Departamento Técnico da GIFEL Engenharia de Incêndios Sistemas fixos de CO2: Os sistemas fixos diferem conforme a modalidade de
armazenamento do meio extintor entre Sistemas de Alta Pressão e Sistemas de
Baixa Pressão. Cada um tem as suas peculiaridades.
Comum para ambos os tipos de sistema é a necessidade de
sistemas de detecção e alarme conectados a uma central de comando que permite a
operação manual ou automática do disparo da proteção em cada área. Sensores de
fumaça ou calor são projetados e instalados de maneira a detectar um princípio
de incêndio, enquanto as chamas são pequenas.
Estes elementos são primordiais para a operação correta da
proteção contra incêndio. Complementam o esquema sistemas de alarme visual e
acústico, temporizadores para permitir a evacuação de
recintos fechados protegidos por inundação total e atuadores manuais de alarme
distribuídos pela instalação que permitem ao pessoal de operação deflagrar o
processo através do menor sinal de fogo, agindo em conjunto com os sistemas
automáticos instalados. Sistema de CO2 de Alta Pressão: O
esquema típico de uma instalação em alta pressão é o seguinte:
Os sistemas de alta pressão usam cilindros de armazenamento
individuais que podem ser conectados através de um tubo coletor comum (manifold) permitindo uma descarga simultânea rápida. As válvulas
dos cilindros podem ser operadas automaticamente ou manualmente, localmente ou
de maneira remota usando atuadores de válvulas elétricos, pneumáticos ou
mecânicos.
Dependendo do esquema da instalação a ser protegida uma
bateria de cilindros pode atender a sinistros em várias áreas, sendo a
comutação do meio extintor feita através de válvulas direcionais. Nestes casos
é usual o emprego de uma bateria principal e outra reserva.
A quantidade de meio extintor é dimensionada para atender um
evento – se forem riscos diferentes o dimensionamento contempla sempre o risco
maior, depois do qual é necessário recarregar os cilindros.
A instalação compreende uma tubulação de distribuição do CO2
até o local de risco e lá são instalados bicos nebulizadores
dimensionados para cada uso específico, seja para o sistema de aplicação local seja para inundação total. Via de regra, cada sistema é projetado
individualmente de maneira a atender as características locais e as exigências
específicas do processo envolvido. Como exemplo citamos:
a proteção de hidrogeradores por inundação
total onde ocorrem duas descargas, uma rápida para um vigoroso início de
ação e outra lenta para manter a concentração especificada de agente extintor
durante o tempo previsto em norma, de maneira a garantir um processo de
extinção bem sucedido. Sistema
de CO2 de Baixa Pressão: O esquema
típico de uma instalação em baixa pressão é o seguinte:
Os sistemas fixos de combate a incêndio por CO2
de baixa pressão são indicados para riscos que requerem uma grande quantidade
de agente extintor numa área de estocagem limitada. Um tanque de armazenagem a
granel pode ter a capacidade desde 3/4 até 60 toneladas de dióxido de carbono o
que corresponde a de
O CO2 é estocado na fase líquida, em tanques de
pressão executados conforme padrões ASME e equipados com sistemas de
refrigeração próprios. A pressão no interior do tanque é mantida próximo dos
300 psi (20,7 bar) através da manutenção da temperatura interna em aproximadamente
-17 graus Celcius. Várias áreas de risco de uma mesma instalação podem ser
atendidas através deste tipo de sistema fixo, que permite inclusive a aplicação
local de CO2 através de mangueiras, dada a
fase de armazenagem do meio extintor.
O sistema é composto pelo tanque de armazenagem, com sua
unidade autônoma de refrigeração, válvulas do tanque que permitem tanto a saída
do CO2 para a extinção como a extração de CO2 na fase
vapor para o acionamento das válvulas pneumáticas – que é aduzido à tubulação
de pilotagem. O meio extintor é distribuído através de tubulações e aplicado
por meio de bicos nebulizadores dimensionados para
cada tipo de aplicação, seja aplicação local ou inundação total.
O controle das válvulas pode ser eletro-pneumático
ou manual. Cada conjunto de válvula seletora máster é composto ou por uma
válvula esférica ou por uma válvula borboleta, por uma válvula de operação com
retorno por mola e por uma válvula solenóide de três vias comandada
eletricamente. O sistema de comando é feito por uma central de comando como
descrito acima. Comparação entre os Sistemas: Os sistemas de alta pressão permitem sua instalação em
lugares remotos, pois o transporte de cilindros para recarga é possível na
maioria dos casos. Já os de baixa pressão necessitam de vias de acesso tais que
permitam a chegada dos caminhões tanque para enchimento inicial e reenchimento de CO2, bem como o projeto da
instalação deve atender ao comprimento máximo da tubulação de enchimento entre
o caminhão e o tanque fixo. Os sistemas fixos de baixa pressão, ao contrário dos de alta
pressão, por usarem CO2 na fase de vapor para o comando pneumático
das válvulas apresentam a necessidade de reenchimento
de tempos em tempos para compensar este consumo. A manutenção criogênica do CO2 em
sua fase líquida exige cuidados especiais, e o consumo de energia
correspondente deve ser considerado no dimensionamento da fonte segura de
energia, o que não é necessário nos sistemas de alta pressão. Os sistemas de baixa pressão permitem múltiplos disparos
dentro do limite da carga do tanque, já os sistemas de alta pressão, via de
regra, são dimensionados de tal maneira que os cilindros tenham que ser
recarregados depois de um disparo. Um ponto adicional a ser levado em consideração na escolha
de sistemas é a exigência do teste hidrostático em vasos de pressão a cada 5
anos. Neste aspecto, os sistemas de alta pressão apresentam a vantagem da
portabilidade dos cilindros que facilita a execução do teste hidrostático em
firmas especializadas. Os cilindros de armazenagem dos sistemas de baixa pressão
permitem a verificação do seu conteúdo de uma maneira mais fácil. No caso dos
cilindros de alta pressão é necessário pesar os cilindros para detectar
eventuais vazamentos, existindo sistemas de pesagem manual e automática, cuja
escolha depende da definição do projeto em questão. Resumindo a comparação dos dois sistemas temos a tabelas
abaixo, se bem que esta comparação é meramente acadêmica, pois de caso a caso o
que prevalece é o projeto especifico e o atendimento às regras e à filosofia de
cada usuário em especial.
Conclusão: A escolha do sistema de proteção por CO2, entra
alta e baixa pressão, normalmente ocorre em função da análise de cada caso em
particular e da correspondente avaliação das condições locais e da
correspondente análise do risco envolvido. O importante é levar em conta a
adequação da tecnologia para a obtenção da melhor solução de caso a caso. Este
artigo apresenta os aspectos chave que um projetista deve levar em consideração
para a definição de seu sistema de proteção por CO2. A execução do sistema em
si já passa a um estudo detalhado que deve obedecer às normas e seguir os
paramentos ali definidos. Observação:
Nesta parte 1 o artigo discorre
sobre o CO2, desde o seu descobrimento, suas características físico-químicas e seu comportamento
face à natureza.
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