Existem diversas formas de apagar um incêndio. Dependendo da situação, um sistema de proteção contra incêndios pode ser projetado para funcionar com vários agentes supressores de fogo.
A água pura geralmente é usada porque está disponível com facilidade e é efetiva em muitos casos. No entanto, a água nem sempre é a melhor alternativa. Outras opções incluem gases inertes, agentes químicos secos ou úmidos e diferentes tipos de espumas supressoras de fogo. Neste post, discutiremos as aplicações com espuma.
O projeto e a manutenção apropriados de um sistema de proteção contra incêndios baseado em espuma exigem o entendimento de como e por que a espuma é usada. Vamos primeiro dar uma olhada nas aplicações com espuma na proteção contra incêndios.
Quando usar um sistema de proteção contra incêndios baseado em espuma
A espuma é tipicamente o agente supressor de fogo preferido em situações em que líquidos combustíveis ou inflamáveis são armazenados em tanques ou instalações de armazenamento a granel. Ela é especialmente efetiva quando o líquido inflamável possui uma superfície onde a espuma pode ser aplicada. Diferentemente da água, que é mais pesada que a maioria dos líquidos inflamáveis e desce para o fundo sem fazer efeito, a espuma supressora de fogo é mais leve e sobe para o topo. Lá, ela cria uma manta na superfície, reduzindo a formação de vapor, impedindo que o oxigênio atinja o líquido combustível e sufocando efetivamente o incêndio em potencial.
A espuma de alta expansão também pode ser usada para extinguir incêndios em espaços confinados. Quando usada em um túnel ferroviário, hangar de aviação ou outro espaço definido, a espuma é eficiente para preencher rapidamente uma área e sufocar as chamas.
Por fim, a espuma também possui um efeito de resfriamento como a água, pois a solução de espuma consiste principalmente de água (cerca de 97%).
Antes de explorarmos estes conceitos de forma mais aprofundada, vamos considerar quando a espuma para proteção contra incêndios não é apropriada.
Quando NÃO usar espuma para proteção contra incêndios
A espuma não é recomendada nos seguintes cenários:
- Incêndio elétrico – Quando existe eletricidade em alta voltagem envolvida, o uso de espuma é altamente perigoso. A espuma contém água, que é um condutor elétrico. Portanto, o risco de eletrocussão é alto. Contudo, é possível usar espuma em um incêndio elétrico se a eletricidade for desconectada primeiro.
- Incêndios tridimensionais – A espuma funciona melhor quando pode formar uma manta ou barreira entre o líquido inflamável e o ar. Se um incêndio se espalhar no espaço tridimensional, a espuma não poderá sufocar o fogo de forma efetiva.
- Gases pressurizados – Gás Natural ou GLP, e outros combustíveis que sejam gasosos a temperatura atmosférica e devam ser pressurizados e liquefeitos para armazenamento normalmente não são candidatos apropriados para a proteção contra incêndios baseada em espuma. Estas substâncias são muito voláteis e podem liberar um grande volume de vapor.
- Metais incandescentes – Quando a água ou substâncias à base de água são aplicadas em alguns metais em chamas, isto pode gerar uma reação química que libera uma grande quantidade de calor. Na verdade, eles podem explodir como fogos de artifício e criar uma situação muito perigosa.
Tipos de espumas para proteção contra incêndios
Espuma polar vs. espuma não-polar
Quimicamente, existem dois tipos principais de espumas para proteção contra incêndios: espuma para solventes polares e não-polares. Elas correspondem aos dois tipos principais de líquidos combustíveis. É importante usar o tipo de espuma correto para o tipo de líquido existente.
- A espuma polar é usada para líquidos inflamáveis polares, ou seja, líquidos cujas moléculas possuem uma carga positiva em uma extremidade e uma carga negativa na outra extremidade. Estes são tipicamente solventes, como o álcool, usados nas indústrias química e petroquímica.
- A espuma não-polar foi projetada para uso com líquidos não-polares, cujas moléculas não carregam uma carga elétrica polarizada. Estes são tipicamente hidrocarbonetos, como petróleo bruto e gasolina.
A maior parte dos equipamentos de proteção contra incêndios projetados para uso com água pode ser usada com qualquer tipo de espuma. Contudo, o projetista e o pessoal de manutenção devem estar cientes das propriedades de cada concentrado/solução de espuma específicos e selecionar a configuração de equipamentos apropriada para cada um deles.
Espuma de baixa expansão vs. espuma de alta expansão
Outra forma de categorizar a espuma para proteção contra incêndios é pela taxa de expansão. A espuma é produzida ao misturar o concentrado de espuma com água para criar uma solução de espuma. Esta solução então passa através de um dispositivo de descarga (como um bocal) que introduz ar na mistura e aumenta consideravelmente o volume da espuma acabada.
Espuma de baixa expansão significa a espuma que se expande em volume entre 2 e 20 vezes a partir da densidade da água até a espuma acabada. Isto é tipicamente usado quando o objetivo é criar um filme supressor de fogo na superfície de um líquido inflamável.
Espumas de média expansão (expansão de 20 a 200 vezes) e alta expansão (expansão de 200 a 1000 vezes) são tipicamente usadas para preencher rapidamente um grande volume de espaço confinado, como um porão, túnel de mina ou hangar de aviação.
Cada tipo de espuma e taxa de expansão exige diferentes equipamentos e/ou diferentes configurações de equipamentos. Os projetistas e o pessoal de manutenção devem consultar os fabricantes de espumas e equipamentos para assegurar a compatibilidade e o uso apropriado.
Equipamentos de proteção contra incêndios baseada em espuma
Proporcionadores
As soluções de espuma consistem em 1% a 6% de concentrado de espuma, e o restante é água. Em um sistema de proteção contra incêndios baseado em espuma, o concentrado de espuma é armazenado em um tanque de armazenamento. A proporção exata de espuma para água depende do tipo de espuma usada. Para que seja obtida a proporção correta, é necessário um equipamento especial chamado proporcionador, que alimenta a quantidade correta de concentrado na linha de água.
Existem dois tipos principais de proporcionadores: pressurizados e atmosféricos. Cada tipo de proporcionador é projetado para ser efetivo em uma porcentagem de concentrado específica.
Proporcionador pressurizado: Neste sistema, o concentrado de espuma é impulsionado através do sistema por meio de pressão. Isto pode ser realizado com uma bomba ou um tanque diafragma pressurizado.
Este último é um tanque de água que contém uma membrana dentro, do qual o concentrado de espuma é armazenado. A membrana com o concentrado é pressurizada a partir do lado de fora pela pressão da água ao redor dele. A bomba ou a membrana pressurizada, forçam o concentrado para dentro do proporcionador.
Proporcionador atmosférico: Este tipo de proporcionador usa a pressão atmosférica para sugar o concentrado de espuma através do sistema como um canudo em um copo de água. A água se move através de um pequeno orifício, criando um efeito Venturi que gera sucção suficiente para puxar o concentrado a partir de um pequeno recipiente de armazenamento atmosférico para dentro da solução. Este tipo de proporcionador é projetado para dosar entre 3% e 6% de concentrado de espuma para água.
Válvulas de dilúvio
As válvulas de dilúvio são um componente crítico de qualquer sistema de proteção contra incêndios baseado em espuma. Tipicamente, existirá uma válvula de dilúvio na tubulação de água. Além da válvula de dilúvio principal, também existe uma válvula de espuma que fornece o concentrado de espuma para o proporcionador. A maioria das válvulas de dilúvio para proteção contra incêndios pode ser usada com água, solução de espuma ou concentrado de espuma.
As válvulas de controle de pressão também são um componente crítico a ser considerado. A pressão controlada permite taxas de dosagem e aplicação mais precisas. Em um sistema de espuma, é melhor possuir controle de pressão tanto no lado da água quanto no lado da espuma.
Dispositivos de descarga
Depois que o concentrado de espuma tiver sido proporcionado na água, é necessário usar um dispositivo de descarga para ativá-lo na espuma. Diferentes tipos de dispositivos de descarga estão disponíveis para diferentes tipos de espumas. A espuma de baixa expansão pode ser usada com bocais padrão. Espumas de média e alta expansão exigem equipamentos especiais, como um gerador de espuma capaz de misturar um grande volume de ar na solução. Um sistema de aspiração para este tipo de espuma pode aumentar o volume da solução em 200 a 1000 por cento.
Tipos de sistemas de proteção contra incêndios baseados em espuma para tanques de armazenamento
Tanques de armazenamento de combustíveis líquidos são grandes candidatos para a proteção contra incêndios, pois os grandes volumes de líquidos inflamáveis envolvidos geram um alto potencial de risco. Ao projetar um sistema deste tipo, é importante levar em consideração o tipo de tanque de armazenamento. Existem dois tipos principais de tanques de armazenamento: com teto fixo e com teto flutuante. Cada um deles exige um tipo diferente de sistema de proteção contra incêndios baseado em espuma.
Proteção contra incêndios para tanques de armazenamento com teto fixo
Um tanque de armazenamento com teto fixo é um tanque padrão que contém um volume de líquido. Conforme o líquido sai do tanque, um volume de espaço preenchido por vapor se abre acima dele. Proteger o teto externo de um tanque deste tipo seria ineficaz devido ao potencial dos vapores no interior inflamarem e explodirem, danificando ou destruindo assim qualquer equipamento de proteção contra incêndios presente no teto. Ao invés disso, um sistema de proteção contra incêndios abaixo da superfície é típico. Neste sistema, a solução de espuma entra no tanque na parte inferior. Após ser liberada através do líquido inflamável por meio de bocais especiais, a espuma flutua sobre o líquido, formando uma manta protetora na superfície.
Proteção contra incêndios para tanques de armazenamento com teto flutuante
Em um tanque de armazenamento com teto flutuante, o teto do tanque flutua livremente na superfície do líquido. Conforme o líquido é retirado do tanque, o teto desce para eliminar o espaço vazio no tanque. Este tipo de tanque de armazenamento é projetado para minimizar ou eliminar a presença de vapor no interior do tanque. Isto ajuda a reduzir a taxa de evaporação do líquido. Isto também reduz a possibilidade de incêndio, porque é o vapor que queima, e não o próprio líquido. Porém, o perímetro do teto possui uma vedação flexível que permite que o teto flutue. O vapor pode escapar ao redor desta vedação, gerando um potencial risco de incêndio.
Neste caso, um sistema de proteção contra incêndios sob a superfície não ajudará porque o teto baixo impede a formação de qualquer manta de espuma na superfície do líquido. Ao invés disso, a parte superior do telhado é protegida por um equipamento especial chamado de piscina de espuma.
Suporte especializado para sistemas de aplicação de espuma
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