O fogo pode ser definido como um fenômeno físico-químico onde se tem lugar uma reação de oxidação com emissão de calor e luz. Devem coex...
O fogo pode ser definido como um fenômeno físico-químico onde se tem lugar uma reação de oxidação com emissão de calor e luz. Devem coexistir quatro componentes para que ocorra o fenômeno do fogo:
Combustível
É qualquer substância capaz de produzir calor por meio da reação química. As diferentes composições químicas dos materiais vão fazer com que o fogo, também, se manifeste diferente; porém, há ocasiões em que materiais iguais podem queimar de modo diferente, isso em função da sua superfície específica (o material é o mesmo, mas diferem quanto à área de sua superfície), das condições de exposição ao calor, da oxigenação (concentração de oxigênio no ambiente) e da umidade contida no material.
A maioria dos materiais sólidos combustíveis possui uma forma padrão para sua ignição. Em primeiro lugar, o material sólido precisa ser aquecido para produzir vapores combustíveis que, ao se misturam com o oxigênio, até formar a mistura inflamável (explosiva), e na presença de uma pequena chama (mesmo fagulha ou centelha) ou em contato com uma superfície aquecida acima de 500ºC, dá surgimento a primeira chama (ignição) na superfície do sólido, a qual fornece mais calor, aquecendo mais materiais e, assim, sucessivamente.
Nos materiais sólidos, a área especifica é um fator importante para determinar sua razão de queima (a quantidade do material queimado por uma unidade de tempo). Está associado à quantidade de calor gerado e à elevação da temperatura do ambiente. Um material sólido com igual massa e com área específica diferente, por exemplo, de 1m² e 10m² , queima em tempos inversamente proporcionais; porém, libera a mesma quantidade de calor. No entanto, a temperatura atingida no segundo caso será bem maior.
Há algumas exceções: no caso da madeira, quando apresentada em forma de serragem, com áreas especificas grandes, não se queima com a mesma rapidez de uma madeira apresentada em forma de pó. Esta, por sua vez, pode formar uma mistura explosiva com o ar, comportando-se desta maneira como um gás que possui velocidade de queima muito grande.
A oxigenação no ambiente é outro fator de grande importância: quando a concentração de oxigênio no ambiente cai para valores abaixo de 14% de volume, a maioria dos materiais combustíveis existentes no local não mantém a chama na sua superfície; porém, o material continua a produzir calor que poderá causar uma inflamação generalizada ao entrar ar fresco no ambiente.
É conveniente frisar que a concepção estrutural da habitação precária influenciará a concentração ou não de oxigênio no ambiente: em sendo de alvenaria há possibilidade de ocorrer baixa concentração de oxigênio no ambiente e consequente redução das chamas; porém, em sendo de madeira, a probabilidade maior é a ocorrência da queima das estruturas e o fogo passar se comportar como fogo ao ar livre, com a ocorrência de grandes labaredas devido à abundância de oxigênio.
A duração do fogo é limitada pela quantidade de ar e do material combustível no local. O volume de ar existente numa sala de 30m² irá queimar 7,5 kg de madeira, portanto o ar necessário para a alimentação do fogo dependerá das aberturas existentes na sala, mesmo sendo esta localizada numa habitação precária constituída por madeira ou alvenaria. Vários pesquisadores (Kawagoe, Sekine, Lie) estudaram o fenômeno do fogo, e a equação apresentada por Lie, aplicável ao objeto é:
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Onde:
V' = vazão do ar introduzido;
a = coeficiente de descarga;
H'= altura da seção do vão de ventilação abaixo do plano neutro;
B = largura do vão;
Vm = velocidade média do ar;
Considerando L o volume de ar necessário para a queima completa de uma determinada quantidade de madeira (por Kg), a taxa máxima de combustão será dada por V’/L, isto é:
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Da taxa de combustão ou queima, segundo os pesquisadores, pode-se definir a seguinte expressão representando a quantidade de peso de madeira equivalente, consumida na unidade de tempo:
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Onde:
R = taxa de queima (kg/min);
C = Constante = 5,5 Kg/mim m 5/2;
Av = HB = área da seção de ventilação (m²);
H = altura da seção (m);
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Quando houver mais de uma abertura de ventilação, deve-se utilizar um fator global igual a:
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A razão de queima em função da abertura fica, portanto:
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para a queima (kg/min)
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para a queima (kg/h)
Esta equação diz que o formato da seção tem grande influência. Por exemplo, para uma abertura de 1,6 m² (2,0 x 0,8m) teremos:
Sendo:
2,0m a largura R1 = 7,9 kg/min;
2,0m a altura R2 =12,4 kg/min;
Se numa área de piso de 10m² existir 500 kg de material combustível expresso equivalente em madeira (carga de incêndio específica igual a 50 kg/m²) e a razão de queima, devido à abertura para ventilação, tiver o valor de R1 e R2, então a duração da queima será respectivamente de 40 min e 63 min.
O cálculo acima tem a finalidade de apresentar o princípio para determinação da duração do incêndio real, o qual poderá embasar o comandante de socorro na definição da tática e técnica de combate ao incêndio em submoradias e planejar o uso racional da água a ser aplicada no local, pois na concepção dessas habitações, há um grande volume de combustível sólido acondicionado em uma pequena área confinada por paredes, muitas delas constituídas em madeira.
Ao bombeiro, a concepção das paredes de fechamento dessas habitações, influenciará em muito a decisão de se penetrar ou não no ambiente. As paredes de madeira constituem-se no combustível que irá alimentar o incêndio, as proximidades das habitações facilitarão a rápida propagação do calor e impedirão a progressão do bombeiro para o interior do núcleo das submoradias.
É importante lembrar que para habitações com fechamento em alvenaria, há a possibilidade de ocorrer o Backdraft.
Os líquidos inflamáveis e combustíveis possuem mecanismos semelhantes aos sólidos para se ignizarem. O líquido, ao ser aquecido, vaporiza-se e o vapor se mistura com o oxigênio, formando a "mistura inflamável" (explosiva) que na presença de uma pequena chama (mesmo fagulha ou centelha) ou em contato com superfícies aquecidas acima de 500ºC, ignizam-se e aparece, então, a chama na superfície do líquido, que aumenta a vaporização e a chama. A quantidade de chama fica limitada à capacidade de vaporização do líquido.
Os líquidos inflamáveis e combustíveis são classificados pelo seu ponto de fulgor que é definido como a menor temperatura na qual liberam uma quantidade de vapor que, em contato com uma chama, produz um lampejo (uma queima instantânea).
Existe, entretanto, uma outra classe de líquidos denominados instáveis ou reativos, cuja característica é de se polimerizar, decompor ou condensar violentamente ou ainda, de se tornar auto-reativo sob condições de choque, pressão ou temperatura, podendo desenvolver grande quantidade de calor.
A mistura inflamável vapor - ar (gás-ar) possui uma faixa ideal de concentração para se tornar inflamável ou explosiva, e os limites dessa faixa são denominados limite inferior de inflamabilidade e limite superior de inflamabilidade, expressos em porcentagem ou volume. Estando a mistura fora desses limites não haverá a ignição.
Comburente
Substância que alimenta a reação química, sendo mais comum o oxigênio presente no ar atmosférico. A sua composição percentual no ar seco, é de 20,99%; os demais componentes são: o nitrogênio com 78,03% e outros gases (CO2 , Ar, H2, He, Ne, Kr) com 0,98%.
Calor
Calor é uma forma de energia térmica em trânsito entre corpos a diferentes temperaturas. Ele se distingue das outras formas de energia porque, como o Trabalho, só se manifesta num processo de transformação. O calor, por sua vez, pode ter como fonte a energia elétrica, a vela acessa sobre objetos combustíveis, o cigarro aceso, um palito de fósforo acesso jogado alhures, os queimadores a gás, a fricção ou a concentração da luz solar através de uma lente.
Esta energia pode ser medida por meio de unidades, cujas mais comuns são:
a) British Thermal Units (Btu);
b) Calorias (cal);
c) Joules (J).
Esta última é a unidade adotada pelo Sistema Internacional de Unidades (SI).
a) Um Btu é a quantidade necessária de calor para fazer elevar a temperatura de um grama de água em um grau Fahrenheit.
b) Uma caloria é a quantidade necessária de calor para elevar a temperatura de um grama de água em um grau Celsius.
c) Joule é a quantidade de energia térmica fornecida por um Watt em um segundo. Um Btu é igual a 1,054 Joules e uma caloria é igual a 4,183 Joules. Nem Btu nem caloria são aceitos no Sistema Internacional de Unidades.
Reação em Cadeia
O fenômeno químico da combustão é uma reação que se processa em cadeia, após a partida inicial e é mantida pelo calor produzido durante o processamento de reação. Assim, na combustão do carbono para a formação de Dióxido de Carbono (C02), há a seguinte reação: C + 02 = C02 + 97,2 kCal./Mol.
FONTE DE REFERÊNCIA
MCIHP – MANUAL DE COMBATE A INCÊNDIO EM HABITAÇÃO PRECÁRIA
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