Aula Unidade 1a_2013

UNIDADE 1 Conceitos Gerais

Química e Física do Fogo

Incêndio

Extintores

Carga de Incêndio

ENG. SILVIO EDMUNDO PILZ

ENG. SILVIO EDMUNDO PILZ

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FOGO E COMBUSTÃO

Prever um incêndio difícil muitos fatores

Iniciado qual será o seu alcance possível

Como?

conhecimento científico da ignição, da

combustibilidade de sólidos, líquidos e gases e dos

produtos da combustão determinar os métodos

mais adequados para controlar os perigos dos

incêndios e explosões

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FOGO E COMBUSTÃO

Sólidos combustíveis mecanismo para sua ignição.

Sólido aquecido vapores + oxigênio mistura

inflamável + chama (fagulha, centelha) acima de

500ºC igniza-se

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FOGO E COMBUSTÃO

Alguns sólidos pirofóricos (sódio, fósforo, magnésio

etc.) não se comportam conforme o mecanismo acima

descrito.

Os líquidos inflamáveis e combustíveis possuem

mecanismos semelhantes:

Líquido aquece-se vaporiza-se vapor + oxigênio

"mistura inflamável" (explosiva) + pequena chama

(mesmo fagulha ou centelha) ignição.

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FOGO E COMBUSTÃO

Para que haja combustão é necessária a

presença simultânea de três elementos nas

devidas proporções:

• Combustível

• Comburente

• Calor

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FOGO E COMBUSTÃO

Combustível é toda substância capaz de queimar

e alimentar a combustão. Elemento que serve de campo

de propagação ao fogo. Os combustíveis podem ser,

sólidos, líquidos ou gasosos .

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FOGO E COMBUSTÃO

Comburente é o elemento que possibilita

vida às chamas, e intensifica a combustão. O

mais comum é o oxigênio.

de 13% a 21% Combustão completa

entre 4% e 13% combustão incompleta

inferiores a 4% não se processará

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FOGO E COMBUSTÃO

Calor forma de energia que eleva a

temperatura.

Responsável pelo início do processo de

combustão (já que os dois outros reagentes, em

condições naturais, encontram-se permanentemente

associados)

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FOGO E COMBUSTÃO

Triângulo do fogo Reação em

cadeia

É a queima auto-

sustentável.

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FOGO E COMBUSTÃO

Eliminando um desses elementos do triângulo,

terminará a combustão. Aí se tem uma indicação

muito importante de como se pode acabar com o

fogo:

pode-se eliminar a substância que esta sendo queimada

(esta é uma solução nem sempre possível);

pode-se eliminar o calor provocando o resfriamento no

ponto em que ocorre a combustão, a queima;

pode-se, ainda, eliminar ou afastar o comburente (o

oxigênio) do lugar da queima, por abafamento, por introdução

de outro gás que não é comburente.

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FOGO E COMBUSTÃO

Exemplo:

Poço de petróleo em chamas combate ao

incêndio afastar o oxigênio (comburente)

Como? explosão, por exemplo

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CLASSIFICAÇÃO DA COMBUSTÃO

Quanto à velocidade de propagação

Quanto à reação

Ver na apostila

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PONTOS NOTÁVEIS DA COMBUSTÃO

PONTO DE FULGOR (Flash point)

É a temperatura mínima na qual um corpo

combustível emite quantidade suficiente de

vapores para provocar combustão na presença

de uma fonte ígnea externa.

Porém, ao ser afastada a fonte externa, a

combustão não se mantém, devido à pequena

quantidade de vapores.

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PONTOS NOTÁVEIS DA COMBUSTÃO

PONTO DE FULGOR

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PONTOS NOTÁVEIS DA COMBUSTÃO

PONTO INFLAMAÇÃO (Fire point)

Também conhecido como ponto de combustão,

é a temperatura mínima, na qual os vapores

emitidos por um corpo combustível provoca

combustão na presença de uma fonte ígnea

externa.

Porém ao ser retirada a fonte externa a chama

se mantém acesa.

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PONTOS NOTÁVEIS DA COMBUSTÃO

PONTO INFLAMAÇÃO OU DE COMBUSTÃO

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PONTOS NOTÁVEIS DA COMBUSTÃO

PONTO DE IGNIÇÃO (Ignition temperature)

É a temperatura mínima na qual os vapores

(gases) desprendidos por um corpo combustível

provocam combustão ao entrar em contato com

o ar, independente ou não da presença de

qualquer fonte ígnea externa e mantem a

combustão

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PONTOS NOTÁVEIS DA COMBUSTÃO

PONTO DE IGNIÇÃO

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PONTOS NOTÁVEIS DA COMBUSTÃO

PONTO FULGOR

PONTO INFLAMAÇÃO

PONTO IGNIÇÃO

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PONTOS NOTÁVEIS DA COMBUSTÃO

Principais pontos e temperaturas de alguns combustíveis ou inflamáveis

Combustíveis Inflamáveis

Ponto de Fulgor

Temperatura de Ignição

Álcool etílico Gasolina

Querosene Parafina

12,6°C -42,0°C

38,0°C a 73,5°C 199,0°C

371,0°C 257,0°C 254,0°C 245,0°C

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FORMAS DE PROPAGAÇÃO

O calor pode-se propagar de três diferentes

maneiras:

• Condução,

• Convecção

• Irradiação

Ainda que eles possam e normalmente ocorrerem

simultaneamente, um deles pode ter maior importância,

sobre os outros, em cada situação.

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FORMAS DE PROPAGAÇÃO

Como tudo na natureza tende ao equilíbrio (lembram da Lei de Lavoiser?)

O calor é transferido de objeto com temperatura

mais alta para aqueles com temperatura mais

baixa

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FORMAS DE PROPAGAÇÃO

Condução

É a transferência de calor através de um corpo

sólido de molécula a molécula. Quando dois ou

mais corpos estão em contato, o calor é

conduzindo através deles como se fosse um só

corpo.

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FORMAS DE PROPAGAÇÃO

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FORMAS DE PROPAGAÇÃO

Condução

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FORMAS DE PROPAGAÇÃO

Convecção

É a transferência de calor pelo próprio

movimento ascendente de massas de gases ou

líquido.

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FORMAS DE PROPAGAÇÃO

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FORMAS DE PROPAGAÇÃO

Irradiação

É a transmissão de calor por ondas de energia

caloríficas que se deslocam através do espaço.

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FORMAS DE PROPAGAÇÃO

Sol

Irradiação

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FORMAS DE PROPAGAÇÃO

Irradiação

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PRODUTOS DA COMBUSTÃO

Durante a queima, os corpos combustíveis

liberam alguns produtos

Cinzas

Carvão

Vapor d’água

Fumaça (estudaremos mais adiante)

Fogo

INCÊNDIO

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INCÊNDIO

Chamamos Incêndio a todo fogo anômalo que

não sendo obstado, se propaga e envolve tudo

quanto possa devorar, seja ele casual ou

intencional.

Incêndio fogo indesejável, seja qualquer a

sua dimensão.

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INCÊNDIO

Incêndio fogo indesejável,

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INCÊNDIO

Incêndio fogo indesejável,

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INCÊNDIO

Durante a história mais recente da humanidade

houve alguns incêndio importantes, que fizeram

por mudar toda a visão da segurança contra

incêndio

Ver na apostila

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INCÊNDIO Alguns deles

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INCÊNDIO

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INCÊNDIO

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INCÊNDIO

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INCÊNDIO

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INCÊNDIO

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CLASSIFICAÇÃO QTO ÀS PROPORÇÕES

• Incêndio Incipiente

• Pequeno Incêndio

• Médio Incêndio

• Grande Incêndio

• Incêndio Extraordinário

Ver apostila

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

Sabemos que se o fogo ocorrer em área ocupada por

pessoas, há grandes chances de que ele seja

descoberto logo no seu início e a situação mais

facilmente resolvida.

Mas se ocorrer quando a edificação estiver deserta ou

fechada, o fogo continuará crescendo até ganhar

grandes proporções

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

A evolução do incêndio em um local pode ser

representada por um ciclo com três fases características:

• Fase inicial de elevação progressiva da temperatura

(ignição ou eclosão do fogo);

• Fase de aquecimento;

• Fase de resfriamento e extinção.

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

Onde deve atuar o

sistema de detecção

± 600ºC ambiente

tomado por gases e vapores

Limite para combate

Queima da

maioria do

combustível

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

A evolução de um incêndio junto com a oxigenação do ambiente,

através de portas e janelas, fará com que o incêndio ganhe ímpeto.

Os materiais passarão a ser aquecidos por convecção e radiação

acarretando um momento denominado de “Inflamação generalizada

– Flash Over”, que se caracteriza pelo envolvimento total do

ambiente pelo fogo e pela emissão de gases inflamáveis através de

portas e janelas

Neste momento torna-se impossível a sobrevivência no interior do

ambiente.

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

Fase anterior ao Flashover – acúmulo de gases e fumaça no

nível do teto.

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

Fase anterior ao Flashover – acúmulo de gases e fumaça no

nível do teto.

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

Vídeo

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

O tempo gasto para o incêndio alcançar o ponto de Inflamação

Generalizada é relativamente curto e depende, essencialmente, dos

revestimentos e acabamentos utilizados no ambiente de origem.

Porém, se a oxigenação é inadequada e a temperatura permanece

em elevação, poderemos progredir para um backdraft.

A queima torna-se lenta e a combustão incompleta porque não há

oxigênio suficiente para sustentar o fogo

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

Contudo, o calor interior permanece e as partículas de

carbono não queimadas (bem como outros gases

inflamáveis, produtos da combustão) estão prontas para

incendiar-se rapidamente assim que o oxigênio for

suficiente e, na presença de oxigênio, esse ambiente

explodirá.

A essa explosão chamamos backdraft ou explosão por

fluxo reverso

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

Nesses casos ventilação fumaça e os gases

combustíveis superaquecidos sejam retirados do

ambiente;

No entanto, isso deve ser realizado com cautela, pois

uma ventilação inadequada suprirá abundante e

perigosamente o local.

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

COLOCAÇÃO DE

VENTILAÇÃO

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EVOLUÇÃO DE UM INCÊNDIO

A possibilidade de um foco de incêndio extinguir ou

evoluir para um grande incêndio depende, basicamente

dos seguintes fatores:

quantidade, volume e espaçamento dos materiais

combustíveis no local;

tamanho e situação das fontes de combustão;

área e locação das janelas;

velocidade e direção do vento;

a forma e dimensão do local.

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FATORES QUE INFLUENCIAM

Entre outros fatores, os que realmente merecem

destaque e estudo são:

• Conteúdo combustível (carga de incêndio)

• Ventilação

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FATORES QUE INFLUENCIAM

Carga de incêndio

quantidade de combustível a queimar.

A carga de incêndio está diretamente relacionada ao

uso da edificação

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FATORES QUE INFLUENCIAM

Carga de incêndio

carga de incêndio parâmetros culturais

arquitetura

poder calorífico médio da massa de materiais

combustíveis por unidade de área

carga de incêndio específica

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FATORES QUE INFLUENCIAM

Carga de incêndio

incluídos componentes de construção + material

depositado na edificação

1º. Passo para reduzir o risco de incêndio considerar

seu elementos de vedação e materiais de acabamento,

quanto considerando seu conteúdo.

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FATORES QUE INFLUENCIAM

Ventilação

a taxa de combustão de um incêndio determinada

pela velocidade do suprimento de ar + quantidade

de combustível + disposição da área do ambiente

em chamas e das dimensões das aberturas.

Deste conceito decorre a importância da forma e

quantidade de aberturas em uma fachada

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CLASSES DE INCÊNDIO

Classificados de acordo com os materiais

combustíveis neles envolvidos determina a

necessidade do agente extintor adequado

• Classe A

• Classe B

• Classe C

• Classe D

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CLASSES DE INCÊNDIO

Classe A

Combustíveis sólidos, caracterizado pelas cinzas e

brasas que deixam como resíduos, sendo que a

queima se da na superfície e em profundidade. Ex:

madeiras, papel, tecido, palha, borracha, etc.

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CLASSES DE INCÊNDIO

Classe A

Incêndio classe A

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CLASSES DE INCÊNDIO

Classe B

Líquidos inflamáveis, graxas e gases combustíveis,

caracterizados por não deixar resíduos e queimar

apenas na superfície exposta. Ex: gasolina, álcool,

solvente, etc.

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CLASSES DE INCÊNDIO

Classe B

Incêndio classe B

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CLASSES DE INCÊNDIO

Classe C

Materiais e equipamentos energizados, caracterizado

pelo risco de vida que oferece. Ex: Computador,

ventilador, geladeira, etc

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CLASSES DE INCÊNDIO

Classe C

Incêndio classe C

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CLASSES DE INCÊNDIO

Classe D

Metais combustíveis, caracterizado pela queima em altas

temperaturas e por reagir com agentes extintores comuns

principalmente se contem água e que por vezes requerem

agentes extintores específicos. Ex: magnésio, selênio,

antimônio, lítio, potássio, alumínio fragmentado, zinco, titânio,

sódio e zircônio.

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CLASSES DE INCÊNDIO

Classe D

Utilização de pó especial em magnésio

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CLASSES DE INCÊNDIO

NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION

(NFPA líquidos inflamáveis ou combustíveis.

Líquido inflamável ponto de fulgor é menor que

37,7º C (100ºF)

Líquidos combustíveis ponto de fulgor superior a

37,7ºC, conforme o quadro abaixo:

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CLASSES DE INCÊNDIO

Classificação de líquidos inflamáveis e combustíveis

Classe Subclasse Ponto de Fulgor Ponto de ebulição

A < 22,8 º C < 37,8 º C

B < 22,8 º C > 37,8 º C

Líquidos inflamáveis

I

C > 22,8 º C e < 37,8 º C > 37,8 º C

II - > 37,8 º C e < 60,0 º C -

A > 60,0 º C e < 93,3 º C -

Líquidos combustíveis

III

B > 93,3 º C -

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MÉTODOS DE EXTINÇÃO

Conforme visto no triângulo do fogo, os

métodos são baseados na supressão de uma

das partes do triângulo.

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MÉTODOS DE EXTINÇÃO

Retirada do material combustível é o método mais

simples de se extinguir um incêndio, baseia-se na

retirada do material combustível, ainda não atingido,

da área de propagação do fogo, tal como o

isolamento.

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MÉTODOS DE EXTINÇÃO

Resfriamento é o método mais utilizado, consiste

em diminuir a temperatura do material combustível

que esta queimando, diminuindo,

conseqüentemente, a liberação de gases ou vapores

inflamáveis.

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MÉTODOS DE EXTINÇÃO

Abafamento consiste em impedir ou diminuir o

contato do comburente com o material combustível

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MÉTODOS DE EXTINÇÃO

Extinção química consiste na utilização de certos

componentes químicos, que lançados sobre o fogo,

interrompem a reação em cadeia.

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AGENTES EXTINTORES

agentes extintores atuam diretamente sobre um ou

mais desses elementos formadores do fogo (tripé)

O agente extintor a ser utilizado deve ser apropriado,

para que sua ação seja rápida e eficiente, causando o

mínimo de danos à vida das pessoas, ao conteúdo e à

edificação.

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AGENTES EXTINTORES

ÁGUA

A água é a substância mais usada como agente

extintor por várias razões:

a) é a mais difundida na natureza e, portanto, a mais

disponível, abundante e barata;

b) é a mais efetiva no combate ao fogo, por que tem

grande poder de absorção de calor

c) é um agente extinto seguro, não tóxico, não

corrosivo e estável.

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AGENTES EXTINTORES

ÁGUA

Como agente extintor age, principalmente, por

resfriamento e abafamento, conforme seu estado físico (jato compacto e jato de neblina no estado líquido; vapor no estado

gasoso).

Na realidade, a água no estado líquido age sobre o fogo

por resfriamento, absorvendo calor e aquecendo-se até

transformar em vapor que, então, age por abafamento,

reduzindo a taxa de oxigênio e, conseqüentemente, sua

inflamabilidade.

Utilizada nos incêndios de classe: A

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AGENTES EXTINTORES

ESPUMA AQUOSA OU MECÂNICA

A espuma aquosa ou mecânica é composta por bolhas

de gás, normalmente o ar, formada a partir de uma

solução aquosa de um agente concentrado líquido

especial formador de espuma (extrato).

Com a espuma é mais leve e flutua sobre o líquido

combustível, extingue o fogo por abafamento e

resfriamento.

Utilizado nos incêndios de classe: A e B

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AGENTES EXTINTORES

CO2

O CO2 extingue o fogo por abafamento, com a diluição

da concentração de oxigênio no ar, reduzindo a geração

de calor capaz de manter a combustão até a extinção

completa do fogo.

Utilizado nos incêndios de classe: A, B e C

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AGENTES EXTINTORES

PQS (Pó Químico Seco)

Os PQS tem como bases químicas principais o

bicarbonato de sódio, bicarbonato de potássio, cloreto

de potássio, etc. O propelente é o nitrogênio (gás seco e

incombustível)

A extinção do fogo se dá por abafamento, resfriamento

e, principalmente por rompimento da cadeia de reação

química.

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AGENTES EXTINTORES

PQS

São também uma alternativa ao CO2 para extinguir fogos

sem a utilização de água.

O seu uso deve ser evitado em equipamentos

eletrônicos, pois o pó químico em contato com a

umidade do ar corrói as placas dos circuitos atingidos.

Utilizado nos incêndios de classe: B e C (na classe D é

utilizado pó químico especial)

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AGENTES EXTINTORES

PQS

Mais recentemente foi colocado no mercado o extintor

de PQS multiuso para as classes de incêndio ABC.

Com 80 a 90% de Monofosfato de Amônia tem sido

bastante especificado em projetos mais recentes pela

sua versatilidade

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AGENTES EXTINTORES

GASES INERTES

Ao gases mais usados até recentemente eram os

halogenados. Em virtude dos estragos que causavam a

camada de ozônio foram proibidos.

As composições novas FM-, FE-13 e FE-25, Inergen e

NAF-S-III.

São usados em equipamentos energizados

eletricamente, arquivos, bibliotecas, CPD, cozinhas e em

quase todos os materiais combustíveis.

Utilizado nos incêndios de classe: A, B e C

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AGENTES EXTINTORES

PÓ QUÍMICO TIPO ABC

A base de monofosfato de amônia (produto muito

utilizado na produção de fertilizante agrícola),

largamente utilizado na Europa e nos EUA, não é nocivo

à saúde.

É hoje o extintor obrigatório em veículos. Ainda não é

muito usado em edificações, talvez pelo seu custo

quando comparado com os extintores de PQS normal.

Utilizado nos incêndios de classe: A, B e C