Sistemas de supressão especiais (gases limpos) – Sistemas de supressão por inundação por CO2 - Sistemas fixos de combate por agentes limpos - Sistemas de supressão por inundação por HFC-227- Sistemas de supressão por inundação por gás argonite (INERGEN) e argônio - Sistema de água nebulizada e tecnologia Water Mist - Sistema de combate a incêndio com espuma

Sistemas de supressão especiais

São sistemas fixos (integrados à edificação) e automáticos de combate a incêndio que têm características especiais, seja pelo agente extintor empregado, seja pela maneira inovadora no emprego do agente universal que é a água, ampliando, consideravelmente, seu poder de extinção.

São sistemas especiais de extinção de incêndio:

a) sistemas de supressão por inundação por CO2 (gás carbônico);

b) sistemas de supressão por inundação pelo gás HFC-227 e outros agentes limpos similares;

c) sistema fixo da água nebulizada (water mist);

d) sistema de combate a incêndio com espuma.

Sistemas de supressão por inundação por CO2

O dióxido de carbono (CO2) é utilizado nesses sistemas por ser um gás inodoro, incolor, anticorrosivo, não condutor de eletricidade e facilmente disponível no mercado. Extingue o fogo pela redução do oxigênio existente no ambiente (abafamento).

Os sistemas fixos de combate por CO2 devem ser projetados conforme a NFPA 12 e NBR no 12.232 (Normatiza sistema de CO2 para aplicação em extinção de incêndio em transformadores).

Hoje o sistema de CO2 pode ser considerado, tecnologicamente, ultrapassado, comparando-se com o sistema de combate por agentes limpos, contemplados pela NFPA no 2001, que vêm ganhando a preferência do mercado. Mesmo assim, o sistema de CO2 é ainda muito usado por ser uma opção mais barata.

O CO2 pode ser armazenado em alta ou baixa pressão. Os sistemas de pequeno e médio portes são, normalmente, armazenados em cilindros de aço de alta pressão (denominados sistemas HPCO2 — high pressure - alta pressão), contendo, cada um, 45 kg de gás interligados, formando um conjunto chamado de bateria, a qual pode proteger vários compartimentos separados.

Para aplicações industriais ou quando uma capacidade de múltiplo alcance é requerida, geralmente, são adotados os sistemas de baixa pressão (LPCO2 — low pressure - baixa pressão), pois o armazenamento do CO2, como líquido em tanques refrigerados de baixa pressão é mais econômico.

O sistema de combate a incêndio por gás carbônico (CO2) permite uma ação rápida e limpa por ser um método adequado de extinção de fogo com total isenção de resíduos. Pode ser aplicado tanto por inundação total, como por aplicação local.

No método de inundação total, o ambiente como um todo recebe uma concentração definida de CO2, proporcional ao volume e ao risco eliminado. Já no método de aplicação local, o CO2 é descarregado diretamente no local protegido, com concentração suficiente para cobertura de área ou volume específico, considerando-se o tipo de combustível.

Especialmente indicado para locais não habitados com riscos elétricos e líquidos inflamáveis, penetra em todas as aberturas do local protegido, extinguindo o incêndio rapidamente. Exemplos: CPDs, transformadores e geradores, máquinas, galerias de arte, depósitos de inflamáveis, sala de baterias, coifas, dutos de exaustão e outros locais onde a extinção por outros meios pode danificar objetos ou equipamentos.

Seu uso em área ocupada por pessoas não é recomendado, devido ao risco potencial de asfixia. Entretanto, podem ser utilizados desde que com sistemas de bloqueio adequados para evitar descargas em presença de seres humanos e com um sistema de alarme de pré-ativação.

O sistema de bloqueio ou retardo (time delay) é o dispositivo manual que, quando ativado, retarda o acionamento das baterias de CO2.

Entretanto, após liberação do gás, não é mais possível parar o processo.

O sistema de supressão por CO2 deve possuir dispositivo de pré-alarme e sistema de bloqueio (retardo).

Devem existir, também, meios que possibilitem o rápido abandono do ambiente protegido onde devem ser fixadas em todas as portas placas de sinalização de advertência para o risco, com os seguintes dizeres: “ATENÇÃO — AMBIENTE PROTEGIDO COM CO2 – AO ALARME, ABANDONE O RECINTO”.

Para o cálculo do tempo de evacuação, deve-se considerar o tempo que uma pessoa, caminhando em velocidade não superior a 40 metros/minuto, mesmo situada em local e condição mais desfavorável da área protegida, consiga chegar a um local seguro.

O sistema fixo de CO2 entra em operação quando o calor irradiado pelo fogo fizer com que o sistema de detecção instalado no local comande dispositivos de advertência sonoros e luminosos. Ao mesmo tempo, uma unidade retardadora do sistema de disparo da instalação é acionada num período de 20 a 90 segundos.

Em seguida, o gás é disparado para o combate e extinção. A pressão do gás carbônico que é expelida pelos bicos nebulizadores abafa o oxigênio extinguindo totalmente o fogo do local onde o sistema está em operação.

Sistemas fixos de combate por agentes limpos

São normalizados pela NFPA no 2001 e se utiliza de gases chamados agentes limpos, caracterizados pela não condutividade elétrica e alta eficiência no combate a incêndio, sem deixar resíduos após sua utilização.

De forma resumida, um sistema fixo de combate por agente limpo é composto de um conjunto de cilindros (os quais contêm um agente limpo - FM-200, FE227, FE-13, FE-36, INERGEN, etc) interligado a uma rede de tubulações de aço com bicos difusores, distribuídos na área a ser protegida. Existem diversos gases e marcas registradas disponíveis no mercado.

Os agentes limpos são gases testados e certificados por institutos e entidades reguladoras internacionais. As certificações são baseadas não só na eficácia do gás para a supressão do foco de incêndio, mas, principalmente, por suas características de segurança para o ser humano presente no local e ao meio ambiente.

Os agentes limpos vieram substituir os agentes halon químicos 1301 e 1211, que foram proibidos em 1995 pela comunidade internacional, depois de constatados seus efeitos nocivos à camada de ozônio.

Funcionamento do sistema

O sistema de detecção e alarme é feito por meio de detectores automáticos e acionadores manuais, ligados em setores cruzados.

Monitoram, permanentemente, o ambiente e, quando sensibilizados, desencadeiam todo processo de extinção descarregando o agente extintor no ambiente.

Em caso de incêndio, serão acionados um ou mais detectores, os quais, por sua vez, enviarão um sinal elétrico à central de detecção e alarme, que, imediatamente, identificará e sinalizará o incêndio, disparando um pré-alarme intermitente, avisando aos ocupantes do local e solicitando providências por parte da brigada de incêndio. Passado determinado tempo, é tocado novo alarme, agora contínuo, para a total retirada de pessoas da área.

Em um sistema totalmente automatizado, antes da descarga do agente extintor, a central efetua comando para que: os avisadores sonoros e visuais, luzes de rotas de fuga, dispositivos de alívio de pressão, bombas de incêndio e etc. entrem em funcionamento; sejam desligados sistemas de ventilação, ar condicionado, alimentação elétrica; bombas e válvulas de alimentação de combustíveis sejam fechadas; portas corta-fogo com eletroímãs, dumpers e portas de fuga, no caso de sistemas de controle de acesso, sejam desbloqueadas.

Sistemas de supressão por inundação por HFC-227

O HFC-227 (Hidroclorofluorcarbonos (HCFC) e hidrofluorcarbonos (HFC) são componentes feitos pelo homem que estão sendo usados para substituir os CFC (Clorofluorcarbono). Os HFC são considerados como substitutos transitórios dos CFC porque foi constatado que eles possuem um grande potencial na atuação do aquecimento global do planeta), é um gás do tipo Halocarbono, mais especificamente, é heptafluoropropano (CF3CHFCF3) que, em condições normais, é um gás incolor, inodoro, não condutor de eletricidade e que não deixa resíduos. Por não danificar a camada de ozônio, obtém a aprovação do Departamento de Proteção Ambiental/EPA, sendo considerado substituto ao Halon 1301.

Conhecido pelo nome comercial FM-200™ ou FE-227™, o HFC-227 é usado no combate ao fogo. A extinção se dá por uma ação físico-químico.

Inicialmente, o HFC-227 age resfriando, fisicamente, a chama no nível molecular.

Por ser um excelente condutor térmico, o HFC-227, literalmente, remove energia térmica do incêndio, a tal ponto que a reação de combustão não consegue se sustentar. Simultaneamente, a ação química do HFC-227, por meio dos radicais livres agindo sobre o fogo, inibe, definitivamente, a reação em cadeia entre combustível, comburente e calor, interrompendo a combustão.

Nesse processo, o gás não altera significativamente a concentração de oxigênio do ambiente. Por esse motivo, o HFC-227 pode ser aplicado em ambientes habitados, ao contrário do sistema de CO2, que tem restrição devido à propriedade asfixiante na concentração exigida para extinguir o fogo.

Obviamente, para ser possível a presença humana, a concentração do HFC-227 deve obedecer às concentrações aprovadas pela NFPA-2001. Nos Estados Unidos, são aceitas concentrações de até 9% do volume normalmente ocupado, e de até 10,5% do volume para espaços normalmente não ocupados.

Apesar de ser possível respirar em ambiente onde esse sistema de supressão esteja em funcionamento, a NFPA-2001 recomenda a não exposição, isso porque os agentes alternativos ao halon que possuem flúor em sua composição produzem subprodutos perigosos como o ácido fluorídrico quando em contato com as chamas.  Por essa razão, a aplicação deve ser lançada em, no máximo, 10 segundos.

Para que haja eficácia no combate a incêndios em áreas restritas e de alto valor agregado, o sistema de proteção será do tipo inundação total.

 Sistemas de supressão por inundação por gás argonite (INERGEN) e argônio

São sistemas de supressão que utilizam um ou mais gases inertes. 

Aqui o gás argônio é elemento fundamental constituindo 100% do produto, resultando no gás IG-01 (Argotec). Quando associado com nitrogênio, assume o nome de IG-05 (Argonito).

No Brasil, o gás argonite é representado pelo INERGEN, cuja composição é obtida pela mistura de três gases: nitrogênio (52%), argônio (40%) e dióxido de carbono (8%).

O HFC-227 é considerado um agente limpo, ou seja, não conduz eletricidade e, após sua aplicação, não deixa resíduos. É normalizado pela NFPA 2001 e pela British Standards BS6266. Ao contrário dos agentes limpos halogenados, possui três grandes vantagens:

• quando em contato com a chama do incêndio, não libera produtos perigosos, como o ácido fluorídrico;

• por ser composto por três gases normalmente encontrados na atmosfera, não prejudica a camada de ozônio e não contribui para o aquecimento da atmosfera (efeito estufa);

• não existem limitações quanto aos testes de sistemas, nem a obrigatoriedade de recuperação do agente.

O sistema fixo consiste em cilindros de aço, nos quais são armazenados os agentes extintores, dotados de válvulas de disparo por acionamento automático, manual ou ambos. Em sistemas nos quais dois ou mais cilindros são necessários, é utilizado um tubo coletor ao qual os cilindros são conectados por meio de mangueiras flexíveis, dotadas de válvulas de retenção individuais para cada cilindro.

O agente limpo é descarregado nos ambientes por meio de uma malha de tubos e bicos nebulizadores, dimensionados de modo a proporcionar distribuição uniforme.

Quando descarregado em uma área, introduz uma mistura apropriada de gases, de modo a permitir a respiração em uma atmosfera com baixo nível de oxigênio. A atmosfera normal de uma sala contém 21% de oxigênio e menos de 1% de dióxido de carbono. Se a quantidade do primeiro for reduzida abaixo de 15%, a maioria dos combustíveis não mais queimará.

O INERGEN reduz o nível de oxigênio do ambiente para 12,5%, enquanto eleva a concentração de dióxido de carbono para 4%. A quantidade de dióxido de carbono aumenta a taxa respiratória e a capacidade de absorção de oxigênio do organismo. Em síntese, o corpo humano é estimulado, pelo dióxido de carbono, a respirar mais rápido e profundamente, para compensar a redução de oxigênio na atmosfera.

Durante o funcionamento do sistema, não há presença de “névoa”, o que facilita o processo de manutenção da calma das pessoas (efeito psicológico), favorecendo a retirada das vítimas. Mas, para segurança extra, o sistema de argônio pode ser “odorizado”, a fim de assegurar o alerta à presença do gás em situação de descarga ou escapamento.

O gás argonite na concentração entre 40% e 50% é eficiente em tornar inertes as misturas ar/propano e ar/metano.

Sistema de água nebulizada e tecnologia Water Mist

A água é um excelente agente extintor. Seu uso no passado era limitado a uma pequena fração de sua capacidade extintora. Atualmente, sua eficiência no combate a incêndios pode ser otimizada mediante descarga na zona de perigo na forma de fina névoa.

O sistema de água nebulizada consegue utilizar toda a capacidade extintora da água. É normalizado pela NRB no 8.674, composto de bicos projetores de água e tubulação, geralmente, sob controle automático. Um conjunto de moto-bomba e compressor induz à  formação de neblina, constituída de finas gotículas de água não contínuas.

A quantidade de vazão de água necessária ao bom funcionamento do sistema é determinada previamente por cálculo hidráulico computadorizado, levando-se em conta, principalmente, a densidade de descarga da água utilizada e a pressão mínima recomendada para os projetores.

Possui as seguintes aplicações:

• extinção de incêndio em tanques abertos de certos líquidos inflamáveis;

• porões de óleo de laminadores e equipamentos elétricos imersos em óleo, como transformadores, disjuntores, etc;

• para proteção de tanques de armazenamento e equipamentos contendo líquidos perigosos, gases e contra o calor, proveniente de um incêndio nas imediações do risco;

• o sistema também é utilizado para aplicações especiais em situações insólitas, por evitar a passagem de fogo, calor e fumaça por aberturas em paredes corta-fogo e lajes.

Indicado também em situações em que não se permite o uso de portas corta-fogo.

Sistema de água nebulizada para equipamentos elétricos

Um sistema de água nebulizada, para proteção de transformadores e disjuntores imersos em óleo, compõe-se de:

• tubulação galvanizada, em que bicos projetores de água são instalados em sua linearidade, a fim de cobrir determinada área de risco;

• tubulação para ar comprimido, em que chuveiros de sprinklers estão dispostos de forma a detectar fontes de incêndio e calor, acionando o sistema;

• válvulas de controle automático tipo dilúvio, hidropneumáticas, que mantêm a água sob pressão em posição fechada. É desarmada, automaticamente, pelo acionamento dos detectores térmicos.

Sistema Water Mist.

É o aprimoramento do sistema de água nebulizada. Seu dimensionamento é dado pela NFPA no 750. O diferencial entre os dois sistemas está no tamanho das partículas de água.

No Water Mist, a água é micropulverizada, sendo que 99% do total do volume são gotículas com diâmetro menor do que 1000 microns (DV. 0,99), para o uso de menor pressão operacional no bico nebulizador.

O que potencializa o poder de absorção de calor da água.

A água é aplicada ao fogo na forma de gotas muito finas que, para o observador, assemelham-se a uma névoa densa. A relação da área de superfície da gota ao volume da água é alto e a conversão para vapor ocorre muito eficientemente. O calor latente da vaporização, que é um fenômeno físico, associou-se à mudança do estado da água (vapor), removendo muito calor da reação.

O sistema water mist oferece como benefícios adicionais:

• atenuação da radiação térmica;

• remoção da proporção de partículas de fumaça presentes no ar;

• absorção da toxicidade solúvel em água e de gases irritantes.

A descarga da água como uma fina névoa em sistemas independentes fornece meios altamente eficientes na proteção contra incêndio, os quais requerem quantidades consideravelmente menores de agente, quando comparados aos tradicionais sistemas de sprays e dilúvio, o que resulta em benefícios substanciais quanto à capacidade e ao peso do sistema, além de tornarem insignificantes os danos causados à área protegida pela ação da água.

Cada vez mais, sistemas de nebulização de água (water mist) estão sendo projetados, testados e aprovados para riscos leves, pois o pequeno diâmetro do encanamento de aço inoxidável usado, evidentemente, deu a essa tecnologia uma vantagem sobre a proteção com chuveiros automáticos de resposta rápida. Atualmente, o sistema water mist tem uma aceitação muito grande em navios, sendo estudado e utilizado também em usinas nucleares e pela NASA.

Sistema de combate a incêndio com espuma

Consiste na utilização de espuma de alta expansão, que produz o abafamento do combustível, impedindo a oxigenação e provocando o resfriamento.

A espuma é lançada no interior do reservatório onde se encontra o líquido inflamável, por canhões ou mangueiras com esguichos, sobre o tanque onde estiver ocorrendo o incêndio e sobre os tanques vizinhos para protegê-los.

São utilizados em instalações onde são armazenadas grandes massas de líquidos inflamáveis, como: gasolina, acetona, álcool, solventes e outros, quer em tanques externos, quer em depósitos em interiores.

O sistema obedece ao disposto na Norma 11-A da NFPA e NBR no 12.615 e consiste em um reservatório de pressão — o depósito — que armazena um extrato biodegradável de base protéica (fluoroproteínas) formador de espuma (existem diversos fabricantes).

A água do reservatório de acumulação, pela ação de uma bomba, arrasta o produto, que, emulsionado com a água, vai por uma tubulação até o tanque que se pretende proteger. Pode-se usar um filtro para a água antes da mistura com o extrato, para evitar a entrada de quaisquer impurezas.

A mistura do extrato com a água efetua-se graças a um componente da instalação, denominado proporcionador, o qual dosa automaticamente, o extrato, de modo a manter a relação água-extrato constante, embora a descarga e a pressão variem. A dosagem mais comum é a de 3% a 5% de extrato.

Ao atingir o tanque ou outro local de lançamento, a mistura água-extrato passa por um dispositivo formador ou gerador de espuma, o qual nada mais é que um ejetor de água-extrato, isto é, um bocal convergente que permite a incidência do líquido (água-extrato) num tubo Venturi (bocal convergente-divergente), arrastando-o, ao mesmo tempo, pelo efeito conhecido do ejetor.