Proteção Contra Incêndio por Espuma: Uma Visão Geral

Existem muitas maneiras de apagar um incêndio. Dependendo da situação, um sistema de proteção contra incêndio pode ser projetado para funcionar com diversos agentes extintores. A água pura é comumente utilizada porque é facilmente disponível e eficaz em muitos casos. No entanto, a água nem sempre é a melhor opção. Outras alternativas incluem gases inertes, agentes químicos secos ou úmidos e diferentes tipos de espuma para supressão de incêndio. Neste post, vamos discutir as aplicações da espuma.

O projeto e a manutenção adequados de um sistema de proteção contra incêndio à base de espuma exigem a compreensão de como e por que a espuma é utilizada. Vamos primeiro analisar as aplicações da espuma na proteção contra incêndio.

Quando usar um sistema de proteção contra incêndio à base de espuma

A espuma é normalmente o agente de supressão de incêndio escolhido em situações onde líquidos combustíveis ou inflamáveis são armazenados em tanques ou instalações de armazenamento a granel. Ela é especialmente eficaz quando o líquido inflamável possui uma superfície onde a espuma pode ser aplicada. Diferente da água, que é mais pesada que a maioria dos líquidos inflamáveis e afunda de forma ineficaz até o fundo, a espuma de supressão de incêndio é mais leve e sobe até a superfície. Ali, ela cria uma camada sobre o líquido, reduzindo a formação de vapores, impedindo que o oxigênio alcance o líquido combustível e abafando de forma eficaz um possível incêndio.

A espuma de alta expansão também pode ser utilizada para extinguir um incêndio em um espaço confinado. Quando empregada em túneis ferroviários, hangares de aeronaves ou outros ambientes delimitados, a espuma é eficaz para preencher rapidamente a área e sufocar as chamas.

Por fim, a espuma também possui um efeito de resfriamento semelhante ao da água, pois a solução de espuma é composta principalmente por água (~97%).

Antes de explorarmos esses conceitos com mais profundidade, vamos considerar quando a espuma de proteção contra incêndio não é apropriada.

Quando NÃO usar espuma para proteção contra incêndio 

Espuma não é recomendada nos seguintes cenários:

• Incêndio elétrico – Quando há envolvimento de eletricidade de alta tensão, o uso de espuma é altamente perigoso. A espuma contém água, que é um condutor elétrico. Portanto, o risco de eletrocussão é elevado. No entanto, é possível utilizar espuma em um incêndio elétrico se a eletricidade for desligada primeiro.
• Incêndios tridimensionais – A espuma funciona melhor quando pode formar uma manta ou barreira entre o líquido inflamável e o ar. Se o fogo estiver espalhado em um espaço tridimensional, a espuma não consegue abafá-lo de forma eficaz.
• Gases pressurizados – NPG, GLP e outros combustíveis que são gasosos à temperatura ambiente e precisam ser pressurizados e liquefeitos para armazenamento geralmente não são candidatos adequados para proteção contra incêndio à base de espuma. Essas substâncias são muito voláteis e podem liberar um grande volume de vapores.
• Metais em combustão – Quando água ou substâncias à base de água são aplicadas a alguns metais em combustão, pode ocorrer uma reação química que libera muito calor. Isso pode causar uma explosão semelhante a fogos de artifício e criar uma situação extremamente perigosa.

Tipos de espuma para proteção contra incêndio

Espuma polar vs. não polar

Quimicamente, existem dois tipos principais de espuma para proteção contra incêndio: polar e não polar. Estes correspondem a dois tipos principais de líquidos combustíveis. É importante utilizar o tipo correto de espuma para o tipo de líquido presente.

• Espuma polar é utilizada para líquidos inflamáveis polares, ou seja, líquidos cujas moléculas possuem uma carga positiva em uma extremidade e uma carga negativa na outra. Normalmente, são solventes, como o álcool, utilizados nas indústrias química e petroquímica.
• Espuma não polar é projetada para uso com líquidos não polares, cujas moléculas não possuem carga elétrica polarizada. Normalmente, são hidrocarbonetos como petróleo bruto e gasolina.

A maioria dos equipamentos de proteção contra incêndio projetados para uso com água pode ser utilizada com qualquer tipo de espuma. No entanto, o projetista e a equipe de manutenção devem estar atentos às propriedades de cada concentrado/solução de espuma específico e selecionar as configurações adequadas dos equipamentos para cada um.

Espuma de baixa vs. alta expansão

Outra forma de classificar a espuma de proteção contra incêndio é pela taxa de expansão. A espuma é produzida pela mistura do concentrado de espuma com água para criar uma solução de espuma. Essa solução passa então por um dispositivo de descarga (como um bico), que introduz ar na mistura e aumenta significativamente o volume da espuma final.

Espuma de baixa expansão descreve a espuma que se expande em volume de 2 a 20 vezes em relação à densidade da água até a espuma finalizada. Normalmente, é utilizada quando o objetivo é criar uma película supressora de fogo na superfície de um líquido inflamável.

Espumas de média expansão (20-200x de expansão) e espumas de alta expansão (200-1000x de expansão) são normalmente utilizadas para preencher rapidamente um grande volume de espaço confinado, como um subsolo, túnel de mina ou hangar de aeronaves.

Cada tipo de espuma e taxa de expansão exige equipamentos diferentes e/ou ajustes diferentes nos equipamentos. Projetistas e equipes de manutenção devem consultar os fabricantes de espuma e de equipamentos para garantir o uso adequado e a compatibilidade.

Equipamentos de Proteção Contra Incêndio à Base de Espuma

Proporcionadores

As soluções de espuma consistem de 1 a 6% de concentrado de espuma, sendo o restante água. Em um sistema típico de proteção contra incêndio à base de espuma, o concentrado de espuma é armazenado em um tanque de armazenamento. A proporção exata de espuma para água depende do tipo de espuma utilizada. Para alcançar a proporção correta, é necessário um equipamento especial chamado proporcionador, que injeta 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 eficaz em uma determinada porcentagem de concentrado.

Proporcionador pressurizado: Neste sistema, o concentrado de espuma é impulsionado através do sistema por meio de pressão. Isso pode ser feito com uma bomba ou com uma bexiga pressurizada 

tanque. Este último é um tanque de água que contém uma bexiga interna onde o concentrado de espuma é armazenado. A bexiga do concentrado é pressurizada externamente pela pressão da água ao seu redor. A bomba ou a bexiga pressurizada força o concentrado para dentro do proporcionador.

Proporcionador atmosférico: Este tipo de proporcionador utiliza a pressão atmosférica para aspirar o concentrado de espuma através do sistema, como um canudo em um copo de água. A água passa por um pequeno orifício, criando um efeito Venturi que gera sucção suficiente para puxar o concentrado de um pequeno reservatório atmosférico para a solução. Este tipo de proporcionador é projetado para dosar de 3 a 6% de concentrado de espuma na água.

Válvulas Dilúvio

As Válvulas Dilúvio são um componente crítico de qualquer sistema de proteção contra incêndio à base de espuma. Normalmente, haverá uma válvula dilúvio na tubulação de água. Além da válvula dilúvio principal, há também uma válvula de espuma que fornece o concentrado de espuma ao proporcionador. A maioria das válvulas dilúvio para proteção contra incêndio pode ser utilizada 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 uma dosagem e taxas de aplicação mais precisas. Em um sistema de espuma, é ideal ter controle de pressão tanto no lado da água quanto no lado da espuma do sistema.

Dispositivos de descarga

Depois que o concentrado de espuma é proporcionado na água, é necessário utilizar um dispositivo de descarga para agitá-lo e transformá-lo em espuma. Existem diferentes tipos de dispositivos de descarga disponíveis para diferentes tipos de espuma. A espuma de baixa expansão pode ser utilizada com bicos padrão. Espumas de média e alta expansão exigem equipamentos especiais, como um gerador de espuma capaz de misturar um grande volume de ar à solução. Um sistema aspirador para esse tipo de espuma pode aumentar o volume da solução em 200 a 1000 por cento. 

Tipos de sistemas de proteção contra incêndio por espuma para tanques de armazenamento

Os tanques de armazenamento de combustíveis líquidos são candidatos prioritários à proteção contra incêndio, pois os grandes volumes de líquidos inflamáveis envolvidos representam alto potencial de risco. Ao projetar esse tipo de sistema, é importante considerar o tipo de tanque de armazenamento. Existem dois tipos principais de tanques: os de teto fixo e os de teto flutuante. Cada um exige um tipo diferente de sistema de proteção contra incêndio à base de espuma.

Proteção contra incêndio para tanques de armazenamento com teto fixo

Um tanque de armazenamento com teto fixo é um tanque padrão que contém um volume de líquido. À medida que o líquido sai do tanque, um espaço preenchido por vapor se abre acima dele. Proteger a parte externa do teto desse tipo de tanque seria ineficaz devido ao potencial de os vapores internos se inflamarem e explodirem, danificando ou destruindo qualquer equipamento de proteção contra incêndio presente no teto. Em vez disso, é comum utilizar um sistema de proteção contra incêndio submerso. Nesse sistema, a solução de espuma entra no tanque pela parte inferior. Após ser liberada através do líquido inflamável por meio de bicos especiais, a espuma flutua sobre o líquido, formando uma camada protetora na superfície.

Proteção contra incêndio para tanques de armazenamento com teto flutuante

Em um tanque de armazenamento com teto flutuante, o teto do tanque flutua livremente sobre a superfície do líquido. À medida que o líquido é retirado do tanque, o teto desce para eliminar o espaço vazio no interior. Esse tipo de tanque de armazenamento é projetado para minimizar ou eliminar a presença de vapor dentro do tanque. Isso ajuda a reduzir a taxa de evaporação do líquido. Também diminui a possibilidade de incêndio, pois é o vapor que queima, não o próprio líquido. No entanto, o perímetro do teto possui uma vedação flexível que permite que o teto flutue. O vapor pode escapar ao redor dessa vedação, criando um potencial risco de incêndio.

Nesse caso, um sistema de proteção contra incêndio subterrâneo não ajudará, pois o telhado baixo impede a formação de uma camada de espuma na superfície do líquido. Em vez disso, a parte superior do telhado é protegida com um equipamento especial chamado piscina de espuma.

Suporte especializado para sistemas de aplicação de espuma

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