Classes de Incêndio, Extinção e Propriedades da Água

Classificação de Incêndios

Os incêndios são classificados de acordo com o material que está queimando.

No Chile, a classificação é estabelecida pela norma aplicável NCh 934.

Classe A

Incêndios de combustíveis comuns, tais como madeira, papel, produtos de borracha e resinas.

O símbolo utilizado é a letra A, em um triângulo verde.

Classe B

Incêndios de líquidos inflamáveis ou combustíveis, gases inflamáveis, graxas e tintas.

O símbolo utilizado é a letra B, em um quadrado vermelho.

Classe C

Incêndios que envolvem equipamentos elétricos energizados e que requerem um agente extintor não condutor de eletricidade para a segurança pessoal. Uma vez desligada a energia, o incêndio, de acordo com o tipo de combustível envolvido, deve ser tratado como uma das classes A, B ou D.

O símbolo utilizado é a letra C, em um círculo azul.

Classe D

Incêndios em metais combustíveis, tais como magnésio, sódio, potássio, titânio e zircônio, que atingem temperaturas muito elevadas (mais de 2.500 ºC) e requerem um agente extintor não reativo a tais temperaturas.

Elementos Essenciais para a Existência do Fogo (Tetraedro do Fogo)

Há quatro elementos que são necessários para a existência do fogo:

• CALOR
• OXIGÊNIO
• COMBUSTÍVEL
• Reação em Cadeia

Métodos de Extinção

• Por Resfriamento

  Este método visa agir contra o calor. A temperatura é reduzida a um nível em que o material combustível não pode desprender gases e vapores. Um dos melhores elementos para alcançar este objetivo é a água. Mangueiras de água e extintores de incêndio atuam segundo este método.

• Por Sufocamento

  Neste caso, agimos para remover o oxigênio, impedindo que o fogo se mantenha. O uso de cobertores, que cobrem o fogo, é uma aplicação deste sistema. A espuma também atua dessa forma.

• Por Dispersão ou Isolamento de Combustível

  Neste caso, tenta-se dispersar, isolar ou eliminar o combustível. O fogo não pode continuar, pois não tem combustível para queimar. O "corta-fogo" no pasto, ou o fechamento das válvulas de combustível, são formas de implementar este método.

• Por Inibição da Reação em Cadeia

  Finalmente, interrompendo a reação em cadeia por meio de determinados produtos químicos, o fogo não pode continuar e será extinto. Extintores de pó químico e Halon cumprem seu objetivo através deste método.

Propriedades da Água como Agente Extintor

1. Absorção de Calor

Uma das razões para a eficiência da água como agente extintor de incêndio é que o seu "calor específico" é superior ao de outras substâncias.

A quantidade de calor absorvido ou emitido por uma substância ao passar do estado líquido para gasoso ou de sólido para líquido, medida em Btu ou calorias por unidade de peso, é chamada de "calor latente". O calor latente das substâncias mais comuns é consideravelmente menor que o da água.

"A água exerce seu máximo efeito de resfriamento sobre o fogo quando é aplicada fria e em forma de neblina."

Para verificar isso, seguem dois exemplos:

• Se um galão de água (3,785 litros) é aplicado a 10 ºC (50 ºF) em forma de neblina e atinge 100 ºC (212 ºF), ele tem um efeito de resfriamento de cerca de 9.500 BTU (2.394 Kcal).
• Se a mesma quantidade de água é aplicada a 15,5 ºC (60 ºF) e drenada após ter sido aquecida a 26,6 ºC (80 ºF), ela tem um efeito de resfriamento de apenas 167 Btu (42 Kcal).

Isso explica a superioridade da neblina em relação a um jato de água, pois a neblina resfria rapidamente a área aquecida.

Quando a água entra em contato com materiais que possuem temperatura mais alta, ela absorve o calor, o que significa que estes materiais são resfriados.

A capacidade da água para absorver calor atinge o pico quando a água passa do estado líquido ao estado gasoso, ou seja, quando se transforma em vapor. Este fenômeno ocorre quando a água atinge 100 ºC de temperatura.

Quando a água é aplicada a um incêndio, um primeiro efeito é o resfriamento, que será maior se a água se transformar em vapor. Isso pode apagar o fogo, reduzindo a intensidade de um dos elementos da combustão: o "calor".

Para facilitar a transformação da água em vapor, utiliza-se a "neblina". Na verdade, como a água é dividida em pequenas partículas, ela absorve o calor muito mais rápido. Além disso, em muitos casos, a neblina causará menos danos à propriedade a ser protegida.

2. Aumento de Volume

Outro fenômeno importante que ocorre quando a água se transforma em vapor é o aumento de volume em 1.700 vezes. Isso significa que, teoricamente, em um cômodo de 5 x 4 x 2,5 metros, cerca de 30 litros de água convertida em vapor são suficientes para enchê-lo completamente.

Pelo aumento do volume, o vapor de água desloca o ar, e sabemos que o fogo normalmente usa o oxigênio do ar para queimar.

Quando a água é aplicada a um incêndio, um segundo efeito é o deslocamento do ar pelo vapor gerado. Se isso ocorrer em um ambiente fechado, é possível apagar o fogo, removendo um dos elementos da combustão: o "oxigênio".

3. Espumas

Utilizando ferramentas especiais (por vezes construídas em algumas bombas), é possível misturar a água com produtos químicos e ar para produzir espuma. Assim, ao aplicar a espuma na superfície de certos líquidos inflamáveis, é possível evitar o contato entre os gases que estão se desprendendo do líquido e o oxigênio do ar (pois sabemos que são os gases, e não o líquido inflamável, que queimam). Além disso, a água contida na espuma absorve o calor.

Ao aplicar a espuma a alguns líquidos inflamáveis, é possível separar o oxigênio dos gases combustíveis e resfriar o conjunto. Isso pode inativar os três elementos da combustão.

Nosso principal objetivo é salvar vidas e bens; apagar o fogo é apenas uma forma de alcançar este objetivo. Se, ao apagar o fogo, danificarmos a propriedade pela água, e se fosse possível evitar esse dano, nós falhamos.

Ao utilizar água dentro de casa, lembre-se de que se formará uma grande massa de vapor de água em alta temperatura. Se estivermos nesta sala, o vapor pode causar queimaduras graves. Mesmo quando aplicada externamente, devemos tomar precauções contra a possível saída de vapor quente do interior.

4. Peso Específico da Água

Um cubo de 10 centímetros de lado contém um litro de água e pesa um quilo. Isso é expresso ao dizer que a água tem um peso específico de 1.

Muitos líquidos inflamáveis têm densidade menor que 1, o que significa que são mais leves que a água.

Quando a água é adicionada a líquidos com densidade menor que 1, a água vai para o fundo e o líquido inflamável flutua sobre ela.

Não se deve lançar jatos de água em um líquido inflamável mais leve que a água que esteja queimando. Além disso, pode ser muito perigoso:

• A água líquida pode espalhar o fogo.
• Se o líquido estiver em um recipiente (por exemplo, um tambor), a água se acumulará no fundo e poderá causar o transbordamento do líquido inflamável.
• Alguns líquidos em combustão podem ter reações químicas com a água, produzindo explosões, gases tóxicos, etc.

5. Pressão da Água

A água exerce pressão não só no fundo do recipiente, mas também nas paredes do recipiente.

A pressão em cada ponto depende da quantidade de água que está no recipiente, mas sim da distância desse ponto à superfície da água, ou seja, a altura da água. Essa altura é chamada de coluna. Por esta razão, a pressão é independente da forma do recipiente.

Uma consequência importante disso é o chamado princípio dos vasos comunicantes. Se você conectar dois recipientes com água, o nível do líquido nos dois recipientes atingirá a mesma altura. Isso pode ser explicado da seguinte forma:

No primeiro recipiente, a pressão da coluna de água empurra a água através da comunicação e a eleva no segundo recipiente. No entanto, neste segundo recipiente, a altura da coluna deve ser igual à primeira coluna, e as pressões em ambos se equilibrarão. Nenhuma das duas colunas pode "empurrar" a água para subir no outro recipiente.

Nas cidades, o principal armazenamento de água é colocado em lugares altos. Pelo princípio dos vasos comunicantes, a água sobe nas chaves das casas e torneiras. No entanto, em prédios mais altos do que o armazenamento, a água não pode chegar aos andares superiores. Neste caso, devem ser usadas bombas para "empurrar" a água para cima.

5.1 Pressão Atmosférica

Na superfície do nosso planeta existe uma camada de ar com muitos quilômetros de altura, chamada atmosfera. A atmosfera provoca uma grande tensão derivada do peso do ar, que é a "pressão atmosférica". Não sentimos essa pressão porque estamos acostumados a ela.

Quando retiramos o ar de um recipiente fechado, produzindo um vácuo, existe uma diferença de pressão entre o exterior e o interior. Se as paredes dos vasos não forem resistentes, essa pressão irá esmagar o recipiente.

Existem três conceitos de pressão que se diferenciam:

5.1.1 Pressão Estática

Como observado anteriormente, quando a água está em um recipiente, ela exerce pressão em suas paredes, que varia de acordo com a diferença de altura entre o ponto onde é medida e a superfície da água. Essa pressão é chamada de pressão estática.

5.1.2 Pressão Dinâmica

Ao sair por uma abertura, a água flui com uma certa força, que chamamos de pressão dinâmica. Na prática, isso significa que quanto mais rápido o fluxo, maior a pressão que ele tem.

O tamanho do orifício por onde a água flui também afeta a velocidade. Quanto menor o orifício, maior sua velocidade, mas também sai menos água.

Portanto, a velocidade com que a água sai depende da pressão e do tamanho da saída.

A velocidade é importante, pois afeta a distância que a água corrente pode alcançar.

Isso ajuda a explicar como a água é "puxada" por uma bomba aberta localizada em um nível inferior (por exemplo, de uma vala, um buraco ou um lago subterrâneo).

A mangueira da bomba está ligada a um tubo com paredes espessas e resistentes, cuja extremidade aberta é inserida dentro da água, geralmente com um filtro para evitar a introdução de pedras, galhos ou outros objetos que possam danificar a bomba.

Um sistema auxiliar da bomba retira o ar da mangueira, razão pela qual as paredes devem ser rígidas, para que a pressão externa não a esmague.

A pressão atmosférica que atua sobre a água aberta empurra a água para o lugar vazio e, portanto, a água sobe através da mangueira da bomba, formando uma coluna cujo peso pode equilibrar a pressão atmosférica.

Depois que a água atinge a bomba, ela pode ser "empurrada" para o seu destino.

É importante compreender que não é a bomba que aumenta a força da água, mas sim a pressão atmosférica. No entanto, essa pressão "para cima" começa a ser compensada por uma pressão "para baixo", causada pelo próprio peso da água. Ao atingir uma certa altura, a coluna assim formada é capaz de equilibrar a pressão atmosférica.

Portanto, há uma altura máxima de água que pode ser levantada por bombas de vácuo. A altura máxima não é a mesma em todos os lugares, pois depende da altura da atmosfera naquele local (há mais atmosfera sobre nós no nível do mar do que na região dos Andes). Ao nível do mar, a altura máxima teórica é de 10,33 metros.

Se tentarmos elevar água por sucção a uma altura maior do que a possível, a bomba de vácuo trabalhará em falso e poderá ser seriamente danificada.

5.1.3 Pressão Residual

Quando se permite que a água seja drenada através de uma abertura no recipiente, a pressão diminui. A pressão residual é aquela que permanece no recipiente enquanto a água sai.

Com cada nova abertura, a pressão disponível é reduzida. Quando se conectam muitas mangueiras à mesma fonte, garante-se que haverá menos pressão em todas elas, e isso pode significar que nenhuma faça seu trabalho corretamente. É melhor, então, que menos mangueiras estejam trabalhando, mas cada uma com a pressão adequada.

A distância que uma corrente de água alcança depende, como observado, da pressão dinâmica, que por sua vez é afetada pelo tamanho da saída. Outro fator é o ângulo em que o jato é lançado. Para a distância horizontal máxima, o ângulo mais adequado é de 30 graus. Para a distância vertical máxima, o melhor ângulo é de 75 graus.

5.1.4 Bombas de Pressão e Fluxo (Vazão)

A função das bombas é aumentar a pressão. Existem vários tipos de bombas, e seu funcionamento requer um estudo cuidadoso, sendo fácil danificá-las por manuseio inadequado. Por esta razão, só devem ser usadas por pessoal devidamente treinado.

Cada bomba tem uma capacidade máxima de vazão e pressão, o que determina o número de saídas que podem ser ligadas.

Tanto o início quanto a parada do funcionamento de uma bomba produzem mudanças bruscas de pressão, exigindo, portanto, precauções especiais para evitar danos ao equipamento ou ferimentos às pessoas.

Embora as bombas possam aumentar a pressão, elas não podem aumentar a quantidade de água disponível. Por exemplo, se você tem uma torneira que fornece 16 litros por segundo e a conecta a uma bomba, a pressão de saída da água pode ser aumentada dentro de certos limites (dados pela capacidade da bomba), mas em nenhum caso ela entregará mais de 16 litros por segundo do que o fornecido pela torneira. Se você tentar fazer isso, pode prejudicar não só a bomba, mas também o sistema de distribuição de água. O mesmo acontecerá se a pressão for aumentada para compensar um número excessivo de bicos.

A quantidade de água que flui através de uma saída em um determinado momento é o que se chama fluxo (também chamado de "vazão" ou "despesa").

O uso adequado da água disponível é uma das principais funções de quem está no comando das operações de controle de fogo. Suas decisões devem considerar simultaneamente vários aspectos relacionados às características do fogo, da água e dos materiais disponíveis. Isto é complexo e exige conhecimentos específicos.

Portanto, não devemos nos engajar em um esforço selvagem para tentar conectar o máximo de bicos possível em alta velocidade. O correto é conectar de maneira rápida e correta apenas o que é realmente necessário, pois trabalhar em conjunto também é importante. Para ter sucesso, a disciplina é essencial.

5.1.5 Riscos da Pressão Elevada

A água, à primeira vista, parece inofensiva. Se nos molharmos, no máximo ficamos encharcados. No entanto, se a água tiver velocidade suficiente, pode ser tão destrutiva quanto um projétil sólido.

O "golpe de aríete" é um dos riscos mais comuns ao fechar abruptamente um meio pelo qual a água está circulando. Como a água não é facilmente comprimida, ela colide com a saída que foi fechada e "salta" de volta como uma onda de alta pressão para a origem. Quanto mais abrupto for o fechamento, mais pressão se origina. Isso pode quebrar canos e destruir bombas.

Igualmente perigoso é abrir uma saída abruptamente. A perda repentina de pressão pode afetar pessoas e equipamentos.

5.1.6 Ação e Reação (Recuo)

Na natureza, toda vez que se exerce uma força em uma direção, ela gera outra força em sentido oposto. Se você empurrar com força contra uma parede, a reação fará com que seu corpo se afaste da parede. Se você deixar escapar o ar de um balão inflado, a força de saída do ar será compensada por uma força que fará o balão voar pelo espaço. Este é o princípio do jato.

Quando a água deixa uma abertura, gera uma reação em sentido contrário, proporcional à pressão dinâmica com que a água sai.

Se aplicarmos uma corrente direta em uma pessoa, podemos causar uma lesão grave. Em particular, podemos atingir os olhos e causar cegueira. A água é nossa arma, e não vamos usá-la como projétil.

Uma corrente direta descontrolada pode derrubar muros e paredes enfraquecidas, causando o colapso inesperado com graves consequências. Também pode destruir objetos, e neste caso pode ser tão prejudicial quanto o próprio fogo.

Os bicos devem abrir e fechar lentamente para evitar o "golpe de aríete".

Devemos praticar para nos acostumar a dominar a reação que a água produz ao sair do bico. Assim, podemos evitar a perda de equilíbrio (o que pode ser muito perigoso se estivermos em um lugar alto) ou a liberação da mangueira, caso em que o movimento incontrolado do bico pode causar ferimentos graves.

O início ou a parada das bombas significa que tanto aqueles que as operam quanto os operadores dos bicos devem receber instruções ordenadas e oportunas.

As ordens que recebemos devem ser cumpridas rigorosamente, pois são vitais para que os equipamentos não sejam danificados e para a segurança dos nossos próprios colegas.

5.1.7 Perdas de Pressão

Aparentemente, a água, como líquido, pode fluir com facilidade através de dutos, tubulações e mangueiras. Na realidade, a água, especialmente quando está sob pressão, encontra várias dificuldades ao circular. Estas dificuldades causam perda de pressão. As principais causas de perda de pressão são:

• a) Altura e Ângulo: A pressão inicial diminui se o fluxo de água estiver em uma altitude maior, como no caso de uma mangueira no topo de uma escada. Esta perda é devida ao peso da coluna de água. Também se deve ter em mente o ângulo em que a mangueira sobe; quanto mais próxima estiver da vertical, maior será a perda de pressão. Obviamente, se a saída for colocada em um nível mais baixo, haverá um aumento da pressão pelo peso da coluna de água.
• b) Diminuição no Diâmetro: Quando a água flui através de um conduto de um determinado diâmetro e deve continuar por um diâmetro menor, o fluxo é mantido e é produzida turbulência, o que diminui a pressão.
• c) Atrito: Embora a água seja um líquido, há um atrito com as paredes internas do tubo por onde circula, e isso também diminui a pressão. Quanto maior a pressão sob a qual a água circula, maior será o efeito do atrito.
• d) Mudança de Direção: Quando a água flui através de um gasoduto e encontra uma curva acentuada, haverá choques e turbulências que diminuirão a pressão original.

O tempo que se ganha ao instalar as mangueiras muito rapidamente, mas incorretamente, pode ser perdido na ausência de pressão, vazão ou alcance suficiente.

Devemos evitar a elevação desnecessária dos bicos. Se for trabalhar em altura, não utilize a mangueira em ângulos próximos da vertical. Devemos garantir que a mangueira seja suportada em uma escada ou declive, de modo que parte do peso da água seja suportado por este elemento.

É negativo inserir uma mangueira de menor diâmetro em uma linha, pois isso reduz a pressão e a vazão.

Se a linha for desnecessariamente longa, o atrito aumentará. Pela mesma razão, para levar água das fontes ao fogo, é conveniente usar mangueiras de diâmetro maior.

Organizar as mangueiras ("corrigir" as linhas) não é apenas uma questão estética, mas muito importante para que a pressão não diminua como consequência de mudanças bruscas de direção.

Medição de Parâmetros da Água

Sistemas Métricos e Imperiais

Para comparar pressões, fluxos e características da água, são utilizadas diferentes unidades de medida.

Existe uma dificuldade porque, às vezes, usamos unidades baseadas no sistema métrico (kg, metros, litros, etc.), e em outros casos, encontramos unidades imperiais (pés, libras, galões, etc.).

No Chile, por lei, devemos preferir o sistema métrico, mas muitas vezes as máquinas e os instrumentos são calibrados no sistema anglo-saxão. Uma tabela de conversões rápidas é:

• Uma polegada equivale a 2,5 cm.
• Um metro tem 3 pés.
• Um quilograma (kg) é de 2 libras.
• Um galão dos EUA é 3,785 litros.

Medidas de Pressão

Existem três maneiras bastante utilizadas para expressar a pressão:

• Relação Peso/Superfície: Neste caso, fala-se de quilogramas por centímetro quadrado (kg/cm²). No sistema anglo-saxão, será libras por polegada quadrada (psi). É o sistema que geralmente mede a pressão do ar nos pneus e também se aplica à pressão da água.
• Relação com a Pressão Atmosférica: Outra possibilidade é fazer a comparação com a pressão atmosférica. Na prática, usa-se o bar, que tem um valor próximo da pressão atmosférica ao nível do mar (lembre-se que a pressão do ar diminui em regiões elevadas). 1 bar é de 15 psi (libras por polegada quadrada).
• Relação com a Altura da Água: Uma terceira alternativa é indicar o quão alto se pode levantar uma coluna de água com uma certa pressão. Neste caso, a pressão é expressa em metros ou pés.

Medições de Vazão (Fluxo)

Vazão é a quantidade de água que passa através de uma saída em um determinado momento. No sistema métrico, usamos normalmente litros ou metros cúbicos por minuto. Recorde-se que um metro cúbico (m³) de água equivale a 1.000 litros.

No sistema anglo-saxão, é muito comum falar de galões por minuto (gpm).

1 gpm equivale a aproximadamente 3,785 litros por minuto.

Ninguém espera que estejamos medindo a pressão em um incêndio ou realizando cálculos matemáticos completos para converter unidades. A utilidade do conhecimento prévio está principalmente no trabalho de planejamento. Na verdade, a pressão e a vazão disponíveis não variam apenas de uma cidade para outra, mas também de acordo com a época e a hora do dia.

É altamente desejável, portanto, realizar estudos sistemáticos para determinar antecipadamente a pressão e o fluxo que teríamos normalmente em cada oportunidade.

O Material e a Água

Limitações e Perigos da Água como Agente Extintor

Em alguns incêndios, a água é ineficaz e perigosa. Por exemplo:

• Existem substâncias químicas que reagem com a água, causando explosões ou gerando gases tóxicos.
• Em incêndios florestais, a água é muitas vezes insuficiente.
• Em um museu, uma biblioteca ou um arquivo de empresa, a água pode ser tão prejudicial quanto o fogo.

Como isso é muito importante, é necessário saber quais materiais existentes em nossa sociedade poderiam ser reativos com a água. Você já descobriu?

Fontes de Água para Combate a Incêndios

Existem três maneiras pelas quais podemos obter água para combate a incêndios:

• Sistema de abastecimento de água potável privado ou público (hidrantes)
• Água aberta (mar, rios, lagos, valas, piscinas, etc.)
• Reservatórios construídos em carros-bomba, tanques ou veículos (caminhões-tanque).

O Sistema de Água Potável (Rede Pública)

Não é fácil o abastecimento de água para as cidades. Em muitos casos, foi necessário construir grandes reservatórios (barragens). Em outros casos, utilizam-se rios próximos. Também é possível utilizar poços profundos para captação de águas subterrâneas. Desde a sua origem natural, não há garantia de que o fornecimento seja sempre normal. A água é captada e levada para uma grande bacia, onde é submetida aos procedimentos para torná-la potável (decantação e filtração para remoção de materiais sólidos, cloração para destruir microrganismos, etc.).

Estes reservatórios estão localizados, de preferência, em lugares altos, para aproveitar a pressão da coluna de altura na distribuição de água para a cidade. Em outros casos, devem ser construídos reservatórios em vários lugares, com o mesmo objetivo, além de outras funções de conformidade regulamentar. A distribuição na cidade é feita por condutas subterrâneas de diferentes diâmetros, formando uma rede bastante complexa.