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L G E E - B OO K / P R E V E M F O C O PREV EM FOCO LÍQUIDO GERADOR DE ESPUMA Lista de Figuras.............................................................................................................................................................. 2 Lista de Tabelas............................................................................................................................................................. 3 Profissional..................................................................................................................................................................... 4 Introdução...................................................................................................................................................................... 5 Instalação de Combate a Incêndio com Espuma................................................................................................. 6 Tanques para Armazenamento de Espuma........................................................................................................ 14 Câmara ou Difusor..................................................................................................................................................... 15 Indicações para o Cálculo de uma Instalação de Combate a Incêndio com Espuma............................................................................................................................................... 25 Exemplo........................................................................................................................................................................ 27 Perdas de Carga na Instalação de Espuma.......................................................................................................... 31 01 PREV EM FOCO S U M Á R IO O QUE VOCÊ ENCONTRA NESSE E-BOOK: Fig. 1 - Lançamento de espuma com esguicho modelo KR-35 da KOMET-S.................................................................................................................................................................................................. 7 Fig. 2 - Símbolos gráficos e legendas para projetos de instalação de combate a incêndio...................................................................................................................................................................... 8 Fig. 3 - Esquema de instalação do proporcionador de extrato diretamente no recalque da bomba de água..................................................................................................................................... 9 Fig 4 - Instalação do proporcionador em paralelo. Dispensa a bomba do extrato....................................................................................................................................................................................10 Fig. 5 - Formador de espuma mecânica tipo KRT/L (Bucka, Spiero............................................................................................................................................................................................................... 11 Fig. 6 - Esquema de instalação das bombas, do proporcionador paralelo e da alimentação dos pontos do sistema.................................................................................................................... 12 Fig. 7 - Proporcionador automático tipo G-NW (Bucka, Spiero)..................................................................................................................................................................................................................... 13 Fig. 8 - Proporcionador paralelo tipo PV da Bucka, Spiero Com. Ind. e Import. S.A...................................................................................................................................................................................15 Fig. 9 - Tanque de enchimento de extrato (Bucka, Spiero)................................................................................................................................................................................................................................16 Fig. 10 - Câmara de espuma tipo ST (Bucka, Spiero)...........................................................................................................................................................................................................................................17 Fig. 11 - Instalação com defletor SKf (Bucka, Spiero)...........................................................................................................................................................................................................................................18 Fig. 12 - Instalação com deslizador DW (Bucka, Spiero)................................................................................................................................................................................................................................... 20 Fig. 13 - Conjunto formador de espuma mecânica com câmara tipo MBS para tanque de teto fixo tipo MBS = com flange. MBSs = sem flange (Bucka, Spiero).................................... 21 Fig. 14 - Tanque com formador e câmara (Bucka, Spiero)............................................................................................................................................................................................................................... 22 Fig. 15 - Tanque com iluminador de diques GS (Bucka, Spiero)...................................................................................................................................................................................................................... 23 Fig. 16 - Proporcionador do extrato....................................................................................................................................................................................................................................................................... 31 02 PREV EM FOCO LISTA DE FIGURAS Tabela 1...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................24 Tabela 2 (Tipos de câmara em função do inflamável armazenado) ...............................................................................................................................................................................................................24 Tabela 3 (Vazões em função da pressão nos componentes do sistema de espuma)................................................................................................................................................................................26 Tabela 4...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................26 Tabela 5...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................28 03 PREV EM FOCO LISTA DE TABELAS O curso é ministrado por Bruna Pereira da Silva, Engenheira Civil pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná – Unioeste (2011), Especialista em Gestão de Obras pelo Serviço Nacional deAprendizagem Industrial – Senai (2013), Mestre em Ciências Ambientais pela Unioeste (2017), Professora na instituiçãoUnipar Cascavel, desde 2016, ministrando as disciplinas para os cursos de Engenharia Civil bem como Arquitetura e Urbanismo. Responsável Técnica da empresa Kissula Engenharia, desde 2013, prestando principalmente os serviços de projetos de Prevenção contra incêndios, Hidrossanitário, Saneamento Urbano e Rural, Drenagem Urbana e Rodoviária e Estudos Hidrológicos. 04 PREV EM FOCO PROFISSIONAIS Instrutora Esse Ebook trata do LGE (líquido gerador de espuma), substância formada pela concentração sintética do produto. O diferencial do LGE está em ser biodegradável e não tóxico. Garante qualidade mesmo em meio a altas temperaturas, pois é composto por aditivos que lhe concedem maior estabilidade e fluidez, além de surfactantes fluorados. Sua função principal é extinguir incêndios em hidrocarbonetos e solventes polares. A expansão e densidade do LGE permitem a atuação em uma superfície com líquido inflamado, de maneira que material produz uma proteção e impossibilita a passagem de gases em alta temperatura, atrapalhando o contato do produto inflamável com o ar. É apresentada suas particularidades do LGE, funcionamento de uma instalação (esquemas e peças que compõe), dados técnicos e um Exemplo de Cálculo detalhado com indicações fundamentais para um projeto ótimo. Faça bom uso das informações e elabore projetos com responsabilidade. A IFCON deseja excelentes estudos. 05 PREV EM FOCO INTRODUÇÃO Em instalações onde são armazenadas grandes massas de líquidos inflamáveis, como gasolina, acetona, álcool, solventes etc., quer em tanques externos, quer em depósitos em interiores, uma das formas mais eficazes de combate ao incêndio, debelando-o ao irromper em um reservatório e impedindo que se propague, consiste na utilização de espuma de alta expansão, que produz o abafamento do combustível, impedindo a oxigenação do mesmo e provocando seu resfriamento. A espuma é lançada no interior do reservatório onde se encontra o líquido inflamável, podendo também ser lançada com canhões ou mangueiras com esguichos, sobre o tanque onde estiver ocorrendo o sinistro e sobre os tanques vizinhos, para protegê-los. Existe um reservatório de pressão - o depósito - que armazena um extrato biodegradável de base proteínica (fluoroproteínas) formador de espuma. A água de um reservatório de acumulação, pela ação de uma bomba, graças ao defeito de um venturi em comunicação com o reser- vatório de extrato, arrasta esse produto que, emulsionado com a água, vai numa tubulação até o tanque que se pretende proteger. Pode-se usar um filtro para a água antes da mistura com o extrato, para evitar que qualquer impureza vá ter à tela do dispositivo, mencionado a seguir. Ver Fig.1. 06 PREV EM FOCO LGE (LÍQUIDO GERADOR DE ESPUMA) Instalação de Combate a Incêndio com Espuma1. 07 PREV EM FOCO Figura 1 - Lançamento de espuma com esguicho modelo KR-35 da KOMET-S. A mistura do extrato com a água se efetua graças a um componente da instalação denominado proporcionador, o qual dosa automaticamente o extrato, de modo a manter uma relação constante de água-extrato, embora a descarga de água varie e possa ocorrer também variação de pressão. A dosagem mais comum é a de 3 a 5% de extrato.Ao atingir o tanque ou outro local de lançamento de espuma, a mistura água-extrato passa por um dispositivo formador ou gerador de espuma. Este nada mais é do que um ejetor de água-extrato, isto é, um bocal convergente que permite a incidência do líquido (água-extrato) num venturi (bocal convergente-divergente), arrastando ao mesmo tempo, pelo efeito conhecido do ejetor, considerável volume de ar, que com a mistura citada irá formar a espuma. 08 PREV EM FOCO Figura 2 - Símbolos gráficos e legendas para projetos de instalação de combate a incêndio. 09 PREV EM FOCO Fig. 3 Esquema de instalação do proporcionador de extrato diretamente no recalque da bomba de água 10 PREV EM FOCO Fig 4. Instalação do proporcionador em paralelo. Dispensa a bomba do extrato. 11 PREV EM FOCO Fig. 5 Formador de espuma mecânica tipo KRT/L (Bucka, Spiero). 12 PREV EM FOCO Fig. 6 Esquema de instalação das bombas, do proporcionador paralelo e da alimentação dos pontos do sistema. 13 PREV EM FOCO Fig. 7 Proporcionador automático tipo G-NW (Bucka, Spiero) A instalação de combate a incêndio, às vezes por economia, prevê a mesma bomba para funcionar quer no sistema de hidrantes, quer no de sprinklers, quer no de espuma. Para evitar a necessi- dade da manobra de registros pelo operador, podem-se usar válvulas de controle de descarga nas linhas dos sprinklers e hidrantes, que, ao se escoar a água, determinam a ligação da bomba automaticamente. Para acionar o sistema de espuma manualmente, fecha-se o registro de gaveta das linhas de sprinklers e hidrantes e abre-se o do sistema de dosadores e linha para as câmaras de espuma e hidrante-canhão, se este existir. Caso o sistema de espuma seja de funcionamento automático comandado por detectores, deverá haver válvulas de solenóide no ramal do sistema e no ramal dos dosadores. A Fig. 9 mostra um tanque padrão Bucka, Spiero com capacidade até 10.000 l de extrato. O enchimento é realizado pela entrada A, a qual dispõe de um funil com peneira B a fim de evitar a formação de espuma durante o enchimento. O nível é medido no quadrante F, e indicado por um ponteiro cujo movimento é comandado por um sistema de barras articuladas, acionadas pela boia C. A válvula de compressão D permite a entrada de sucção de extrato. 14 PREV EM FOCO LGE (LÍQUIDO GERADOR DE ESPUMA) 1. Tanques para Armazenamento de Extrato para Espuma1. 15 PREV EM FOCO A espuma que sai do formador segue até uma câmara ou difusor antes de ser lançada no interior do tanque, de modo que a expansão de espuma se faça adequadamente. LGE (LÍQUIDO GERADOR DE ESPUMA) 2. Câmara ou Difusor 1. Fig. 8 Proporcionador paralelo tipo PV da Bucka, Spiero Com. Ind. e Import. S.A. 16 PREV EM FOCO Fig. 9 Tanque de enchimento de extrato (Bucka, Spiero). 17 PREV EM FOCO Fig. 10 Câmara de espuma tipo ST (Bucka, Spiero). 18 PREV EM FOCO Fig. 11 Instalação com defletor SKf (Bucka, Spiero). 19 PREV EM FOCO A Fig 10 mostra a câmara de espuma tipo ST da Bucka, Spiero; e a Fig. 11, uma câmara ST com defletor SKf do mesmo consagrado fabricante, cuja finalidade é espalhar a espuma na parede interna do tanque e sobre a superfície do liquido. Se o tanque for muito alto, para evitar que a espuma ao cair seja parcialmente consumida pelo fogo, a Bucka, Spiero recomenda o emprego dos deslizadores DW, fixados à parede interna do tanque. No deslizador, a espuma desliza de uma chapa inclinada para outra, até atingir a superfície do líquido em chamas, e sobre o qual se espalha, apagando o incêndio (Fig. 12). A Fig. 14 mostra sugestões da Bucka, Spiero para instalação do formador de espuma e câmara. Vê-se a ligação de quatro conjuntos a uma tubulação em anel em volta do tanque. Quando for prevista a possibilidade de extravasamento do tanque, com consequente incêndio, pode ser usado o inundador. A Fig. 15 mostra a solução de se empregar apenas uma câmara ST e um inundador GS, ficando o formador de espuma do lado externo do dique de proteção. 20 PREV EM FOCO Fig. 12 Instalação com deslizador DW (Bucka, Spiero). 21 PREV EM FOCO Fig. 13 Conjunto formador de espuma mecânica com câmara tipo MBS para tanque de teto fixo tipo MBS = com flange. MBSs = sem flange (Bucka, Spiero). 22 PREV EM FOCO Fig. 14 Tanque com formador e câmara (Bucka, Spiero). 23 PREV EM FOCO Fig. 15 Tanque com iluminador de diques GS (Bucka, Spiero). 24 PREV EM FOCO 1. Vazão da solução água-extrato (usando câmaras e formadores BSC-KOMET): 4,07 l/min/m2 de áreas de superfície livre de inflamável no tanque para hidrocarbonetos líquidos, álcool metílico e etílico, acetato de etila e metil-etil-cetona. Para a acetona, álcool butílico e éter isopropiteco, a vazão deve ser de 6,0 l/min/m2 e até mais, conforme o caso. 2. Número de câmaras em função do diâmetro do tanque.3. Tempo mínimo de operação do sistema, isto é, de suprimento de extrato formador de espuma. A Tabela 3 mostra o tipo e a vazão em l/min para vários valores da pressão nos diversos elementos do sistema. Esta, em geral, é de 5 kgf/cm2. 4. Proteção do dique com linhas de mangueiras ligadas a hidrantes, com vasão de 200 l/min de solução água-extrato. 25 PREV EM FOCO LGE (LÍQUIDO GERADOR DE ESPUMA) 2. Tanques para Armazenamento de Extrato para Espuma 26 PREV EM FOCO Vejamos como aplicar os elementos que acabamos de indicar, seguindo a orientação do Manual KOMET - Equipamentos para espuma mecânica, da Bucka, Spiero. Numa base de transferência de combustíveis, um tanque para armazenamento de gasolina, que deve ser protegido contra incêndio, tem 24 m de diâmetro. Vejamos como calcular o sistema fixo de espuma e o suprimento de extrato e água necessária, considerando as alternativas de câmara tipo I (isto é, a câmara ST com deslizador DW) e câmara tipo II (câmara ST com defletor SKf), supondo a pressão disponível de 5 kgf * cm-2 no formador de espuma. A marcha a seguir pode ser a seguinte a) Diâmetro do tanque b) Área da superfície do tanque c) Quantidade de solução de água-extrato para proteção do tanque contendo gasolina 452 m² x 4.07 l/min/m² = 1.840 l/min d) Quantidade de solução de água-extrato para proteção do dique com duas mangueiras de espuma, pois o diâmetro está compreendido entre 20 e 28 m (Tabela 5) 27 PREV EM FOCO LGE (LÍQUIDO GERADOR DE ESPUMA) 3. Exemplo 28 PREV EM FOCO 200 l/min x 2 linhas = 400 l/min e) quantidade de solução agua-extrato para enchimento da tubulação até o tanque, A tubulação por hipótese tem o diâmetro d1, de 6’’(152 mm) e um comprimento l = 60 m f) Quantidade de solução água-extrato para operação de câmaras ST tipo I (ver Tabela 2). O conjunto vem equipado com defletor SKf e deslizador DW. 1.840 l/min x 30 min = 55.200 l g) Quantidade de solução água-extrato para operação de câmaras tipo II (ver Tabela 2) 1840 l/min x 55 min = 101200 l 29 PREV EM FOCO h) Quantidade de solução água-extrato para operação de linhas de mangueiras (2 linhas de 200 l/min), conforme Tabela 4 2 x 200 x 30 = 12.000 l i) Quantidade total de solução água-extrato para operação do sistema com câmaras tipo I 55.200 + 11.100 + 12.000 = 78.300 l j) Quantidade total de solução água-extrato para operação do sistema com câmaras tipo II 101.200 + 11.100 + 12.000 = 124.300 l k) Quantidade de extrato Komet (concentração de 3,5%) para suprimento do sistema com câmaras tipo I Observação: A concentração de extrato varia de 3.5 a 6%. l) Quantidade de extrato Komet (concentração de 6%) para suprimento do sistema com câmaras tipo I m) Quantidade de extrato Komet (concentração de 3.5%) para suprimento do sistema com câmaras tipo I n) Quantidade de extrato Komet (concentração de 6%) para suprimento do sistema com câmaras do tipo II o) Número de câmaras recomendadas até 24 m de diâmetro (Tabela 1) - 1 câmara p) Equipamento recomendado para trabalho com pressão de 5 kgf/cm2 - Dois conjuntos BSC-Komet/10 com vazão de 1.000 l/min com defletores SK (câmaras tipo II) totalizando 2.000 l/min de vazão ou - Dois conjuntos BSC-Komet/10 com vazão de 1.000 l/min com deslizadores tipo DW (câmaras tipo I) totalizando 2.000 l/min de vazão. Esta escolha se realiza da seguinte maneira: a) Entrando-se na Tabela 3 com os valores 5 kgf/cm² e 1.000 l/min, acha-se, à esquerda, ConjuntoBSC Komev/10. b) Na Fig. 5, entrando-se na tabela de dados técnicos como valor 1.000 l/min de água para a vazão, vê-se que é indicado o formador de espuma Tipo KRT/L e na coluna à direita consta a letra e. 30 PREV EM FOCO Nos dois gráficos na parte superior da figura, considerando-se o valor da pressão igual a 5 kgf * cm-2 e utilizando-se as curvas e, obtém-se 6 m³/min como vazão de espuma, valor que aliás aparece também na tabela de dados técnicos da referida figura. Podemos calcular as perdas de carga a fim de determinarmos a altura manométrica e escolhermos a bomba, adotando o seguinte critério. a) No proporcionador do extrato, os valores da Fig.16. 31 PREV EM FOCO 4 - Perdas de Carga na Instalação de Espuma Fig. 16 Proporcionador do extrato. P R E V E M F O C O P A R A M A I S C O N T E Ú D O S , A C E S S E N O S S A S R E D E S S O C I A I S :