Fundamentos de Detecção e Alarme Contra Incêndios

Por Leonardo Campos 

A maioria dos incêndios começam pequenos. Princípios de incêndios, quando detectados, são facilmente controlados, de forma manual ou por sistemas de supressão. Quando a detecção ocorre de forma antecipada, as chances de evacuação dos ocupantes de uma edificação aumentam consideravelmente, com pouco ou nenhum impacto gerado pela exposição aos subprodutos do incêndio. Além disso, uma detecção precoce é determinante para que os sistemas de combate sejam acionados no momento adequado, reduzindo os danos às vidas, patrimônios e meio ambiente.

Desenvolvimento simplificado de um incêndio

Nos estágios iniciais de desenvolvimento do incêndio, os materiais combustíveis são aquecidos por uma fonte de ignição antes de uma combustão lenta iniciar (ex. combustão incandescente). Um grande número de partículas invisíveis extremamente pequenas são produzidas e distribuídas na atmosfera. Nesse estágio de desenvolvimento do incêndio (pré-pirólise), pouca energia é produzida para distribuir essas partículas e elas geralmente são transmitidas com o movimento do ar existente. Incêndios de combustão lenta produzem grandes partículas e gases como monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2).

Após o desenvolvimento da chama, uma coluna de gases quentes emerge como uma pluma. Como a pluma sobe, o ar não contaminado é aspirado ou "arrastado" para dentro da pluma, aumentando o seu volume. Como resultado da diluição dos gases quentes na pluma pelo ar frio arrastado, a velocidade e temperatura dos gases na pluma são reduzidos.

Em qualquer ambiente, existe um tamanho mínimo de incêndio necessário para elevar a pluma até o teto. É necessário um acúmulo considerável de fumaça no teto para que os detectores pontuais (fotoelétricos ou temperatura) sejam acionados.

Em alguns átrios e arenas esportivas com pé-direito elevados, o tamanho do incêndio necessário para levar a fumaça ao teto é substancial. Essa situação é agravada se uma camada quente estiver presente antes do início do incêndio, por exemplo, devido à presença de calor solar no teto. Nesses casos, a fumaça pode parar de subir e estacionar em um ponto abaixo do teto. Essa situação é chamada de "estratificação intermediária". Nessas situações, a resposta dos detectores instalados no teto é adiada até que o incêndio cresça o suficiente para fornecer flutuabilidade suficiente à pluma e forçar seu caminho através da camada de ar quente. Isso pode causar um atraso de tempo substancial se os detectores instalados no teto forem os únicos dispositivos de inicialização presentes.

Se houver um forro acima do fogo, a pluma ascendente vertical será desviada e os gases viajarão horizontalmente pelo forro. O movimento ascendente dos gases quentes é realizado por um mecanismo comumente chamado de convecção. Por convecção, entende-se que é a combinação de transferência de calor entre as moléculas de ar e o movimento do ar resultante da flutuabilidade. A convecção na pluma se estende ao movimento horizontal do ar logo abaixo do teto, denominado jato de teto. A pluma e o jato de teto transportam as partículas de fumaça ou aerossóis do ponto de geração até o detector. Normalmente os detectores montados no teto respondem ao calor ou fumaça transportados verticalmente pela pluma e horizontalmente pelo jato do teto. Na medida em que o incêndio se desenvolve, uma camada de gases quentes se forma no teto, descendo com o tempo e se espalhando para espaços adjacentes através de portas ou áreas abertas.

Existe uma variedade de tecnologias para detectar os produtos de combustão gerados em diferentes estágios de crescimento do incêndio. Essas tecnologias são baseadas na detecção de uma ou mais assinaturas de fogo e têm evoluido de acordo com a relevância, importância e interesse da sociedade no estudo dos incêndios e suas consequências.

Eu utilizo com uma certa frequência a imagem abaixo para mostrar e posicionar as tecnologias existentes, criando uma visão geral das possibilidades de detecção, sendo que cada uma tem aplicações específicas para acionamento nos diversos estágios de desenvolvimento dos incêndios.

Leonardo Campos - Engenheiro Civil formado pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE/PR), com especializações em Engenharia de Segurança do Trabalho (PUC/PR) e Engenharia de Prevenção Contra Incêndio e Pânico (PUC/PR).