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Aula 3 Dinâmica do fogo

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UNIVERSIDADE POTIGUAR
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
CURSO: GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
Instalações Prediais de Combate a Incêndio 
E Instalações Prediais de Gás
A Dinâmica do Fogo
Professora: Kalline Pinheiro da Câmara
INST. PREDIAIS – COMBATE A INCÊNDIO E GÁS
Definições:
Combustão é uma reação exotérmica que consiste na combinação de material combustível (sólido ou líquido) com comburente (oxigênio do ar), que, ativado por uma fonte de calor (pequena chama, fagulha ou o contato com uma superfície aquecida), inicia uma transformação química, o fogo, com a produção de mais calor, que propicia o prosseguimento da reação, desencadeando um mecanismo reacional, chamado reação química em cadeia.
		
INST. PREDIAIS – COMBATE A INCÊNDIO E GÁS
		Em outras palavras, o fogo é uma reação química que ocorre com a oxidação rápida do material combustível, sólido ou líquido, com oxigênio do ar, provocada por uma fonte de calor, que gera chamas, desprende calor, além de emitir fumaça, gases e outros resíduos. Cada um desses produtos derivados da combustão, gera consequências:
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Chamas: as chamas formam a parte espetacular e visível do fogo, iluminam e atraem;
Fumaça: a fumaça, pelo contrário, impede a visibilidade, provoca o pânico, dificulta a saída e a aproximação para o combate ao fogo, intoxica e/ou asfixia, corrói objetos frágeis, etc.;
Gases: são invisíveis, podem ser tóxicos, inodoros e sua difusão provoca a propagação do fogo. Atualmente, com os materiais sintéticos cada vez mais em maior quantidade usados nos revestimentos de construções, aumentou a quantidade de produtos gasosos prejudiciais ao homem em uma situação de incêndio. A fumaça e os gases tóxicos são responsáveis por mais de 80% das mortes em incêndios.
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Calor: o calor aquece o ar chegando a altíssimas temperaturas, provocando a propagação do fogo através da combustão espontânea de certos materiais e a deformação e a perda da resistência de outros;
Oxigênio: o oxigênio do ar é consumido durante a combustão em ambientes fechados tornando-o irrespirável;
Cinzas: os combustíveis sólidos comuns, como madeiras, tecidos, borrachas, etc.; além de emitirem fumaças deixam cinzas.
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Para que haja a ocorrência do fogo, deve haver a concorrência simultânea de três elementos essenciais: material combustível, comburente (oxigênio) e uma fonte de calor, formando o triângulo do fogo;
Para que haja a propagação ou continuidade do fogo após sua ocorrência é necessária uma reação química em cadeia, representada pelo tetraedro do fogo.
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Fig 01 Triângulo e Tetraedro do fogo
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Existem fenômenos da combustão em alta velocidade da mistura de gases gerados por uma reação química de material combustível, confinados em altas pressões e temperaturas num ambiente com pouco ou nenhum oxigênio. Esta mistura explosiva pode entrar em combustão (ou explosão) de várias formas, com a dissipação de grande quantidade de energia, provocando ondas de choques e ruídos. O confinamento é uma condição favorável à ocorrências de explosões.
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Principais tipos de explosões por ocasião da decorrência de incêndios: 
BLEVE: é uma sigla para a expressão em língua inglesa boiling liquid expanding vapor explosion (explosão do vapor de expansão de um líquido sob pressão) , utilizado por bombeiros para se referirem a um tipo de explosão que pode ocorrer quando um recipiente contendo um líquido pressurizado se rompe durante um incêndio.
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Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion (BLEVE)
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Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion (BLEVE)
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Backdraft: A diminuição da oferta de oxigênio (limitação da ventilação) poderá gerar o acúmulo de significativas proporções de gases inflamáveis, produtos parciais da combustão e das partículas de carbono ainda não queimadas. Se estes gases acumulados forem oxigenados por uma corrente de ar proveniente de alguma abertura no compartimento produzirão uma deflagração repentina. Esta explosão que se move através do ambiente e para fora da abertura é denominada de ignição explosiva, termo que em inglês é denominada de backdraft ou backdraught.
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Backdraft
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Backdraft
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Flashover: A teoria do flashover diz que durante o crescimento do incêndio, o calor da combustão poderá aquecer gradualmente todos os materiais combustíveis presentes no ambiente e fazer com que eles alcancem, simultaneamente, seu ponto de ignição, produzindo a queima instantânea e concomitante desses materiais. Os gases que se produzem durante este período se aquecem até a temperatura de ignição e ocorre o flashover, ficando toda a área envolvida pelas chamas.
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Flashover: 
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PONTOS DE FULGOR, COMBUSTÃO E IGNIÇÃO
PONTO DE FULGOR: É a temperatura mínima na qual os materiais combustíveis começam a desprender vapores combustíveis, que em contato com uma fonte externa de calor, se incendeiam. Afastada a fonte externa de calor, a chama cessa.
PONTO DE COMBUSTÃO: É a temperatura mínima na qual os materiais combustíveis começam a desprender vapores combustíveis, que em contato com uma fonte externa de calor, se incendeiam. Afastada a fonte externa de calor, a chama se mantém.
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PONTO DE IGNIÇÃO: É a temperatura mínima na qual os materiais combustíveis começam a desprender vapores combustíveis, que em contato com o oxigênio do ar atmosférico, inicia uma combustão espontânea.
Obs: Estes pontos variam de acordo com o tipo de material e as temperaturas que eles atingirão.
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Propagação do fogo
Propagação por condução: o fogo e o calor gerado no interior de uma edificação podem se propagar por condução ou contato das seguintes formas:
Pelo contato direto das próprias labaredas, que passam de um ambiente para outro do mesmo pavimento ou para o pavimento superior externamente através das janelas da fachada, podendo alcançar a fachada e as aberturas dos prédios vizinhos, ou ainda, possíveis aberturas existentes nas paredes e nos entre pisos.
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Por condução através de meio físico, como as paredes e as lajes de entre pisos, que é aquecido pelas chamas e pelo calor do fogo gerando princípios de fogo por contato nos carpetes, cortinas, móveis, etc., dos ambientes adjacentes, andares acima e até de edificações vizinhas geminadas.
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Propagação por convecção
A propagação por convecção se dar por meio circulante gasoso, composto por gases e o ar quentes, vapores e a fumaça produzida pelo fogo, que sobem entrando em contato com outros materiais inflamáveis que são aquecidos até atingir seu ponto de combustão. O aquecimento do ar atmosférico provoca a circulação por convecção rápida pelos ambientes dos produtos gerados pela combustão.
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Propagação
 por convecção
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Propagação por radiação térmica
A propagação por radiação do fogo ou irradiação se dá por meio de ondas de calor ou raios caloríficos (infravermelhos) gerados por um corpo aquecido, que irradia em todas as direções através do espaço, semelhantes aos raios solares. É a sensação térmica sentida na pele devido aos raios solares ou na aproximação de um fogo.
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Propagação por radiação térmica
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Classes do fogo
Os fogos são classificados, de acordo com o material
combustível, em cinco classes: A, B, C, D, K e I.
Classe A: são os que ocorrem em materiais combustíveis comuns, ordinários, como madeiras, papeis, tecidos, plásticos, etc. Esses materiais queimam em superfície e em profundidade, e em razão do seu volume, deixam resíduos após a combustão, como brasas e cinzas. A extinção se dá por resfriamento, principalmente pela ação da água, que é o mais efetivo agente extintor, e por abafamento, como ação secundária;
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Classe B: são os que ocorrem em líquidos combustíveis inflamáveis, como óleos, gasolina, etc., que queimam somente em superfície, e em gases inflamáveis, como gás liquefeito de petróleo (GLP), gás natural, acetileno, hidrogênio e outros. A combustão destes materiais se caracteriza por não deixarem resíduos e sua extinção se dá por abafamento, pela quebra da cadeia em reação química e/ou pela retirada do material combustível. Os agentes extintores podem ser produtos químicos secos, líquidos vaporizantes, gases, água nebulizada e a espuma mecânica, que é o melhor agente extintor;
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Classe C: são os que ocorrem em equipamentos elétricos energizados. Deve ser usado um agente extintor não condutor de eletricidade. São usados o pó químico, líquidos vaporizantes e gases principalmente;
Classe D: são os que ocorrem em metais combustíveis, chamados de pirofóricos, como magnésio, titânio, zircônio, lítio, alumínio, etc. Esses materiais queimam mais rapidamente, reagem com o oxigênio atmosférico, atingindo temperaturas mais altas que outros materiais combustíveis. O combate exige equipamentos, técnicas e agentes extintores especiais para cada tipo de metal combustível, que formam uma capa protetora isolando o metal combustível do ar atmosférico;
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Classe K: são os que ocorrem em óleos comestíveis de fritura, gorduras animais em estado líquido, graxas, etc.; que são usados em cozinhas comerciais e industriais. O combate ao fogo exige agentes extintores que proporcionem ótima cobertura em forma de lençol de abafamento. São usados pós químicos e líquidos especiais;
Classe I: Fogos em materiais radioativos.
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Causas dos incêndios:
Cigarros e assemelhados – ocorrem mais por imprudência;
Forno e fogão – o mau uso desses equipamentos e manejo inadequado de produtos inflamáveis;
Eletricidade – o uso impróprio, gambiarras, subdimensionamentos, superaquecimento, etrc;
Atrito – ocorrem em máquinas e equipamentos com defeitos de arrefecimento;
Líquidos inflamáveis – vazamentos acidentais;
Raios – além da onda de choques, provocam incêndios;
Criminal – proposital.
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Métodos de extinção do fogo
Extinção por isolamento (retirada do material) – drenar líquido inflamável, fechar registros de gás, etc.;
Extinção por abafamento (retirada do comburente) – evita que o material em combustão seja alimentado por mais oxigênio, reduzindo a concentração com gases inertes, por exemplo, sendo o mais comum o CO2;
Extinção por resfriamento (retirada do calor) – absorve o calor do fogo e do material em combustão, agente extintor mais comum a água;
Extinção química (quebra da reação em cadeia) tem o objetivo formar uma mistura não inflamável, interrompendo a reação, agente extintor mais comum é o pó químico.
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Agentes extintores do fogo
Para extinguir o fogo é necessário eliminar, no mínimo, um dos elementos formadores do fogo.
Principais agentes extintores são: água, espuma aquosa, gases inertes e pós químicos.
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Água: 
É a mais difundida na natureza;
É a mais efetiva no combate ao fogo, porque tem grande poder de absorção de calor;
É um agente extintor:
Seguro;
Não tóxico;
Não corrosivo;
Estável.
Formas de extinção do fogo
líquido, jato compacto que age por resfriamento e jato de neblina que age por resfriamento e abafamento.
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Espuma aquosa
A espuma aquosa ou mecânica é composta por bolhas. É produzida com a agitação de uma mistura de água com o agente concentrado líquido especial formador de espuma.
Formas de extinção do fogo
Como a espuma é mais leve e flutua sobre o líquido combustível, extingue o fogo por abafamento e resfriamento. É usada na extinção de fogos em líquidos derramados ou armazenados em tanques combustíveis.
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Gases inertes
Os gases inertes mais usados na composição são o dióxido de carbono, nitrogênio e argônio
Formas de extinção
Extingue por abafamento, com a diluição da concentração de oxigênio (oxirredução) no ar, reduzindo a geração de calor.
Pós químicos
Tem como bases químicas principais o bicarbonato de sódio, bicarbonato de potássio, cloreto de potássio e o monofosfato de amônia.
INST. PREDIAIS – COMBATE A INCÊNDIO E GÁS
Formas de extinção
Se dá por abafamento, resfriamento e principalmente pelo rompimento da cadeia de reação química.
São eficientes em extinguir o fogo em líquidos inflamáveis, podendo ser usados no combate a fogos em alguns equipamentos elétricos energizados, mas seu uso deve ser evitado, pois o pó químico em contato com o a umidade do ar corrói as placas eletrônicas.

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