com Espumas de Alta Expansão Departamento Técnico da GIFEL Engenharia de Incêndios Você é responsável por especificar o sistema de proteção contra incêndio de um hangar ou um armazém? Ou quem sabe de um sem número de aplicações que envolvem materiais tanto de classe B como de classe A? Então você deve dar uma olhada com bastante atenção neste método aprovado que dá uma nova dimensão ao sistema de proteção contra incêndio com o uso de espumas: Sistema de Proteção com Espumas de Alta Expansão. |
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Sistemas de baixa expansão de espuma são geralmente especificados para a
proteção de incêndios bidimensionais em líquidos. Já os Sistemas com
Espumas de Alta Expansão são especificados tipicamente para sistemas
onde o risco tem a potencialidade de assumir características de um
risco tridimensional. Em especial onde o suprimento de água é limitado,
onde o excesso de descarga de líquido não pode ser tolerado (geralmente
por condições ambientais) ou onde o espaço disponível impede os bombeiros
de acessarem o fogo para o combate usando meios convencionais.
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Um sistema típico de espuma de alta expansão consiste de 4 componentes principais: LGE - Liquido Gerador de Espuma (1). Tanque tipo diafragma (2) para armazenagem do LGE dimensionado conforme a aplicação, um proporcionador de espuma (3) e um ou mais geradores de espuma de alta expansão (4). Este sistema básico opera somente a partir da pressão da água. |
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Água entra no tanque onde envolve o diafragma interno, a pressão da água força o LGE que está dentro da bolsa formada pelo diafragma através de tubos perfurados colocados no centro do tanque em direção à saída desta tubulação de coleta do LGE de onde é direcionado para o proporcionador. |
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Simultaneamente água é direcionada para o proporcionador na mesma pressão que o LGE. O Efeito Venturi do proporcionador mistura o LGE com a água formando uma solução de 2,75% ou seja: 2,75 galões de LGE para 97,25 galões de água. |
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A solução de espuma é direcionada para um ou mais geradores de espuma de alta expansão localizados na área de risco. Dentro do gerador de espuma, bicos injetores rotativos espirram a solução contra uma tela convenientemente perfurada numa trajetória circular. Simultaneamente, um ventilador movido à água, injeta uma grande quantidade de ar sobre a mesma tela perfurada produzindo a espuma expandida. |
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A espuma assim obtida extingue o fogo de 4 modos diferentes:
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Enquanto a maioria das espumas pode ser usada somente para riscos bidimensionais, o grande volume e quantidade de espuma provido pelos sistemas de alta expansão permite também o combate a incêndios em riscos tridimensionais, tanto por aplicação local, como por inundação total. |
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A norma que rege a sua aplicação é a NFPA 11 - edição 2005
(Standars for Low-, Médium-, and High-Expansion Foam) que traz os
requisitos mínimos para o dimensionamento e a instalação de
sistemas de inundação total para armazéns, túneis, minas,
prédios de armazenagem, porões de navios, casa de máquinas,
e outras áreas confinadas.
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O objeto de teste foi uma prateleira fornecida pelo cliente com 17 pés (~ 5,2 m) de altura montada dentro de um gigantesco laboratório. Na prateleira foram colocados produtos que o cliente normalmente armazena tais como embalagens de bombonas de plástico em caixas de cartolina e tambores com um total de 7.200 galões (~ 27.255 litros) de álcool mineral, representando tanto risco classe A como classe B. |
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Conforme os cálculos feitos foram usados dois geradores de espuma de alta expansão com uma descarga total de 35.000 pés cúbicos / min (~ 991 m3 / mim) cada, baseada numa pressão de entrada de água de 75 psi (~ 5,1 bar) que usam ar externo para gerar espuma. |
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O objetivo era atingir a inundação total da área de risco em 2 (dois) minutos. Devido ao fato do risco envolver combustíveis este prazo é um minuto menor do que o previsto em Norma. |
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Os materiais inflamáveis foram incendiados e deixados queimar por 100 (cem) segundos antes do sistema de combate ser ativado. Este prazo é muito maior do que o prazo normal de reação dos sistemas de detecção usuais, bem como do que o tempo correspondente de atuação do sistema de combate. Mas, isto foi feito para tornar as condições do teste ainda mais difíceis e com isto validar mais ainda seu resultado. |
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Poucos segundos depois de acionado, o sistema começou a descarregar espuma de alta expansão em grande quantidade. Em 15 (quinze) segundos a manta de espuma atingiu a área, envolvendo-a e evitando que o fogo se espalhasse. |
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Em aproximadamente 3 (três) minutos a espuma atingiu o nível de projeto contendo o fogo, e em aproximadamente 8 (oito) minutos o prédio de teste foi totalmente inundado de espuma de alta expansão a um nível de 50 pés (~ 15,24 m). |
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Seguiu-se o tempo de retenção da espuma como descrito anteriormente, para que houvesse oportunidade para o agente extintor agir plenamente, depois do que a área foi aberta para que a espuma pudesse se dissipar. |
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Na seqüência foi feita uma verificação detalhada do estoque remanescente e foi verificado que um terço das bombonas de plástico com combustível estavam salvas. Conseguir salvar qualquer produto com um fogo desta intensidade já é uma grande e significativa conquista. |
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Mas, o sucesso chave deste teste foi que o fogo foi contido imediatamente e que a espuma de alta expansão impediu que o fogo se alastrasse além da prateleira atingida para outras áreas do campo de provas. |
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O Sistema de Espuma de Alta Expansão empregou somente 65 galões (~ 246 litros) de LGE e 2300 galões (~ 8700 litros) de água em oito minutos de descarga contínua. |
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O resultado do teste foi considerado como sendo plenamente
bem sucedido por todos os envolvidos, tanto o cliente como
o fornecedor, no caso ANSUL.
Podemos citar o exemplo do hangar tipo 1 da Companhia Aérea Imperial Air Ltd. em Nevada, Estados Unidos. |
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O exemplo em questão é um hangar com 42.000 pés quadrados de área (~ 3.902 m2). De acordo com a NFPA 409 o sistema de espuma de alta expansão deve cobrir/inundar a área em questão até uma altura de 3 pés (~0,91 m) em um minuto. Também é exigido que o sistema seja capaz de prover solução de espuma para poder operar continuamente o sistema por um prazo adicional de 12 minutos. Um sistema de reserva igual ao principal, diretamente conectado a este, também é exigido pela NFPA 409. |
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Baseado nas dimensões do hangar foi calculado o volume de submergência de 126.000 pés cúbicos (~3.568 m3) foi dimensionado. |
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A duração da descarga foi tomada com base na existência de um sistema de sprinklers. Foi considerado o encolhimento normal da espuma, e o fator de 20% para a compensação da perda de espuma devido a vazamentos em portas, janelas e outras aberturas (este fator CL pode variar de 1,0 a 1,20). Com isto resultou um volume necessário de espuma de 185.610 pés cúbicos por minuto (~ 5.256 m3 / min). |
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No caso havia a disponibilidade de água à pressão de 75 psi (~ 5,2 bar) para cada gerador de espuma, que é capaz de gerar 17.410 pés cúbicos por minuto (~ 493 m3 / min). Com isto resultou a necessidade de 11 geradores de espuma. |
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Assim foi possível calcular a quantidade de LGE para suprir
os 11 geradores de espuma por 12 minutos que foi de 605 galões.
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Como há o requisito de um sistema de reserva, foram fornecidos dois tanques diafragma de 700 galões (~2,65 m3) cada, equipados com proporcionadores de 8 polegadas (~ 20 cm). |
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A quantidade total de água necessária para alimentar os geradores de espuma, o sistema de sprinklers e o sistema de hidrantes (para combate manual) foi calculada em 2.565 galões por minuto (~ 9,7 m3 / min). |
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Para dar um valor comparativo, um sistema de espuma de baixa expansão necessitaria de uma quantidade de água de 6.840 galões por minuto (~ 25,9 m3 / min). |
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Testes bem sucedidos aliados a custos de instalação menores, podem explicar o motivo que levou a Força Aérea dos Estados Unidos a recomendar o uso de Sistemas de Espuma de Alta Expansão para aplicações militares |
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A NFPA 11 provê também diretrizes quando espumas de média e alta expansão são aplicadas manualmente, seja usando geradores de espuma portáteis ou esguichos aspirados conectados a suprimentos de solução de espuma. |
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As características únicas dos Sistemas de Alta Expansão de Espuma provêm a versatilidade para proteger vários tipos de riscos, especialmente quando o risco é tridimensional. Isto com vantagens de custo de instalação, redução de consumo de água e de impacto ambiental. |
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Nota: Artigo baseado em documentação da ANSUL e experiência da GIFEL. |