Corpo de Bombeiros Militar do Estado do Rio de Janeiro Diretoria Geral de Ensino e Instrução
Manual Básico de Bombeiro Militar
Volume 03 1º Edição Revista e Atualizada Rio de Janeiro - 2014
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar Técnica e Maneabilidade em Combate a Incêndio
10.1.
Constituição e propriedades da matéria ............................................................ ................................................................... ....... 403
10.1.1.
Os estados físicos da matéria .............................................................. ................................................................................ .................. 404
10.1.2.
O fenômeno da combustão.................................................................... ................................................................................... ............... 405
10.1.3.
Triângulo do fogo .......................................................... .................................................................................................. ........................................ 407
10.1.4.
Tetraedro do fogo ......................................................... ................................................................................................. ........................................ 407
10.1.4.1.
Energia de ativação .......................................................... ....................................................................................... ............................. 408
10.1.4.2.
Comburente .......................................................... .................................................................................................. ........................................ 414
10.1.4.3.
Combustíveis ......................................................... ................................................................................................. ........................................ 415
10.1.4.4.
Limites de inflamabilidade (ou explosividade) .............................................. 420
10.1.5.
Velocidade da Combustão.................................. Combustão..................................................................................... ................................................... 421
10.1.6.
Produtos da Combustão ........................................................... ........................................................................................ ............................. 422
10.2. 10.2.1.
ESTUDO DO INCÊNDIO ................................................................. .............................................................................................. ............................. 423 Classes de incêndio .................................................................. ............................................................................................... ............................. 423
10.2.1.1.
Classe A...................................................... A.......................................................................................................... .................................................... 424
10.2.1.2.
Classe B.................................................................. .......................................................................................................... ........................................ 424
10.2.1.3.
Classe C.................................................................. .......................................................................................................... ........................................ 425
10.2.1.4.
Classe D ................................................................. ......................................................................................................... ........................................ 425
10.2.1.5.
Classe E .................................................................. .......................................................................................................... ........................................ 427
10.2.1.6.
Classe K .................................................................. .......................................................................................................... ........................................ 427
10.2.2.
Proporções do incêndio ........................................................... ........................................................................................ ............................. 427
10.2.3.
Causas do incêndio ................................................................... ................................................................................................ ............................. 428
10.2.4.
Propagação do incêndio ........................................................... ........................................................................................ ............................. 428
10.2.5.
Fases do incêndio .......................................................... .................................................................................................. ........................................ 431
10.2.5.1.
Fase inicial ou eclosão .................................................................... ................................................................................... ............... 431
10.2.5.2.
Queima livre ou propagação ..................................................................... ......................................................................... .... 432
10.2.5.3.
Declínio das chamas ......................................................... ...................................................................................... ............................. 435
10.2.5.4.
Combustão oculta ............................................................ ......................................................................................... ............................. 435
10.2.6.
Métodos de extinção do incêndio ..................................................................... ......................................................................... .... 436
10.2.6.1.
Isolamento............................................................. ..................................................................................................... ........................................ 436
10.2.6.2.
Abafamento........................................................... ................................................................................................... ........................................ 437
10.2.6.3.
Resfriamento ......................................................... ................................................................................................. ........................................ 438
10.2.6.4.
Inibição .................................................................. .......................................................................................................... ........................................ 438
10.2.7.
Agentes extintores de incêndio........................................................... ............................................................................. .................. 439
398
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 10.2.7.1.
Água............................................................................................................... 440
10.2.7.2.
Espuma .......................................................................................................... 442
10.2.7.3.
Pós químicos.................................................................................................. 445
10.2.7.4.
Gases inertes: dióxido de carbono e nitrogênio ........................................... 446
10.2.7.5.
Halons ............................................................................................................ 447
10.3. 10.3.1.
Viaturas de Combate a Incêndio e Salvamento do CBMERJ ..................................... 448 Estudo dos Fluidos................................................................................................. 448
10.3.1.1.
Pressão .......................................................................................................... 449
10.3.1.2.
Vazão ............................................................................................................. 452
10.3.2.
Estruturas e Fenômenos ....................................................................................... 452
10.3.2.1.
Bombas Hidráulicas ....................................................................................... 452
10.3.2.2.
Fenômenos Hidráulicos ................................................................................. 454
10.3.2.3.
Processo de Transmissão de Força nas Viaturas ........................................... 456
10.3.3.
Viaturas de Combate a Incêndio e Salvamento no CBMERJ ................................. 457
10.3.3.1.
Auto Bomba Tanque (ABT) ............................................................................ 458
10.3.3.2.
Auto Bomba para Inflamável (ABI) ................................................................ 459
10.3.3.3.
Auto Tanque (AT) .......................................................................................... 459
10.3.3.4.
Auto Cavalo Mecânico (ACM) Conjugado a Tanque Reboque (TR)............... 460
10.3.3.5.
Auto Busca e Salvamento Leve (ABSL) .......................................................... 461
10.3.3.6.
Auto Rápido (AR) ........................................................................................... 461
10.3.3.7.
Auto Plataforma Mecânica (APM)................................................................. 461
10.3.3.8.
Auto Escada Mecânica (AEM) ....................................................................... 462
10.3.3.9.
Auto Serviço Tático de Abastecimento (ASTA) ............................................. 462
10.3.3.10.
Auto Bomba Salvamento (ABS) ................................................................. 463
10.3.3.11.
Auto Bomba Salvamento Guincho (ABSG) ................................................ 463
10.3.3.12.
Auto Bomba (AB) ....................................................................................... 463
10.3.3.13.
Auto Tático de Emergência (ATE) .............................................................. 464
10.3.3.14.
Auto Bomba Plataforma (ABP) .................................................................. 464
10.4. 10.4.1.
Equipamentos de Combate a Incêndio ..................................................................... 465 Equipamento de proteção individual (EPI)............................................................ 465
10.4.1.1.
Capacete para combate a incêndio ............................................................... 466
10.4.1.2.
Balaclava........................................................................................................ 467
10.4.1.3.
Roupa de aproximação.................................................................................. 468
10.4.1.4.
Luvas para combate a incêndio ..................................................................... 469
399
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 10.4.1.5.
Botas para combate a incêndio ..................................................................... 469
10.4.1.6.
Equipamentos de proteção respiratória ....................................................... 470
10.4.2.
Aparelhos extintores ............................................................................................. 478
10.4.2.1.
Classificação dos extintores .......................................................................... 479
10.4.2.2.
Principais tipos de extintores ........................................................................ 479
10.4.3.
Bombas de incêndio .............................................................................................. 483
10.4.3.1.
Classificação das bombas de incêndio .......................................................... 483
10.4.3.2.
Funcionamento das bombas de incêndio ..................................................... 484
10.4.3.3.
Manutenção de motobombas....................................................................... 485
10.4.3.4.
Procedimento para estabelecimento de motobombas ................................ 486
10.4.4.
Hidrantes ............................................................................................................... 501
10.4.4.1.
Hidrante de coluna ........................................................................................ 501
10.4.4.2.
Hidrante de recalque..................................................................................... 507
10.4.4.3.
Legislação sobre Hidrantes............................................................................ 508
10.4.5.
Fenômenos hídricos .............................................................................................. 509
10.4.5.1.
Golpe de aríete .............................................................................................. 509
10.4.5.2.
Cavitação ....................................................................................................... 510
10.4.6.
Geoprocessamento e plano de gerenciamento operacional de recursos hídricos 512
10.4.7.
Materiais de abastecimento.................................................................................. 514
10.4.8.
Materiais de estabelecimento.........................Ошибка! Закладка не определена.
10.4.8.1.
Mangueira de combate a incêndio .........Ошибка! Закладка не определена.
10.4.8.2.
Esguichos .................................................Ошибка! Закладка не определена.
10.4.8.3.
Proporcionador de espuma.....................Ошибка! Закладка не определена.
10.4.8.4.
Esguicho lançador de espuma .................Ошибка! Закладка не определена.
10.4.8.5.
Esguicho proporcionador de espuma .....Ошибка! Закладка не определена.
10.4.9. 10.4.10.
Materiais de salvatagem .................................Ошибка! Закладка не определена. Incêndios Florestais .....................................Ошибка! Закладка не определена.
10.4.10.1.
Causas dos incêndios florestais ........... Ошибка! Закладка не определена.
10.4.10.2.
Fatores que influenciam um incêndio florestal..........Ошибка! Закладка не
определена.
10.4.10.3.
Classificação dos incêndios florestais quanto ao tipo Ошибка! Закладка не
определена.
10.4.10.4.
Partes de um incêndio florestal ..........Ошибка! Закладка не определена.
400
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 10.4.10.5.
Materiais de combate a incêndio florestal.................Ошибка! Закладка не
определена.
10.4.10.6.
Métodos de combate a incêndio florestal .................Ошибка! Закладка не
определена.
10.4.11.
Materiais de rescaldo ..................................Ошибка! Закладка не определена.
10.4.12.
Escadas ........................................................Ошибка! Закладка не определена.
10.4.12.1.
Escada simples.....................................Ошибка! Закладка не определена.
10.4.12.2.
Escada de bombeiro ............................Ошибка! Закладка не определена.
10.4.12.3.
Escada de dois ganchos .......................Ошибка! Закладка не определена.
10.4.12.4.
Escada prolongável..............................Ошибка! Закладка не определена.
10.4.13. 10.5. 10.5.1.
Sistema preventivo fixo ...............................Ошибка! Закладка не определена.
TÉCNICAS DE COMBATE A INCÊNDIO.................. Ошибка! Закладка не определена. Fases da operação de combate a incêndio ..... Ошибка! Закладка не определена.
10.5.1.1.
Deslocamento .........................................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.1.2.
Isolamento da área e evacuação .............Ошибка! Закладка не определена.
10.5.1.3.
Reconhecimento do local ........................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.1.4.
Estabelecimento......................................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.1.5.
Ataque .....................................................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.1.6.
Inspeção e rescaldo .................................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.1.7.
Recolhimento de material e abastecimento das VTRs...Ошибка! Закладка не
определена.
10.5.1.8.
Inspeção final ..........................................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.1.9.
Entrega do local .......................................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.1.10.
Retorno a UBM ....................................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.1.11.
Bomba-armar ......................................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.1.12.
Escada Prolongável ..............................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.2.
Técnicas de Utilização do Extintor Portátil de Incêndio .........Ошибка! Закладка не
определена.
10.5.3.
Tipos de linha de combate ..............................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.3.1.
Linha de combate em plano horizontal... Ошибка! Закладка не определена.
10.5.3.2.
Linha de combate em plano vertical ....... Ошибка! Закладка не определена.
10.5.3.3.
Troca de mangueira rompida ..................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.4.
Técnicas de Salvatagem ..................................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.4.1.
Procedimentos em Salvatagem...............Ошибка! Закладка не определена.
401
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 10.5.4.2.
Planejamento para Operação de Salvatagem ................Ошибка! Закладка не
определена.
10.5.4.3.
Organização dos Materiais a Serem Cobertos ...............Ошибка! Закладка не
определена.
10.5.4.4. 10.5.5.
Escoamento da Água ...............................Ошибка! Закладка не определена.
Técnicas de rescaldo .......................................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.5.1.
Condições Perigosas da Edificação ..........Ошибка! Закладка не определена.
10.5.5.2.
Focos Ocultos ..........................................Ошибка! Закладка не определена.
10.5.6.
Comunicação por apito, gestos e cabos ..........Ошибка! Закладка не определена.
402
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar
CAPÍ TULO 1 10 TÉCNICA E E M MANEABILIDADE E EM C COMBATE A A IINCÊNDIO 10. ESTUDO DA COMBUSTÃO 10.1. Constituição e propriedades da matéria Para que possamos ter a perfeita compreensão dos efeitos e do desenvolvimento da combustão é preciso entender primeiramente a constituição física e química da matéria que é formada por partículas de tamanho extremamente reduzido, chamadas de átomos. O átomo é constituído por três tipos de partículas basicamente – os elétrons que possuem carga negativa têm uma massa muito pequena se comparado aos outros tipos de partículas do átomo, eles se localizam em uma camada que se situa ao redor do átomo, chamada eletrosfera. O átomo ainda possui um núcleo, onde se localizam os prótons que são partículas de carga positiva e os nêutrons que não possuem carga. Apesar dos nêutrons não possuírem carga, os mesmos possuem um papel de grande relevância na estrutura do átomo como uma espécie de “estabilizador” do núcleo, já que na natureza partículas de mesma carga se repelem entre sim, logo, sem os nêutrons, o núcleo não seria estável, pois os prótons não conseguiriam manter, sozinhos, a estabilidade do núcleo do átomo.
Elétron Próton
Nêutron
Fig. – Átomo de Rutherford
Normalmente para formar a matéria, os átomos buscam cominar-se entre si ou com outros átomos, buscando uma estabilidade maior, quanto estes elementos se combinam, são formadas as moléculas.
Fig. – Molécula da água
403
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar
10.1.1. Os estados físicos da matéria A matéria pode se apresentar em três estados físicos – sólido, líquido e gasoso. Neste momento faremos uma breve análise de cada um deles levando em conta três aspectos: a força de ligação entre as moléculas, a forma e a compressibilidade. É de vital importância o entendimento destes fatores já que os mesmos influenciam diretamente no desenvolvimento do fenômeno da combustão. No estado sólido existe uma força de interação relativamente muito forte entre as moléculas, de forma que a compressibilidade torna-se quase inexistente e, por conseguinte, quando a matéria encontra-se neste estado, sua forma é fixa. Temos como exemplo: o carvão, o papel e a madeira. No caso do estado líquido a força de interação, se comparada com os sólidos, é menor e em função disso a sua forma é variável e apresenta um pequeno grau de compressibilidade, estas características fazem com que possamos fazer o transbordo de entre recipientes de volumes e estrutura diferentes, já que o material irá adaptar-se a este novo receptáculo. Temos como exemplo: a água, a gasolina e o diesel. Já no estado gasoso, a força de interação entre as moléculas é relativamente muito pequena, de forma que o gás é um material que ocupa todo o volume de seu receptáculo e é altamente compressível, temos o exemplo do Gás Natural Veicula (GNV) onde se comprime vários metros cúbicos de gás em um cilindro de dimensões muito reduzidas. Como exemplo, temos: GNV, oxigênio e hidrogênio.
TABELA 1 – ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA Estado físico
Forma
Energia de interação relativa
Compressibilidade
Sólido
Fixa
Grande
Quase inexistente
Líquido
Variável
Média
Pouco compressível
Gasoso
Variável
Pequena
Muito compressível
Fonte: www.portaldoprofessor.mec.gov.br
Com este breve estudo podemos perceber que a matéria se comporta de formas diferentes dependendo de alguns fatores, na tabela acima, por exemplo, temos um resumo superficial, porém elucidativo de como o estado físico pode interferir sensivelmente neste comportamento.
404
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar
10.1.2. O fenômeno da combustão O fogo pode ser definido com o resultado de uma reação química entre combustível e comburente. A reação de combustão pode ser entendida como uma reação oxidante exotérmica: oxidante por ser uma reação química que consome oxigênio (O 2) e, exotérmica porque libera calor durante a reação (DRYSDALE, 1998). Importante frisar que a luz produzida pela combustão recebe a denominação de chama e é normalmente conceituada como a parte visível da combustão, embora esta assertiva não uma regra já que há materiais que ao entrarem em combustão não apresentam uma chama visível. O conceito de incêndio está relacionado ao fogo que foge ao controle do homem e, uma vez que haja esta perda do controle este incêndio provoca danos ao patrimônio e aos seres humanos, este tipo de evento recebe também a denominação de sinistro. A temperatura atingida neste tipo de reação é alta em função da incapacidade dos mecanismos de transferência de energia – condução, convecção e radiação, de dispersar rapidamente a energia liberada. Em função disso este processo é considerado rápido e praticamente adiabático (CUOGUI, 2006). Ao observar-se o fogo em madeira, por exemplo, comumente tem-se a idéia errônea de que aquele material está queimando diretamente por assim dizer. Na verdade, no caso da madeira, assim como em todos os materiais orgânicos (materiais que contém o elemento carbono em sua composição) o que se inflama na verdade são os gases ou vapores liberados por eles quando aquecidos, ou seja, normalmente ocorre um pré-aquecimento daquele material até a temperatura que o mesmo comece a liberar gases para que então a combustão se inicie, dependendo desta temperatura aquela reação iniciada será Fig. generalização do incêndio – fonte: autossustentável ou não. Explosion Fumées - Embrasemente
A esta regra sobre materiais orgânicos faz-se uma exceção ao carvão, em sua forma mineral ou vegetal, pois a combustão no mesmo se processa através de uma reação superficial com o oxigênio – incandescência. Pode-se fazer uma relação da periculosidade do material com a temperatura na qual o mesmo começa a liberar gases combustíveis, ou seja, quanto mais baixa a temperatura para ocorrer essa liberação, mais suscetível à combustão ele é, logo possui maior periculosidade e requer, portanto, maiores cuidados em seu manuseio.
405
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar Como dito anteriormente, a maior parte das reações de combustão se dão na fase gasosa. Caso o combustível seja líquido ele evapora e, em contato com o oxigênio e com a energia de ativação, ele se inflama. Na maior parte dos sólidos a combustão está relacionada com a queima de gases (combustão flamejante) que se originam da destilação dos constituintes voláteis do material sólido (pirólise). A combustão (fogo), portanto, não pode existir sem combustível e comburente. O oxigênio é o comburente responsável por 99,9% das combustões e está contido no ar que respiramos que tem em sua composição aproximadamente: 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 1% de outros gases. Em resumo, pode-se afirmar o seguinte (ENB, 2006):
Combustível: substância que reage no seio de um gás; Comburente: corpo gasoso ou atmosfera que envolve o combustível e que com ele reage na combustão.
Na figura 3, podemos vislumbrar o fenômeno da combustão de uma maneira genérica. No esquema em questão existe a ocorrência de uma chama inicial, esta começa a destilação do combustível sólido (pirólise), desta forma existe uma liberação de gases pelo combustível e, então, estes gases, em contato com o oxigênio, vão sendo aquecidos até o ponto de entrarem em ignição, gerando reações exotérmicas que irão retroalimentar o processo.
O FENÔMENO DA COMBUSTÃO Oxigênio
Combustível sólido
. Chama Inicial
(comburente)
Pirólise
Gases combustíveis
Mistura inflamável
Ignição
Calor
Reação de combustão
Fig. – O fenômeno da combustão (Fonte: MELHADO, 1990)
Chamas
406
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar
10.1.3. Triângulo do fogo Na busca do entendimento dos fatores necessários para que houvesse a combustão, durante muito tempo acreditou-se que apenas três elementos seriam necessários: combustível, comburente e energia de ativação. Para tanto se buscou uma forma didática para disseminar este conceito, daí foi criado o triângulo do fogo , aproveitando a forma geométrica para a associação dos três elementos básicos para a combustão. Como apresentado na figura 5.
Fig. – Triângulo do fogo
10.1.4. Tetraedro do fogo Com o decorrer dos avanços científicos observou-se que além dos três fatores anteriormente expostos, para a ocorrência da combustão era necessária a presença de um quarto elemento: a reação em cadeia. Com a reação química da combustão ocorre a formação de radicais livres que contém uma elevada quantidade de energia e, desta forma, estes elementos reagem com outras moléculas formando mais radicais livres e assim sucessivamente, de forma a expandir a combustão. Temos, por exemplo, o caso da combustão do hidrogênio em que suas moléculas, em função do calor, dividem-se dando origem a radicais livre de hidrogênio (H 0) que, por sua vez, combinam-se com uma molécula de oxigênio, originando assim outro radical livre (OH 0), propagando-se desta forma a reação de combustão (ENB, 2006).
407
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar Com a constatação da existência da reação em cadeia obtemos, portanto, mais uma face em nossa representação didática do fogo e a esta figura denominamos de tetraedro do fogo. É importante observarmos que independente da representação que haja em relação ao fenômeno da combustão, o que deve ficar claro é que se for retirado do processo Fig. – Tetraedro do fogo qualquer um dos elementos que a compõe – combustível, comburente, energia de ativação e reação em cadeia – a mesma será interrompida, na verdade os métodos de extinção de incêndio baseiam-se exatamente na supressão destes componentes da combustão, a seguir faremos uma análise de cada um destes elementos.
10.1.4.1. Energia de ativação Quando falamos em energia de ativação da combustão, nos referimos ao componente energético capaz de fazer com que a temperatura do combustível aumente para que haja então a liberação dos gases que sofrerão a queima, a esta energia denominamos calor. Durante muito tempo associou-se o calor diretamente ao conceito de agente ígneo (chama), com o avanço nos estudos a este respeito, verificou-se que esta associação nem sempre ocorre na prática. A energia de ativação pode ser qualquer elemento que faça com que o combustível, independentemente de seu estado físico, desprenda gases combustíveis.
TABELA 2 – PRINCIPAIS FONTES DE ENERGIA DE ATIVAÇÃO Tipo de fonte
Elétrica
Mecânica
Térmica Química Fonte: ENB, 2006.
Origem
Exemplos
Resistência
Aquecedor elétrico
Arco voltaico (faísca)
Cabo de alta tensão quebrado em contato com solo
Eletricidade estática
Descarga entre extintor e terra após esvaziamento
Fricção
Contato não lubrificado entre peças metálicas
Compressão
Compressão de um gás em um cilindro
Superfícies quentes
Placa de um fogão
Radiação
Exposição intensa e continuada ao sol
Química
Limalha de ferro + óleo / algodão + óleo
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar Não devemos menosprezar, portanto a energia calorífica acumulada em maquinários industriais, fogões ou equipamentos que acumulem calor, pois estas fontes podem ser capazes de iniciar um incêndio. Deve ficar claro, portanto, que uma fonte de calor não se resume a chama. A tabela 3 traz a informação das principais fontes de calor capazes de dar início a um incêndio.
TABELA 3 – ESTIMATIVA DA TEMPERATURA DE ALGUMAS FONTES DE CALOR Fonte de calor Vela A 15 cm da chama da vela Arco elétrico Chama do álcool Chama de fósforo Chama de gás Cigarro Fósforo Lâmpada Madeira queimando Oxi-acetileno
Temperatura (oC) 700 – 1400 200 4000 1200 – 1700 1500 1000 – 1500 300 – 400 800 170 – 200 1000 – 1400 2000 – 3000
Fonte: Tactical firefighting, Paul Grimwood
Em resumo, podemos dizer que o calor em uma reação de combustão é responsável por (CBMDF, 2006):
Produzir vapores combustíveis em materiais sólidos e líquidos (pirólise);
Causa a ignição do material combustível (sólido, líquido ou gasoso); e
Promover o crescimento e propagação das chamas, pela manutenção de um ciclo contínuo de produção de vapor de combustível e de energia para a ignição deste material.
10.1.4.1.1. Efeitos físico-químicos do calor O calor é uma forma de energia que altera a temperatura e é gerada pela transformação de outras formas de energia. A energia de ativação está intimamente ligada à temperatura, proporcionando o seu aumento. O calor gerado irá produzir efeitos físicos e químicos nos corpos e efeitos fisiológicos nos seres vivos. Como os que vemos a seguir:
409
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar
Fig. – dilatação linear
Fig. – dilatação superficial
Aumento/Diminuição da Temperatura O aumento ou diminuição da temperatura acontece em função do calor, que é uma forma de energia transferida de um corpo de maior temperatura para um de menor temperatura. Este fenômeno desenvolvese com maior rapidez nos corpos considerados bons condutores de calor e mais lentamente nos corpos considerados maus condutores. Dilatação/Contração Térmica - É o fenômeno pelo qual os corpos aumentam ou diminuem suas dimensões conforme o aumento ou diminuição de temperatura. A dilatação/contração pode ser linear, quando apenas uma dimensão tem aumentos consideráveis; superficial, quando duas dimensões têm aumentos consideráveis; e volumétrica, quando as três dimensões têm aumentos consideráveis.
Cada material tem seu coeficiente de dilatação térmica, ou seja, dilatam mais ou menos dependendo da matéria. Este fator pode acarretar alguns problemas, como por exemplo, uma viga de 10 m exposta a um aumento de temperatura na ordem 700º C. Com esse aumento de temperatura, o ferro, dentro da viga, aumentará seu comprimento em 84 mm, aproximadamente, e o concreto, apenas em 42 mm. Fig. – dilatação volumétrica
Sendo assim, o ferro tende a deslocar-se no concreto, perdendo a sua capacidade de sustentabilidade, para a qual foi projetado. A compreensão destas características do comportamento dos materiais é fundamental quando executamos as atividades de combate a incêndios, já que se as estruturas sofrem dilatação quando aquecidas, sofrem contração quando resfriadas, de forma que a utilização da água deve ser feita racionalmente para que não gere um colapso na estrutura do local sinistrado.
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10.1.4.1.2. Efeitos fisiológicos da combustão Faz-se necessário, ainda que neste momento de forma superficial, uma breve explanação no sentido de alertar aos bombeiros militares quanto aos principais efeitos que a combustão pode causar aos seres humanos. O calor, por si só, pode promover mudanças nos ambientes em que esteja atuando, como é decorrente da combustão e esta consome comburente, uma das primeiras implicações é a deficiência de oxigênio no local, especialmente se este for fechado. A elevação da temperatura, por outro Fig.– efeitos fisiológicos do calor lado, é um fator de extrema importância a ser abordado e compreendido no caso de incêndios, pois torna o ar no ambiente não adequado para a respiração sem a devida proteção, podendo inclusive, em casos extremos onde haja a negligência do uso de equipamento necessário, gerar queimaduras em vias aéreas que podem até levar à morte. A fadiga em decorrência da exposição ao calor é um fator importante a ser levado em consideração para as atividades de bombeiro já que este processo de desgaste é potencializado por estes fatores adversos. A combustão gera também a fumaça e esta carreia muitas partículas em sua composição, algumas partículas são irritantes, mas existem aquelas que podem ser fatais ao bombeiro que venha a inalá-las, a penetração destas no organismo dependem de seu tamanho. Um fator fundamental a ser compreendido pelo bombeiro é o relacionado à presença de gases nocivos que são produzidos pela combustão. Em um incêndio existe principalmente a produção gases tóxicos – que reagem com células e tecidos prejudicando o carreamento de oxigênio no organismo, e de gases asfixiantes – que deslocam o oxigênio do ambiente, diminuindo a concentração deste gás e trazendo risco a vida. Baseados nestes conhecimentos percebemos que de forma alguma o equipamento de proteção respiratória (EPR) deve ser ignorado em caso de incêndio, pois além dos gases presentes no sinistro serem nocivos ou até mesmo letais, muitos deles são inodoros e incolores o que não permite que o bombeiro, utilizando seus próprios sentidos, possa identificá-los ou quantificá-los. Os principais gases produzidos em um incêndio são o monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO 2), dióxido de nitrogênio (NO2), acroleína, dióxido de enxofre (SO 2), ácido cianídrico (HCN), ácido clorídrico (HCl) e amônia (NH 3). (CBMDF, 2006).
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar Discorreremos a seguir, de forma sucinta, a respeito das características destes produtos: i) Monóxido de Carbono (CO) – é o principal agente causador de mortes nos incêndios, inodoro e incolor. Possui uma densidade próxima a do ar atmosférico. Uma fumaça mais escura normalmente é um indício de combustão incompleta de materiais e este processo produz altas concentrações de CO. Este gás possui uma afinidade maior que a do oxigênio em relação à hemoglobina (responsável pelo transporte do O2 para as células e tecidos), na ordem de 200 a 300 vezes, de forma que o monóxido de carbono, uma vez combinado com ela, impede que a mesma possa se ligar ao oxigênio, fazendo uma asfixia química no indivíduo e, muitas vezes, o levando à morte. Concentrações de um milésimo (1/1000) de 1% de monóxido de carbono no ar já produzem sintomas de envenenamento e concentrações em torno de 4% são letais em 50% da população exposta por menos de 30 minutos (MARZZOCO, 1985). ii) Dióxido de Carbono (CO2 ) – Gás predominantemente asfixiante que tem como principal característica a capacidade de deslocar o oxigênio do ambiente, diminuindo a concentração deste no local. Esse é mais um fator importante da utilização de EPR autônomo, já que desta forma consumiremos um ar respirável independente da atmosfera ambiente. Importante ressaltar neste momento que Segundo WICKHAM ( 2003, apud CIPOLATTI, 2014), “o dióxido de carbono é tóxico, causa danos e morte, interferindo nas funções do sistema nervoso central. Afirma que este gás é letal em concentrações muito abaixo das utilizadas nos sistemas de extinção de incêndios por inundação total, e apresenta, ainda, os efeitos da exposição humana a diferentes concentrações e durações, destacando-se: 6% de CO2, durante 1 a 2 minutos, causam distúrbios visuais e auditivos; 10 a 15% de CO2, durante um minuto, causam tonturas, sonolência, espasmos musculares e inconsciência, e; 17 a 30% de CO2, em menos de um minuto, causa perda de coordenação motora, inconsciência, convulsões, podendo levar ao coma e à morte”. iii) Ácido Cianídrico (HCN) – É o gás mais tóxico contido na fumaça, quando inalado pode levar o indivíduo a morte em poucos segundos, pois sua toxidade é vinte vezes maior que a do monóxido de carbono. Após entrar no organismo o ácido associa-se com a hemoglobina do sangue, impedindo que estas façam o transporte de oxigênio, através das hemácias, para os tecidos do corpo, matando a pessoa por asfixia química. iv) Ácido Clorídrico – Forma-se nos incêndios em ambientes que contenham materiais que possua cloro em sua composição, como o PVC. A inalação deste composto é corrosiva para o trato respiratório superior e pode causar necrose do epitélio bronquial, além de ser irritante para os olhos, membranas de mucosas e pele.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar v) Acroleína – A acroleína produz irritação do trato respiratório, aumenta a resistência das vias aéreas e diminui a freqüência respiratória. Exposições ao vapor de acroleína, em concentrações baixas como 10 PPM, podem levar a edema pulmonar e morte. A inalação pode também causar uma reação asmática em indivíduos sensíveis. vi) Amônia – A amônia é um agente irritante e o efeito principal e mais imediato da sua exposição é queimaduras na pele, olhos e trato respiratório. A inalação pode levar à morte. Como pudemos perceber existe uma grande gama de perigos ocultos na fumaça gerada em um incêndio e estes não podem ser percebidos utilizando apenas nossos sentidos, portanto temos na utilização dos equipamentos de proteção individual (EPI) a única forma segura de atuarmos. O EPI em si, especialmente nos primeiros contatos, pode dar a impressão de ser um agente dificultador na execução do socorro, por eventualmente restringir a movimentação, ou diminuir tato ou visibilidade, mas com o treinamento e a adaptação correta percebe-se que é perfeitamente possível o desenvolvimento de todas as atividades de bombeiro utilizando os equipamentos de proteção individual e que na verdade, não se pode executar, de forma segura, qualquer atividade de socorro desprovido deles. Abaixo será apresentada uma tabela contendo os efeitos dos principais gases presentes na fumaça:
TABELA 4 – EFEITOS DE ALGUNS GASES SOBRE O ORGANISMO Gás Dióxido de carbono (CO2)
Monóxido de carbono (CO) Óxidos de nitrogênio (NO2eNO) Ácido cianídrico (HCN) Ácido sulfúrico (H2S) Ácido clorídrico (HCl) Ácido bromídrico (HBr) Ácido fluorídrico (HF) Dióxido de Enxofre (SO2) Isocianatos Acroleína e outros aldeídos Amônia (NH4)
Hidrocarbonetos aromáticos (benzeno e derivados) Fonte: Tactical firefighting, 2003
Origem Produto comum em combustão
Produto comum em combustão Combustão de materiais à base de nitrato, celulose e têxtil Nylon (poliamida), poliuretano, poliacrilonitrila, borracha, seda Compostos contendo enxofre, óleo cru, lã Cloreto de polivinil, alguns materiais retardantes ao fogo Alguns materiais retardantes ao fogo Polímeros que contenham flúor Materiais que contenham enxofre Polímeros de poliuretanos Produto comum em combustão Borracha, seda, nylon, normalmente em baixa concentração em incêndios em edifícios Produtos comuns na combustão
Efeitos toxicológicos Não é tóxico, diminui o oxigênio respirável Veneno asfixiante Irritante respiratório
Veneno asfixiante Tóxico, com cheiro repugnante Irritante respiratório Irritante respiratório Tóxico e irritante Irritante muito forte Irritante respiratório Irritante respiratório Irritante
cancerígeno
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar Cabe aqui uma importante observação quanto ao consumo de leite em casos de intoxicação, já que o senso comum normalmente recomenda o consumo deste alimento em casos que o indivíduo venha a se intoxicar de alguma forma. Na verdade, como alimento, o leite possui muitas qualidades, porém não há qualquer tipo de estudo que comprove sua eficácia como desintoxicante, de forma que não deve ser utilizado com este fim. Para os casos de intoxicação profissional o indivíduo deve ser conduzido ao hospital com o objetivo de ser devidamente examinado e, uma vez detectado algum tipo de intoxicação, receber a prescrição correta do medicamento adequado e assim fazer um tratamento eficaz.
10.1.4.2. Comburente O comburente, também conhecido como agente oxidante, é a substância que reage com os gases emitidos durante a pirólise dos combustíveis. Na maior parte das combustões ocorridas o oxigênio será o comburente, até mesmo pelo fato do mesmo estar disponível em abundância na atmosfera terrestre. A concentração de oxigênio encontrada no ar é próxima a 21%, nestas condições teremos uma combustão plena dos materiais, porém, como já visto anteriormente, o processo de queima consome oxigênio, desta forma, especialmente em locais fechados, o fogo faz com que a concentração do comburente vá diminuindo e esta redução afeta diretamente a combustão. Pois quanto maior for a concentração de oxigênio mais rápida será a combustão, o contrário também é verdadeiro pois na medida que a concentração de O 2 diminui, a combustão fica mais lenta. Normalmente para uma atmosfera que possua menos de 15% de oxigênio, não mais haverá chamas no local já que estas não perduram abaixo desta concentração. Importante frisar que esta ausência de chamas se dá em função da diminuição do oxigênio e que o ambiente, mesmo sem chamas, permanece extremamente aquecido, o que exige dos bombeiros muita cautela no acesso a esses locais para prevenir a entrada de ar e, por conseguinte de O2, o que poderia causar um fenômeno que estudaremos mais adiante chamado Backdraft . Os combustíveis sólidos podem continuar em combustão, sem a emissão de chamas, com concentrações de até 6% de oxigênio. Ressaltamos ainda que existem combustíveis que liberam oxigênio durante sua queima, tais como: a celulose, a pólvora, os nitratos, os cromatos, os materiais pirotécnicos, dentre outros. De forma que percebemos que a concentração mínima necessária para a combustão depende do combustível que está inserido no processo. Além do oxigênio, outros gases podem comportar-se como comburentes para determinados combustíveis. O hidrogênio queima na presença de cloro, os metais leves (lítio,
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar sódio, potássio, magnésio, etc.) queimam na presença de vapor d´água e o cobre na presença do vapor de enxofre. O magnésio e o titânio, em particular e se finamente divididos, podem queimar em uma atmosfera de gases normalmente inertes, como o dióxido de carbono e o hidrogênio (ENB, 2006). Estudos demonstram que o próprio Nomex – composto presente nas roupas de proteção contra incêndio – pode até mesmo entrar em combustão na presença de altas concentrações de oxigênio, o que exige dos bombeiros um cuidado especial nos combates em locais onde essa conjuntura pode se apresentar tais como hospitais e indústrias. Observamos, portanto, que o estudo dos comburentes nos fornece informações que demonstram a complexidade da atividade de combate a incêndio, tendo em vista termos observado que mesmo materiais considerados inertes ou até mesmo agentes extintores de incêndio, podem, em situações especiais, comportarem-se como iniciadores ou até mesmo catalisadores do processo de combustão.
10.1.4.3. Combustíveis Podemos entender combustível como sendo toda substância capaz de queimar, servindo de campo de propagação do fogo. Para efeito prático, as substâncias foram divididas em combustíveis e incombustíveis, tendo como parâmetro a temperatura de 1000 0C para essa divisão. De forma que classificamos as substâncias combustíveis quando queimam a uma temperatura de até 1000 0C, e as substâncias incombustíveis, acima de 1000 0C. Ressaltamos o fato de que, teoricamente, todas as substâncias podem entrar em combustão (queimar). Os combustíveis podem estar nos estados sólido, líquido e gasoso e cada um destes estados apresenta propriedades físico-químicas bastante diferentes o que dificulta o estabelecimento de regras de forma absoluta, porém algumas características podem ser sistematizadas e estudadas, como veremos a seguir (ENB, 2006) :
Condutividade térmica;
Estado de divisão;
Densidade;
Miscibilidade (líquidos);
Pontos notáveis da combustão; e
Tendência para liberar vapores (líquidos).
10.1.4.3.1. Condutividade térmica A condutividade térmica está relacionada diretamente com a capacidade de uma substância conduzir calor. Em geral os materiais combustíveis maus condutores de calor – madeira, por exemplo – queimam com mais facilidade que os materiais bons condutores de
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar calor – como os metais. Esse fato se deve à acumulação de calor em uma pequena zona, no caso dos materiais maus condutores, fazendo com que a temperatura local se eleve mais facilmente e estes então liberem gases combustíveis que, em contato com a energia de ativação, podem inflamar-se. Já nos bons condutores, o calor é distribuído por todo material, fazendo com que a temperatura se eleve mais lentamente. Outro fator importante com relação a esta característica das substâncias é a inércia térmica que se traduz na capacidade de absorção térmica da superfície do elemento, ou seja, quanto maior for a inércia térmica de um material, mais tempo ele leva para absorver o calor e também para liberá-lo. Os materiais com elevada inércia térmica são desejáveis, desde que não se ignizem ou se aqueçam rapidamente (GEWAIN et al.,2003). No caso de um incêndio em um edifício, por exemplo, a proteção térmica retarda a troca de calor entre o ambiente em chamas e o aço. Quando o incêndio entra na fase de decaimento e o sentido da troca de calor é alterado, ou seja, a temperatura do incêndio é menor que a do aço, a inércia térmica da proteção retarda a diminuição da temperatura do aço. Desta forma, os perfis continuam aquecidos mesmo depois do término do incêndio (MOUÇO, 2006).
10.1.4.3.2. Estado de divisão O estado de divisão pode ser definido como sendo a área disponível para a queima, quanto mais finamente dividido esteja um combustível mais facilmente entrará em combustão, ou seja, quanto maior for sua relação superfície versus massa, mais facilidade terá este matéria para entrar em ignição. Podemos tomar como exemplo o caso do diesel que, caso esteja dentro de um recipiente como um balde e dele aproximarmos a chama de um fósforo, o mesmo terá grande dificuldade de alcançar a ignição – na maior parte das vezes não irá alcançá-la. Porém se for atirado em forma de spray (particulado) para esta chama, o mesmo entrará em ignição com facilidade. Para demonstrar ainda mais a importância deste fator nas atividades de bombeiro, dependendo do estado de divisão de um material, até mesmo aqueles considerados como inofensivos quanto à possibilidade de entrar em ignição podem representar grande perigo, é o caso, por exemplo, de um armazém de farinha de trigo que naturalmente terá uma certa quantidade deste produto em suspensão no ambiente, por ser um pó e estar disperso no ar, a farinha de trigo poderá tornar o ambiente explosivo, em função da grande relação superfíciemassa do material e da quantidade de mesmo disperso naquela atmosfera.
10.1.4.3.3. Densidade A densidade de um material pode ser definida pelo quociente entre a massa de uma determinada substância e o volume que ele ocupa. Por exemplo, a água no estado líquido a
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 250C tem uma densidade aproximada de 1 g/mL, de forma que 1 kg de água ocupa o volume de 1 litro. O entendimento desta propriedade é fundamental tendo em vista que dependendo da densidade de um material o mesmo vai apresentar determinados comportamentos. Vejamos o exemplo da gasolina, que em seu estado líquido é menos denso que a água e, além disso, não é solúvel em água flutuando assim em sua superfície, de forma que a extinção de incêndios envolvendo gasolina e utilizando a água como agente extintor, poderá propagar o incêndio. Durante muitos anos observamos que em incêndios em veículos, depois de extintas as chamas, utilizava-se a técnica de alagamento do tanque do auto sinistrado com água com o intuito de suprimir o risco de retorno do incêndio já que dentro do tanque haveria uma quantidade de gasolina e esta poderia entrar novamente em ignição. Esta é uma ação incorreta, pois em primeiro lugar a gasolina, como vimos, não irá se dissolver na água e, além disso, o transbordamento deste tanque de combustível irá promover o carreamento da gasolina pela água de forma a aumentar a superfície de contato da gasolina em relação ao ambiente – já que a mesma flutuará na água – e ainda levará este combustível para outros locais além daquele delimitado pelo socorro, como bueiros e galerias. Ainda no caso do alagamento do tanque de combustível, poder-se-ia buscar uma justificativa para a ação dizendo que a mesma teria o objetivo de fazer a retirada dos gases do combustível que estaria dentro do tanque para evitar uma explosão. Entendemos, porém, que a própria abertura do tanque iria expor os gases combustíveis ao oxigênio e até mesmo a possibilidade do contato com alguma fagulha proveniente do incêndio, sem contar com o risco do transbordamento exposto anteriormente, de forma que entendemos que o resfriamento do auto sinistrado com o tanque de combustível ainda fechado seja a melhor forma de evitar explosão ou incêndio. Esta propriedade é igualmente importante para os gases, temos como exemplos o gás liquefeito de petróleo (GLP) e o gás natural veicular (GNV), o primeiro é mais denso que o ar, de forma que no caso de vazamento, o mesmo irá se depositar nas partes inferiores do ambiente que estiver ocupando. Já o GNV, que é menos denso que o ar, tenderá a se depositar nas partes superiores do ambiente ou, se dissipará para a atmosfera, caso haja aberturas para isso além de casos que o vazamento ocorra em locais abertos como postos de abastecimento.
10.1.4.3.4. Miscibilidade A miscibilidade está relacionada à mistura de duas substâncias, caso elas sejam insolúveis entre si teremos a formação de diferentes fases. Esta é uma propriedade de grande importância, tendo em vista o fato de que a mistura de duas substâncias que individualmente possam não apresentar um risco significativo, uma vez misturadas, pode resultar em um novo composto extremamente perigoso. É o caso da mistura do nitrato de amônia com o óleo diesel que, uma vez misturados, potencializam seus riscos formando uma substância explosiva chamada ANFO – acrônimo do inglês Ammonium Nitrate / Fuel Oil.
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10.1.4.3.5. Pontos notáveis da combustão Você já parou para pensar no porquê de ao colocarmos, por exemplo, um fósforo em chamas em contato com gasolina a mesma entra imediatamente em combustão e o mesmo não ocorre se pusermos esse fósforo em contato com uma tábua de madeira? Ou ainda no porquê do carvão em uma churrasqueira, algumas vezes, em contato com uma fonte ígnea se inflamar e ao ser retirada essa fonte o mesmo não conseguir manter a combustão e se apagar? Na verdade, como já visto anteriormente, na combustão o que se inflama são os gases combustíveis desprendidos pelo material quando este é aquecido (piróli se). De forma que cada material possui temperaturas específicas ligadas à liberação destes gases, a estas temperaturas denominamos pontos notáveis da combustão. O conhecimento destas propriedades é importante na medida em que podemos fazer uma relação entre a periculosidade ligada ao risco de inflamabilidade de determinado material e os valores relativos referentes aos seus pontos notáveis da combustão. Discorreremos a seguir a respeito de cada um deles: i) Ponto de fulgor – É a temperatura mínima na qual o corpo combustível começa a desprender vapores, que se incendeiam em contato com uma fonte de calor, entretanto, ao retirarmos esta fonte, a chama não se mantém devido à insuficiência da quantidade de vapores.
ii) Ponto de combustão ou inflamação – É a temperatura mínima na qual o corpo combustível começa a desprender vapores, que se incendeiam em contato com uma fonte de calor, e mantêm-se queimando, mesmo com a retirada desta fonte.
iii) Ponto de ignição – É a temperatura na qual os gases desprendidos do combustível entram em combustão apenas pelo contato com o oxigênio do ar, independentemente de qualquer contato com uma fonte de calor.
1º momento 2º momento 3º momento Fig. – ponto de fulgor
1º momento 2º momento 3º momento Fig. – ponto de combustão
1º momento 2º momento Fig. – ponto de ignição
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TABELA 5 – TEMPERATURAS CARACTERÍSTICAS DE ALGUNS COMBUSTÍVEIS Substância Pinho Madeira dura Papel Polietileno Gasolina Gasóleo Petróleo Óleo lubrificante Etanol Butano Etileno
Ponto de Fulgor (0C) 225 ~245 230 340 -40 90 30 157 13 -60 -
Ponto de combustão (0C) 265 ~270 -20 104 43 177 -
Ponto de ignição (0C) 280 ~290 230 350 227 330 250 a 450 230 370 430 490 a 540
Fonte: ENB, 2006
10.1.4.3.6. Tendência para liberar vapores (combustíveis líquidos) A norma portuguesa NP-1936 (1983) traz uma categorização quanto à tendência de um combustível líquido para liberar vapores, ou seja, são elencadas três categorias levando em conta o ponto de fulgor, vejamos a seguir:
1ª categoria – possuem ponto de fulgor inferior a 21 0C. Implica dizer que estas substâncias liberam vapores a temperatura ambiente. 2ª categoria – substâncias com ponto de fulgor maior ou igual a 21 0C e inferior a 550C. Podem liberar calor independentemente da presença de uma fonte de calor. 3ª categoria – ponto de fulgor maior ou igual a 55 0C. Essas substâncias só liberam vapores quando submetidas à fonte de calor.
TABELA 6 – PONTOS DE FULGOR DE ALGUMAS SUBSTÂNCIAS Categoria
1ª categoria
2ª categoria 3ª categoria
Fonte: ENB, 2006
Combustível Éter de petróleo Gasolina Acetona Benzeno Álcool a 800 Aguarrás Aguardente Petróleo Gasóleo Óleo de travões Óleos lubrificantes
Ponto de fulgor ( 0C) -45 -45 a -20 -12 -11 10 34 36 a 54 45 a 48 65 a 72 82 a 118 175 a 220
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar Ainda dentro deste contexto temos como assunto importante a classificação quanto ao líquido inflamável e líquido combustível, neste manual adotaremos a definição dada pela Norma Regulamentadora nº 20, do Ministério do Trabalho em Emprego: i) Líquido inflamável – todo produto que possua ponto de fulgor inferior a 70 0C e pressão de vapor absoluta que não exceda 2,8 kgf/cm, a 37,7 0C. A pressão de vapor depende do líquido e das temperaturas (do líquido e do ambiente), quanto maior for a pressão de vapor, mais volátil é o líquido. ii) Líquido combustível – todo produto que possua ponto de fulgor igual ou superior a 700C e inferior a 93,3 0C.
10.1.4.4. Limites de inflamabilidade (ou explosividade) Para haver combustão não basta apenas que uma quantidade qualquer de combustível misturada ao comburente entre em contato com uma fonte de calor, na verdade essa mistura deve conter uma porcentagem mínima ou máxima de combustível e essas quantidades são definidas pelo limite inferior (LII) e superior de inflamabilidade (LSI). O LII e o LSI correspondem respectivamente às frações volumétricas (ou percentual em volume) mínimas e máximas de combustível em uma mistura comburente que quando submetida a uma fonte de ignição provoca uma combustão auto-sustentada (GLASSMAN, 2001). De forma simplifica, estes conceitos de limites de inflamabilidade estabelecem que uma mistura ar-combustível somente será inflamável quando sua composição, em termos de quantidade de combustível, estiver dentro do intervalo de inflamabilidade (IIN), cujos extremos são definidos pelo limite inferior e superior de inflamabilidade do combustível investigado (SHELDON, 1984; CROWL e LOUVAR, 2002).
Exemplo de Limites de inflamabilidade
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar O intervalo de inflamabilidade varia de substância para substância, como podemos observar na tabela abaixo.
TABELA 7 – LIMITES DE INFLAMABILIDADE DE ALGUMAS SUBSTÂNCIAS Combustível
Hidrogênio Monóxido de carbono Metano Etano Propano Etanol Acetileno Benzeno
Limites de inflamabilidade LII (%) LSI (%) 4,0 75,0 12,5 74,0 5,0 15,0 3,0 12,4 2,1 9,5 3,3 19,0 2,5 100 1,3 7,9
Fonte: An introducion to fire dynamics , Douglas Drysdale
10.1.5. Velocidade da Combustão A velocidade de uma combustão depende de vários fatores, sendo mais rápido tanto quanto:
Maior o grau de divisão do combustível; Mais inflamável for o combustível; Maior a quantidade de combustível exposta ao comburente; Maior a renovação de comburente.
Quanto à velocidade, a combustão pode ser classificada em quatro tipos: lenta, viva, deflagração ou explosão. Lenta – Ocorre quando se produz uma temperatura inferior a 500 0C, este tipo de combustão não provoca liberação de energia luminosa. Ex.: oxidação de metal, ferrugem, respiração, etc. ii) Viva – Ocorre quando a reação química de oxidação libera energia luminosa (fogo) e calor. A mistura dos gases inflamados com o ar dá origem à chama. A velocidade da queima é sensivelmente menor que a da deflagração. Ex.: Queima de materiais comuns diversos. iii) Deflagração – É uma combustão muito rápida, porém inferior à velocidade do som (340 m/s). Ex.: a queima de pólvora. iv) Explosão – Nesse caso a combustão tem velocidade superior à velocidade do som (340 m/s), para tanto a mistura deve se encontrar numa proporção específica (mistura explosiva ou detonante) em determinado ambiente. Este tipo de combustão provoca um aumento de temperatura ou pressão ou ambas i)
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar no ambiente que ocorre. Há também formação de ondas de choque em função do deslocamento do ar. Ex.: Explosões de gás de cozinha, dinamite, etc.
10.1.6. Produtos da Combustão As combustões produzem uma série de produtos provenientes da reação do combustível com o comburente. Esses produtos podem ser visíveis ou não. Entre eles temos: a fumaça, a chama, o calor e gases. i) A fumaça – É um dos produtos da combustão, o resultado de uma combustão incompleta, na qual pequenas partículas sólidas se tornam visíveis. A fumaça varia de cor, conforme o tipo de combustão, como vemos a seguir: a. Fumaça de cor branca – indica que a combustão é mais completa, com rápido consumo de combustível e boa quantidade de comburente; b. Fumaça de cor negra – combustão que se desenvolve em altas temperaturas, porém com deficiência de comburente, como exemplo temos a combustão de plásticos; c. Fumaça amarela, roxa ou violeta – presença de gases altamente tóxicos. ii) A chama – São os gases incandescentes, visíveis ao redor da superfície do material em combustão. iii) Calor – É a energia liberada pela combustão, que propicia o aumento de temperatura e dá continuidade à combustão. iv) Gases – Resultam da modificação química do combustível, associada com o comburente. A combustão produz, entre outros, monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) e o ácido cianídrico (HCN).
Normalmente a unidade usada para identificar a concentração dos gases em determinado local é a parte por milhão (ppm). Uma parte por milhão corresponde, por exemplo a um mililitro cúbico em cada metro cúbico, pois cada metro cúbico corresponde a um milhão de mililitros. Em percentagem, uma ppm é equivalente a 0,0001 % do volume total, ou seja, 1% é equivalente a 10 000 ppm. Vejamos na tabela 8 a toxicidade de alguns gases provenientes da combustão.
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TABELA 8 – TOXICIDADE, EM PPM, DE VÁRIOS GASES DE COMBUSTÃO E SEUS PROVÁVEIS MATERIAIS DE ORIGEM Substância
Admissível por várias horas
Perigosos em meia hora
Mortal
1000 a 1500
3500 a 4000
60000 a 70000
100
1500 a 2000
10000
10 a 40
100 a 150
200 a 700
15
100
180 a 270
Ácido clorídrico, HCL
10
1000 a 2000
1300 a 2000
Ácido sulfídrico, H2S
20
300
1000
Amoníaco, NH3
100
500
2500 a 5000
Cloro, Cl2
0,35 a 1,0
40 a 60
1000
Fosgênio, COCl2
1,0
25
50
Dióxido de carbono, CO2 Monóxido de carbono, CO Vapores nitrosos, NO/NO2 Ácido cianídrico, HCN
Origem
Todos os materiais orgânicos Todos os materiais orgânicos Celulóide e brinquedos Lã, seda e alguns plásticos Materiais sintéticos como o PVC Materiais orgânicos com enxofre Em sistemas de refrigeração Materiais à base de cloro Materiais à base de cloro
Fonte: ENB, 2006
10.2. ESTUDO DO INCÊNDIO 10.2.1. Classes de incêndio Visando obter maior eficiência nas ações de combate a incêndio, tornando-as mais objetivas e seguras com o emprego do agente extintor correto, os incêndios foram classificados de acordo com o material combustível neles envolvidos. Essa classificação foi elaborada pela NFPA (National Fire Protection Association), uma associação norte-americana que serve de referência para muitas instituições no mundo, e foi recepcionada pelo Corpo de Bombeiros Militar do Estado do Rio de Janeiro. A seguir veremos as principais características de cada uma delas, especialmente quanto à composição e à forma como os mesmos desenvolvem sua combustão. Essas informações são de fundamental importância para a atividade de combate a incêndio.
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10.2.1.1. Classe A São incêndios que envolvem combustíveis sólidos comuns (geralmente de natureza orgânica), como madeira, papel, borracha, plástico, dentre outros. Têm como características queimar em razão do seu volume (queimam em superfície e profundidade) e deixar resíduos fibrosos (cinzas). O método de extinção mais eficiente para este tipo de combustível é o resfriamento com água, apesar de existirem pós para a extinção deste tipo de incêndio. Espuma também pode ser utilizada, apesar de não obterem a mesma eficácia.
TABELA – ADEQUAÇÃO DOS AGENTES EXTINTORES PARA CLASSE A Agente extintor Água Espuma mecânica Pó para extinção de incêndio Gás carbônico
Adequação conforme o INMETRO Sim Sim Sim, desde que do tipo ABC Sim, desde que seja no início
Fonte: NR-23 Proteção contra incêndios
10.2.1.2. Classe B São incêndios envolvendo líquidos inflamáveis, graxas e gases combustíveis. Caracterizam-se por não deixarem resíduos e queimarem apenas na superfície exposta (queimam só em superfície ). Os métodos de extinção mais eficientes para este tipo de combustível são o abafamento com espuma e a quebra da reação em cadeia com uso de pó para extinção de incêndios.
TABELA – ADEQUAÇÃO DOS AGENTES EXTINTORES PARA CLASSE B Agente extintor Água Espuma mecânica Pó para extinção de incêndio Gás carbônico Fonte: NR-23 Proteção contra incêndios
Adequação conforme o INMETRO Não recomendável, espalha o fogo Sim Sim Sim, cuidado para não espalhar o combustível
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10.2.1.3. Classe C Qualquer incêndio envolvendo combustíveis energizados. Alguns combustíveis energizados (aqueles que não possuem algum tipo de armazenador de energia) podem se tornar classe A ou B, se forem desligados da rede elétrica. Caso não seja possível cortar a energia, deve ser usado preferencialmente um agente extintor que não seja condutor elétrico. Caso isso não seja possível, devem-se adotar os cuidados necessários para combater com algum agente com baixa condutividade elétrica.
TABELA – ADEQUAÇÃO DOS AGENTES EXTINTORES PARA CLASSE C Agente extintor Água Espuma mecânica Pó para extinção de incêndio Gás carbônico
Adequação conforme o INMETRO Não Não Sim Sim
Fonte: NR-23 Proteção contra incêndios
10.2.1.4. Classe D Incêndios resultantes da combustão de metais pirofóricos. Esses combustíveis são caracterizados pela queima em altas temperaturas e por reagirem com alguns agentes extintores (principalmente a água). O combate deste tipo de combustível requer uma análise das características específicas do material que está em combustão. Em alguns casos a utilização de água nestes metais irá agravar o quadro do incêndio em função de causar reações violentas.
TABELA – ADEQUAÇÃO DOS AGENTES EXTINTORES PARA CLASSE D Agente extintor Água Espuma mecânica Pó para extinção de incêndio Gás carbônico Areia Limalha de ferro fundido Fonte: NR-23 Proteção contra incêndios
Adequação conforme o INMETRO Não Não Sim Sim Sim Sim
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar Esses materiais não são encontrados em abundância no que se diz respeito a edificações. Normalmente observa-se uma maior concentração dos mesmos no ramo industrial. A seguir apresentaremos uma lista de metais deste tipo com suas principais aplicações.
TABELA – EXEMPLOS DE ALGUNS METAIS E SUAS PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES Agente extintor
Antimônio Lítio Magnésio
Potássio
Selênio
sódio
Titânio
Zinco
Zircônio
Fonte: CBMDF, 2006
Adequação conforme o INMETRO - ligas de estanho; - revestimentos de cabos, moldes, soldaduras e tubos; e - fogos de artifício, fulminantes e balas tracejantes. - lubrificantes (graxas) de alto desempenho; e - baterias. - flashes fotográficos; - artefatos pirotécnicos e bombas incendiárias; e - construção de aviões, mísseis e foguetes. - fertilizantes (sais de potássio); - medicamentos e sabões (carbonato de potássio – K2CO3); - fotografia (brometo de potássio – KBr); e - explosivos (nitrato de potássio – KNO3). - fabricação de células fotoelétricas; - câmeras de TV e máquinas xerográficas; - baterias solares e retificadores; - banhos fotográficos; - vulcanização da borracha; - fabricação de retificadores de selênio; e - fabricação de hidrocarbonetos provenientes do petróleo. - iluminação pública - componente de liga para alumínio , molibdênio e manganês; - componente de liga para ferro e outros metais; - fabricação de aviões, mísseis e naves espaciais; - próteses ósseas e implantes dentários; e - tintas. - ligas de latão para soldas; - tipografia; - baterias e soldas; - produção de peças fundidas sob pressão; - indústria automobilística, de equipamentos elétricos e outras; e - revestimento (galvanização) de peças de aço. - reatores nucleares; - indústrias químicas; - confecção de ímãs supercondutores; - indústria de cerâmica e vidro; e - laboratórios.
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10.2.1.5. Classe E Esta é uma classificação usada na Europa e Oceania para definir a classe que contém o incêndio em materiais radioativos. Para o combate a esta classe nós adotamos as orientações contidas nas normas emitidas pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). As orientações para o combate prevêem a utilização de água, porém devem existir os mecanismos e estruturas capazes de confinar este resíduo. O incêndio em materiais radioativos está relacionado à classe 7 de produtos perigosos, portanto devemos compreender as características e peculiaridades para que o bombeiro faça o combate em segurança. Mais informações a respeito destes materiais serão fornecidas neste manual ao estudarmos a parte de produtos perigosos.
10.2.1.6. Classe K Esta classificação não é adotada oficialmente no Brasil. A NFPA (norma americana) inclui óleos e gorduras de cozinha nesta classe de incêndio. A letra ”K” utilizada faz menção à cozinha em inglês Kitchen. O objetivo desta classificação é enfatizar os riscos e a necessidade da prevenção de incêndios deste tipo. O combate se faz da mesma forma que os de incêndios de Classe B.
10.2.2.
Proporções do incêndio
Para que uma atividade desenvolvida possa ser corretamente analisada e melhorada, é necessário que esta seja, dentro da medida do possível, medida através de indicadores. Pois não basta que saibamos o número de incêndios para os quais os socorros tenham sido acionados, precisa-se identificar também a proporção dos mesmos. Com esse intuito foi criada a classificação dos incêndios quanto à proporção, de forma a nos orientar principalmente quanto ao acionamento de recursos para a resposta aos sinistros. A seguir descreveremos cada uma delas: i) Incêndio Incipiente ou Princípio de Incêndio: Evento de mínimas proporções e para o qual é suficiente a utilização de um ou mais aparelhos extintores portáteis. ii) Pequeno Incêndio: Evento cujas proporções exigem emprego de pessoal e material especializado, sendo extinto com facilidade e sem apresentar perigo iminente de propagação.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar iii) Médio Incêndio: Evento em que a área atingida e a sua intensidade exigem a utilização de meios e materiais equivalentes a um socorro básico de incêndio (que conforme o Art. 62 da Lei 250/79 - Organização Básica é composto por: 01 AutoBomba (AB) ou 01 Auto-Bomba para Inflamável (ABI), de 01 Auto-Bomba Tanque (ABT) ou 01 Auto-Tanque (AT) e de 01 Auto-Busca e Salvamento (ABS)), apresentando perigo iminente de propagação. iv) Grande Incêndio: Evento cujas proporções apresentam uma propagação crescente, necessitando do emprego efetivo de mais de um socorro básico para a sua extinção. v) Extraordinário: Incêndio oriundo de abalos sísmicos, vulcões, bombardeios e similares, abrangendo quarteirões. Necessita para a sua extinção do emprego de vários socorros de bombeiros, mais o apoio do Sistema de Defesa Civil.
10.2.3.
Causas do incêndio
É de enorme interesse para a Corporação saber a origem dos incêndios quer para fins legais, quer para fins estatísticos e prevencionistas. Daí a importância de se preservar o local do incêndio, procurando não destruir possíveis provas nas operações de combate e rescaldo. Dessa forma, os peritos do CPPT (Centro de Prova e Perícias Técnicas) ou da perícia da Polícia Judiciária poderão determinar com maior facilidade a causa do incêndio. As causas de incêndios no Corpo de Bombeiros Militar do Estado do Rio de Janeiro são classificadas do seguinte modo: ii) Causas naturais: Quando o incêndio é originado em razão dos fenômenos da natureza, que agem por si só, completamente independentes da vontade humana. iii) Causas artificiais: Quando o incêndio irrompe pela ação direta do homem, ou poderia por ele ser evitado, tomando-se as devidas medidas de precaução (atos inseguros ou condições de insegurança). Esses atos ou condições são: a. Acidentais - Quando o incêndio é proveniente do descuido do homem, muito embora ele não tenha intenção de provocar o acidente. Esta é a causa da maioria dos incêndios. b. Propositais - Quando o incêndio tem origem criminosa, ou seja, houve a intenção de alguém provocar o incêndio.
10.2.4. Propagação do incêndio A propagação do incêndio se deve a vários fatores, sendo o de maior importância para o nosso estudo, o fato de um corpo em combustão liberar grande quantidade de calor e, somado a isto, o fato de que dois ou mais corpos em temperaturas diferentes tenderem a
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar entrar em equilíbrio térmico, acontecendo uma transferência de calor do corpo de maior temperatura para o de temperatura mais baixa. Há que se considerar ainda o fato de que normalmente, caso exista combustível disponível, basta que haja a presença da energia de ativação para que seja iniciado ou propagado um incêndio, já que o comburente (oxigênio) está disponível em abundância na natureza. Esses fatos têm grande relevância na forma de propagação do incêndio, que pode ocorrer de quatro formas, como vemos a seguir:
Condução
É a transferência de calor diretamente no interior de um corpo ou através de corpos em contato. Esta transferência é feita de molécula a molécula sem que haja transporte de matéria de uma região para outra. É o processo pelo qual o calor se propaga da chama para a mão, através da barra de ferro ou, no caso de um incêndio em edifício, a propagação do incêndio acontecerá pela condução do calor pela estrutura metálica, vigas, etc. Fig.: Condução
Fig.: Convecção
Convecção
É a transferência do calor geralmente no sentido ascedente, realizada pelo deslocamento de massas líquidas ou gasosas aquecidas. Esta transferência se processa em decorrência da diferença de densidade dos fluidos ou pela capacidade de escoamento dos líquidos, que ocorre com a absorção ou perda de calor. Em edificações verticalizadas essa é a principal forma de propagação, fazendo a comunicação do calor pelo interior da edificação através das escadas, condutos de ventilação, poço dos elevadores, etc.
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Irradiação
É a transmissão do calor por meio de ondas caloríficas, sob a forma de radiação, que se propagam em todas as direções através do espaço sem a necessidade de suporte material. A intensidade com que os corpos são atingidos aumenta ou diminui, proporcionalmente, de acordo com a distância do corpo e a fonte irradiadora. A irradiação, como luz, passa por corpos transparentes como o vidro e fica bloqueada em corpos opacos como a parede. Ex: O calor propagado de um prédio para outro sem ligação física.
Fig.: Irradiação
Projeção
É o deslocamento ou queda de objetos (essencialmente os sólidos) em combustão, podendo provocar outro foco de incêndio. Ex.: janela de madeira de um edifício que cai, em chamas, sobre uma loja ou, ainda, em um incêndio florestal, um tronco que rola do alto de um morro em chamas, até um local mais baixo e não incendiado.
Fig.: Projeção
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10.2.5. Fases do incêndio Para se fazer combate usando táticas e ferramentas adequadas, é necessário que o bombeiro tenha a compreensão das diferentes fases do incêndio, desta forma as decisões serão adequado às necessidades e o sinistro será debelado com eficiência. Um incêndio é uma combustão (fogo) sem controle no espaço e no tempo. De uma forma simples, um incêndio, abandonado a si mesmo, depois da sua fase inicial, entra em combustão livre até se verificar o decaimento das chamas. O desenvolvimento de um incêndio depende de muitos fatores de tal forma que, no Corpo de Bombeiros, é usual dizer-se que não há dois incêndios iguais. Porém, é normal sucederem-se as seguintes fases no desenvolvimento de um incêndio (ENB, 2006):
10.2.5.1. Fase inicial ou eclosão A Fase inicial ou eclosão, é a fase em que o combustível e comburente no ambiente são abundantes, ocorre um aumento gradual da temperatura da chama, ao mesmo tempo que são liberados o vapor d´água e gases como o dióxido de carbono, monóxido de carbono, dentre outros. Nesta fase o incêndio fica limitado ao foco inicial e suas proximidades.
Fig.: Fase inicial – Fonte: ENB,2006
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10.2.5.2. Queima livre ou propagação A Fase de queima livre ou propagação, em que existe uma elevada produção de chamas atingindo-se a temperatura máxima devido, não só à quantidade de oxigênio existente ainda no ar e que alimenta a combustão, como também aos vapores quentes que estão sendo produzidos e se elevam. Também chamada de estágio de queima livre ou estável, é nela que o incêndio torna-se mais forte, usando mais e mais oxigênio e combustível. Nessa fase, sua temperatura continuará se elevando acima de 800 ºC, o que já foi provado em testes reais de incêndio em ambientes fechados (KARLSSON e QUINTIERE, 1999).
Fig.: Queima livre – Fonte: ENB,2006
Num incêndio ao ar livre, segue-se então a fase de declínio das chamas até se verificar a extinção, por ausência de combustível. Já em um local fechado o fenômeno será mais complexo, pois da fase de combustão livre o incêndio pode evoluir para três situações distintas (ENB, 2006): a) Declínio das chamas (como num incêndio ao ar livre) – quando o espaço for ventilado e o calor puder ser liberado para o exterior; b) Flashover (ou Combustão generalizada) – Caso o calor não possa ser liberado para o exterior, porém exista uma renovação de ar no local do incêndio;
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar c) Asfixia – se não existir renovação de ar no local do incêndio, sendo notório o decaimento das chamas apesar da temperatura se manter com valores muito elevados. A quantidade de oxigênio existente é baixa, dando origem à incandescência, isto é, à formação de brasas. Contudo, a quantidade de gases liberados na combustão é máxima, nomeadamente o monóxido de carbono, existindo sérios riscos de Backdraft (ou explosão de fumaça), se a ventilação do local não for corretamente efetuada.
Fig.: evolução de um incêndio em um espaço fechado – Fonte: ENB,2006
10.2.5.2.1 Flashover ou combustão generalizada Na medida em que o incêndio vai se desenvolvendo e que a combustão acontece, mais gases vão sendo liberados dos combustíveis daquele ambiente. Gradualmente vai acontecendo o aumento da temperatura no local. O calor gerado, desde que encontre dificuldade de se dissipar, aumenta naturalmente a temperatura dos corpos e principalmente dos gases dispersos naquele local, até o ponto destes atingirem temperaturas muito elevadas e assim entrarem em combustão simultaneamente, a esse fenômeno denominamos flashover ou combustão generalizada. O período de tempo compreendido entre o início do incêndio e a combustão generalizada depende da admissão de ar e do potencial calorífico do combustível. Em termos práticos, tendo em vista a segurança dos bombeiros, indica-se um período médio de 15 minutos. A partir desse momento a temperatura no local é uniforme e a radiação sobre as paredes atinge o seu valor máximo. Após o flashover ocorre o que denominamos de combustão contínua que tem a característica de manter uma temperatura constante e uma máxima liberação de calor no ambiente, até entrar na fase de declínio das chamas.
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Fig.: Flashover – Fonte: ENB,2006
10.2.5.2.2 Backdraft ou explosão de fumaça Na medida em que o incêndio vai acontecendo, a combustão vai consumindo o oxigênio disponível no ambiente. Contudo, isso não quer dizer que a temperatura necessariamente vá diminuir na mesma proporção. Com isso, podemos chegar ao momento em que haja combustível disponível no local – especialmente gases presentes na fumaça como o monóxido de carbono – e temperatura elevada, mas não haja oxigênio suficiente para manter a combustão acontecendo. Suponhamos baseados nas informações supracitadas, que seja feito um arrombamento de uma grande janela por um bombeiro para combater o incêndio no local. Podemos observar que neste momento irá ocorrer bruscamente a entrada de oxigênio no local, extinguindo o único impedimento para a continuidade do incêndio, de forma que há uma explosão da fumaça, o que chamamos de backdraft . Portanto o fenômeno do backdraft pode ser evitado se for feita uma ventilação correta no local e ainda se forem tomados os devidos cuidados por parte dos bombeiros no momento do acesso ao local do incêndio.
Fig.: backdraft – Fonte: ENB,2006
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10.2.5.3. Declínio das chamas Essa fase ocorre nos momentos em que o incêndio já consumiu a maior parte do oxigênio e combustível presente no ambiente. Dessa forma as chamas tendem a diminuir. Em concentrações abaixo de 16% ocorre a extinção das chamas, permanecendo apenas brasas. Todo cuidado deve ser tomado quanto ao combate e acesso ao local durante essa fase pelos motivos expostos anteriormente quanto ao risco da ocorrência do backdraft , portanto apesar de ser uma fase de declínio das chamas os perigos são muito consideráveis. Contudo, devemos compreender que por estar em fase de declínio, o incêndio tenderá a cada vez mais apresentar apenas focos de chamas, a permanência dele dependerá tão somente do combustível e comburente disponível, ainda que em condições mínimas, no local.
Fig.: gráfico temperatura versus tempo das fases de um Incêndio – Fonte: tactical firefighting, Paul Grimwood
10.2.5.4. Combustão oculta O desenvolvimento de uma combustão sem envolver uma chama como, por exemplo, um cigarro ou materiais domésticos, tal como forros de mobílias contendo algodão ou espuma de poliuretano, é bastante comum. Uma pilha de fragmentos de madeira, serragem ou carvão pode arder durante semanas ou meses sem a libertação efetiva de uma chama (ENB, 2006). Temos este tipo de combustão, normalmente em materiais porosos, onde em seu interior formam compostos de carbono quando aquecidos. Em função da baixa condutividade térmica destes materiais, o calor resultante fica retido no seu interior garantindo, assim, a temperatura necessária para a continuação da combustão.
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10.2.6. Métodos de extinção do incêndio A extinção de um incêndio corresponde sempre em extinguir a combustão pela eliminação ou neutralização de pelo menos um dos elementos essenciais da combustão, representados pelo tetraedro do fogo. Para tanto faremos a abordagem de quatro métodos teóricos de extinção do incêndio:
Isolamento; Abafamento; Resfriamento; Inibição da reação em cadeia.
10.2.6.1. Isolamento Este método de extinção de incêndio consiste na separação entre o combustível e a fonte de energia (calor) ou entre aquele e o ambiente incendiado. É um método muito eficaz, porém complexo de ser executado, devido a vários fatores, como: o tamanho e peso do material combustível e ainda a via de escape desse material. É também muito utilizado no combate indireto a incêndios florestais por meio da construção de aceiros, que se processa removendo-se a vegetação em torno do fogo. No caso de incêndios em materiais líquidos ou gasosos, o próprio fechamento de válvulas para impedir o derramamento ou escapamento do material é uma forma de aplicar o método do isolamento.
Fig.: Exemplo de extinção por Isolamento – Fonte: ENB,2006
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10.2.6.2. Abafamento Método de extinção de incêndio que consiste na redução da concentração do comburente (Oxigênio) para valores próximos a 14% na maior parte dos casos e 6% se houver brasas, tornando a mistura pobre, ou a eliminação total do contato do combustível com o comburente (Oxigênio). Na verdade podemos dividir este método em duas possibilidades diferentes, que são:
Asfixia – quando não há qualquer ação exterior, de forma que a diminuição do comburente resulta exclusivamente do seu consumo pela combustão, não havendo neste caso uma renovação do ar daquele ambiente. Abafamento – quando a diminuição do comburente resulta de uma ação exterior.
O abafamento é conseguido principalmente com a inserção de um gás inerte, diminuindo a concentração do comburente ou cobrindo as chamas com um material, que possua um ponto elevado de combustão, impedindo que este faça parte da combustão. Temos como exemplo a utilização de uma tampa metálica agindo em uma lixeira ou a utilização de espuma, química ou mecânica, em um recipiente contendo líquido inflamável.
Fig.: Exemplo de extinção por abafamento – Fonte: ENB,2006
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10.2.6.3. Resfriamento Método de extinção de incêndio que consiste no arrefecimento do combustível, ou seja, na diminuição da temperatura deste, de forma que a mesma se torne inferior ao ponto de combustão. Este é o método mais utilizado para o combate ao incêndio, sendo necessário um agente extintor com grande capacidade de absorção de calor e elevado ponto de combustão. Como exemplo temos a água que é o agente extintor mais utilizado. Importante frisar que mesmo que na maior parte das vezes, este método seja associado ao uso de água, a ventilação tática também pode ser encarada como resfriamento, já que, além de escoar a fumaça do local, também remove o calor do ambiente.
Fig.:Exemplo de extinção por resfriamento – Fonte: ENB,2006
10.2.6.4. Inibição A inibição ou ruptura da reação em cadeia consiste em impedir a transmissão de energia (calor) de uma partícula do combustível para outra limitando, assim, a formação de radicais livres e/ou consumindo-os à medida que se formam (ENB, 2006).
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar O pó químico é um exemplo de agente extintor que atua desta forma, ele se decompõe em radicais livres que, ao combinarem-se com aqueles produzidos no processo de combustão, os elimina e inibe a reação em cadeia. Importante salientar o fato de que este método de extinção deve sempre ser acompanhado de um dos anteriores, já que caso façamos a ruptura da reação em cadeia e ainda haja a presença dos três lados do triângulo do fogo, muito provavelmente teremos uma reignição.
Fig.:Exemplo de extinção por inibição – Fonte: ENB,2006
10.2.7. Agentes extintores de incêndio Agente extintor é o nome dado ao produto que é empregado para se realizar o combate a incêndios. Existem vários agentes extintores, que atuam de maneira específica sobre a combustão, debelando o incêndio através de um ou mais métodos de extinção já citados. Os agentes extintores devem ser utilizados de forma criteriosa, observando-se a sua correta utilização e o tipo de classe de incêndio, tentando, sempre que possível, minimizar os
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar efeitos danosos do próprio agente extintor sobre os materiais e equipamentos não atingidos pelo incêndio. Dos vários agentes extintores, os mais utilizados são os que possuem baixo custo e um bom rendimento operacional. Além dos estudados normalmente, é importante fazer uma citação a dois: terra e areia, estes agentes são usados conforme sua disponibilidade, muitas vezes como meio de fortuna, e agem por abafamento. A terra pode ter ainda um importante papel quando nos referimos a incêndios florestais. Os agentes extintores certificados no Brasil e que serão abordados neste manual são:
Água - NBR 11.715; Espuma mecânica - NBR 11.751; Pós para extinção de incêndio - NBR 10.721; e Gás carbônico - NBR 11.716.
As normas citadas acima se referem apenas ao emprego desses agentes em aparelhos extintores de incêndio.
10.2.7.1. Água É o agente extintor mais utilizado na eliminação de incêndios, devido ao seu baixo custo e à sua abundância. Ela atua na extinção principalmente por resfriamento, devido ao seu alto calor específico, fazendo com que ela absorva uma grande quantidade de calor para pouco incremento na sua temperatura. A água, quando utilizada em jato neblinado ou pulverizada, terá um maior poder de arrefecimento, tendo em vista que a sua capacidade de absorver calor é diretamente proporcional à área superficial de contato, sendo que, por vezes, é necessária a utilização de jatos compactos, a fim de vencer grandes distâncias. Secundariamente, a água atua por abafamento, em decorrência de a água ser transformada em vapor, aumenta assim seu volume em cerca de 1700 vezes, deslocando o volume de comburente (oxigênio) que envolve a combustão, tornando assim a mistura pobre. Ela apresenta excelente resultado no combate a incêndios da Classe A, podendo ser usada também na Classe B, desde que de forma criteriosa, e também na Classe C, com algumas indicações e restrições. Os maiores inconvenientes de sua utilização no combate a incêndios são os danos causados por ela ainda no combate, especialmente no caso do uso de jatos compactos. Além da corrosão causada por ela, mesmo após a extinção do incêndio.
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10.2.7.1.1 Aditivos A água é também utilizada com aditivos. Estes são substâncias sólidas ou líquidas em concentrações inferiores a 6%, que se adicionam de modo a obter-se uma maior eficácia extintora (ENB, 2006). A classificação dos aditivos é feita da seguinte forma: i) Aditivos espalhantes – são substâncias que diminuem a tensão superficial da água reduzindo o ângulo de contato destas com a superfície do material em chamas. Estes produtos proporcionam o espalhamento completo da água sobre a superfície combatida aumentando a absorção e principalmente penetração deste agente extintor. (Vargas, 2006)
ii) Aditivos molhantes – permitem um contato mais eficaz e durável com o combustível ao aumentar a tensão superficial da água e, conseqüentemente, retardar a sua evaporação (Vargas, 2006), dessa forma fazendo com que a água permaneça mais tempo sobre o material e possibilitando uma maior absorção da mesma, e conseqüentemente resultando em uma melhor absorção calorífica e, em um resfriamento mais eficaz. iii) Aditivos emulsores – também atuam sobre a tensão superficial da água criando bolhas estáveis. Destaca-se neste tipo de aditivo um emulsor em particular chamado de Agente Formador de Filme Flutuante (AFFF) também utilizado na produção de espumas, como será referido adiante. iv) Aditivos viscosificantes – têm a característica de aumentar a viscosidade da água promovendo uma maior aderência às superfícies verticais. Em função deste aumento de viscosidade são gerados alguns inconvenientes no uso destes aditivos como uma menor capacidade de penetração, maiores perdas por fricção nas mangueiras, problemas de limpeza do local após a extinção, dentre outros. Devido a isto, estes aditivos têm uma indicação para utilização maior em incêndios florestais nos quais não se verificam problemas tais como os de limpeza após o incêndio. v) Aditivos opacificantes – aumentam o poder refrigerante da água porque diminuem a passagem do calor aos materiais vizinhos, por radiação, através da água. São tipicamente empregues em incêndios florestais, em conjunto com os viscosificantes. (ENB, 2006)
Além destes existem outros aditivos, sem ação extintora, que são os anticongelantes e os anticorrosivos.
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10.2.7.2. Espuma No caso dos incêndios, especialmente em líquidos derivados do petróleo, a água não se apresenta como uma boa alternativa para o combate, principalmente em função de sua maior densidade em relação a esses líquidos. Desta forma buscou-se uma solução para este problema, tendo na utilização da espuma uma excelente opção. As espumas líquidas se assemelham a bolhas. São sistemas constituídos por uma fase contínua líquida (na superfície) e uma gasosa (no interior), apresentando uma estrutura formada pelo agrupamento de várias células (bolhas) originadas a partir da introdução de agentes tensoativos e ar na água (CBMDF, 2006). As espumas apresentam uma densidade muito menor que a da água, de forma que ao ser utilizada para o combate a incêndios, ela espalha-se sobre a superfície do material, isolando o mesmo do contato com o oxigênio, este princípio é o que a torna tão eficiente no combate aos incêndios da classe B. Possuem restrições ao uso em incêndios da classe C em função da mesma ter em sua composição a água, desta forma a espuma é também um condutor de eletricidades o que justifica tal restrição. A espuma mecânica utilizada nos combates a incêndios é formada por uma mistura de água com uma pequena porcentagem (1% a 6%) de concentrado gerador de espuma (surfactante) e entrada forçada de ar. Essa mistura, ao ser submetida a uma turbulência, produz um aumento de volume da solução formando a espuma. Existem diferentes agentes espumíferos que geram uma diversidade de tipos de espumas que terão aplicabilidades diversas em função do coeficiente de expansão e face aos diferentes tipos de combustíveis. Estes agentes podem ser classificados da seguinte forma (ENB, 2006):
Agentes sintéticos AFFF – É o agente que gera o tipo de espuma mais eficiente para o combate a incêndio, conhecido como AFFF (aqueous film-forming foam – espuma formadora de filme aquoso), agem como os emulsores clássicos formando uma camada de espuma que isola a superfície do combustível e, para, além disso, uma película aquosa que flutua à superfície dos hidrocarbonetos líquidos (p. ex., gasolina), opondo-se à emissão de vapores. A estanqueidade é melhorada devido à película aquosa formada que dificulta a reinflamação do combustível. O concentrado AFFF é eficiente no combate a incêndios de hidrocarbonetos derivados de petróleo, tais como gasolina e diesel. “Porém, em combustíveis polares, como o álcool, o concentrado AFFF deve ter, em sua composição, a presença de uma substância denominada de polissacarídeo, a qual evitará o ataque do álcool à espuma” (CBMDF, 2006);
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Agentes proteicos – misturados com água, em porcentagens de 3 a 6%, originam espumas com coeficientes de expansão da ordem de oito. A espuma obtida apresenta boa elasticidade, resistência mecânica e capacidade de retenção de água. Este tipo de espuma é denso e viscoso e possui elevada estabilidade e resistência ao calor, além de ser biodegradável. É destruída por líquidos polares como os alcoóis, éteres e acetona. É compatível com os pós químicos dos tipos B e C; Agentes fluorproteicos – concentrados que vêm substituindo os proteicos. Têm uma eficácia reforçada baseada na fluidez (baixa viscosidade) e resistência à contaminação, garantem uma boa cobertura e estanqueidade e impedem a passagem de vapores nos hidrocarbonetos líquidos. Possuem boa resistência ao fogo e à reignição. Muitas podem ser utilizadas em conjunto com os pós químicos, pois são compatíveis com eles. São igualmente destruídas por líquidos polares; Agentes sintéticos ordinários – em baixa expansão têm uma velocidade de decantação lenta e boa fluidez. Podem, também, ser usados em média e alta expansão, mas com características inferiores. A sua impermeabilidade é baixa, em particular em média e alta expansão, além disso, possuem pouca resistência ao calor que é compensada pela grande capacidade de produção. Em caso de reacendimento verifica-se a destruição rápida destas espumas. Não podem ser usadas em líquidos polares; Agentes polivalentes – destinam-se a ser usados em líquidos polares, podendo também ser utilizados nos não polares. Em relação aos hidrocarbonetos, estas espumas têm características idênticas aos emulsores ordinários.
Os líquidos geradores de espuma (LGE) são encontrados disponíveis no mercado em porcentagens que vão de 1 a 6%, esse é o indicativo da mistura que deve ser feita para a produção da solução ideal. Para exemplificar este processo, tomemos como exemplo a viatura AGE-001 do CBMERJ que possui um reservatório de 6.000 litros de LGE, digamos que ele esteja abastecido com o AFFF 6% e nós queiramos saber quanto de solução de espuma poderá ser produzido com esta quantidade de LGE:
Capacidade do AGE-001 = 6.000 litros Concentração de espuma AFFF = 6% Total de solução de espuma? Logo:
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar - Para 6 litros de espuma AFFF 6%, temos 94 litros de água 100 litros de solução de espuma. - Sendo assim, para 6.000 litros de espuma AFFF 6%, tem-se 94.000 litros de água e 100.000 litros de solução de espuma. Resposta: O AGE 001 abastecido com espuma AFFF 6% proporcionará 100.000 litros de solução de espuma.
Por último, cabe uma abordagem a respeito da aplicação da espuma no combate a incêndio, já que este agente extintor possui algumas peculiaridades com respeito ao seu uso no combate. Quanto à aplicação, portanto temos a direta e a indireta: i) Aplicação direta – consiste em atirar diretamente a espuma sobre as superfícies incendiadas, este tipo de aplicação é bastante restrito já que a espuma utilizada deve ser resistente à destruição por contato direto com as chamas; Fig.:O AFFF forma uma película aquosa que flutua sobre a superfície do combustível restringindo a evaporação do mesmo. – Fonte: ENB,2006
Fig.:Aplicação direta – Fonte: CBMERJ
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar ii) Aplicação indireta – é o método ideal de aplicação, consiste em projetar a espuma em um anteparo (como uma parede) ou no chão, à frente do combustível que está queimando, de forma a evitar o contato violento da espuma com a chama direta.
Fig.:Aplicação indireta – Fonte: CBMERJ
10.2.7.3. Pós químicos É um agente extintor formado por um grupo de finíssimas partículas sólidas. Tem como característica não ser abrasivo, não ser tóxico, mas pode provocar asfixia se inalado em excesso, não conduz corrente elétrica. Possui o inconveniente de contaminar o ambiente, sujando-o, dificultando a visualização e podendo ainda danificar equipamentos elétricos e eletrônicos. Deve-se evitar sua utilização em ambientes que possuam esses equipamentos em seu interior. Atua por abafamento e na quebra da reação em cadeia. A sua eficácia depende principalmente da dimensão dos grãos, dos aditivos, da resistência à compactação e do equipamento utilizado. Classificam-se segundo as classes de fogos que extinguem (ENB, 200 6):
Pó BC – é composto, em geral, o bicarbonato de sódio misturado com outros produtos, como estearato de zinco ou silicone que melhoram as suas características. Têm um poder extintor 4,5 vezes superior ao do CO 2. Possuem o inconveniente de impregnar equipamentos elétricos deixando resíduos corrosivos de difícil remoção, o que constitui uma desvantagem com relação ao CO2; Pó ABC (polivalente) – foram adotados para estender a ação deste tipo de agente extintor à classe A e são constituídos com base em compostos de amoníaco. São utilizados nos incêndios das classes A, B e C. com relação aos incêndios da classe A, no caso de permanecer as brasas que poderão ativar novo incêndio, atuam por asfixia e isolamento, fundindo-se e formando uma substância vítrea que envolve o combustível e o isola do ar como se fosse um verniz;
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Pós especiais para fogos da classe D – são específicos de um dado metal reativo ou família de metais. Sendo à base de grafite e alguns cloretos e carbonetos específicos. São ineficazes em incêndios de outras classes e são utilizados, em geral, nas indústrias aeronáutica e nuclear.
Informação muito importante em relação a estes agentes extintores é que os pós ABC e BC são incompatíveis, de forma que, caso haja a substituição de uma carga BC por outra do tipo ABC o extintor deve ser cuidadosamente esvaziado e limpo. Caso contrário, poderá ocorrer entre os dois tipos de pó uma reação química com liberação de CO 2 e outros gases que pode provocar a explosão do equipamento extintor.
10.2.7.4. Gases inertes: dióxido de carbono e nitrogênio O dióxido de carbono é um gás armazenado sob alta pressão, inodoro, incolor, uma vez e meia mais pesado que o ar, não tóxico, porém Por outro lado, a partir de uma concentração de 9% por volume, o CO 2 causa inconsciência e até a morte por asfixia, o que impõe restrições ao seu uso em ambientes fechados ou ainda com a presença de seres humanos. Não conduz corrente elétrica, nem suja o ambiente em que é utilizado, uma vez que se dissipa rapidamente quando aplicado, desta forma se torna muito eficaz para a utilização em equipamentos sensíveis a resíduos e umidade, como equipamentos de informática. Atua principalmente por abafamento devido à sua rápida expansão, deslocando ou diluindo assim o volume de comburente da superfície do combustível. O gás carbônico atua de forma secundária por resfriamento, pois no seu aumento de volume, da passagem do estado líquido para o gasoso, absorve uma grande quantidade de calor, diminuindo assim a sua temperatura em aproximadamente 70 0C. O Dióxido de Carbono apresenta melhor resultado no combate a incêndios das Classes B e C. Na Classe A apaga somente na superfície em função do baixo poder de penetração no material que o mesmo possui e da baixa capacidade de resfriamento, se comparado à água, por exemplo. Existem metais de elementos químicos como sódio, potássio, magnésio, titânio, zircônio e os hidretos metálicos que têm a característica de decompor o gás carbônico, sendo ineficaz a sua utilização nesses casos. Esses elementos são chamados de materiais combustíveis, tratados especificamente nos casos de incêndios classe D (CBMDF, 2006). Importante perceber também, quanto ao uso do CO 2, é que o mesmo se torna ineficaz quando aplicado em Incêndios envolvendo agentes oxidantes, como o nitrato de celulose ou o permanganato de potássio, que contêm oxigênio em sua estrutura, já que nestes casos o
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar próprio combustível traz em sua própria estrutura o comburente que necessita para a combustão. O nitrogênio é um gás inerte que atua por abafamento. É bastante utilizado no processo de inertização de atmosferas, que consiste em utilizá-lo para substituir os gases combustíveis presentes na atmosfera do ambiente que se deseja inertizar. Normalmente não é utilizado diretamente como agente extintor, porém é utilizado amplamente como gás propelente nos extintores de incêndio, o que justifica a importância desta breve abordagem. Pode ser aplicado da mesma forma que o dióxido de carbono, porém cabe ressaltar que alguns metais como o lítio e o titânio, queimam violentamente na presença de nitrogênio.
10.2.7.5. Halons O halon é num composto químico orgânico constituído por átomos de carbono e hidrogênio, onde um ou mais átomos de hidrogênio são substituídos por um átomo de bromo e a outro halogênio. Os mais utilizados são o Halon 1211 (bromoclorodifluormetano) e o Halon 1301 (bromotrifluormetano). São usados como agentes extintores de incêndios, porém contribuem ativamente para a destruição da camada de ozônio, sendo até dez vezes mais perigosos do que os clorofluorocarbonetos (CFC). Os níveis de halon na atmosfera aumentam cerca de 25% ao ano, especialmente em função da realização de testes de equipamentos para combate a incêndios. O seu uso em extintores de incêndios foi proibido em janeiro de 1994. Este agente extintor possui restrições de uso em incêndios próximos de gêneros alimentícios. Além do que devemos estar atentos no seu uso pelo fato dos mesmos serem solúveis em alguns hidrocarbonetos. Após a aplicação de halons, deve ser sempre efetuada a ventilação do local, já que apresenta alta toxicidade em concentrações elevadas bem como na fumaça e gases liberados pelo mesmo. A substituição dos compostos, designados por halons, como agentes extintores tem sido objeto de diferentes estudos. As normas NFPA 2001 e ISO 14520 foram elaboradas com o objetivo de proceder à normalização dos compostos alternativos. Assim, as atuais alternativas aos halons podem ser classificadas em dois grandes grupos (ENB, 2006):
1.º – atuam, predominantemente, por inibição (ruptura da reação em cadeia), assim como os halons; 2.º – atuam por abafamento (limitação do comburente).
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar O primeiro grupo é formado pelos agentes constituídos essencialmente por carbono, hidrogênio e flúor, que são menos agressivos. O bromo foi eliminado e, em alguns casos, o cloro também. A substituição dos halons convencionais por estes compostos implica em poucas modificações nos sistemas de combate ao incêndio. O segundo grupo é constituído por agentes extintores compostos por gases naturais combinados em proporções específicas, nomeadamente o Inergen (IG-541) – composto por 50% N2; 42% Ar; 8% CO2, Argonit (IG-01) – composto por 50% N2; 50% Ar e Argonfire (IG-55) – 100% Ar, não considerado como agente extintor efetivo. Estes agentes implicam um investimento mais elevado devido às pressões envolvidas no seu armazenamento (ENB, 20 06).
10.3. Viaturas de Combate a Incêndio e Salvamento do CBMERJ Para que iniciemos o estudo sobre as viaturas que compõem a frota do CBMERJ, é necessário que aprendamos alguns conhecimentos de física.
10.3.1. Estudo dos Fluidos Os fluidos estão presentes em nosso cotidiano. Nós os respiramos e os bebemos além de possuirmos um fluído vital em nosso sistema circulatório. Em nossos carros existem fluidos nos pneus, no tanque de gasolina, no radiador, nas câmaras de combustão interna do motor, no sistema de exaustão, na bateria, no sistema de ar condicionado, no sistema de lubrificação e no sistema de direção. Por isso precisamos observar melhor o que a física pode nos ensinar a respeito dos fluidos. Fluido é qualquer substância que possui a capacidade de escoar, e esta propriedade é justificada pela sua adaptabilidade ao contorno de qualquer recipiente que o contém.
Classificamos como fluidos os líquidos e os gases. Você pode se espantar com esta classificação, mas eles se diferem dos sólidos, que tem uma formação molecular tridimensional completamente rígida comumente chamada de rede cristalina. Sendo assim os gases e líquidos possuem ligações intermoleculares mais fracas diminuindo a coesão que permite uma estrutura mais maleável sem forma definida. Fig.:- Rede Cristalina
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar O que difere os gases dos líquidos, mas não os desclassifica como fluidos, é uma propriedade física denominada compressibilidade, já que os gases possuem interações moleculares mais fracas podendo comprimir-se e expandir-se no interior de qualquer recipiente.
Fig. - Diferenças de estruturas moleculares nos diferentes estados físicos
Para estudarmos os fluidos, algumas grandezas físicas essenciais devem ser compreendidas para que desenvolvamos conhecimento técnico no combate a incêndios e também para que se conheça o princípio de funcionamento do corpo de bombas de uma viatura no CBMERJ.
10.3.1.1. Pressão É uma grandeza escalar que mensura a ação de uma ou mais forças sobre uma determinada área, sendo calculada matematicamente pela fórmula:
P = F/A Onde: P é a pressão;
F é a componente da Força aplicada perpendicular ao plano de apoio; A é a área de aplicação da força.
Para líquidos, a pressão pode ser escrita como:
P = µ.g.h Onde:
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P é a pressão em um ponto específico ou a diferença entre a pressão inicial e final do sistema; µ é a densidade do líquido;
g é a aceleração gravitacional; h é a profundidade do ponto dentro do líquido. No sistema internacional de medidas utiliza-se o Pascal (Pa) como medida padrão, porém nas viaturas os manômetros possuem outros padrões de medidas como Bar e PSI (libra por polegada quadrada).
Taxa de conversão: 1 bar = 1,02 kgf/cm 2 = 14,5 psi Podemos aplicar essas duas fórmulas no cotidiano de operação de viaturas de incêndio, conforme os exemplos a seguir: Exemplo 1: Uma edificação encontra-se em chamas no 3° andar e torna-se necessário a pressurização do sistema preventivo do prédio através de um hidrante de recalque – que fica localizado no solo na região de passeio, fora do prédio, e tem comunicação com toda a canalização preventiva, portanto pode-se oferecer água para que se debele o incêndio no andar sinistrado – com uma viatura de incêndio básica (ABT). Qual seria a pressão mínima para vencer a altura de três andares e conseguir combater este incêndio? Dados: A altura aproximada de três andares de uma edificação é de 10 metros. µágua= 1,0.10³ Kg/m³ g = 10 m/s² Solução: Sabemos que, P = µ.g.h P = 1,0.10³ . 10 .10 P = 1 . 10 5 Pascal = 1 atm = 1 Bar = 14,5 PSI A solução nos demonstra que a cada 10 metros de coluna de água devemos acrescentar 01 bar de pressão quando operarmos o corpo de bombas de uma viatura de incêndio, para que assim possamos definitivamente debelar o incêndio. Exemplo 02: Ao trabalharmos com uma APM (Auto Plataforma Mecânica) antes de se iniciar as operações com o cesto é necessário um procedimento de ESTABILIZAÇÃO que consiste em pressionar as quatro sapatas da referida viatura contra o solo a fim de que se faça totalmente o erguimento dos seus pneus e desta forma obtenha-se um ambiente seguro para se realizar um salvamento e/ou combate a incêndio, como mostra a figura abaixo:
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Sapatas Calço de Madeira
Supondo que cada sapata desta viatura exerça um força média de 130.000 N no solo e que as áreas de contato das sapatas e dos calços de madeira sejam, respectivamente de 0,2 m² e 0,5 m², calcule a pressão realizada no solo por essa viatura com a utilização dos calços e também sem a utilização dos mesmos. Resposta: Pressão SEM os calços de madeira P1 = 130.000 / 0,2 P1 = 650.000 Pa Pressão COM os calços de madeira P2 = 130.000 / 0,4 P2 = 325.000 Pa
P1
= F/A
P2
= F/A
Ao analisarmos as duas respostas, notamos nitidamente que a pressão exercida sem os calços de madeira é maior que a pressão exercida com eles (P1
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10.3.1.2. Vazão Vazão é o volume de determinado fluido que passa por uma seção de um conduto livre ou forçado, por unidade de tempo. A vazão é uma Taxa de Escoamento, ou seja, a quantidade de material transportado por unidade de tempo. Podemos determinar a vazão pela seguinte fórmula:
Q = A.v Onde: Q é a vazão;
A é a área da seção transversal do conduto; v é a velocidade com que o fluido passa pelo conduto. Examinando a fórmula supracitada percebemos que, aumentando a área da seção transversal do conduto conseqüentemente tem-se um aumento de vazão. Na prática de combate a incêndios, ao utilizarmos uma mangueira de 1 ½“ e posteriormente uma de 2 ½“ nota-se visivelmente que teremos uma maior saída de água em determinado tempo nesta mangueira do que naquela, comprovando assim a teoria da vazão.
10.3.2. Estruturas e Fenômenos Após esta explanação de conceitos físicos somos capazes de analisar algumas estruturas e fenômenos pertencentes às viaturas de combate à incêndio do CBMERJ.
10.3.2.1. Bombas Hidráulicas Este é sem dúvida o componente principal do corpo de bombas de qualquer viatura de combate a incêndio no CBMERJ, sendo responsável por impelir o nosso principal agente extintor (água) sob alta pressão a fim de debelar incêndios com maior eficácia e eficiência. As bombas hidráulicas são Máquinas Hidráulicas Geradoras, isto é, máquinas que recebem energia potencial (força motriz de um motor ou turbina), e transformam parte desta potência em energia cinética (movimento) e energia de pressão (força), cedendo estas duas energias ao fluído bombeado de forma a recirculá-lo ou transportá-lo de um ponto a outro. Portanto, o uso de bombas hidráulicas ocorre sempre que há necessidade de aumentar-se a pressão de trabalho de uma substância líquida contida em um sistema, ou a velocidade de escoamento (vazão), ou ambas.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar Possuímos no mercado atualmente uma grande variedade de bombas hidráulicas tornando-se necessária uma classificação, adotamos para tanto dois grandes, são eles: Bombas de Deslocamento Não-Positivo ou Hidrodinâmicas e Bombas de Deslocamento Positivo ou Volumétricas ou Hidrostáticas. i) Bombas de Deslocamento Não-Positivo ou Hidrodinâmicas: O deslocamento do fluído ocorre em conseqüência da rotação de um eixo no qual é acoplado um disco (rotor, impulsor) dotado de pás (palhetas, hélice), o qual recebe o fluído pelo seu centro e o expulsa pela periferia, pela ação da força centrífuga, daí o seu nome mais usual. Essas bombas têm prejuízo em seu funcionamento quando há resistência de deslocamento do fluido, não sendo conveniente que se realize a escorva com as mesmas. É a pressão de descarga que determina o quanto de fluído que será liberado.
Fig. – Bombas centrífugas
ii) Bombas de Deslocamento Positivo ou Volumétricas ou Hidrostáticas: São bombas que fornecem uma quantidade fixa de fluido a cada rotação ou ciclo, ou seja, o fluído, de forma sucessiva, ocupa e desocupa espaços no interior da bomba, com volumes conhecidos garantindo uma vazão constante (situação ideal). Essas bombas são mais indicadas que as bombas hidrodinâmicas para a realização de sucção (escorva 1), pois o ganho de vazão e pressão não tem alterações bruscas quando há resistência ao deslocamento do fluído. Temos como exemplos: Bombas de pistão, bombas de palhetas, bombas de engrenagens, bombas de diafragma, bombas de membrana, bombas helicoidais.
Fig.– Bomba de engrenagens 1
Escorva é a eliminação de ar existente no interior da bomba hidráulica e da tubulação de admissão (sucção)
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Fig. – Bomba de palhetas
No CBMERJ as viaturas de incêndio possuem duas bombas de trabalho, uma que vai aumentar a pressão e a vazão da água que se encontra no tanque da viatura ou de um manancial (Bomba hidrodinâmica) e outra que ficará responsável pela retirada de ar da tubulação de admissão (sucção) a fim de construir uma coluna de água que alimentará o corpo de bombas.
10.3.2.2. Fenômenos Hidráulicos A hidráulica aplicada, disciplina obrigatória no currículo de algumas engenharias, têm como um de seus focos principais o estudo aprofundado dos fenômenos hidráulicos os quais devem ser controlados a fim de evitar possíveis acidentes e garantir um maior aproveitamento de todos os componentes pertencentes a um sistema hidráulico. Como as viaturas de combate a incêndio são consideradas, sob as doutrinas da hidráulica aplicada, também um sistema hidráulico, torna-se obrigatório o estudo de alguns fenômenos, a saber: i) Golpe de Aríete – O Golpe de aríete define-se como uma variação abrupta na pressão causada por uma alteração brusca de velocidade do fluido que passa por um conduto. O caso mais clássico de golpe de aríete é o fechamento súbito de válvulas em um sistema hidráulico, pois ao realizar essa manobra o fluxo do fluido é interrompido repentinamente gerando um aumento exagerado de pressão inicialmente no ponto onde ocorreu o fechamento e logo em seguida terá reflexos em todo o sistema, gerando deformidades e até o rompimento de tubulações, além de avarias nos dispositivos instalados (Ex: bombas hidráulicas). Durante um combate a incêndio isso pode ocorrer por inúmeras vezes, quando, por exemplo, o chefe da primeira linha em um ABT fecha totalmente o esguicho sem mandar que o seu ajudante avise ao operador da viatura que irá fechá-lo (com o comando de “Auto Linha” ou “Auto Bomba”) e essa atitude pode danificar permanentemente o corpo de bombas podendo até gerar acidentes graves. Podemos visualizar o que acontece na prática com a figura abaixo:
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Válvula fechada – água calma
Válvula aberta – água em movimento palhetas – Bomba Fig.Fig. de de palhetas – Bomba
Válvula fecha – golpe de aríete
ii) Vórtice – Esse fenômeno pode ser descrito como um escoamento giratório onde as linhas de corrente apresentam um padrão em espiral. Ao considerarmos um tanque de água podemos notar que o vórtice é gerado mais facilmente quando aquele está com seu nível baixo e passamos a oferecer ao sistema hidráulico água e ar, prejudicando a formação da coluna d`água. Por isso torna-se obrigatória a implementação de manobras de abastecimento de uma viatura de incêndio quando o seu tanque chega a ¼ de sua capacidade.
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10.3.2.3. Processo de Transmissão de Força nas Viaturas Para que o corpo de bombas de uma viatura inicie seu trabalho é necessário que haja uma transmissão do movimento gerado no motor de combustão interna do veículo para a bomba principal. Esse processo pode ocorrer de duas formas, a saber: i) Bomba de Acionamento por Eixo Cardã2 (BAC) A conexão é feita no eixo carda do veículo. Transmissão completa do torque oriundo do motor do chassi. Como a transmissão do torque é completa, o sistema de transmissão 3 do veículo permanece imóvel durante a operação com o corpo de bombas. Características Portanto é IMPOSSÍVEL se deslocar com o veículo e utilizar o corpo de bombas simultaneamente. Como a transferência do torque é total, essas viaturas possuem um maior ganho de pressão e vazão nas operações de bombeiro militar. Torna-se necessário o acionamento da marcha de maior velocidade da caixa de câmbio4.
2
O eixo cardã (também conhecido como cardan ou cardão) é um componente do sistema de transmissão de um veículo, responsável pela transmissão do torque oriundo do motor para as rodas. Muito utilizado em veículos com motor dianteiro e tração traseira ou 4x4 e em algumas motocicletas 3
O sistema de transmissão automotiva é o responsável por transmitir a força, rotação e torque, produzidos pelo motor, até as rodas, antes, passando pelo sistema de embreagem, caixa de câmbio, diferencial e semi-eixos. 4
Uma caixa de marchas ou caixa de mudança de velocidades ou caixa de câmbio de um automóvel tem como principal objetivo desmultiplicar a rotação do motor oferecendo maior torque ou velocidade, dependendo da necessidade do motorista ao conduzir o veículo, para o sistema de transmissão do veículo. Além de possibilitar a mudança de sentido de rotação do eixo do motor (marcha-à-ré).
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ii) Bomba de Tomada de Força (BTF) A conexão é feita na caixa de câmbio. Transmissão parcial do torque oriundo do motor do chassi. Como a transmissão do torque é parcial, o sistema de transmissão pode também se utilizado durante a operação com o corpo de bombas. Portanto é Características PERMITIDO se deslocar com o veículo e utilizar o corpo de bombas simultaneamente. Como a transferência do torque é parcial, essas viaturas possuem um menor ganho de pressão e vazão nas operações de bombeiro militar. É desnecessário o acionamento de qualquer marcha da caixa de câmbio.
10.3.3. Viaturas de Combate a Incêndio e Salvamento no CBMERJ A partir deste tópico iremos classificar as diversas viaturas que compõem a frota operacional do CBMERJ explicitando suas principais características. Vale ressaltar que todas as viaturas obedecem a normas nacionais (NBR 14096) e internacionais (NFPA 1911) no tocante a sua construção e características de funcionamento.
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10.3.3.1. Auto Bomba Tanque (ABT) É a viatura de combate a incêndio mais utilizada na corporação. São empregadas diretamente no combate em função de possuir um tanque com grande capacidade de água e uma poderosa bomba de incêndio. i) Características:
Cabine dupla; Bomba de incêndio acionada pelo motor de tração com vazão mínima de 750 GLP (galões por minuto); Compartimentos para acondicionar equipamentos operacionais; Tanque com capacidade de até 6000L de água.
ii) Guarnição A guarnição completa do ABT é composta da seguinte maneira:
Condutor/operador (01) – elemento responsável por conduzir a viatura até o local de socorro e operar o corpo de bomba no combate ao incêndio. No caso do ABT, deverá ser, obrigatoriamente, do quadro de condutor e operador de viaturas (QBMP/02). Chefe da guarnição (01) – elemento responsável pela guarnição, ele deverá conhecer de forma técnica todos os elementos da guarnição, empregando-os da melhor maneira para atender a tática empregada pelo comandante de operações e, ainda, providenciar para que todos os dados relevantes sejam anotados e entregues ao comandante de operações, a fim de que, posteriormente, seja feito um relatório sobre a ocorrência (quesito). Essa função é realizada por Sargentos QBMP/00, e deve ser o mais antigo da guarnição, exceção do condutor e do encarregado de hidrante. Auxiliar da guarnição (01) – elemento responsável por auxiliar o chefe da guarnição no que for necessário. Essa função é realizada por Sargentos QBMP/00. Chefe de linha (03) – elemento responsável pela linha de mangueira. Atua diretamente no combate a incêndio, sob as determinações do chefe da guarnição e das ordens e tática do comandante de operações. Essa função é realizada por cabos ou soldados da QBMP/00. Ajudante de linha (03) – elemento responsável por ajudar o chefe de linha na operação de combate a incêndio no que for necessário. Essa função é realizada por soldados da QBMP/00. Encarregado de hidrante (01) – elemento responsável por providenciar junto ao local de socorro ou nos arredores deste, mananciais de água para prover o combate a incêndio, se for necessário. Essa função é realizada por qualquer militar da QBMP/09. O encarregado de hidrante só integrará o ABT, se na unidade não houver AR.
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Observação - Por necessidade de serviço, está autorizado pela Nota EMG/CH – 256/2003, que o ABT tenha uma guarnição composta com o mínimo de: 01 condutor/operador; 01 chefe da guarnição; 01 auxiliar de guarnição; 02 chefes de linha; 02 ajudantes de linha; 01 encarregado de hidrante. Tal situação ocorrerá quando a unidade só possuir uma viatura de combate a incêndio. Quando essa não for a única viatura empregada para o combate de incêndio, a guarnição terá no mínimo: 01 condutor/operador; 01 chefe da guarnição; 01 chefe de linha; 01 ajudante de linha; 01 encarregado de hidrante.
10.3.3.2. Auto Bomba para Inflamável (ABI) Viatura de grande porte que possui, além do tanque de água, um reservatório de líquido gerador de espuma, sendo utilizada para combater incêndios em inflamáveis. i) Características:
Cabine dupla; Bomba de incêndio acionada pelo motor de tração com vazão mínima de 750 GLP (galões por minuto); Compartimentos para acondicionar equipamentos operacionais; Tanque com capacidade de 3.000L de água; Reservatório de líquido gerador de espuma.
ii) Guarnição A guarnição completa do ABI é igual à guarnição completa do ABT, já mencionada. Observação - Por necessidade de serviço, está autorizado pela Nota EMG/CH – 256/2003, que o ABI tenha uma guarnição composta com o mínimo de: 01 condutor/operador; 01 chefe da guarnição; 01 auxiliar de guarnição; 02 chefes de linha; 02 ajudantes de linha; 01 encarregado de hidrante.
10.3.3.3. Auto Tanque (AT) Inicialmente, os AT possuíam somente a missão de abastecimento porque possuíam uma bomba com acionamento por um motor independente (moto bomba) que não tinha grande potência. Atualmente essas viaturas possuem a mesma estrutura robusta dos ABT sendo capazes também de combater incêndios com um ótimo ganho de pressão e vazão. i) Características:
Cabine dupla; Bomba de incêndio acionada pelo motor de tração com vazão mínima de 750 GLP (galões por minuto);
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Compartimentos para acondicionar equipamentos operacionais; Tanque com capacidade de 5.000L de água.
ii) Guarnição A guarnição completa do AT é similar à guarnição completa do ABT, diferenciando-se por só haver 01 chefe e 01 ajudante de linha, tendo em vista, que a bomba de incêndio portátil que vai acoplada só possui uma boca expulsora e a sua vazão só é suficiente para alimentar uma linha direta.
Observação – Por necessidade de serviço, está autorizado pela Nota EMG/CH – 256/2003, que o AT tenha uma guarnição composta com o mínimo de: 01 condutor/operador; 01 chefe da guarnição; 01 chefe de linha; 01 ajudante de linha, desde que não seja a única viatura de combate a incêndio na unidade.
10.3.3.4. Auto Cavalo Mecânico (ACM) Conjugado a Tanque Reboque (TR) Tanque com capacidade superior a 30.000 litros de água. É utilizado no apoio de grandes operações, como médios e grandes incêndios, onde o consumo de água poderá ser muito grande. i) Características:
ACM de cabine simples; Bomba de incêndio independente (uma bomba portátil); Não possui compartimentos para acondicionar os equipamentos operacionais; Reservatório superior a 30.000 L; Bomba portátil com uma boca expulsora.
ii) Guarnição A guarnição completa do ATR é composta por apenas 01 (um) motorista.
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10.3.3.5. Auto Busca e Salvamento Leve (ABSL) Esta viatura é responsável por carregar todos os materiais de salvamento no socorro. i) Características:
Cabine simples; Compartimento para acondicionar equipamentos operacionais.
ii) Guarnição A guarnição será definida pelo comandante de socorro.
10.3.3.6. Auto Rápido (AR) Viatura de pequeno porte, responsável por transportar os materiais de abastecimento (ou de salvamento). No local de incêndio fica a cargo de encarregado de hidrante, a fim de proceder à busca por pontos de abastecimentos de água na localidade, conforme determinações do comandante de socorro. Esta viatura também é utilizada em destacamentos eventualmente como ABSL (Auto Busca e Salvamento Leve). i) Características:
Cabine dupla; Os equipamentos operacionais são acondicionados na caçamba.
ii) Guarnição A guarnição completa do AR é composta por um motorista ou precário e um encarregado de hidrante. O Comandante de Operações também é transportado pelo AR.
Observação: Quando a unidade operacional não possuir AR, os materiais de abastecimento serão acondicionados no AUTOBOMBA desta unidade, sendo o encarregado de hidrante transportado por tal viatura.
10.3.3.7. Auto Plataforma Mecânica (APM) Viatura de suma importância em combates à incêndios e salvamentos em edificações de cotas elevadas, proporcionando à guarnição uma posição privilegiada para combater as chamas. i) Características:
Cabine simples; Pode possuir ou não bomba de incêndio;
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Possui canalização de água até o “cesto” para a criação de uma coluna d´água e combate em alturas elevadas; Não possui reservatório de água.
ii) Guarnição Composta por 01 (um) motorista e um operador, podendo este acumular a função de motorista.
10.3.3.8. Auto Escada Mecânica (AEM) Assim como a Autoplataforma Mecânica, é de suma importância em combates a incêndios em edificações de cotas elevadas, levando a guarnição a ter uma posição privilegiada para combater as chamas. i) Características:
Cabine simples; Não possui bomba de combate à incêndio, sendo necessária a utilização de uma viatura autobomba para realizar o combate, servido de suporte para a AEM.
ii) Guarnição Composta por 01 (um) motorista e um operador, podendo este acumular a função de motorista.
10.3.3.9. Auto Serviço Tático de Abastecimento (ASTA) Viatura destinada ao serviço tático de abastecimento em incêndios. Essa viatura é de suma importância nos médios e grandes incêndios. i) Características:
Cabine simples; Possui compartimentos para os materiais operacionais.
ii) Guarnição Composta por um motorista e dois encarregados de hidrante treinados pelo Grupamento Tático de Suprimento de Água para Incêndio.
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10.3.3.10. Auto Bomba Salvamento (ABS) Viatura híbrida que além de possuir materiais de salvamento possui um corpo de bomba para debelar incêndios. i) Características:
Cabine dupla; Bomba de incêndio acionada pelo motor de tração com vazão abaixo de 750 GLP (galões por minuto); Compartimentos para acondicionar equipamentos operacionais; Tanque com capacidade de 2.000L de água.
ii) Guarnição A guarnição será definida pelo comandante de socorro.
10.3.3.11. Auto Bomba Salvamento Guincho (ABSG) Viatura híbrida que além de possuir materiais de salvamento e um corpo de bomba para debelar incêndios, traz em sua estrutura um guincho. i) Características:
Cabine dupla; Bomba de incêndio acionada pelo motor de tração com vazão abaixo de 750 GLP (galões por minuto); Compartimentos para acondicionar equipamentos operacionais; Tanque com capacidade de 2.000L de água; Possui um guincho.
ii) Guarnição A guarnição será definida pelo comandante de socorro.
10.3.3.12. Auto Bomba (AB) Viatura que possui grande mobilidade, com um tanque de grande capacidade, boa capacidade de combate a incêndios e um sistema de autoproteção para ser utilizado preferencialmente em incêndios florestais. i) Características:
Cabine dupla;
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar
Bomba de incêndio acionada pelo motor de tração com vazão abaixo de 750 GLP (galões por minuto); Compartimentos para acondicionar equipamentos operacionais; Tanque com capacidade de 4.000L de água.
ii) Guarnição A guarnição será definida pelo comandante de socorro.
10.3.3.13. Auto Tático de Emergência (ATE) Viatura híbrida que possui em sua estrutura características para combate à incêndio, salvamento e atendimento pré-hospitalar. i) Características:
Cabine simples; Bomba de incêndio acionada pelo motor de tração com vazão abaixo de 750 GLP (galões por minuto); Compartimentos para acondicionar equipamentos operacionais; Tanque com capacidade de até 1.000L de água.
ii) Guarnição A guarnição será definida pelo comandante de socorro.
10.3.3.14. Auto Bomba Plataforma (ABP) Veículo multifuncional de médio porte e dotado de cabine dupla, é destinado ao transporte de pessoal e materiais operacionais. Possui recursos próprios para salvamento, torre de iluminação, corpo de bomba, tanque com capacidade de armazenar até 1.600 litros
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar de água e plataforma articulada de acionamento hidráulico com alcance vertical de 30 metros. Sua característica compacta e multifuncional confere autossuficiência e rapidez para combate a incêndios de pequeno e médio porte, bem como para as operações de salvamento diversas. É ideal para acessar logradouros mais estreitos que inviabilizam a utilização de um número maior de viaturas, algo muito comum no dia-a-dia da Corporação. Empregada nos serviços de salvamento e combate a incêndio. i) Características:
Cabine simples; Possui uma bomba de incêndio; Possui um tanque com capacidade de 1.600L.
ii) Guarnição A guarnição será definida pelo comandante de socorro.
10.4. Equipamentos de Combate a Incêndio 10.4.1. Equipamento de proteção individual (EPI) Segundo a Norma Regulamentadora nº 06 do Ministério do Trabalho, Equipamento de Proteção Individual (EPI) é todo dispositivo ou produto, de uso individual utilizado pelo trabalhador, destinado à proteção de riscos suscetíveis de ameaçar a segurança e a saúde no trabalho. A seleção destes equipamentos deve ser bastante criteriosa, tendo em vista o fato de afetarem diretamente o próprio desempenho do militar. Segundo Roberge (2008, p.135 apud BELTRAME, 2010,p.12) “o uso impróprio do EPI pode impactar de forma negativa o trabalhador em seu desempenho, segurança, conforto físico e emocional, comunicação e audição”.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar No caso das atividades de combate a incêndio, os EPIs têm a finalidade de reduzir ou evitar lesões ou ainda eventuais perdas de vidas de bombeiros militares. A proteção individual deve ser sempre uma das primeiras preocupações nas ações de resposta, para que os militares envolvidos não venham a se tornar, desnecessariamente, novas vítimas. Os Equipamentos de Proteção Individual têm a finalidade de proteger, essencialmente:
Cabeça; Olhos; Tronco; Membros inferiores e superiores; Sistema respiratório.
Dessa forma passaremos a fazer a exposição dos principais EPI utilizados nas atividades ligadas a combate a incêndio, de forma que possamos entender sua finalidade e principais características.
10.4.1.1. Capacete para combate a incêndio Capacete com desenho específico para proteger a cabeça do militar em situações de combate a incêndios, evitando lesões em uma das principais partes do corpo humano, fazendo com que o bombeiro possa ficar impossibilitado de prosseguir na atividade. i) Capacete Hércules HBF-092 – Confeccionado em termo-plástico ou fiberglass especial na sua parte externa, com refletivos anti-chama, carcaça interna de termoplástico, carneira com catraca para regulagem e fitas de apoio na cabeça, cobertura interna e protetor de nuca em tecido de feltro especial e/ou tecido de fibra antichama nomex, tira jugular para ajuste e visor em policarbonato com ajuste (Fig.99).
Fig.:Capacete HBF-092
ii) Capacete Gallet F1SF – casco confeccionado em poliamida de alta temperatura, possui almofada de absorção de choque de poliuretano com lã e camada de aramida. Cinto articulável e tira para o queixo, confeccionadas em aramida, couro,
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar poliamida e policarbonato, além de proteção para a nuca em lã resistente ao fogo, nomex e tecido aluminizado.
Fig.:Capacete Gallet F1SF
Os capacetes de bombeiro devem conter uma série de características que os permite serem utilizados neste tipo de atividade. São projetados para atender aos seguintes requisitos de segurança: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k)
Proteção total da cabeça Isolamento elétrico Resistência aos impactos Resistência às penetrações Resistência à chama e ao calor Baixo peso Boa visibilidade Proteção dos olhos Estabilidade térmica Baixa absorção de água Reflexibilidade
10.4.1.2. Balaclava Tem a finalidade de propiciar proteção à cabeça e pescoço do bombeiro, além de oferecer certo conforto por ser maleável, confeccionado em tecido plano ou malha em nomex e/ou aramida e/ou aramida/carbono ou aramida ou tecido com aplicação retardante antichama, aluminizado ou não, com abertura total da face ou abertura só dos olhos ou abertura só dos olhos dividida.
Fig.:Balaclava
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar
10.4.1.3. Roupa de aproximação Este equipamento de proteção individual tem a finalidade de proteger o bombeiro militar das temperaturas elevadas que ele enfrentará em um combate a incêndio, no CBMERJ contamos com dois tipos diferentes de roupas de aproximação: o conjunto (calça e jaqueta) e a capa de aproximação. Discorreremos sobre cada um deles a seguir:
i) Conjunto calça e jaqueta – confeccionado em tecido antichama NOMEX, com forração interna de mantas térmicas, que oferecem proteção contra fogo. As costuras são duplas e feitas com linhas especiais. Possui desenho que permite o fácil deslocamento do usuário. As mangas cobrem todo o comprimento do braço do usuário. As calças possuem reforços nos joelhos. A jaqueta possui reforços nos cotovelos e bolsos tipo fole de grandes dimensões, que suportam grande quantidade de peso. A gola da jaqueta é do tipo olímpica de proteção total ao pescoço. (fig. 99). Estas roupas de proteção dividem-se basicamente em três partes: externa – Feita com Fig.:conjunto calça e materiais resistentes e fitas reflexivas; barreira jaqueta de Vapor – Isolante entre duas camadas (externa e interna) serve para evitar a passagem de líquidos ou vapores da parte externa para a parte interna; Interna – É o forro, geralmente, feito de algodão ou lã para não irritar a pele.
ii) Capa de aproximação – confeccionada em aramida, meta aramida e tecido antichama. Possui desenho que permite o fácil deslocamento do usuário. As mangas cobrem todo o comprimento do braço do usuário. Quanto ao comprimento longitudinal esta capa alcança a altura os joelhos do militar. Trata-se de uma roupa de proteção para combate a incêndio estrutural, utilizada exclusivamente para combate a aproximação ao fogo. Não pode ser utilizada para contato com fogo contínuo. Não é própria para atendimento a eventos com produtos perigosos, apesar e proteger o usuário
Fig.:capa de aproximação
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar de salpicos ocasionais de químicos líquidos ou inflamáveis. Esta roupa de proteção divide-se basicamente em três partes: externa – Feita com materiais resistentes e fitas reflexivas; barreira de Vapor – Isolante entre duas camadas (externa e interna) serve para evitar a passagem de líquidos ou vapores da parte externa para a parte interna; Interna – É o forro, feito de 95% de meta aramida e 5% de aramida.
10.4.1.4. Luvas para combate a incêndio Luvas confeccionadas em lona especial com revestimento térmico impermeável. Possuem desenho que facilita a colocação e a retirada da luva. A palma da mão apresenta camada de kevlar trançada, para oferecer proteção superior ao calor e à abrasão. Especialmente desenvolvidas para atuarem em situações de combate a incêndio. (fig. 99) As luvas de combate a incêndio atendem aos seguintes requisitos: a) b) c) d) e)
Fig.:luvas para CI
Resistência mecânica; Não impedir a destreza; Não inibir o tato; Proteção térmica; Capacidade para atuar sob severa exposição de água.
10.4.1.5. Botas para combate a incêndio Especialmente desenvolvidas para dar proteção aos membros inferiores do usuário em situação de combate a incêndios, possui isolamento elétrico para tensões até 600 Volts. São confeccionadas em borracha vulcanizada, com espuma térmica e forro térmico. Possuem biqueiras e palmilhas de aço, têm alta estanqueidade, estilo Bunker com 350 mm mínimos de altura. A parte frontal do cano possui uma proteção de tíbia, confeccionada em borracha, possuindo dimensões aproximadas de 117 mm de altura e 65 mm de largura. Borda superior do cano é dotada de duas alças para facilitar o calçamento. As alças ficam dispostas uma em cada lateral no cano e possuem largura aproximada de 80 mm. Com acabamento de borracha retardante a chamas e altamente resistente. Área dos pés é inteiramente cercada pelo isolante de espuma de PU.
Fig.:botas para CI
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar Possui sola com desenho antiderrapante, retardante a chamas, resistente a escorregamento e a abrasão.
10.4.1.6. Equipamentos de proteção respiratória Os equipamentos de proteção respiratória (EPR) têm a finalidade principal de proteger o trato respiratório dos bombeiros. Em função da alta possibilidade de atuação em atmosferas nocivas nos atendimentos a emergências, este tipo de proteção torna-se fundamental para a execução das atividades e socorros que envolvam: a) b) c) d) e) f)
Combate a incêndios; Socorros em espaços confinados; Salvamentos em poços; Necessidade de transpor passagem subterrânea; Acidentes com produtos perigosos; Ou qualquer outro socorro que possa apresentar uma atmosfera nociva.
Quanto à classificação dos EPR, temos basicamente dois tipos de equipamentos: os dependentes da atmosfera ambiente e os independentes da atmosfera ambiente, a seguir faremos uma breve descrição dos mesmos: i) Equipamentos dependentes da atmosfera ambiente – são os equipamentos purificadores de ar, ou seja, refere-se à proteção por filtros, sejam eles mecânicos, químicos ou combinados. Eles possuem esta classificação já que dependem do ar presente no local, na verdade a utilização deste tipo de EPR pressupõe algumas necessidades, a saber: o ambiente não pode ser eficiente de oxigênio; devemos conhecer o contaminante presente no local; a concentração do contaminante deve ser conhecida e a atmosfera não pode ter a classificação IPVS (imediatamente perigosa à vida ou à saúde – onde a concentração do contaminante é mais alta que o valor IPVS estabelecido na ficha do produto). É importante destacarmos que este tipo de equipamento, por medida de segurança, não deve1 ser usado por bombeiros nas atividades descritas acima já que os locais de emergência podem ser muito dinâmicos em seus riscos, não permitindo a estabilidade necessária para a utilização de EPR deste tipo.
1
é permitida a utilização, porém, para os bombeiros que são especializados em emergências com produtos perigosos, para o atendimento aos sinistros deste tipo.
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ii) Equipamentos independentes da atmosfera ambiente – são os equipamentos de adução de ar, ou seja, não dependem do ar presente no local, de forma que não é preciso ao militar que está prestando o socorro apurar os aspectos necessários à utilização das máscaras de filtro. O ar respirado é fornecido ao usuário, basicamente, por linhas de ar ou de cilindros autônomos, fornecendo sempre ar de boa qualidade para o socorrista. Na verdade, o EPR autônomo é equipamento mais utilizado pelo Corpo de Bombeiros em suas atividades de combate a incêndio e salvamento, em função da praticidade e segurança oferecida pelo mesmo, discorreremos mais sobre ele mais adiante.
10.4.1.6.1. Equipamento de proteção respiratória autônomo O equipamento de proteção respiratória mais utilizado pelo Corpo de Bombeiros é o EPR autônomo de circuito aberto de fluxo de demanda com pressão positiva, por isso faz-se necessário uma abordagem mais detalhada de seu funcionamento, limitações e utilizações. A começar pela própria descrição do nome, analisemos cada parte. Trata-se de um EPR autônomo, pois não há ligação do equipamento com bateria de cilindros ou gerador externo, na verdade todo o ar que o bombeiro tem para utilizar está comprimido dentro do cilindro. Quanto a ser de circuito aberto, ele recebe esta classificação em função de desprezarmos todo o ar exalado para a atmosfera, ou seja, ao expirarmos o ar este é liberado para a atmosfera através de uma válvula de exalação. Em relação ao fluxo de demanda, temos que o ar é liberado para o usuário na medida em que este faz uma inspiração, ou seja, o ar vai sendo liberado de acordo com as necessidades do bombeiro e não continuamente, desta forma temos um aumento da autonomia do equipamento já que não há desperdício de ar respirável. Em relação à pressão positiva, este tipo de aparelho, por uma questão de segurança, mantém uma pressão levemente acima da pressão atmosférica dentro da máscara facial, de forma que, caso haja algum dano na máscara que permita a passagem do ar, este ira fluir na direção de dentro para fora da peça facial e não ao contrário, de forma a proteger o bombeiro de possíveis contaminações. Os equipamentos de proteção respiratória autônomo possuem uma série de vantagens quanto à sua utilização, tais como: a) Fornecimento de ar independente da atmosfera ambiente; b) Facilidade de recarga dos cilindros, podendo ocorrer até no local do sinistro; e c) Facilidade de conservação.
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1 – peça facial 2 – válvula de exalação 3 – fiel da máscara 4 – conexão da válvula de demanda 5 – tirantes da máscara 6 – válvula de demanda 7 – mangueira de média pressão 8 – mangueira de alta pressão 9 – manômetro e alarme sonoro 10 – tirantes do cilindro 11 – suporte dorsal 12 – válvula redutora de pressão 13 – registro 14 – cilindro de alta pressão Fig.:EPR autônomo – fonte: ENB, 2006
O EPR autônomo constituído basicamente pela peça facial, cilindro de alta pressão, suporte dorsal, manômetros, regulador de pressão e alerta sonoro.
10.4.1.6.1.1.Autonomia respiratória A autonomia respiratória deste tipo de equipamento depende tanto da reserva de ar comprimido existente no cilindro quanto de fatores como o grau de exigência física da atividade que está sendo realizada – quanto mais intensa a atividade, maior o consumo de ar – e do próprio condicionamento físico do militar que está fazendo uso do mesmo, já que quanto melhor a condição física do militar menor a demanda de oxigênio do mesmo e, portanto, maior a autonomia do EPR. Para determinar a autonomia convencionou-se, universalmente, que 40 l/min é o débito médio de ar respirado por um bombeiro em trabalho pesado , o qual corresponde, aproximadamente, ao esforço despendido em uma caminhada sem obstáculos durante 4 km com um EPR autônomo às costas. A autonomia pode ser dividida em: Autonomia efetiva e Autonomia de trabalho (ENB, 2006).
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar i) Autonomia efetiva – é o período de tempo correspondente à quantidade de ar contida no cilindro. Se conhecermos a capacidade do cilindro em litros, a pressão indicada no manômetro e o consumo médio de ar respirado podemos determinar a autonomia efetiva.
TABELA – CÁLCULO DA AUTONOMIA EFETIVA Capacidade o cilindro em L x pressão indicada no manômetro = autonomia efetiva 40 l/min
(I)
(II)
(III)
6 l x 300 bar = 45 min 40 l/min
6 l x 200 bar = 30 min 40 l/min
(4x4)*l x 200 bar = 40 min 40 l/min
Autonomia efetiva = 45 min
Autonomia efetiva = 30 min
Fonte: ENB, 2006
Autonomia efetiva = 40 min *conjunto de dois cilindros
ii) Autonomia de trabalho – este é o período de tempo para trabalho em minutos, para chegar a este valor devemos subtrair da autonomia efetiva, a reserva de ar do aparelho – cerca de dez minutos.
TABELA – CÁLCULO DA AUTONOMIA DE TRABALHO A autonomia de trabalho é igual à autonomia efetiva menos a duração da reserva de ar
1
6 litros a 300 bar: 45 minutos efetivos – 10 min de reserva = 35 min de trabalho
2
6 litros a 200 bar: 30 minutos efetivos – 10 min de reserva = 20 min de trabalho
3
(4+4) litros a 200 bar: 40 minutos efetivos – 10 min de reserva = 30 min de trabalho
Fonte: ENB, 2006
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar
10.4.1.6.1.2. Limitações Por mais que seja fundamental e indispensável, a utilização do EPR para as emergências que ofereçam risco de uma atmosfera nociva, este equipamento traz consigo a imposição de algumas limitações ao seu usuário. Seguiremos a classificação e exposição de limitações proposta pela ENB: Quanto às limitações do equipamento destacam-se as seguintes: a) Visibilidade limitada – a máscara reduz a visão periférica e em caso de embaçamento pode reduzir quase que totalmente a visão do usuário; b) Capacidade diminuída de comunicação – a masca prejudica de forma sensível a comunicação verbal; c) Aumento do peso – dependendo do modelo utilizado, o equipamento e proteção respiratória entre 11 e 16kg; d) Diminuição da mobilidade – o aumento do peso e o efeito aprisionante o suporte dorsal e os tirantes de fixação reduzem a mobilidade do bombeiro; e) Condição do aparelho – pequenas fugas de ar resultam em uma diminuição da autonomia o equipamento em função das perdas; f) Pressão do cilindro antes da utilização – se o cilindro não estiver totalmente carregado (cheio), o tempo de funcionamento (autonomia) será proporcionalmente reduzido.
Além das preocupações relacionadas às limitações do equipamento, devemos atentar para as limitações do próprio bombeiro, destacamos as seguintes: a) Condição física – se o bombeiro estiver com um condicionamento físico deficiente, o ar contido no cilindro será consumido mais rapidamente, diminuindo a autonomia; b) Características faciais – apesar de o equipamento ser projetado para atender os usuários de uma forma genérica, os contornos da face do usuário podem afetar em um melhor ou pior ajuste da máscara; c) Grau de esforço físico – quanto maior o esforço para realizar uma atividade, maior o consumo de ar; d) Estabilidade emocional – quanto maior o grau de emoção que um bombeiro tenha, maior será sua cadência respiratória, logo, maior o consumo de ar; e) Autoconfiança – a confiança do bombeiro em suas habilidades e no equipamento terá sempre um efeito positivo na utilização do EPR; f) Treino – quanto maior for o nível de treinamento do bombeiro, melhor será a utilização do equipamento e maior será a autonomia conseguida por ele. Por isso o treinamento deve ser constante.
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10.4.1.6.1.3. Equipagem Com relação ao método de equipagem do EPR, descreveremos o mais largamente utilizado no CBMERJ que é o de colocação por cima da cabeça do usuário. Importante ressaltar que o treinamento é indispensável já que a destreza na colocação do equipamento se reverterá em uma ação de resposta mais rápida. Entendemos que o tempo de equipagem não deva ser superior há 01 (um) minuto. Seguiremos então à descrição dos passos: 1º) Verificar a carga do cilindro; 2º) Colocar o equipamento no chão com as válvulas do cilindro voltadas para frente (para o lado oposto ao do operador); 3º) Afrouxar todos os tirantes; 4º) Pegue o suporte dorsal ou o cilindro com as mãos, uma de cada lado; 5º) Levantar o equipamento acima da cabeça, passando os cotovelos por dentro das alças; 6º) Segurar as alças com as mãos, deixando o equipamento escorregar para as costas; 7º) Fazer a conexão do tirante peitoral (se houver); 8º) Ajustar as correias de sustentação; 9º) Fazer a conexão e ajuste do cinto abdominal, de forma que o EPR fique bem ajustado à cintura; 10º) Abrir a válvula do cilindro para verificar possíveis danos ao sistema e a estanqueidade; 11º) Fazer o fechamento da válvula e observar se há perda sensível de carga (mais de 10 bar/minuto); 12º) Pendurar a máscara facial no pescoço, utilizando a alça da mesma; 13º) Abrir os tirantes (aranha) da mesma; 14º) Encaixá-la no rosto, começando pelo queixo e indo até a parte superior da cabeça; 15º) Ajustar os tirantes de baixo para cima, dois a dois; 16º) Testar a estanqueidade da máscara – teste de vedação; 17º) Fazer a conexão da válvula de demanda à peça facial. Veja nas fotos a seguir a sequência para a equipagem:
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar Para a retirada do equipamento de respiração autônoma devemos seguir os seguintes passos: 1º) 2º) 3º) 4º) 5º) 6º) 7º) 8º)
Afrouxar as presilhas da peça facial; Fazer a interrupção do fluxo de ar na válvula de demanda; Retirar a peça facial; Desconectar a válvula de demanda da máscara (FIG.); Soltar o tirante abdominal; Afrouxar os tirantes das alças do EPR; Segurar a alça do lado esquerdo e retirar a alça do lado direito; Retirar o equipamento autônomo do ombro apoiando o mesmo cuidadosamente ao solo.
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Importante!! Há situações em que, pelo tamanho reduzido do acesso, não é possível fazer a entrada com o EPR nas costas, desta forma fazemos retirada do equipamento – sem retirar a peça facial – seguindo os passos acima descritos da letra “e” à letra “h” de forma a fazermos a passagem do EPR separada do corpo do usuário, possibilitando o acesso, conforme a seqüência de figuras abaixo:
10.4.1.6.1.4. Conservação e manutenção periódica Após a utilização, deve ser feita a conservação do que se resume em limpeza e verificação da integridade de todos os tirantes, cilindro, suporte dorsal, válvulas, bem como da máscara facial. Não deve ser utilizado qualquer tipo de solvente para este tipo de limpeza, apenas água e sabão neutro, não podemos utilizar detergentes. Além da conservação, como a utilização do equipamento normalmente ocorre em ambientes adversos, faz-se necessário uma manutenção realizada por pessoal especializado, a fim de que sejam verificados possíveis defeitos no equipamento. Além disso, devemos observar que os cilindros utilizados devem passar por retestes para que sua utilização ocorra dentro das normas de segurança, para tanto aplica-se a seguinte periodicidade:
Para cilindros de aço – o reteste deve ser realizado a cada 05 anos e pode ser utilizado enquanto passar no reteste. Para cilindros de composite – o reteste deve ser feito a cada 03 anos e deve ser descartado com 15 anos de uso.
10.4.2. Aparelhos extintores Aparelhos extintores são aparelhos que contêm um agente extintor que pode ser projetado e dirigido sobre um incêndio pela ação de uma pressão interna, pressão essa, que pode ser fornecida por compressão prévia (sistema pressurizado) ou pelo auxílio de um gás auxiliar, chamado de gás propelente (sistema a pressurizar, entrando em desuso). Esses equipamentos foram concebidos para serem utilizados no estágio inicial das ações de combate a incêndio. A potencialidade máxima dos extintores é alcançada quando são utilizados com técnica adequada para os objetivos propostos.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar São transportados em todas as viaturas operacionais, sendo encontrados também nas edificações e estabelecimentos que estejam de acordo com as normas contidas no Código de Segurança Contra Incêndio e Pânico - COSCIP. O êxito no emprego dos aparelhos extintores de incêndio depende dos seguintes fatores basicamente:
Aplicação correta do agente extintor para o tipo de combustível (sólido ou líquido) e sua composição química; Manutenção periódica adequada e eficiente; O bombeiro-militar deverá possuir conhecimentos específicos de maneabilidade do equipamento e técnicas de combate a incêndio.
Normalmente, esses aparelhos extintores são chamados pelo nome do agente extintor neles contido e apresentam características próprias, apesar de possuírem detalhes de acordo com cada fabricante.
10.4.2.1. Classificação dos extintores Conforme a NBR 11.715, os extintores de incêndio podem ser classificados quanto a: i) Mobilidade do extintor
Portáteis – esta classificação refere-se a todos os aparelhos extintores que podem ser transportados manualmente, sua massa total não deve ultrapassar 20 kg. Não portáteis (Sobre rodas) – são os aparelhos extintores com massa superior a 20 kg, não permitem o transporte manual e por isso são montados sobre rodas para que possam ser deslocados por uma única pessoa.
ii) Pressurização
Direta (pressurizados) – são os extintores que estão permanentemente pressurizados, caracterizam-se pelo emprego de somente um recipiente para o agente extintor e o gás expelente. Indireta (a pressurizar) – são os extintores que são pressurizados na ocasião do uso, caracterizam-se pelo emprego de um recipiente para o agente extintor e um cilindro com gás expelente.
10.4.2.2. Principais tipos de extintores Existem vário tipos de aparelhos extintores de incêndio, porém, neste material, iremos privilegiar as informações relacionadas aos tipos mais comuns encontrados em locais públicos, de reunião de público e em edificações em geral.
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Identificação dos aparelhos extintores portáteis – A identificação dos extintores portáteis é feita pelo rótulo de identificação, que está colado no corpo dos extintores portáteis e traz o tipo de agente extintor, a capacidade, o(s) tipo(s) de classe(s) para a(s) qual (ais) o extintor portátil é indicado e o fabricante.
Fig.: Rótulo extintor
Sistema de segurança – Todo extintor possui dois sistemas de segurança, o lacre, que tem a finalidade de demonstrar que o extintor ainda não foi utilizado, e o pino de segurança, que trava o gatilho do extintor, impossibilitando que o extintor seja utilizado acidentalmente.
Lacre Pino de Segurança
Fig.: sistema de segurança
i) Aparelho extintor portátil de água pressurizado – Com capacidade variável dependendo do fabricante, sendo o mais comum o de 10L, alcance médio do jato de 10 m, utilização em incêndios classe A, tempo de descarga aproximada de 60 segundos e cilindro de baixa pressão. Tem como princípio de funcionamento a pressão interna maior que externa, sendo assim ao se acionar o gatilho a água é expelida.
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5 1 – Mangueira 2 – Esguicho 3 – Alça para transporte 4 – Cilindro 5 – Gatilho 6 – Manômetro 7 – Pino de segurança
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4 Extintor AP
ii) Extintor de incêndio portátil de espuma mecânica – Com capacidade variável dependendo do fabricante, sendo o mais comum o de 9L da mistura de água e de LGE (líquido gerador de espuma), alcance médio do jato de 5 m, utilização em incêndios classe A e B, tempo de descarga aproximada de 60 segundos e cilindro de baixa pressão. O seu funcionamento é devido a mistura de água e LGE já pressurizado, que ao ser expelido pelo acionamento do gatilho, passa pelo esguicho aerador, onde ocorrem um turbilhonamento, formando assim a espuma.
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1 – Mangueira 2 – Esguicho aerador 3 – Alça para transporte 4 – Cilindro 5 – Tubo sifão (internamente) 6 – Gatilho 7 – Manômetro 8 – Pino de segurança
2 4 Extintor Espuma mecânica
iii) Extintor de incêndio portátil de pó químico seco (PQS) – Com capacidade variável dependendo do fabricante, sendo o mais comum o de 8kg, alcance médio do jato de 5 m, utilização em incêndios Classes B e C, e também da Classe D, quando utilizado pó químico especial. O tempo de descarga é de, aproximadamente, 20 segundos e o cilindro de baixa pressão. O seu funcionamento baseia-se no pó que está sob pressão, que expelido, quando acionamos o gatilho. Existem extintores de pó eficazes para as classes A, B e C.
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1 – Mangueira 2 – Esguicho 3 – Alça para transporte 4 – Cilindro 5 – Tubo sifão (internamente) 6 – Gatilho 7 – Manômetro 8 – Pino de segurança
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5
4 Extintor PQS
iv) Extintor de incêndio portátil de gás carbônico (CO 2 ) – Com capacidade variável dependendo do fabricante, sendo o mais comum o de 8kg, alcance médio do jato de 2,5 m, utilização em incêndios classe B e C. O tempo de descarga aproximada de 30 segundos e cilindro de alta pressão. O seu funcionamento é devido ao gás que está armazenado sob alta pressão, que é liberado quando acionado o gatilho.
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2 7
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6 Extintor CO2
1 – Mangueira 2 – Gatilho 3 – Alça para transporte 4 – Pino de segurança 5 – Tubo sifão (internamente) 6 – Cilindro 7 – Punho 8 – Difusor
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10.4.3. Bombas de incêndio São máquinas hidráulicas destinadas a aspirar, comprimir ou recalcar a água com a pressão necessária ao serviço de extinção de incêndios. São empregadas, também, para esgotar a água de locais inundados, a fim de facilitar os trabalhos de proteção e salvamento. Não podemos classificar uma bomba isoladamente como a melhor, para cada situação haverá uma que apresentará determinadas características que a torne mais adequada, por exemplo, a bomba Rosenbauer é muito potente, porém é muito pesada e grande, nos casos onde há a disponibilidade de energia, uma bomba elétrica seria bem mais apropriada e prática. Para utilizarmos a água de uma cisterna, a bomba submersível é mais indicada, desse modo devemos pensar nas condições que o meio nos impõe e pensar qual das bombas atende melhor as nossas necessidades.
10.4.3.1. Classificação das bombas de incêndio As bombas de incêndio podem ser classificadas sob diversos aspectos, para a nossa abordagem adotaremos as classificações quanto ao funcionamento, à fonte de energia, ao transporte e à potência.
10.4.3.1.1. Quanto ao funcionamento a) Bombas de pistão – É o princípio de funcionamento das bombas costais utilizadas em incêndios florestais. b) Bombas centrífugas – são as mais utilizadas no CBMERJ e nas instalações fixas de diversas edificações (residenciais, comerciais, industriais, etc). c) Bombas de engrenagens – Também chamadas de rotativas de engrenagens. São bombas utilizadas para realizar escorva, por realizar a retirada de ar, é também utilizada para sistemas que necessitam de grande pressurização, como o sistema das plataformas e escadas mecânicas.
10.4.3.1.2. Quanto à fonte de energia a) Manual – a fonte de energia é a própria força física do operador, tendo como exemplo a bomba costal. b) Motor a explosão – movida pela força motriz gerada por um motor à explosão, tendo como exemplo as autobombas. c) Elétrica – utiliza a eletricidade para seu funcionamento.
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10.4.3.1.3. Quanto ao transporte a) Portátil – aquela que pode ser transportada pelos próprios operadores. b) Automóvel (autobomba) – quando a mesma é parte integrante de uma viatura automotor. c) Reboque – quando está montada sobre um reboque, possibilitando o rebocamento ao ser atrelada a uma viatura automotora. d) Marítima – quando transportada em embarcações.
10.4.3.1.4. Quanto à potência a) Bomba de pequena potência – apresenta vazão de até 900 litros/minuto. b) Bomba de média potência – possui vazão de 901 a 2.235 litros/minuto. c) Bomba de grande potência – tem vazão acima de 2.235 litros/minuto.
10.4.3.2. Funcionamento das bombas de incêndio Neste momento faremos a descrição do funcionamento dos vários tipos de bombas de incêndio, evidenciando suas principais características.
10.4.3.2.1. Bomba de pistão Com o movimento do pistão no interior do cilindro, no sentido da aspiração, a válvula de admissão é aberta e o ar extraído do corpo da bomba e do mangote. Devido à pressão atmosférica, a água penetra no corpo da bomba. Invertendo o movimento do pistão, a válvula de admissão é fechada e a água existente no corpo de bomba é comprimida, sendo expelida para o exterior através da válvula de expulsão. As bombas de incêndio deste tipo são, geralmente, formadas de duas ou mais bombas conjugadas, com movimentos alternados, possuindo câmaras de aspiração e de compressão, com dispositivos para manter o vácuo e o jato contínuo.
Fig.:bomba de pistão
10.4.3.2.2. Bomba de engrenagens (ou rotativa de engrenagem) Com o movimento de duas engrenagens de grandes dentes engrazados no interior do corpo de bomba, sendo uma delas motriz, o ar é retirado pelos intervalos dos dentes de cada engrenagem, que sobem, lateralmente, e não pode retornar pelo
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar centro em virtude dos mesmos intervalos descerem ocupados pelos dentes da outra. Extraído o ar da parte inferior do corpo de bomba, chamada câmara de admissão e do mangote, a água penetra na bomba, sendo arrastada para a parte superior, chamada câmara de expulsão, onde é comprimida saindo para as mangueiras. O vácuo e o jato são contínuos sem necessidade de dispositivos especiais. Encontra-se em desuso na Corporação, sendo utilizada somente nos dispositivos de escorva.
10.4.3.2.3. Bomba de palhetas O rotor possui palhetas móveis que se deslocam de acordo com a força centrifuga, fazendo com que as palhetas deslizem até a parede da câmara, realizando o arrasto da água e de ar, por isso o eixo do rotor não é alinhado com o eixo da carcaça. Pelo fato de contar com o deslocamento das palhetas para realizar a pressurização do sistema, deve estar sempre lubrificada para evitar o mal funcionamento da bomba. Similar a bomba centrífuga, a admissão da água se realiza pelo centro e é expulsa pela parte superior. É uma bomba muito utilizada para escorva. Fig.:bomba de palhetas
10.4.3.2.4. Bomba centrífuga Com o movimento do rotor dentro do corpo de bomba, constituído por uma caixa circular, a água que chega ao centro é projetada sobre as palhetas e pela ação da força centrífuga, arremessada com violência para a periferia escapando com pressão pelo tubo de saída. Quanto maior for a velocidade do rotor, maior será a pressão da água expelida. As bombas centrífugas das viaturas do CBMERJ necessitam de um dispositivo auxiliar, para fazer o vácuo no início do funcionamento, quando a água não chega, espontaneamente, ao corpo de bomba.
Fig.:bomba centrífuga
10.4.3.3. Manutenção de motobombas Seguem agora as instruções relacionadas às motobombas, indicando as partes e procedimentos a serem executados. a) Óleo do motor – Remover a tampa do reservatório, realizar a drenagem completa, adicionar óleo limpo recomendado pelo fabricante até a marca indicativa.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar b) Filtro de ar – Lavar em solvente não inflamável, deixar que o mesmo seque completamente, saturar em óleo de motor limpo e espremer para que saia o excesso. c) Vela de ignição – Limpar qualquer sujeira utilizando uma escova de aço, inspecionar visualmente a vela e descartá-la em caso de desgaste. d) Carburador – Ligar o motor e deixar atingir a temperatura usual de trabalho, com o motor em marcha lenta girar o parafuso da mistura para produzir uma rotação mais alta. e) Copo de sedimentos e filtro de combustível – Fechar a válvula de combustível e retirar o copo de sedimentos, para a limpeza do copo utilize solvente não inflamável, realizar a instalação do anel de vedação e o copo de sedimentos com o torque especificado. Drenar o combustível e remover o tanque de combustível, desconectar o combustível e remover o filtro de combustível, realizar o filtro com solvente, enxaguar e limpar o tanque caso necessário, colocar o anel de vedação no filtro e instalá-lo. f) Folga de hélice – Remover os parafusos com flange, as porcas, a carcaça da bomba e a tampa da hélice, meça a profundidade da tampa da ventoinha e a altura das pás da hélice e ajuste as distâncias de acordo com o recomendado.
10.4.3.4. Procedimento para estabelecimento de motobombas Neste momento descreveremos características e procedimentos para o estabelecimento de três bombas para combate a incêndios: Rosembauer-Fox, motobomba autoescorvante e motobomba submersível com mangote e centrífuga.
10.4.3.4.1. Bomba Rosenbauer-fox a) Especificações técnicas da Rosenbauer - Fox
Fig.:bomba Rosenbauer - Fox
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TABELA – ESPECIFICAÇÕES DA ROSENBAUER-FOX Motor
Tipo de motor BMW – 2 cilindros – 4 tempos Cilindradas 1.170 cm3 Potência 66 HP a 4.500 rpm Capacidade do reservatório de combustível 20 litros Bomba de água Tipo de bomba Centrífuga autoescorvante Diâmetro de admissão 4” Diâmetro de expulsão 2½“ Vazão máxima 2.000 litros/min Vazão 1.600 litros/min a 10 bar Escorva Sucção máxima 9 metros Tempo de escorva 20 segundos para 7,5 m.c.a. Fonte: Manual do fabricante
b) Procedimentos para a operação da Rosenbauer-Fox 1. Verificar o óleo do motor (se necessário completar).
2. Verificar o combustível (se necessário completar).
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 3. Adaptar o mangote em hidrantes ou cisterna.
4. Adaptar e ajustar o mangote na boca de admissão da bomba, verificar a vedação.
5. Utilizar o mangote com o ralo que possui válvula de retenção em poços, cisternas e outros.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 6. Ajuste a alavanca de aceleração e com as alavancas de engrenagem do corpo de bomba e escorva na posição “0” gire a chave de ignição sem dá partida até acender a luz do painel e faça um barulho (clique).
7. Gire a chave até dar a partida no motor.
8. Coloque a alavanca de engrenagem do corpo de bomba na posição “1” ativando a mesma.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 9. Coloque a alavanca de escorva na posição “1”, para fazer a escorva e desfazendo depois de concluído o processo, voltando para posição “0”.
10. Ao término das operações, desfaça a corpo de bomba colocando a alavanca do mesmo na posição “0”, desacelere e desligue na chave e em seguida desconecte o material de abastecimento.
10.4.3.4.2. Motobomba autoescorvante a) Especificações técnicas da motobomba Honda WB30X
Fig.:motobomba Honda WB30X
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TABELA – ESPECIFICAÇÕES DA HONDA WB30X Motor
Tipo de motor Cilindradas Potência Capacidade do reservatório de combustível Bomba de água Tipo de bomba Diâmetro de admissão Diâmetro de expulsão Pressão máxima Vazão Escorva Sucção máxima Tempo de escorva
GX160K1 – GX160K1 – 4 4 tempos 270 cm3 7,9 HP a 3.600 rpm 5,3 litros Centrífuga autoescorvante 3” 3“ 2,68 bar 1.100 litros/min 8 metros 150 segundos para 5 m.c.a.
Fonte: Manual do fabricante
b) Procedimentos para a operação da motobomba Honda WB30X 1. Verificar o óleo do motor (se necessário completar).
2. Verificar o combustível (se necessário completar).
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 3. Adaptar o mangote na boca de admissão da bomba, atentando para o anel de borracha.
4. Introduzir o ralo no ponto de captação.
5. Adapte a mangueira na boca de expulsão.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 6. Retire a tampa do reservatório localizado acima das bocas de admissão e expulsão e encha com água.
7. Tampe o reservatório.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 8. Ligue a bomba (on).
9. Abra a válvula do combustível.
10. Ajuste o afogador.
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11. Verifique a aceleração.
12. Puxe a manopla, retirando a folga, até que o motor entre em funcionamento.
13. Acelere e aguarde a escorva automática.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 14. Para desligar a bomba coloque a chave em off , retirando o mangote da ligação e mangueiras, abrindo a válvula de escoamento do reservatório e deixando toda a água escorrer, a seguir recoloque a tampa.
Importante!! Ao término das operações, especialmente quando a bomba não vier a ser utilizada em um curto período de tempo, deve-se fechar a válvula de combustível com a bomba em funcionamento, até que o motor desligue sozinho, indicando que todo o combustível foi queimado, a fim de evitar danos ao mesmo por resíduo de combustível.
10.4.3.4.3. Motobomba submersível com mangote e centrífuga a) Especificações técnicas da motobomba YAMAHA MZ 175R
Fig.:motobomba Yamaha MZ 175R
TABELA 99 – ESPECIFICAÇÕES DA YAMAHA MZ 175R Motor
Tipo de motor Cilindradas Potência Capacidade do reservatório de combustível Bomba de água Tipo de bomba Diâmetro de admissão Diâmetro de expulsão Pressão máxima Vazão Escorva Sucção máxima Tempo de escorva Fonte: Manual do fabricante
MZ 175 – 4 tempos 171 cm3 5,5 HP a 4.000 rpm 4,5 litros centrífuga Não aplicável 2½“ 1,72 bar 420 litros/min Não aplicável Não aplicável
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar b) Procedimentos para a operação da bomba submersível com mangote e centrífuga 1. Verificar o óleo do motor (se necessário completar).
2. Verificar o combustível (se necessário completar).
3. Verificar comandos de velas, se necessário ajustar.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 4. Adaptar o rabicho na boca de admissão da bomba.
5. Colocando o eixo e centrífuga na cisterna e outros utilizando uma corda guia, lembrar que a mangueira de 2 ½” já fica adaptada na boca de expulsão da bomba.
6. Abra a válvula de combustível.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 7. Verifique a aceleração.
8. Ajuste o afogador.
9. Ligue a bomba (on).
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar 10. Puxe a corda do rotor até que ele entre em funcionamento.
11. Acelere e aguarde a escorva automática.
12. Para desligar a bomba coloque a chave em off , retirando as mangueiras da ligação. Retire o eixo e a centrífuga do fundo do ponto de captação e deixe toda a água escorrer do material.
Importante!! Ao término das operações, especialmente quando a bomba não vier a ser utilizada em um curto período de tempo, deve-se fechar a válvula de combustível com a bomba em funcionamento, até que o motor desligue sozinho, indicando que todo o combustível foi queimado, a fim de evitar danos ao mesmo por resíduo de combustível.
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10.4.4. Hidrantes Os hidrantes são pontos de tomada de água onde há uma (simples) ou duas (duplo) saídas contendo válvulas angulares com seus respectivos dispositivos. Este tipo de recurso é de suma importância para as atividades de combate a incêndio.
10.4.4.1. Hidrante de coluna Aparelho instalado no Sistema de Abastecimento Público de Água permitindo a adaptação das bombas e mangueiras para o serviço de extinção de incêndio, tendo suas características embasadas na NBR 5.667 – Hidrante de Coluna – Parte 01.
10.4.4.1.1. Características construtivas Os hidrantes de coluna apresentam as seguintes características construtivas:
Entrada de Água: 100 mm Saídas de Água: - 2 ½ " = 63mm, 5 fios; - 4" = 100mm, 4 fios. Massa do Hidrante: 91 Kg Material Empregado: - Bujão ou cinta de metal: latão fundido; - Corpo e tampão: ferro fundido. Pintura: tinta esmalte vermelho; Pressão Máxima de Serviço: 10kgf/cm2 Acessórios: - Curva dessimétrica com flanges (100 mm), massa =32 Kg - Registro com flanges Diâmetro = 75 mm, massa = 22 Kg Diâmetro = 100 mm, massa = 29 Kg - Tubo flange-bolsa (Peça de Extremidade) Diâmetro = 75 mm, massa = 9 Kg Componentes do Registro: - Luva de pistão: Fixa a chave de registro ao pistão do registro; - Pistão ou haste rosqueada: Abre e fecha a comporta para a passagem da água; - Sobreposta: Sustentação e guia da haste, pressiona a gaxeta no interior da posta; - Posta: Ligada à sobreposta, possui uma ranhura que permitirá encaixar a gaxeta;
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar
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- Gaxeta: Cordão encerado que evita vazamento na parte superior da posta; - Arruela: Evita o vazamento da parte inferior da posta e a apoia no sobre salto da haste; - Castanha: Responsável pela fixação da haste à comporta; - Comporta: Permite a passagem da água para o hidrante; - Castelo: Compartimento com uma fenda para receber a comporta (subdividida em castelo e carcaça). Corpo do Registro: o corpo do registro é formado com a união do castelo e da carcaça e sua função é proteger seus componentes internos.
Corpo Tampão Cinta de Metal
Tampa da Caixa de Registro Curva de 90º de 100 mm F/F Registro Tubo de 100 mm Flange/Bolsa
Fig.:– Hidrante de coluna
10.4.4.1.2. Manutenção do hidrante de coluna Descreveremos a seguir a manutenção relativa ao hidrante de coluna, explicitando o primeiro, segundo e terceiro escalões desta manutenção: i)
Manutenção de 1º escalão a) Descarga: Abre-se o registro do hidrante a fim de eliminar lixo e impurezas da tubulação que possam vir a obstruir o caminho e atrapalhar a operação. b) Limpeza: Retira-se o lixo da caixa de registro e do hidrante. c) Aplicação de lubrificantes: Lubrificam-se as juntas com graxa. d) Pintura: Pinta-se o hidrante nas cores estabelecidas.
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar ii) Manutenção de 2º escalão a) Colocação de tampões: Colocam-se os tampões nas expedições que não os tem mais. b) Descobrimento de registro: Escava-se a calçada que vem a estar cobrindo o registro para permitir o acesso ao mesmo. c) Colocação de registro: Coloca-se a caixa de registro. d) Substituição do hidrante: Substitui o hidrante que esteja danificado. e) Remanejamento de hidrante: Desloca-se o hidrante para um local mais adequado.
iii) Manutenção de 3º escalão a) Instalação de hidrante: Instala-se o hidrante de forma completa no local desejado. b) Substituição de gaxeta: Troca-se a gaxeta avariada por uma em bom estado. c) Substituição do registro: Após cessar o abastecimento para o hidrante em questão, é feita a troca do registro com problema. d) Remanejamento do encanamento: Remaneja-se o encanamento para obter uma maior eficiência.
10.4.4.1.3. Possíveis defeitos, causas e reparos A seguir apresentaremos uma tabela com os principais defeitos apresentados por este tipo de hidrante, descrevendo ainda suas causa e os reparos a serem realizados:
TABELA – DEFEITOS, CAUSAS E REPAROS EM HIDRANTES DE COLUNA Defeito
Causa
Detritos na fenda de encaixe da comporta (na carcaça) Vazamento pelas bocas expulsoras
Castanha quebrada ou solta do pistão Ranhura na Comporta
Tampão quebrado Cinta de metal (Bujão) amassada ou quebrada
Abalroamento do tampão Abalroamento sobre a cinta de metal
Reparo Dar descarga no hidrante para a limpeza da comporta e carcaça Substituição da castanha, ou pancadas suaves sobre pistão para arriar a comporta Substituição do registro (ou comporta) Substituição do tampão Substituição da cinta de metal ou hidrante (material:
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar
Tampão não rosqueia até fim na cinta de metal Hidrante desbotado
Parte interna do tampão no estado ferruginoso Exposição ao tempo
Caixa de registro soterrada
Soterramento
Caixa de registro internamente com detritos
Sujeiras no interior da caixa de registro Uso da chave de registro inapropriada ou mau uso da chave de registro
Pistão roliço Vazamento no Pistão, Sobre posta e Posta Vazamento nas juntas Base do hidrante quebrado Voltas sem fim no pistão
cinta de metal e parafusos) Limpeza com escova de aço e aplicação de lubrificante Pintura Perfurar local para descobrimento de caixa e registro. Limpeza Esmerilhar pistão; troca do registro ou troca de pistão Troca de gaxeta;Troca do registro Colocação ou troca de arruela(s) na(s) junta(s) Troca do hidrante Encaixe do pistão na castanha ou comporta, ou substituição da castanha e/ou comporta Colocação da caixa de registro
Gaxeta gasta. Arruela(s) gasta(s) ou falta de arruela(s) Pancada Comporta arriada (pistão desencaixado da compota), castanha e/ou comporta quebrada
Registro descoberto
Sem caixas de registro
Hidrante ou Caixa de Registro em local inapropriado
Obras
Hidrante plantado no chão (não instalado a rede de abastecimento publica)
Má instalação do hidrante.
Hidrante abalroado
Tombado, caído, inclinado
Remanejamento do hidrante ou caixa de registro. Instalação a rede de abastecimento público (só a Nova CEDAE); Recolhimento do Hidrante. Cavar no entorno do hidrante, verificar tubos, curva e conexões, caso necessário troca das mesmas e colocar o hidrante na posição vertical.
Fonte: GTSAI/CBMERJ
10.4.4.1.4. Cálculo da vazão em hidrante de coluna Visando a praticidade do método de calculo de vazão, elaboramos a tabela de conversão DISTÂNCIA x VAZÃO, onde para uma dada boca expulsora (2 ½ " ou 4”) com a correspondente distância do jato, temos como determinar a vazão Q em litros/min.
504
CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar i)
No caso da lâmina d’água ocupar toda a seção da boca expulsora a) Deverá ser conectado à tomada d'água de 2 ½ ", um tubo de aproximadamente 40 cm de comprimento com mesmo diâmetro; b) Deverá ser procedida a descarga no hidrante; c) Deverá ser medida a distância horizontal entre o ponto de saída e o ponto onde a água toca primeiro o solo; d) Esta medida deverá ser convertida em vazão (l/min) de acordo com a tabela A.
40 cm
X cm
Fig. 99 – esquema de medição
ii) No caso da lâmina d’água ocupar parcialmente a seção da boca expulsora a) Avaliar a altura da lamina de água na boca expulsora. Exemplo: Se for ocupada somente a metade da altura da boca expulsora do hidrante, será de 50% ou 0,50; b) De posse do valor, consultar a tabela nº B para obter o fator de multiplicação correspondente; c) Depois faça os mesmos procedimentos do item “ i” como se a lâmina de água ocupasse toda a seção, consultando a tabela A; d) Por ultimo multiplique o fator de multiplicação pela vazão encontrada nos itens anteriores (b e c), para se ter a vazão do hidrante que ocupa parcialmente a seção da boca expulsora.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar
D
H
H/D = X
Fig. – esquema de medição
TABELA A – PREENCHIMENTO TOTAL Distância do jato (em metros) 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 Fonte: GTSAI - CBMERJ
Vazão (litos/min)
Vazão (litos/min)
S=2½“
S=4“
127,20 159,00 190,80 222,60 254,40 286,20 318,00 349,80 381,60 413,40 445,20 477,00 508,80 540,60 572,40 604,20 636,00 763,20 890,40 1017,60 1144,80 1272,00
325,60 407,00 488,40 569,80 651,20 732,60 814,00 895,40 976,80 1058,20 1139,60 1221,00 1302,40 1383,80 1465,20 1546,60 1628,00 1953,60 2279,20 2604,80 2930,40 3256,00
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar
TABELA B – PREENCHIMENTO PARCIAL H/D (Altura da lâmina d’ água / Diâmetro) em % 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50
FATOR DE MULTIPLICAÇÃO
0,981 0,948 0,905 0,857 0,805 0,747 0,688 0,627 0,564 0,500
Fonte: GTSAI - CBMERJ
A confrontação do método exposto com a realidade foi comprovada através da seguinte forma: Com um tanque de capacidade conhecida, cronometramos o tempo de enchimento do mesmo tendo como fonte a boca de 2 ½ ” de um hidrante de coluna cuja distância do jato foi medida. Sendo constatado erro na faixa de 10%, para menos, o que não compromete operação, visto surgir, assim, um ganho na vazão real do aparelho. Existem outros métodos para cálculo de vazão, como exemplo, o uso do pitômetro e do hidrômetro; porém, nem sempre, esses equipamentos existem ou estão disponíveis nas unidades operacionais.
10.4.4.2. Hidrante de recalque Dispositivo localizado no logradouro público com o objetivo de fazer o recalque da água da rede de hidrantes ou captar água da Reserva Técnica de Incêndio. Suas características terão como base a NBR13714 - Sistemas de Hidrantes e Mangotinhos para Combate a Incêndio. A captação dos recursos hídricos existentes na reserva técnica de incêndio (RTI) e do reservatório superior poderá ser realizada com a conexão das viaturas de incêndio no hidrante de recalque (HR). Se o HR possuir válvula de retenção ou estiver com defeito, o militar deverá deslocar-se até a caixa de incêndio do primeiro andar retirar a redução 2½” rosca fêmea grossa para 1½`` storz substituí-la por uma adaptação de 2½rosca fêmea grossa para 2½” storz e proceder ao abastecimento. Também chamado de hidrante de passeio por estar normalmente nas vias de circulação.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar
Fig.:– hidrante hidrante de recalque
10.4.4.3. Legislação sobre Hidrantes Faz-se necessária, neste momento, uma breve explanação a respeito dos aspectos ligados aos hidrantes.
i)
DECRETO 22872 DE 28 DE DEZEMBRO DE 1996 - APROVA O REGULAMENTO DOS SERVIÇOS PÚBLICOS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA E ESGOTAMENTO SANITÁRIO DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO, A CARGO DAS CONCESSIONÁRIAS OU PERMISSIONÁRIAS.
Art. 3º - Compete às CONCESSIONÁRIAS ou PERMISSIONÁRIAS de prestação de serviços públicos de abastecimento de água e esgotamento sanitário operar, manter e executar reparos e modificações nas canalizações e instalações dos serviços públicos de Água e esgoto sanitário, bem como fazer obras e serviços necessários à sua ampliação e melhoria de acordo com os termos da concessão ou da permissão, na área objeto destas. Art. 11 - Os agentes habilitados do Corpo de Bombeiros poderão, em caso de incêndio, operar os registros e hidrantes da rede distribuidora. § 1º - O Corpo de Bombeiros comunicará, obrigatoriamente, às CONCESSIONÁRIAS ou PERMISSIONÁRIAS, em (vinte e quatro) 24 horas, as operações efetuadas nos termos deste artigo. § 2º - As CONCESSIONÁRIAS ou PERMISSIONÁRIAS fornecerão ao Corpo de Bombeiros informações sobre a rede distribuidora e o regime de abastecimento.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar § 3º - As CONCESSIONÁRIAS ou PERMISSIONÁRIAS, de acordo com as necessidades do Corpo de Bombeiros, dotarão os logradouros públicos, que dispõem de rede distribuidora, dos hidrantes necessários. Art. 123 - Serão punidas com multas, independentemente de intimação, as seguintes infrações, cujos valores serão previamente aprovados pelo PODER CONCEDENTE. I - intervenção de qualquer modo nas instalações do serviço público de água ou de esgoto sanitário;
ii) DECRETO 897 DE 21 DE SETEMBRO DE 1976 – CÓDIGO DE SEGURANÇA CONTRA INCÊNDIO E PÂNICO. Art. 21 - Os hidrantes serão assinalados na planta de situação, exigindo-se um numero que será determinado de acordo com a área a ser urbanizada ou com a extensão do estabelecimento, obedecendo-se ao critério de 1 (um) hidrante do tipo coluna, no máximo, para a distância útil de 90m (noventa metros) do eixo da fachada de cada edificação ou eixo da fachada de cada edificação ou de eixo de cada lote. Art. 22 - A critério do Corpo de Bombeiros, poderá ser exigido o hidrante nas áreas de grande estabelecimentos. Art. 23 - Nos logradouros públicos a instalação de hidrantes compete ao órgão que opera e mantém o sistema de abastecimento d’água da localidade. l ocalidade. Parágrafo único. O Corpo de Bombeiros, através de suas Seção e Subseções de Hidrantes, fará, anualmente junto a cada órgão de que trata este artigo, a previsão de hidrantes a serem instalados no ano seguintes.
10.4.5. Fenômenos hídricos O conhecimento a respeito dos principais fenômenos hídricos é de suma importância para as atividades de bombeiro militar, neste manual serão abordados o Golpe de aríete e a Cavitação.
10.4.5.1. Golpe de aríete Na hidráulica e conseqüentemente nas operações de bombeiro militar, há diversos fenômenos complicadores, destacando-se como um dos mais perigosos, o Golpe de Aríete . Resumidamente, o fenômeno ocorre em tubulações nas quais existe o fluxo de um líquido e acontece um fechamento abrupto da expedição ou das válvulas, causando refluxo do líquido e conseqüentemente ondas de pressão que podem danificar todo o sistema.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar A intensidade do golpe varia conforme os seguintes fatores:
Velocidade: Velocidade: Quanto maior for a velocidade do líquido na tubulação, mais intenso será o golpe; Comprimento: Comprimento: Quanto maior for o comprimento da linha, mais intenso será o golpe; Formas da Tubulação: Tubulação: As curvas aumentam a possibilidade do golpe, principalmente em curvas próximas a expedição; Tempo: Tempo: Quanto mais abrupto for fechamento da válvula, mais intenso será o golpe.
Há diversas formas de evitar ou minimizar o golpe, com este propósito, a indústria desenvolveu equipamentos como: volante de inércia, chaminés de equilíbrio, by-pass e válvulas de alívio. Nas operações de bombeiro militar é importante aumentar o tempo de fechamento do esguicho, do divisor e das válvulas das auto-bombas. A não observância dos procedimentos adequados pode causar, imediatamente ou posteriormente, a rachadura ou o rompimento da bomba, desempatamento ou rompimento de tubulações e mangueiras, trepidação e barulho.
10.4.5.2. Cavitação 10.4.5.2.1. Pressão de vapor Para entender o fenômeno da cavitação, é necessário conhecer alguns conceitos físicos sobre os estados da matéria e sua variação perante o aumento e diminuição da pressão e da temperatura. A pressão de vapor de um fluido a uma determinada temperatura é aquela em que há equilíbrio entre as fases liquida e vapor. Como ilustrado na figura 4.1, este equilíbrio ocorre somente em uma linha (linha líquido-vapor) e se estende desde o ponto-triplo até o ponto crítico. Fora desta linha, uma das fases tem mais estabilidade. Observando o gráfico, visualizamos que quanto maior for a sua pressão de vapor, mais volátil será o líquido, e conseqüentemente menor será sua temperatura de ebulição.
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Fig.:– pressão de vapor
10.4.5.2.2. Fenômeno da cavitação Durante o fluxo do líquido na tubulação, pode ocorrer uma diminuição da pressão estática local (devido a perdas de carga, velocidade do fluido e características da bomba) a tal ponto que se torna igual ou menor do que a pressão de vapor do fluido, assim haverá formação de bolhas de vapor (cavidades) os quais desaparecerão com o aumento da pressão durante o escoamento. Este processo de formação, crescimento e colapso das bolhas é chamado de cavitação. Estas bolhas de vapor desaparecem bruscamente, retornando a fase líquida, ao alcançar áreas de alta pressão em seu percurso através da bomba, geralmente no rotor. Como esta mudança de fase é rápida, o líquido atinge a superfície do rotor em alta velocidade, produzindo ondas de alta pressão em áreas reduzidas.
Figura – Cavitação em uma bomba. Fonte: Manual de Treinamento da KSB Bombas Hidráulicas
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10.4.5.2.3. Conseqüências da cavitação Os efeitos da cavitação dependem da duração e intensidade do fenômeno, propriedades do líquido e resistência do material da bomba à erosão por cavitação. Dependendo da força do fenômeno, ocorrerá trepidação, perda de rendimento, ruídos e danificação da bomba.
Figura – conseqüências da cavitação
10.4.6. Geoprocessamento e plano de gerenciamento operacional de recursos hídricos O geoprocessamento é o processamento de dados georreferenciados, utilizando programas de computador para acessar informações cartográficas (mapas, cartas topográficas e plantas) em conjunto com informações diversas adicionadas ao programa. Considerando a necessidade de agregar as informações sobre os recursos hídricos pertencentes a cada GBM e para a criação de um banco de dados unificado, proporcionando a facilitação de acesso a estes dados e maior segurança para as informações armazenadas, o GTSAI firmou uma parceria com o Laboratório de Geoprocessamento da Universidade Federal do Rio de Janeiro (LAGEOP/UFRJ) para criação de um banco de dados unificado e georrefenciado. A ferramenta resultante dessa parceria foi chamada de Plano de Gerenciamento Operacional de Recursos Hídricos (PGORH) e permitiu a universalização das informações e o acesso dos dados em tempo real O PGORH é uma plataforma web que utiliza o Google Maps API – (ApplicationProgramming Interface), como base de dados, o que torna o sistema multiplataforma, e com abrangência em todo o estado do Rio de Janeiro. Um sistema
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar multiplataforma opera através de um navegador, independente do sistema operacional utilizado (SILVA e MARINO, 2011). Os dados que compõem o PGORH são originados do cadastramento das fichas antigas e da busca que cada quartel realizou dentro de sua jurisdição por hidrantes de coluna e outros pontos de captação de água. Esta nova procura teve como objetivo relacionar possíveis locais de incêndio (indústrias, escolas, depósitos, edificações multifamiliares e hospitais) com a proximidade dos recursos hídricos disponíveis. A visualização dos recursos hídricos de um determinado endereço tem como parâmetro o raio de 300 metros de atuação de um hidrante de coluna, conforme descrito no item 5.3.3 da NBR 12218 - Projeto de rede de distribuição de água para abastecimento público – Procedimento. A Fig. constitui um exemplo de operação utilizando PGORH. Foi simulado um incêndio na Rua Presidente Becker no bairro de Icaraí e todos os pontos de abastecimento de água no raio de 300 metros foram identificados. Caso não houvesse recursos hídricos neste raio de atuação, o raio seria aumentado até que fosse encontrado algum ponto de abastecimento de água. Simultaneamente, é possível observar todas as informações dos hidrantes de coluna (endereço, vazão, coordenadas geográficas, situação do hidrante, quartel responsável e etc). Na Fig. são evidenciados os dados referentes ao hidrante de coluna com código “1” indicado na Fig., por exemplo.
Figura – Exemplo de operação do PGORH: “Consulta de todos os hidrantes de coluna existentes no raio de 300 metros do endereço Rua Presidente Becker – Icaraí”.
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Figura – Informações correspondentes ao hidrante de coluna 1
10.4.7. Materiais de abastecimento Conjunto de peças, ferramentas, aparelhos, encanamentos, dispositivos e apetrechos em geral de que se utilizam os bombeiros para aduzir a água de uma fonte ou ponto de captação qualquer até as bocas de admissão das bombas de incêndio do Corpo de Bombeiros. Esses materiais, quando não fazem parte do equipamento individual do Bombeiro, permanecem nas viaturas operacionais, acondicionados em gavetas, caixas o u suportes.
i) Adaptação – Peça metálica de formato cilíndrico usada para unir dutos com extremidades de conexão diferentes e de mesmo diâmetro.
ii) Aparelho de registro – Tubo metálico em formato de "T", que possui na base do seguimento1ºvertical momento 2º momento 3º momento uma boca com rosca fêmea grossa de 2½” de diâmetro e nas extremidades do seguimento horizontal, duas saídas de 2 ½” , dotadas de válvulas e de rosca macho grossa. A finalidade desse 1º momento 2º momento aparelho é, quando acoplado ao hidrante subterrâneo, permitir que o mesmo funcione semelhante a um hidrante de coluna.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar iii) Arruela de borracha – Artefato de borracha em forma anelar, cuja função é atuar imprensada entre a conexão de duas peças hidráulicas, impedindo assim o vazamento da água ou entrada de ar no sistema.
iv) Chave de coluna – Ferramenta confeccionada em ferro fundido, cujo formato é o de uma haste provida de curvaturas do tipo meia lua nas extremidades, ambas possuindo ressalto interno e medindo, respectivamente 2 ½” e 4". Sua finalidade é auxiliar no rosqueamento dos tampões dos hidrantes de coluna.
v) Chave de hidrante tipo disco – Ferramenta em formato de "T" confeccionada em ferro fundido na base da haste vertical, em conjunto circular móvel com encaixes do tipo seção quadrada para vários tamanhos. vi) Chave de hidrante tipo saia – Ferramenta em 1º momento 2º momento 3º momento formato de "T" confeccionada em ferro fundido, possuindo na extremidade da haste vertical maciço, provido de cavidade quadrada na base circular.
1º momento 2º momento vii)Chave de mangote – Ferramenta metálica com formato semelhante a uma interrogação, possuindo um orifício circular na extremidade de cada curvatura, a qual mede 2½”, 4" , 4½”, 5" ou 6". Sua utilização se dá nas operações de conexão ou desconexão de mangotes.
viii) Chave de mangueira – Material típico de estabelecimento que é comum também nas operações de abastecimento. É uma ferramenta que se constitui de uma haste de ferro provida na extremidade de uma curvatura do tipo meia lua de 1½” e 2½” com ressalto interno. Seu uso se dá nas operações de conexão de mangueiras dotadas de junta storz.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar ix) Chave de unha – Ferramenta de pequeno porte confeccionada em ferro fundido, cujo formato descreve um "T", sendo que na extremidade da haste vertical possui uma "boca" quadrada que pode ter várias medidas e que é posicionada lateralmente ao restante do conjunto. Sua finalidade é remover ou apertar os parafusos e porcas nos hidrantes subterrâneos.
x) Chaveta – Consiste de uma ferramenta metálica pequena, em formato de "T", a qual, na base da haste vertical possui um cone maciço provido de cavidade quadrada. Sua finalidade é abrir e fechar as válvulas do aparelho de registro. xi) Coletor – Conexão tubular mecânica em forma de 1º momento 2º momento 3º momento "Y" provida de duas entradas de 2½” e de uma saída de 2½”. Sua função é aumentar a vazão da linha principal, através do aproveitamento da água captada em dois pontos diferentes. 1º momento 2º momento
xii) Colher de pedreiro – Ferramenta confeccionada em lâmina de ferro, com formato de uma pequena pá triangular provida de cabo em "L" revestido de madeira. Sua utilização acontece na limpeza das caixas dos hidrantes de fachada ou subterrâneos e nas dos registros dos hidrantes de coluna.
xiii) Luva de registro – Peça que consiste de pequeno maciço tronco piramidal em ferro fundido, possuindo na face da base uma cavidade do mesmo formato. Sua função é ampliar a seção do pistão do registro do hidrante quando este não se encaixa devidamente à chave de registro. Embora semelhante à luva de manobra, difere desta por ser menor.
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CBMERJ Manual Básico de Bombeiro Militar xiv) Macete de borracha – Consiste num martelo de borracha maciça e cabo de madeira. Sua finalidade é auxiliar no acoplamento das conexões de mangotes.
xv) Mangote – Tubo flexível de plástico ou lona de mangueira em espiral de aço, com extremidades com junta do tipo storz ou dotadas de rosca grossa, interna ou externa, providas de munhões. Seu comprimento varia, regularmente, de 3 a 6m e seu diâmetro pode ser de 2/ ½”, 4", 5" ou 6". Seu emprego se dá na ligação entre o ponto de captação e a unidade propulsora. xvi) Mangotinho – Tubo flexível de borracha, reforçado para resistir a pressões elevadas e dotado de esguicho próprio. Geralmente é pré-conectado à bomba de incêndio e utilizado em pequenos focos. xvii) Mangueira – Duto flexível, revestido internamente com borracha, com juntas storz nas extremidades, 1º momento 2º momento 3º momento destinado para transportar água do ponto de abastecimento até o local em que deva ser utilizada. Nas operações de abastecimento são utilizadas mangueiras de 2 ½”. 1º momento 2º momento
xviii)Protetores de mangueira – Destina-se a permitir o trânsito de veículos sobre as mangueiras, constituindo-se de um par de rampas articuladas, deixando a mangueira acondicionada na reentrância central, protegida do peso dos veículos.
xix) Ralo com válvula de retenção – Peça metálica adaptável ao mangote, de formato cilíndrico dotado de rosca fêmea grossa na parte superior, tendo por dentro um ressalto circular, no qual se assenta um tampão interno móvel. Atualmente, as válvulas de retenção já vêm providas de gradeamento que funciona como ralo. Sua função é reter a coluna d'água no interior do mangote.
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