saída do calor, da fumaça e dos gases de incêndio por
um determinado ponto, enquanto os bombeiros avançavam pelo seu interior. Esta
tática ainda é vista como potencialmente perigosa por muitas autoridades de
combate ao fogo, no entanto, também existem seus defensores incondicionais.
A ventilação por pressão positiva (VPP) acabou tornando-se muito popular e é
uma ferramenta útil, no entanto, não serve em todos os casos. A chave para VPP
bem sucessiva está no controle das aberturas de entrada e saída. Se existem muitas
portas e janelas abertas, a VPP se torna ineficaz.
Os benefícios e vantagens de usar a VPP em situações defensivas de
incêndios post-flashover estão, sem dúvida, comprovados, no entanto, as mais
recentes pesquisas que analisam o uso da VPP em situações ofensivas, nos incita a
63
considerar o equipamento como algo adequado, desde que cuidadosamente
utilizado, a partir de protocolos rígidos.
Particularmente, entende-se que no Brasil, o ataque VPP é ainda utilizado
como uma forma secundária de ventilação tática, normalmente usado por bombeiros
em áreas de recursos limitados e efetivos mais reduzidos, quer seja pelo custo dos
equipamentos, quer seja pela falta de estudos mais aprofundados sobre a técnica
em si.
64
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Desde os primeiros tempos até a atualidade, as dimensões e o alcance das
conseqüências de um incêndio são impressionantes. O incêndio tem sido sempre
uma ameaça destrutiva para pessoas e patrimônios. No entanto, creio que isso não
deve nos conduzir a situações de desânimo ou mesmo levar a pensar que não se
teve progressos na prevenção e no combate a incêndios. Ainda que se tenha muito
que fazer para prevenir o sofrimento humano, os elevados custos econômicos do
incêndio e os riscos potenciais do fogo para os bombeiros combatentes, tem-se
experimentado um considerável avanço no conhecimento sobre a dinâmica do fogo
e a luta contra o incêndio, especialmente a partir das duas últimas décadas.
Nesse trabalho foram analisados mais especificamente os incêndios de
progresso rápido e as terminologias utilizadas para conceituar esses diferentes
fenômenos, algo ainda muito novo no Brasil, mas que representa um sério risco para
os bombeiros em geral.
A concluir esta monografia, entende-se que o mais importante é se unificar os
critérios e as terminologias adotadas, a partir do estudo rigoroso de tais fenômenos,
a fim de se poder atingir um padrão de atendimento mais eficiente e seguro.
Infelizmente, até bem pouco tempo, os processos que conduziam aos
fenômenos conhecidos como flashover e backdraft eram estudados no Brasil a partir
de um Manual do Corpo de Bombeiros da Polícia Militar de São Paulo, o qual utiliza
como referência uma versão antiga do Manual da IFSTA, intitulado Essencials of
Fire Fighting. Por isso, muitos bombeiros ainda pensam que considerações sobre
segurança devem incluir apenas o uso rotineiro de equipamentos especiais de
proteção e programas de controle, limpeza e manutenção desses materiais.
Discordo desse ponto de vista, pois a segurança dos profissionais dos Corpos
de Bombeiros deve envolver muitos outros aspectos, tais como: programas de saúde
e segurança ocupacional (para manter as equipes de bombeiro em bom estado de
saúde física e emocional), treinamento constante e, principalmente, investimentos
em equipamentos de combate e extinção de incêndios, equipamentos de proteção
pessoal - EPIs (infelizmente, a maioria de nossas OBMs ainda não dispõem de
roupas de proteção, incluindo capas, calças, balaclavas, luvas, botas e capacete) e
equipamentos
de
proteção
respiratória
(unidades
autônomas
respiratória do tipo pressão positiva) para todos os seus integrantes.
de
proteção
65
Cada Comandante de Organização de Bombeiro Militar (OBM) tem a
responsabilidade de discutir esses assuntos com seus comandados e buscar,
apesar de todas as dificuldades, uma melhoria constante no serviço de bombeiro.
Através da pesquisa bibliográfica e da experiência profissional do autor
verifica-se que ainda existem muitos óbices e dificuldades na atividade de combate e
extinção de incêndios em compartimento, dentre as quais, destaca-se as
deficiências de treinamento (os treinamentos ficam restritos aos cursos de
formação), a falta de condutas operacionais padronizadas (faltam manuais e
diretrizes para orientar procedimentos), a dificuldade de acesso a pesquisas
atualizadas sobre o assunto e, uma maior cooperação entre os diversos organismos
de resposta e os centros universitários para o estudo aprofundado desse tipo de
atividade.
Conclui-se que os incêndios de progresso rápido, também chamados de
incêndio de desenvolvimento rápido podem ser definidos como todos os tipos de
incêndios que se desenvolvem de forma mais rápida que a esperada, a partir da
ocorrência de fenômenos conhecidos, tais como uma ignição súbita generalizada
(flashover), uma ignição explosiva (backdraft) ou outros eventos similares.
A partir deste estudo, sugere-se a adoção do termo “ignição súbita
generalizada” para conceituar o termo em inglês flashover e apresenta-se a seguinte
definição para o fenômeno:
“Em um incêndio em compartimento (incêndio interior) podemos chegar a
um estágio onde a radiação térmica total emitida pelo incêndio afete de tal
forma os gases aquecidos provenientes da pirólise dos materiais
combustíveis que irá se produzir uma ignição súbita generalizada, ou seja, a
inflamação de todas as superfícies combustíveis expostas no ambiente. Esse
evento, chamado de ignição súbita generalizada ou flashover, resultará numa
transição repentina e sustentada de um incêndio crescente em um incêndio
totalmente desenvolvido.”
Sugere-se também a adoção do termo “ignição explosiva” para conceituar o
termo em inglês backdraft e apresenta-se a seguinte definição para o fenômeno:
“A diminuição da oferta de oxigênio (limitação da ventilação) poderá gerar o
acúmulo de significativas proporções de gases inflamáveis, produtos parciais
da combustão e das partículas de carbono (C) ainda não queimadas. Se estes
gases acumulados forem oxigenados por uma corrente de ar proveniente de
66
alguma abertura no compartimento produzirão uma deflagração repentina.
Esta explosão que se move através do ambiente e para fora da abertura é
denominada de ignição explosiva ou backdraft. De forma bem simplificada
podemos dizer que o backdraft é uma ignição induzida pela oxigenação dos
gases inflamáveis provenientes da combustão.”
Finalmente, sugere-se a adoção do termo “ignição dos gases do incêndio”
para conceituar o termo em inglês fire gas ignition e inidica-se a seguinte definição
para o fenômeno:
“É a ignição dos gases do incêndio existentes dentro do compartimento
incendiado ou dos gases transportados para fora deste em um estado
inflamável e potencialmente explosivo”.
A percepção dos riscos e os sinais de advertência dos incêndios de progresso
rápido são importantes e devem ser bem conhecidos, mas é preciso esclarecer
também que alguns desses eventos acontecem rapidamente, às vezes de forma tão
súbita que alguns bombeiros não têm tempo para escapar ou proteger-se. Portanto,
as únicas proteções reais para uma explosão ou uma ignição súbita são o uso
constante de roupas de proteção completas (incluindo capacete, capa e calça de
aproximação, luvas, botas, balaclavas e proteção respiratória tipo pressão positiva),
o estudo sistemático desses fenômenos e a realização de treinamentos continuados.
O trabalho serviu ainda para identificar alguns sinais característicos (sinais de
advertência) que podem ser utilizados pelos bombeiros combatentes para perceber
antecipadamente os incêndios de progresso rápido segundo o tipo de fenômeno
específico.
Com base no estudo das táticas de combate e ventilação, verifica-se que sob
certas circunstâncias, ações de ventilação podem ser bem eficientes, no entanto, se
mal conduzidas, podem ser também um desastre. Por exemplo, a abertura de uma
porta de acesso para alcançar o fogo é vista, freqüentemente, como uma
necessidade e não como parte de um plano de ventilação, no entanto, o fluxo de ar
fornecido (criação de uma corrente gravitacional) neste ponto pode servir para
intensificar o fogo e aumentá-lo para além da capacidade da primeira linha de
ataque.
67
De uma forma geral, pode-se concluir que a atual conduta européia coloca a
estabilização das condições interiores na frente das ações de ventilação como uma
tática inicial e utilizam o conceito do isolamento e do confinamento do fogo como
prioridades. No entanto, é igualmente importante aplicar-se princípios de avaliação
de risco no processo de tomada de decisão e reconhecer quando uma ação tática
de ventilação precoce poderá ser uma opção mais segura ou até mais produtiva no
combate ao fogo.
Certamente existirão casos onde a extração dos produtos da combustão em
um compartimento estrutural incendiado será algo mais benéfico aos ocupantes da
edificação do que qualquer outra ação de isolamento do fogo. Verifica-se que todo
bombeiro combatente experiente poderá lembrar de situações onde seus
companheiros não conseguiram efetuar uma busca primária em pisos superiores por
falta de uma adequada ventilação, assim como também, incêndios aonde uma
ventilação mal conduzida espalhou fumaça e calor por espaços vazios superiores e
acabou deixando o fogo fora de controle e vidas em risco.
Infelizmente, a maioria dos princípios táticos da ventilação sempre se
desenvolveu como um apêndice de uma estrutura maior que estuda o combate e a
extinção dos incêndios, e por isso, sugere-se que ainda teremos muitos anos de
pesquisa antes de encontrar-se um modelo confiável que possa ser aceito
universalmente para resolver os problemas da ventilação num incêndio.
Evidenciou-se também que a água é sempre a escolha ideal para a extinção
de incêndios em compartimento, pois aplicada corretamente, a água dilui os gases
combustíveis, reduz o oxigênio e diminui a temperatura (calor). No entanto, fazem-se
necessárias novas pesquisas, especialmente no tocante aos fluxos ideais de água
para uso no combate a incêndio estrutural. Atualmente, a maioria dos bombeiros do
Brasil continua a usar formulas dos anos 50 e 60, mais especificamente a Fórmula
de Iowa para calcular a água ideal do método de ataque indireto e Fórmula da U.S.
National Fire Academy para calcular a água ideal no método de ataque direto,
enquanto se aguarada uma nova fórmula simples e genérica que possa ser usada
facilmente para calcular com confiança a quantidade de água ideal que deverá ser
utilizada pelos bombeiros na supressão do fogo.
Viu-se que o ataque com resfriamento dos gases do incêndio (técnica mais
recente) deve ser o método preferencial de combate, pois apesar de não extinguir
propriamente o incêndio, auxilia numa aproximação tática mais segura e reduz
68
consideravelmente a probabilidade da ocorrência de fenômenos ligados aos
O ataque com resfriamento dos gases do incêndio pode ser utilizado a partir
de três diferentes técnicas (pulsações curtas, longas ou longas com varredura), as
quais serão definidas em conformidade com a altura do plano neutral (PN), ou seja,
quanto mais baixo o PN, mais longa (demorada) deverá ser a aplicação dos jatos de
água em forma de neblina.
O ataque indireto deve ser utilizado somente como um último recurso, quando
não existirem vítimas no interior do compartimento e, quando as condições do fogo
impedirem uma ação interior.
Finalmente, registra-se que todos os incêndios nos fornecem uma série de
sinais que podem ajudar a determinar em que momento do desenvolvimento ele se
encontra, e o mais importante, as mudanças que podem igualmente ocorrer. É essa
habilidade para interpretar estes sinais que se torna essencial para assegurar uma
ação de extinção segura e eficaz.
O profissional de combate ao fogo precisa focar sua atenção na avaliação de
riscos e na identificação das melhores opções táticas para assegurar-se de que toda
a aproximação e combate sejam realizados corretamente pela combinação segura
de técnicas de acesso e supressão do fogo.
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
sejam
compreendidas inteiramente.
Este autor entende que, a partir dos novos conhecimentos e das novas
tecnologias de combate a incêndio, pode-se atuar de forma mais segura e eficiente
utilizando
o
seguinte
parâmetro
tático
para
enfrentar
os
incêndios
em
compartimento:
Em incêndios menores, utilizar a tática do isolamento/confinamento do fogo e
ataque (combate) direto, seguido de ventilação.
Em
incêndios
em
crescimento
(pré-flashover),
utilizar
a
tática
do
isolamento/confinamento do fogo; ataque com resfriamento dos gases do incêndio,
seguido de ataque (combate) direto; ventilação tática e ataque direto com ventilação
com pressão positiva.
69
Em incêndios controlados pela falta de ventilação, utilizar a tática do
isolamento/confinamento do fogo; ataque (combate) indireto a partir do exterior,
seguido de ataque com resfriamento dos gases do incêndio e ventilação tática.
Em incêndios totalmente desenvolvidos (pós-flashover), utilizar a tática do
ataque com resfriamento dos gases do incêndio, seguido de ataque (combate)
direto, acompanhado de ventilação tática.
Entretanto, todas essas informações e conclusões exigem ainda novas
pesquisas, especialmente estudos experimentos em escalas reais, sem os quais não
poderemos analisar corretamente as diferentes opções táticas para o enfrentamento
dos incêndios interiores.
70
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Disponível
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http://www.odpm.gov.uk/stellent/groups/odpm_fire/documents/page/odpm_fire_0333
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DUNN, Vincent. Backdraft and flashover, what is the difference? Disponível em:
http://vincentdunn.com Acesso em 16 fev. 2005, 10:25:30.
73
ANEXO “I”
REPRESENTAÇÃO DO DESENVOLVIMENTO DE UM BACKDRAFT
Fig. 1. The development of a backdraft (1999, p. 262)
Observação: Figura representativa do desenvolvimento de um backdraft publicada
no artigo intitulado “The development and mitigation of backdraft: a real-scale
shipboard study” do Fire Safety Journal, n.º 33, de 1999, p. 261-282, de autoria dos
pesquisadores Daniel T. Gottuk, Michelle J. Peatross, John P. Farley e Frederick W.
Williams.
74
ANEXO “II”
FOTOGRAFIA DE UM BACKDRAFT
Fig. 1. Photograph of a backdraft reball
during an outdoor test BD101 (1999, p. 269)
Observação: Fotografia de um backdraft realizada durante um teste a oar livre e
publicada no artigo intitulado “The development and mitigation of backdraft: a realscale shipboard study” do Fire Safety Journal, n.º 33, de 1999, p. 261-282, de autoria
dos pesquisadores Daniel T. Gottuk, Michelle J. Peatross, John P. Farley e Frederick
W. Williams.

Monografia - CEPED UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina

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