Detecção automática de incêndio - Central de alarme e painel repetidor - Efeito da estratificação da fumaça - Detectores ( fumaça, temperatura, Chama, Linear e por amostragem ) - Progressão de um incêndio ao longo do tempo - Avisadores audivisuais - Acionadores manuais

Detecção automática e alarme manual de incêndio

O sistema de detecção e alarme de incêndio é um conjunto de componentes, estrategicamente dispostos e adequadamente interligados, que fornece informações de princípios de incêndio por meio de indicações sonoras e visuais.

É, portanto, uma das formas de proteção da vida e da propriedade.

O sistema exerce um papel fundamental em um combate a incêndio, pois possibilita a localização remota do ponto onde está ocorrendo, para que possam ser tomadas as devidas providências, antes que venha a causar maiores problemas. Além disso, e mais importante, dá o aviso (alarme) a todos os ocupantes da edificação, permitindo a saída de forma rápida e eficiente, além de acionar os meios automáticos de combate a incêndio.

O sistema de detecção e alarme tem como base de normatização as NBR no 9.441, 11.836 e 13.848 da ABNT, enquanto sua exigência de instalação é definida pela Norma Técnica no 001 do CBMDF. O sistema de detecção automática e alarme manual é comumente encontrado em grandes edifícios comerciais, shoppings, hipermercados, grandes depósitos e etc.

A detecção de um incêndio faz-se por meio da percepção dos fenômenos físicos primários e secundários resultantes da queima.

O comandante de socorro, ao adentrar na edificação, deve

identificar, imediatamente, a central de alarme, que se

localiza, geralmente, na portaria das edificações ou na

sala de controles.

Exemplos de fenômenos físicos primários: a variação ampla da temperatura do ar e a radiação visível e invisível da energia da chama.

Exemplos de fenômenos físicos secundários: presença de fumaça e de fuligem.

O grande desafio da detecção de efeitos primários, isto é, do calor e da chama, é o ajuste do sistema a níveis relativamente insensíveis, para não coincidir com variações normais do ambiente e assim provocar alarmes falsos.

Por exemplo, detectores de temperatura instalados próximos a tetos metálicos podem ser acionados em decorrência da alta temperatura ambiente atingida em algumas épocas do ano (geralmente no verão), levando a um entendimento errôneo por parte do sistema.

Já na detecção dos efeitos secundários, como a presença de fumaça, o dimensionamento é mais fácil, pois o incêndio produz uma informação de alerta não existente nas condições normais do ambiente.

O sistema de detecção e alarme é composto de central, painel repetidor, detectores, acionadores manuais, avisadores acústicos e visuais e circuitos (condutos e fiação). Não será especificado cada um dos componentes do sistema, por não ser o objetivo deste manual.

Central de alarme e painel repetidor

A central de alarme é o equipamento destinado a processar os sinais provenientes dos circuitos de detecção, a convertê-los em indicações adequadas e a comandar e controlar os demais componentes do sistema.

A central também pode controlar outros dispositivos, como dumpers de sistemas de ar condicionado, abertura e fechamento de portas corta-fogo e sistema de alimentação de energia.

Já o painel repetidor é o equipamento destinado a sinalizar, de forma visual e/ou sonora, no local de sua instalação, ocorrências detectadas pelo sistema. Pode ser do tipo paralelo com indicadores alinhados e texto escrito, ou sinótico, no qual a planta é reproduzida em desenho e a indicação do lugar na área supervisionada.

Figura 17 - Exemplo de central de alarme

A central do sistema de detecção e alarme é de extrema importância para os bombeiros. Ela gerencia todo o sistema e tem a valiosa informação de onde está o foco de incêndio e sua extensão.

A central, geralmente localiza-se ma portaria das edificações ou na sala de controle e deve estar devidamente identificada. Em edificações de grande porte, a central está localizada na sala de controle, onde muitas vezes, os bombeiros precisarão da ajuda da brigada contra incêndio do estabelecimento para localiza-la e colher informações. Em geral, faz-se necessário um conhecimento prévio (levantamento de risco) da edificação, para que a central do sistema seja localizada o mais rápido possível.

Detectores

Os detectores podem ser classificados em:

 pontuais;

 lineares;

 por amostragem de ar (aspiração).

A detecção pontual é aquela em que o dispositivo (detector) é sensibilizado por determinados fenômenos físicos ou químicos que precedem ou acompanham um princípio de incêndio, no lugar de sua instalação, ou seja, o detector deve estar no local sinistrado.

O detector deve se localizar em ponto estratégico, com abrangência de uma área pré-determinada. Os fenômenos associados à combustão (fumaça, chama, elevação de temperatura) produzidos no ambiente deverão, necessariamente, chegar ao detector para sensibilizá-lo.

Caso exista uma corrente de ar no local que obrigue a fumaça ou as massas de ar quente a deslocarem-se em sentido diverso do detector ou caso exista alguma barreira diminuindo o ângulo de visualização do detector, ele não será acionado.

São exemplos de detectores pontuais, detectores de fumaça, detectores de temperatura fixa (termostático) com elemento bimetal, líquidos expansíveis, fusíveis ou pneumáticos, detectores termoelétricos, detectores combinados térmicos e velocimétricos, detectores com coeficiente de compensação, detectores fotoelétricos, detectores iônicos, detectores de fumaça por amostragem, detectores de chamas por oscilação das chamas, raios infravermelhos, fotoelétricos, raios ultravioletas, detectores de gases, detector de gás tipo semi-condutor, detector de gás tipo elemento catalítico.

Serão abordados os principais tipos de detectores, onde a detecção é feita pela percepção de fumaça, temperatura (calor) e chama (luz).

Detector de fumaça

Os detectores de fumaça podem ser de dois tipos: os iônicos e os ópticos.

O sensor iônico de fumaça possui no interior de seu encapsulamento, duas câmaras, sendo uma de referência e outra de amostragem. Em uma das câmaras há uma lâmina do elemento radioativo amerício 241, que ioniza as partículas de oxigênio e nitrogênio presentes no ar, permitindo um fluxo de corrente entre as câmaras em condições normais.

Quando a fumaça ou outros gases entram em contato com o ar do interior da câmara, as partículas ionizadas são neutralizadas,alterando a diferença de potencial entre as câmaras. A diferença de potencial é então amplificada no interior do detector e transmitida à central de detecção e alarme de incêndio.

O princípio de funcionamento do detector óptico de fumaça baseia-se na reflexão e dispersão de luz infravermelha. No seu interior é fixado um emissor de luz (led) que projeta um feixe de luz infravermelha pulsante por um labirinto interno, em cuja extremidade existe um fotodiodo. Em estado normal, o fotodiodo não recebe nenhuma luz do emissor.

Em caso de incêndio, a fumaça penetra no detector e a luz é refletida nas partículas de fumaça, atingindo o fotodiodo, no qual é transformada em sinal eletrônico. Quando dois desses sinais são detectados num período estabelecido, um circuito comparador opera o detector de fumaça, enviando um sinal eletrônico ao painel de detecção e alarme de incêndio.

Em alguns modelos, é possível ajustar o disparo somente quando o fotodiodo detectar um certo número de pulsos, permitindo um ajuste de sensibilidade e maior eficiência para o não acionamento, em caso de pequena quantidade de fumaça, como a de um fósforo ou cigarro.

A instalação dos detectores de fumaça, sejam eles iônicos ou ópticos, obedece a certos parâmetros normativos.

A área máxima de proteção dos detectores pontuais de fumaça é de 81 m2, para instalação em tetos, ambientes sem ventilação forçada e com altura de instalação até 8 metros.

A escolha do detector de fumaça deve ser feita de acordo com as características de combustão dos materiais contidos na área supervisionada, bem como dos locais nos quais serão instalados.

Os detectores de fumaça são localizados no teto, a não menos de 0,15 metro da parede lateral ou, em casos específicos, na parede lateral, à distância entre 0,15 metro a 0,30 metro do teto.

Dois fatores que podem inibir ou dificultar a detecção da fumaça são a estratificação e a movimentação excessiva do ar. A área de ação dos detectores de fumaça diminui à medida que aumenta o volume de ar trocado no ambiente.

O fenômeno de estratificação é a divisão do ar de um ambiente em camadas, o que ocorre devido a diferenças de temperatura e densidade, podendo impedir que partículas de fumaça ou gases gerados por uma combustão alcancem um detector instalado no teto.

Normalmente, o ar mais aquecido sobe devido ao empuxo. No entanto, se a temperatura do ar próximo ao teto estiver mais alta que a temperatura ambiente, o que é normal em épocas quentes do ano, impedirá a ascensão de outras massas de ar aquecido (ver Figura 18).

Em ambientes com pouca movimentação do ar, aquele que foi aquecido por causa da combustão de algum material, com ou sem chama, pode não ter força de ascensão suficiente para vencer o efeito da estratificação e atingir o detector.

Em locais onde pode ocorrer o fenômeno da estratificação ou ser necessária a detecção de combustão sem chama, deve-se prever a instalação de detectores de fumaça, alternadamente, no teto e em níveis mais baixos.

Detector de temperatura

Os detectores de temperatura podem ser termostáticos (temperatura fixa) ou termovelocimétricos.

Com o efeito físico da subida do ar quente (empuxo), os detectores de temperatura, que são, normalmente, fixados no teto, são sensibilizados pelo calor.

O detector de temperatura fixa é instalado em ambiente onde a ultrapassagem de determinada temperatura indique, seguramente, um princípio de incêndio.

O detector termovelocimétrico monitora a temperatura ambiente. Quando ela varia bruscamente ou ultrapassa um limite pré-estabelecido, o sensor informa à central de alarme. O princípio de funcionamento desse detector é baseado em resistores sensíveis à variação de temperatura (termistores).

São utilizados dois termistores: um exposto à temperatura ambiente e outro fechado em um compartimento interno. Os dois termistores entrarão em equilíbrio térmico em situação de normalidade.

Em caso de incêndio, o termistor que está exposto sofrerá um aumento de temperatura muito mais rápido do que aquele que se encontra selado. O sensor é ativado quando detectar uma diferença pré-determinada entre o valor dos termistores. Outra forma de disparo desses sensores ocorre quando a temperatura atinge um limite máximo. Assim, mesmo que a temperatura aumente lentamente, o sensor será ativado.

A aplicação dos detectores termovelocimétricos está indicada para incêndio que se inicia com uma elevação brusca de temperatura (de 7 a 8 oC por minuto). Seu uso é bastante limitado, devido ao fato de ser acionado somente quando o fogo já está se alastrando. Possui aplicação em locais onde exista fumaça e gases, sem haver fogo, como próximo a motores ou em áreas industriais.

A máxima área de proteção a ser empregada para detectores de temperatura é de 36 m2, para uma altura máxima de instalação de 7 metros e tetos planos.

Figura 19 - Exemplo de detector termovelocimétrico e térmico

Detector de chama

Dispositivo que é sensibilizado por uma determinada intensidade de radiação emitida por uma chama. São encontrados em ambientes onde o surgimento da chama precede a emissão de fumaça. É instalado de forma que seu campo de visão não seja impedido por obstáculos para assegurar a detecção do foco de incêndio na área por ele protegida.

Os detectores de chama são classificados pelo tipo de radiação em três tipos:

 detector de chama tremulante — utilizado para detecção de chama de luz visível, quando é modulada (tremulada) numa determinada freqüência entre 400 nm e 700 nm;

 detector de chama ultravioleta — utilizado para detecção de energia radiante fora da faixa de visão humana, abaixo de 400 nm;

 detector de chama infravermelho — utilizado para detecção de energia radiante fora da faixa de visão humana, acima de 700 nm.

Os detectores de chama são recomendados em:

 áreas abertas ou semi-abertas onde ventos podem dissipar a fumaça, impedindo a ação dos detectores de temperatura ou de fumaça;

 áreas onde uma chama possa ocorrer rapidamente, tais como hangares, áreas de produção petroquímica, áreas de armazenagem e transferência, instalações de gás natural, cabines de pintura ou áreas de solventes;

 áreas ou instalações de alto risco de incêndio, freqüentemente, conjugados com um sistema de extinção automático.

Detector linear

É um dispositivo composto por um transmissor, o qual projeta um feixe de luz infravermelho cônico, modulado através de uma área livre até um receptor, que manda um sinal a uma unidade de controle para análise.

Seu princípio de funcionamento lembra o sistema automático de abertura de portas de um shopping, no qual uma pessoa, ao interromper um feixe invisível, faz a porta abrir-se.

No caso do sistema de detecção linear, o acionamento ocorrerá quando a fumaça interromper o feixe, baixando o sinal recebido aquém do limiar de resposta. Isso faz disparar um alarme de incêndio. O limiar de ativação pode ser ajustado às condições ambientais.

Detector de fumaça por amostragem

Sistema que detecta a fumaça presente em amostras de ar aspirado do ambiente protegido. O ar do ambiente protegido (CPD, central de medidores de energia, salas, galpões, etc.) é coletado por uma rede de tubos perfurados em pontos específicos. As amostras de ar são conduzidas a um dispositivo de detecção. Nesse sistema, a fumaça é detectada num estágio muito mais incipiente que nos demais.

O ar é continuamente aspirado por meio de orifícios existentes nos tubos e atravessa um detector, sensível ao menor indício de  partículas de fumaça. Uma amostra do ar passa por filtro de dois estágios. No primeiro estágio, partículas de poeira e sujeira são removidas da amostra de ar, antes que entre na câmara de detecção à laser para a análise da fumaça.

O segundo estágio (filtragem ultrafina) tem a função exclusiva de fornecer ar limpo para proteger as superfícies ópticas, no interior do detector, contra contaminação e para garantir a calibragem estável e sua longa vida. Depois do filtro, a amostra de ar passa para a câmara calibrada de detecção, onde é exposta a uma fonte estável e controlada de luz laser.

Se a fumaça estiver presente, a luz dispersar-se-á no interior da câmara de detecção e será, instantâneamente, identificada pelos sensores ópticos de alta sensibilidade. O sinal será então processado e representado por meio de um gráfico de barras verticais de indicadores de nível de alarme e/ou display gráfico.

Os detectores são capazes de comunicar essa informação para o painel de controle e alarme de incêndio ou para o sistema de gerenciamento de edifícios, por meio de relés ou de uma interface de alto nível, como os programas gráficos de computador.

O sistema de detecção por aspiração garante que a ignição seja identificada em níveis de sensibilidade imperceptíveis por sistemas de detecção pontual. O sistema possibilita, inclusive, que o pessoal de manutenção seja avisado sobre aquecimento de cabos (que gera fumaça invisível) e, por conseguinte, reduzir, em níveis muito baixos, o risco de combustão.

Avisadores audiovisuais

Agora que o incêndio já foi detectado por um ou mais detectores e a informação chegou à central, é preciso informar também aos usuários da edificação sinistrada para que possam sair do ambiente o mais rápido possível. Essa é a função dos avisadores audiovisuais.

Em algumas edificações, tais como shopping centers e outros locais de concentração de público, o alarme só é transmitido aos usuários depois que as equipes de serviço (brigadas) confirmam o evento.

Isso é importante para evitar o pânico decorrente de falsos alarmes ou até mesmo de ações de vândalos. O retardo no aviso aos ocupantes do edifício não deve e não pode comprometer as ações de retirada das vítimas.

O volume acústico do som dos avisadores não pode ser tal que iniba a comunicação verbal. No caso de falta de intensidade de som em um ponto distante, deve ser aumentada a quantidade de equipamentos.

Os avisadores sonoros devem ser instalados, preferencialmente, na parede e a uma altura entre 2,20 e 3,50 metros, de forma embutida ou sobreposta.

O alarme pode ser do tipo gongo, sirene eletrônica, audiovisual ou visual cintilante (flash).

Acionadores Manuais

O acionador manual, também chamado de botoeira, é um dispositivo destinado a transmitir a informação de emergência, quando acionado manualmente. Deve ser instalado em local de maior probabilidade de trânsito de pessoas em caso de emergência, tais como nas saídas de áreas de trabalho, áreas de lazer, em corredores, etc.

Ainda que o ambiente seja monitorado por detectores automáticos de incêndio, a percepção humana de um foco pode ser mais rápida em alguns casos. Portanto, faz-se necessária a instalação de acionadores manuais, além dos detectores automáticos.

O uso do acionador manual não se limita somente aos usuários da edificação, uma vez que também pode ser usado pelo bombeiro para emitir um alerta para determinado setor da edificação da central de alarme.

Durante o combate a incêndio o acionador

manual também pode ser usado pelo bombeiro

para emitir um alerta para determinado setor

da edificação da central de alarme.

A distância máxima a ser percorrida pela pessoa até a botoeira é de 16 metros e a distância entre elas não deve ultrapassar 30 metros.

Cada pavimento da edificação deve possuir, pelo menos, um acionador manual, mesmo que a distância a ser percorrida seja inferior a 16 metros.

O acionador manual possui indicação visual de funcionamento, sirene interna com oscilador tipo fá-dó e acompanha martelo para quebra de vidro ou botão de acionamento.