UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA BEATRIZ DE …

UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA

BEATRIZ DE SOUZA PEREIRA

COMPARAÇÃO ENTRE O SISTEMA DE HIDRANTES E O SISTEMA DE

MANGOTINHOS:

CONFORME EXIGÊNCIAS DA IN 007/2017 – CBMSC PARA USO EM

EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS PRIVATIVAS MULTIFAMILIARES

Palhoça

2019

BEATRIZ DE SOUZA PEREIRA

COMPARAÇÃO ENTRE O SISTEMA DE HIDRANTTES E O SISTEMA DE

MANGOTINHOS:

CONFORME EXIGÊNCIAS DA IN 007/2017 – CBMSC PARA USO EM

EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS PRIVATIVAS MULTIFAMILIARES.

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina como requisito parcial à obtenção do título de Engenheira Civil.

Orientador: Roberto de Melo Rodrigues

Palhoça

2019

À minha família, pоr sua capacidade dе

acreditar еm mіm е investir еm mim, que

cоm muito carinho е apoio, nãо mediram

esforços para qυе еυ chegasse аté esta

etapa dе minha vida. Ao Curso de

Engenharia Civil dа Universidade do Sul de

Santa Catarina, е às pessoas com quem

convivi nesses espaços ао longo desses

anos.

AGRADECIMENTOS

A todos os professores, que compartilharam seus conhecimentos comigo,

meu muito obrigada. Não posso deixar de agradecer em especial o meu orientador,

Roberto de Melo Rodrigues, pelo emprenho dedicado à elaboração deste trabalho,

por todo apoio e paciência. A banca examinadora, composta pelo Professor Antônio

Victorino Ávila, Msc e pela Engenheira Civil Marina Fiori, obrigada por disponibilizarem

o tempo de vocês e por participarem de um momento com tamanha importância.

Agradeço à minha mãe Eloiza de Souza, heroína que me deu a vida e

batalhou muito para me oferecer uma educação de qualidade. Obrigada por seu amor

infinito! Ao meu pai, Vânio Vilmar Pereira, que sempre acreditou no meu potencial e

me ensinou valores importantes que contribuíram com a minha educação. Ao meu

irmão, Vinícius Fernandes de Souza Pereira, apesar dos conflitos sei que sempre

torce por mim.

Meu muito obrigada aos meus avós, Sandra Maria Fernandes de Souza e

Osni de Souza, responsáveis por tornar tudo possível, que em muitos momentos

foram meus pais. Cuidaram de mim com todo o carinho e me deram amor

incondicional. Sem vocês nada seria possível!

Aos meus bisavôs, Celina Albano Fernandes e João Fernandes (in

memoriam), que por muito cuidaram de mim com todo o amor e me ensinaram valores

e virtudes os quais contribuíram para a constituição do meu caráter. Vocês fazem

parte de mim e sempre serão lembrados.

A minha tia, Giani Fernandes de Souza Silva, por sempre ter se preocupado

comigo e com a minha educação. Por muitos momentos me tratou como filha e me

proporcionou muitas coisas até aqui. Muito obrigada!

Ao meu namorado, Mateus Rosa Tabalipa, por estar ao meu lado durante

toda a minha graduação e durante toda a elaboração deste trabalho. Obrigada por

toda atenção, cuidado, amor e carinho. Por sempre me dar suporte nos momentos

difíceis, por me ouvir e me compreender. Obrigada por ser meu companheiro de vida!

Sem você, tudo seria mais difícil.

A todos os meus familiares, que nоs momentos dе minha ausência

dedicados ао estudo, sеmprе fizeram entender qυе о futuro é feito а partir dа

constante dedicação nо presente. Todos vocês fazem parte de mim e moram no meu

coração!

RESUMO

A pesquisa realizada neste trabalho pretende elaborar um comparativo entre os

sistemas hidráulicos de combate a incêndio por hidrantes e por mangotinhos. Para

embasar a pesquisa foi elaborada uma caracterização acerca dos conceitos

relacionados ao fogo, bem como os critérios normativos a respeito dos sistemas

abordados. Para a composição do comparativo referente ao dimensionamento dos

dois sistemas, todas as bibliografias, equações e parâmetros pré-estabelecidos foram

devidamente apresentados. A elaboração do dimensionamento dos sistemas teve em

vista constatar a eficiência de ambos no combate ao incêndio, por meio dos valores

encontrados para as vazões e pressões, assim como a altura do reservatório elevado

e o volume da reserva técnica de incêndio. Findado os cálculos, pode-se constatar

notáveis diferenças entre os dois sistemas. A pressão nos mangotinhos é

consideravelmente mais alta do que nos hidrantes, assim como a vazão nos hidrantes

é maior que nos mangotinhos. Houve uma diferença considerável no volume da

reserva técnica de incêndio dos sistemas e ocorreu a necessidade de utilização de

uma bomba de incêndio no sistema de mangotinhos. Dessa forma, foi possível apontar

as vantagens e desvantagens em ambos. Por fim, constatou que os dois sistemas são

vantajosos, dependendo do ponto de vista observado.

Palavras-chave: Sistema hidráulico preventivo. Hidrantes. Mangotinhos.

ABSTRACT

The research carried out in this work intends to elaborate a comparison between the

systems hydraulics of fire fighting by hydrants and by hose reel. To support the

research, a characterization was elaborated about the concepts related to fire, as well

as the normative criteria regarding the systems approached. For the composition of

the comparative referring to the sizing of both systems, all pre-established

bibliographies, equations and parameters were duly presented. The elaboration of the

sizing of the systems had in view to verify the efficiency of both in the fight against the

fire, through the values found for the flows rate and pressures, as well as the height of

the reservoir and the volume of the fire technical reserve. Once the calculations have

been completed, there are notable differences between the two systems. The pressure

in the hose reel is considerably higher than in the hydrants, just as the flow rate in the

hydrants is greater than in the hose reel. There was a considerable difference in the

volume of the fire technical reserve of the systems and there was a need to use a fire

pump in the hose reel system. In this way, it was possible to point out the advantages

and disadvantages in both. Finally, found that the two systems are advantageous,

depending on the observed point of view.

Keywords: Preventive hydraulics. Hydrant. Hose reel.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Triângulo do fogo e quadrado do fogo ...................................................... 19

Figura 2 - Propagação do fogo por convecção.......................................................... 21

Figura 3 - Propagação do fogo por irradiação ........................................................... 21

Figura 4 - Classes de incêndio .................................................................................. 23

Figura 5 - Extintores portáteis ................................................................................... 26

Figura 6 - Extintores sobre rodas .............................................................................. 27

Figura 7 – Hidrante para o sistema tipo I, com porta do abrigo em vidro temperado 39

Figura 8 – Hidrante para o sistema tipo I, com porta do abrigo na cor vermelha. ..... 40

Figura 9 – Hidrante de recalque aparente. ................................................................ 41

Figura 10 – Hidrante de recalque embutido. ............................................................. 42

Figura 11 – Hidrante de recalque dentro de abrigo. .................................................. 42

Figura 12 – Abrigo horizontal de mangueiras para mangotinhos .............................. 48

Figura 13 – Abrigo vertical de mangueiras para mangotinhos .................................. 49

Figura 14 – Esquema hidrantes em funcionamento simultâneo. ............................... 56

Figura 15 – Altura entre o fundo do reservatório e o hidrante hidraulicamente mais

desfavorável. ............................................................................................................. 58

Figura 16 – Volume da RTI para o sistema de hidrantes. ......................................... 59

Figura 17 – Esquema vertical do sistema hidráulico preventivo por hidrantes. ......... 60

Figura 18 – Esquema mangotinhos em funcionamento simultâneo. ......................... 61

Figura 19 – Volume da RTI para o sistema de mangotinhos. ................................... 64

Figura 20 – Motobomba ME-AL/BR 23100V. ............................................................ 65

Figura 21 – RTI sistema de mangotinhos com bomba e sistema by pass. ............... 66

Figura 22 – Esquema vertical do sistema hidráulico preventivo por mangotinhos. ... 67

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Seleção do agente extintor segundo a classificação do fogo ................... 26

Tabela 2 – Tipos de sistema ..................................................................................... 30

Tabela 3 – Tipos de mangueira ................................................................................. 32

Tabela 4 – Volume mínimo da RTI ............................................................................ 34

Tabela 5 – Linhas de mangueira para hidrante ......................................................... 38

Tabela 6 – Coeficiente de rugosidade ....................................................................... 44

Tabela 7 – Fator de vazão “K”. .................................................................................. 51

Tabela 8 – Pressão de vapor da água para determinadas temperaturas .................. 55

Tabela 9 – Determinação das pressões e vazões para hidrantes. ............................ 57

Tabela 10 – Volume total da RTI. .............................................................................. 59

Tabela 11 – Determinação das pressões e vazões para mangotinhos. .................... 62

Tabela 12 - Determinação das pressões e vazões para mangotinhos. ..................... 63

Tabela 13 – Especificações da bomba escolhida. ..................................................... 64

Tabela 14 – Pressões e vazões dos hidrantes. ............ Erro! Indicador não definido.

Tabela 15 – Pressões e vazões dos mangotinhos. ...... Erro! Indicador não definido.

Tabela 16 – RTI. ........................................................... Erro! Indicador não definido.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 11

1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ............................................................................ 11

1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA DE PESQUISA ........................................................ 12

1.3 FORMULAÇÃO DA QUESTÃO DO ESTUDO ................................................... 12

1.4 OBJETIVOS ...................................................................................................... 13

1.4.1 Objetivo geral ................................................................................................ 13

1.4.2 Objetivos específicos ................................................................................... 14

1.5 JUSTIFICATIVA................................................................................................. 14

1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO ............................................................................ 15

1.7 METODOLOGIA .................................................................................................. 15

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................... 18

2.1 FOGO ................................................................................................................ 18

2.1.1 Triângulo do fogo e quadrado do fogo ....................................................... 18

2.1.2 Temperatura dos combustíveis ................................................................... 20

2.1.3 Propagação do fogo ...................................................................................... 20

2.1.4 Fumaça do incêndio ...................................................................................... 22

2.2 CLASSES DE INCÊNDIO .................................................................................. 22

2.3 CAUSAS DO INCÊNDIO ................................................................................... 23

2.4 MÉTODOS DE EXTINÇÃO DO INCÊNDIO ...................................................... 23

2.5 AGENTES EXTINTORES .................................................................................. 24

2.5.1 Sistema de proteção por extintores ............................................................ 25

2.5.2 Sistemas automáticos .................................................................................. 27

2.5.3 Sistemas sob comando ................................................................................ 27

3 SISTEMA HIDRÁULICO PREVETIVO - SHP ...................................................... 29

3.1 ESCOLHA DO TIPO DE SISTEMA HIDRÁULICO PREVENTIVO .................... 29

3.2 SISTEMA HIDRÁULICO PREVENTIVO ............................................................ 30

3.2.1 Tubulações .................................................................................................... 30

3.2.2 Válvulas .......................................................................................................... 31

3.2.3 Mangueiras .................................................................................................... 31

3.2.4 Abrigo de mangueiras .................................................................................. 32

3.2.5 Localização e sinalização dos hidrantes ou mangotinhos ........................ 32

3.2.6 Quantidade de hidrantes ou mangotinhos ................................................. 33

3.2.7 Dimensionamento do sistema hidráulico preventivo ................................ 33

3.2.8 Reserva técnica de incêndio (RTI) ............................................................... 34

3.2.9 Reservatórios ................................................................................................ 34

3.2.9.1 Reservatório elevado .................................................................................... 35

3.2.9.2 Reservatório inferior e fonte natural de água ................................................ 35

3.2.10 Bombas de incêndio ..................................................................................... 36

3.3 SISTEMA HIDRÁULICO PREVENTIVO POR HIDRANTES ............................. 37

3.3.1 Hidrantes ........................................................................................................ 37

3.3.2 Mangueiras .................................................................................................... 37

3.3.3 Abrigo de mangueiras para hidrantes ......................................................... 38

3.3.4 Hidrante de recalque ..................................................................................... 40

3.3.5 Procedimento de cálculo .............................................................................. 43

3.3.5.1 Critério de dimensionamento da reserva técnica de incêndio....................... 46

3.4 SISTEMA HIDRÁULICO PREVENTIVO POR MANGOTINHOS ....................... 47

3.4.1 Mangotinhos .................................................................................................. 47

3.4.2 Mangueiras .................................................................................................... 47

3.4.3 Abrigo de mangueiras para mangotinhos .................................................. 48

3.4.4 Procedimento de cálculo .............................................................................. 49

3.4.4.1 Dimensionamento das bombas de incêndio ................................................. 53

4 ESTUDO DE CASO – SISTEMA HIDRÁULICO PRVENTIVO ............................ 56

4.1 SISTEMA HIDRÁULICO PREVENTIVO POR HIDRANTES ............................. 56

4.2 SISTEMA HIDRÁULICO PREVENTIVO POR MANGOTINHOS ....................... 61

5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES .............................................................. 73

5.1 CONCLUSÕES.................................................................................................. 73

5.2 RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ...................................... 73

REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 77

11

1 INTRODUÇÃO

1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS

Os acidentes envolvendo fogo em edificações são um problema recorrente

historicamente. Em épocas passadas os edifícios não eram projetados com a

adequada prevenção para o combate a incêndios, e quando um desastre ocorria eles

eram dizimados em pouco tempo de incêndio, acarretando numerosas vítimas e

prejuízos materiais.

Na década de 70, em virtude de grandes tragédias que ocorreram no Brasil

e vitimaram centenas de pessoas, as atividades de prevenção e combate a incêndios

tiveram grande desenvolvimento e a atitude passiva de que as tragédias que ocorriam

eram fatalidades não foi mais admissível. Ficou evidente que se os incêndios e as

tragédias podiam ser evitados através de medidas preventivas, essas medidas

deveriam ser cobradas e fiscalizadas pelo Corpo de Bombeiros, ONO (2008).

Com o tempo o cuidado em relação a segurança e bem-estar das pessoas,

do patrimônio material e as vezes até cultural, aumentou, como também cresceu a

vigilância das prefeituras municipais e do Corpo de Bombeiros Militar de cada Estado

sobre os projetos de novos edifícios.

Segundo MAUS (1999), as atividades de prevenção e combate a incêndios

no Estado de Santa Catarina iniciaram-se com a criação do Corpo de Bombeiros, em

26 de setembro de 1926. As atividades desenvolvidas pela corporação eram em

função dos incêndios que ocorriam na época com maior ou menor grau de intensidade

dos mesmos. Tem-se documentado que o primeiro processo com registro no Corpo

de Bombeiros, sob o protocolo n. 01 é do edifício Jaime Linhares, localizado na Rua

Vidal Ramos, esquina com a Rua Jerônimo Coelho, no Centro de Florianópolis. O

projeto preventivo original previa apenas o Sistema Preventivo por Extintores (SPE) e

o Sistema Hidráulico Preventivo por Hidrantes (SHP).

O sistema preventivo de combate a incêndio é de suma importância para

garantir a segurança das pessoas que habitam, de forma temporária ou permanente,

ambientes expostos ao risco de propagação do fogo.

O sistema hidráulico preventivo é um dos componentes do sistema

preventivo de combate a incêndio, ou seja, é crucial que tenha um bom desempenho

12

quando demandado. Conforme a norma brasileira ele está dividido em sistema

hidráulico por hidrantes e por mangotinhos, sendo os dois dependentes da ação

humana para entrar em funcionamento. (NBR 13714, 2000).

Ainda que possuam o mesmo objetivo, minimizar os danos ocasionados

por um eventual incêndio, muitas são as diferenças entre os dois tipos de sistema. As

questões divergentes vão desde o manuseio dos equipamentos, passando por

questões técnicas como a diferença da pressão nos dois tipos de mangueira e vão até

a diferença do custo dos materiais empregados em cada sistema.

Pretende-se com o desenvolvimento deste trabalho fazer a verificação das

principais vantagens e desvantagens dos sistemas de combate a incêndio sob

comando por hidrantes e por mangotinhos, visando estabelecer qual contém o melhor

custo-benefício para a edificação escolhida neste estudo e para a segurança das

pessoas que manejarão o equipamento em caso de fogo.

1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA DE PESQUISA

Em Santa Catarina ocorreram várias alterações e revisões na Instrução

Normativa 007 do Corpo de Bombeiros Militar de SC, destacando-se atualmente a

possibilidade de escolha entre o sistema por hidrantes ou o sistema por mangotinhos

para as edificações de até 15 pavimentos com risco de incêndio leve. Para as

edificações de risco leve com mais de 15 pavimentos o sistema por mangotinhos

tornou-se obrigatório.

Considerando a recente mudança e a possibilidade de escolher entre dois

tipos de sistemas, este trabalho abordará as principais vantagens e desvantagens

existentes entre os tipos de sistemas de combate ao fogo disponíveis para uso em

edificações de risco leve de incêndio que tenham até 15 pavimentos. Serão

dimensionados os dois sistemas, explicitando-se a diferença obtida pelos valores

calculados em ambos para a edificação multifamiliar escolhida para estudo.

1.3 FORMULAÇÃO DA QUESTÃO DO ESTUDO

No Brasil dispomos da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT),

órgão responsável pela normatização técnica no país por meio das Normas Brasileiras

(NBR). Essas normas não são leis, porém tem força de lei e recomenda-se que sejam

13

seguidas, visto que apresentam parâmetros confiáveis e garantem ao profissional que

projeta este tipo de instalação sua segurança frente a responsabilidade técnica

perante a lei caso seja acionado.

No caso do sistema preventivo contra incêndio, os estados brasileiros

contêm suas próprias instruções normativas por meio do Corpo de Bombeiros Militar.

Essas instruções normativas apresentam as especificações levadas em conta pelo

corpo de bombeiros para a aprovação dos projetos preventivos contra incêndio junto

as prefeituras.

Em muitos estados a utilização de mangotinhos no sistema hidráulico

preventivo não é uma novidade nas instruções normativas. Em Santa Catarina, com

a revisão dessas instruções normativas do Corpo de Bombeiros Militar a pouco tempo,

os projetistas agora têm a opção de optar entre o sistema de hidrantes e o sistema de

mangotinhos para edificações de risco leve com até 15 pavimentos, como já

mencionado.

Por ainda gerar muitas dúvidas aos projetistas com relação a escolha entre

os dois sistemas disponíveis para edificações residenciais privativas multifamiliares

de risco leve de incêndio, este TCC procura responder qual é o melhor sistema a ser

usado e o de menor custo, considerando-se que o estudo de caso será para uma

edificação residencial de 13 pavimentos tipos. Este estudo tem como intuito facilitar a

escolha dos responsáveis técnicos entre o sistema preventivo por hidrantes e o

sistema preventivo por mangotinhos.

1.4 OBJETIVOS

1.4.1 Objetivo geral

Comparar o sistema de hidrantes e o sistema de mangotinhos, conforme

exigências da atual IN 007/2017 – CBMSC para uso em edificações residenciais

privativas multifamiliares, a fim de definir qual apresenta mais vantagens e propicia

maior segurança para a edificação multifamiliar estudada.

14

1.4.2 Objetivos específicos

a) Análise comparativa de um sistema hidráulico preventivo por hidrantes

e um sistema hidráulico preventivo por mangotinhos;

b) Apresentar os esquemas de cálculo dos sistemas hidráulicos

preventivos por hidrantes e por mangotinhos;

c) Ponderar questões técnicas e de manejo dos equipamentos do sistema

hidráulico preventivo por hidrantes e por mangotinhos;

d) Apresentar o resultado das pressões e das vazões nas mangueiras dos

hidrantes e dos mangotinhos.

1.5 JUSTIFICATIVA

Para WAGNER (2008), a introdução de novas tecnologias no ambiente

construído, que acontece no setor das edificações no Brasil, exige cada vez mais o

conhecimento específico para a concepção de projetos de segurança contra

incêndios. Segundo outro autor:

O projeto pode ser definido como um grupo de atividades que devem ser executadas em uma sequência lógica, para alcançar objetivos determinados pelo cliente. O projeto tem ligação com a qualidade da edificação, pois segundo estudos realizados em países europeus 42% a 50% dos problemas tem origem na sua má execução (PICCHI, 1993).

Para PICCHI (1993), a técnica de projetar pode ser descrita como uma

forma de programar em detalhes cada uma das etapas de um empreendimento

desenhando e descrevendo o maior número possível de ações. No caso do projeto de

proteção contra incêndio muitas e diversas variáveis são levadas em consideração: a

característica do material empregado, a distância percorrida pelos usuários, a

quantidade de habitantes, o uso da edificação, sua carga de fogo e risco de incêndio,

entre outros. Além disso, este tipo de projeto tem relação com a segurança, patrimônio

e a vida dos ocupantes. A partir deste cenário percebe-se a importância da realização

de um estudo envolvendo as instalações prediais de proteção e de combate a

incêndios voltadas para o estudo mais detalhado entre o sistema hidráulico preventivo

por hidrantes e por mangotinhos.

15

Por isso neste trabalho será feito um comparativo entre os dois sistemas

com o intuito de elucidar essas dúvidas e determinar qual dos sistemas é o mais

adequado para atender o tipo de edificação escolhida neste trabalho, contribuindo

assim para a segurança da população.

1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO

Este trabalho é dividido em cinco partes. No capítulo um serão

apresentadas as considerações iniciais, delimitação do tema da pesquisa, formulação

da questão de estudo, os objetivos, a justificativa e a metodologia para a realização

do estudo proposto.

No capítulo dois será apresentada a fundamentação teórica. Serão

abordados conceitos sobre o fogo, propagação do fogo, classes e causas dos

incêndios, métodos de extinção do incêndio e agentes.

Já o capítulo três trata dos sistemas hidráulicos preventivos, explicando

desde como realizar a escolha do tipo de sistema conforme as normativas pertinentes

até o tipo que se deve utilizar de tubulações, válvulas, mangueira e abrigo de

mangueira. Enfim, neste capítulo explicou-se em detalhes tudo que se deve saber

sobre o sistema hidráulico preventivo por hidrantes e por mangotinhos, segundo a

Instrução Normativa 007 de 2017 do Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina.

No capítulo quatro realiza-se o estudo de caso em questão. O esquema de

cálculo dos sistemas é apresentado, assim como detalhes do dimensionamento e

parâmetros pré-estabelecidos.

No capítulo cinco serão apresentadas as conclusões e recomendações

para estudos futuros, discutindo a importância do projeto de prevenção e combate a

incêndio estudados e as vantagens e desvantagens dos dois sistemas.

1.7 METODOLOGIA

Este é um trabalho com natureza da pesquisa aplicada, visto que pretende

criar um conhecimento para utilidade prática dirigido à solução de um problema

específico. Tendo como referência os objetivos, a pesquisa é categorizada como

exploratória, segundo Motta e outros (2013), a pesquisa exploratória possibilita maior

16

familiaridade com o objeto estudado, já que é realizado um processo de investigação

até apontar as características das variáveis que se deseja estudar.

No ponto de vista dos procedimentos técnicos, pode-se identificar essa

pesquisa como sendo experimental, em conformidade com Rudio (1999, p. 72), ela

“[...] está interessada em verificar a relação de causalidade que se estabelece entre

as variáveis, isto é, em saber se a variável X (independente) determina a variável Y

(dependente)”. Para isso será realizado um estudo de caso, que para Gil (2008, p. 57)

“é caracterizado pelo estudo profundo e exaustivo de um ou de poucos objetos, de

maneira a permitir o seu conhecimento amplo e detalhado [...]”.

Relativo ao método, aplicou-se o método dedutivo. Em concordância com

Gil (2008, p. 9), “[...] É o método proposto pelos racionalistas (Descartes, Spinoza,

Leibniz), segundo os quais só a razão é capaz de levar ao conhecimento verdadeiro,

que decorre de princípios a priori evidentes e irrecusáveis”. Gil (2008, p. 9) ainda

completa dizendo que “o protótipo do raciocínio dedutivo é o silogismo, que consiste

numa construção lógica que, a partir de duas preposições chamadas premissas, retira

uma terceira, nelas logicamente implicadas, denominada conclusão”.

Para a elaboração deste trabalho foram efetuadas pesquisas sobre

conceitos relacionados ao fogo, a como um foco de incêndio alastra-se, a prevenção

e ao combate a incêndios.

Para isso foram efetuados estudos direcionados a legislação, as normas

brasileiras e as instruções normativas do Corpo de Bombeiros Militar de Santa

Catarina, onde encontra-se os parâmetros básicos para o sistema hidráulico

preventivo e apresenta os preceitos necessários para a aprovação de um projeto

deste tipo pelo estado, assim como citou-se as vantagens e desvantagens dos

sistemas.

Iniciando o estudo de caso calculou-se o sistema hidráulico preventivo por

hidrantes e o sistema hidráulico preventivo por mangotinhos, em uma pesquisa

quantitativa.

Diante dessa metodologia optada para o desenvolvimento do trabalho, a

proposta geral de etapas será:

a) Fundamentação teórica geral do assunto, para melhor compreensão do

tema abordado no desenvolvimento deste trabalho;

b) Conceituação geral do sistema hidráulico preventivo por hidrantes e do

sistema hidráulico preventivo por mangotinhos;

17

c) Estudar o caso com o sistema hidráulico preventivo por hidrantes e com

o sistema hidráulico preventivo por mangotinhos e apresentar resultados e

comparativos;

d) Conclusões e recomendações.

18

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 FOGO

O fogo é utilizado pelo ser humano a milhares de anos e sempre foi

imprescindível para a sobrevivência da espécie, principalmente do homem pré-

histórico.

Com o desenvolvimento das cidades e da humanidade como um todo, o

fogo passou a mostrar-se útil em inúmeras funções, como nas indústrias, construção

civil, geração de energia, modelagem de metais e vidro, até as funções mais primitivas

como o aquecimento, cozimento dos alimentos e iluminação, entre tantas outras

aplicações.

Contudo, o fogo é um elemento químico muito perigoso e personagem

principal de muitos incêndios históricos e acidentes graves, por isso é essencial

dominar o conhecimento a respeito de sua ignição, propagação e extinção.

De acordo com Batista e Camillo Jr (2012, p. 15):

O fogo é um processo químico de transformação, também chamado combustão, dos materiais combustíveis e inflamáveis, que, se forem sólidos ou líquidos, serão primeiramente transformados em gases, para se combinarem com o comburente (geralmente o oxigênio), e, ativados por uma fonte de calor, iniciarem a transformação química, gerando mais calor e desenvolvendo uma reação em cadeia.

2.1.1 Triângulo do fogo e quadrado do fogo

Segundo Brentano (2005), para a geração de uma reação química em

cadeira, há uma transferência de calor de molécula para molécula do material

combustível, entrando em sequentes combustões, dando-se assim a propagação do

fogo.

Para a melhor visualização e compreensão dos elementos componentes

do fogo é usual a utilização do triângulo do fogo ou do quadrado do fogo, conforme

apresentado na Figura 1.

No triângulo do fogo temos três elementos compondo o fogo: combustível,

comburente e calor.

19

Figura 1 - Triângulo do fogo e quadrado do fogo

Fonte: Elaboração do autor, 2018.

Com o aperfeiçoamento desde triângulo constituiu-se o quadrado do fogo,

onde foi adicionada a reação em cadeia, principal motivo do alastramento do fogo em

incêndios.

Conforme Brentano (2005), o comburente, geralmente o oxigênio, quando

ativado por uma fonte de calor e combinado com um material combustível, produz

mais calor e assim uma reação química em cadeia.

O combustível é qualquer material que combinado com um comburente

formará uma substância inflamável, é a alavanca para a propagação do fogo, o

caminho pelo qual o incêndio crescerá. Há combustíveis em três formas: sólido, liquido

e gasoso.

Os sólidos e líquidos precisam ser aquecidos até atingir seu ponto de fulgor

para iniciar a liberação de gases, fazendo com que esses gases formem reações com

o oxigênio. O ponto de fulgor é a temperatura mínima necessária para que os materiais

comecem a soltar gases, e cada material tem sua própria temperatura.

O comburente é o elemento que reage com os gases liberados pelo

combustível, formando as chamas. O oxigênio é o comburente mais comum, mas

podem exercer a mesma função elementos como os fertilizantes e a pólvora.

Para Batista e Camillo Jr (2012, p. 19), o calor é o “elemento que dá início

ao fogo; é ele que faz o fogo se propagar pelo combustível. ” Ou seja, ele inicia e

mantém o fogo.

A reação em cadeia nada mais é do que a passagem de calor de uma

molécula para outra, fazendo com que ocorram inúmeras reações químicas. As

reações descritas anteriormente entre combustível, comburente e calor deslocam-se

devido ao processo de condução entre as moléculas.

20

2.1.2 Temperatura dos combustíveis

Para a melhor percepção de como inicia-se a queima dos materiais

combustíveis precisamos entender a diferença entre o ponto de fulgor, ponto de

combustão e temperatura de ignição.

O ponto de fulgor nada mais é do que a temperatura mínima necessária

para que haja o início da liberação de gases inflamáveis, que combinados com

oxigênio e alguma chama provocam algum tipo de lampejo, como disse Batista e

Camillo Jr (2012). Neste ponto ainda não há calor em quantidade suficiente para início

da queima do material, com a retirada da chama o lampejo se apagará.

O ponto de combustão é a continuação do ponto de fulgor, nele o calor e a

quantidade de gases inflamáveis já aumentaram a ponto de conseguirem manter a

queima de um material. Mesmo com a retirada da chama o fogo continua.

Já na temperatura de ignição há uma diferença importante, nela não existe

a presença de alguma chama para o material combustível entrar em combustão. A

uma determinada temperatura o material entra em ignição espontânea, e cada

material detém sua temperatura de ignição.

2.1.3 Propagação do fogo

A energia térmica presente no fogo fica em constante movimento,

passando do material de maior temperatura para o de menor temperatura. Essa

transferência de calor acontece de três maneiras: condução, convecção e irradiação.

A condução é a transferência de calor por contato, através de um mesmo

material ou de um material para o outro. É a propagação de calor presente nos metais,

por exemplo. O aquecimento começa em uma extremidade da peça a vai sendo

conduzido por toda a extensão da peça, passando também por condução para outros

materiais que estejam em contato com esse metal.

A convecção, para Brentano (2005, p. 41), ocorre “pelo meio circulante

gasoso, como os gases e o ar quentes produzidos pelo fogo, que sobem entrando em

contato com outros materiais que são aquecidos, até atingir seu ponto de combustão”,

isto é, o fogo se alastra pela massa de ar formada pelas chamas. Nas edificações os

poços de escadas, poços de elevadores e dutos passando por diversos andares, são

um espeço muito perigoso de propagação do incêndio, uma vez que viabilizam a

21

passagem dessa massa de ar aquecida para lugares distantes do foco do incêndio.

Pode-se verificar a convecção em poços de elevadores na Figura 2.

Figura 2 - Propagação do fogo por convecção

Fonte: Prevenção Online, 2018.

A irradiação é a transmissão de calor por meio de raios ou ondas. Fica fácil

entender quando pensamos no sol, ele irradia calor em todas as direções e esse calor

chega até nos através dos raios solares. A luz também emite calor por irradiação, e

pode ser a causa de um incêndio se emitir calor durante um determinado período de

tempo até um material inflamável, fazendo com que ele entre em combustão.

É comum a ocorrência de incêndios secundários nas edificações vizinhas

as edificações onde ocorreu o foco do incêndio, isso devido a irradiação, como

ilustrado na Figura 3.

Figura 3 - Propagação do fogo por irradiação

Fonte: Segurança do trabalho, 2018.

22

2.1.4 Fumaça do incêndio

Conforme Seito e outros (2008), os gases, vapores e partículas sólidas que

se misturam para a formação da fumaça, fazem dela uma composição química

extremamente complexa. Durante o abandono da edificação, a fumaça é o efeito do

incêndio que mais afeta as pessoas.

Ao perceber um incêndio, as pessoas presentes no local entram em pânico,

provocando aumento da palpitação. A visibilidade no ambiente enfumaçado fica

bastante comprometida, isso pode se agravar dependendo do tamanho das partículas

sólidas e da densidade da fumaça, por exemplo, além de dificultar a visibilidade das

rotas de fuga e provocar lacrimejamento, tosse e sufocação.

Outro grande prejuízo da fumaça para as pessoas é sua toxicidade, devido

a composição química dos materiais em combustão, oxigenação e nível de energia

no processo. O gás causa asfixia, com a consequente falta de oxigenação do cérebro.

Esse é um estado reversível, porem lento.

É relevante salientar que uma das maiores causas de mortes em incêndios

é a fumaça. Devido à asfixia, as pessoas, muitas vezes, não conseguem sair do local

com concentração de gases e acabam vindo a óbito.

2.2 CLASSES DE INCÊNDIO

As classes de incêndio são a divisão dos tipos de incêndios de acordo com

os materiais combustíveis presentes. A divisão é determinada em cinco classes: A, B,

C, D e K. De acordo com Batista e Camillo Jr. (2012), pode-se defini-las como:

a) Classe A: é a queima dos materiais mais comuns, como madeira, papel,

tecidos, borracha, etc. Esse tipo de queima deixa resíduos, ocorrendo

na superfície e em profundidade. É combatido com o resfriamento das

superfícies, principalmente pela água;

b) Classe B: não deixa resíduos, uma vez que a queima ocorre somente

na superfície. É a queima que se dá em líquidos infláveis ou

combustíveis, como gasolina e gás natural, sendo extinta pelo

abafamento, a fim de interromper a reação em cadeia da reação;

c) Classe C: é o fogo em equipamentos elétricos energizados e o método

de extinção não pode ser um material condutor de eletricidade;

23

d) Classe D: alguns autores consideram-na como sendo fogo em metais

pirofóricos, outros consideram como fogo em produtos químicos, e

outros ainda consideram como incêndios especiais (veículos, aviões,

material radioativo, etc);

e) Classe K: incêndios que tem início em óleos e gorduras de cozinhas. É

a causa da maioria dos acidentes domésticos.

Basicamente, pode-se resumir as classes de incêndio conforme a Figura 4.

Figura 4 - Classes de incêndio

Fonte: Equitec Extintores, 2018.

2.3 CAUSAS DO INCÊNDIO

Para Gomes (1998), as causas de incêndio mais comuns são:

a) Causas fortuitas: englobam acontecimentos ao acaso como ponta de

cigarro largada em lata de lixo, tomada elétrica sobrecarregada, panos

encharcados com líquidos inflamáveis guardados sem cuidado, fio

elétrico sem isolamento, em contato com materiais combustíveis e

equipamentos elétricos apresentando elevadas temperaturas;

b) Causas acidentais: como curto circuito, combustão espontânea,

eletricidade estática, concentração de gás inflamável em área confinada

e vazamento de líquido inflamável em área confinada.

2.4 MÉTODOS DE EXTINÇÃO DO INCÊNDIO

De acordo com Brentano (2005), possuindo conhecimento dos elementos

componentes do fogo, deve-se neutralizar pelo menos um deles para a sua extinção.

Os métodos de extinção do fogo são divididos conforme o elemento que se deseja

anular.

24

A extinção por isolamento (retirada do material) é possível em alguns tipos

de incêndio, quando as chamas ocorrem em líquidos combustíveis, onde as chamas

permanecem na superfície, e é possível efetuar a retirada do líquido, por exemplo.

A extinção por abafamento (retirada do comburente) nada mais é do que

impedir a chegada de mais oxigênio na combustão. Conseguimos isso com o

isolamento do local, abafamento do fogo por espuma aquosa ou uso de gases inertes

mais pesados do que o ar, como o CO2.

A extinção por resfriamento (retirada do calor) é a forma de extinção do

fogo mais comum, tendo como principal exemplo a água. Nesse caso o agente extintor

absorve o calor, resfriando o material em combustão, fazendo com que ele não solte

mais gases em quantidade suficiente para misturar-se ao oxigênio e continuar a

reação química em cadeia.

2.5 AGENTES EXTINTORES

Conforme Batista e Camillo Junior (2012), os agentes extintores são as

substâncias químicas utilizadas para extinguir um incêndio, sendo encontradas em

forma sólida, líquida ou gasosa. Essas substâncias estão dispostas em aparelhos

como extintores, hidrantes e aparelhos especiais.

É importante salientar que o agente extintor será escolhido de acordo com

o tipo de materiais presentes em cada local, com o intuito de facilitar a extinção do

fogo e de minimizar os prejuízos as pessoas, ao conteúdo presente e a própria

edificação.

O principal agente extintor é a água, segundo Brentano (2005), isso se

explicar pelo fato de ser o recurso mais difundido na natureza e por ser a melhor forma

de combate ao fogo. No estado líquido ela pode ser usada na forma de jato compacto,

agindo por resfriamento, ou por neblina, agindo por abafamento e resfriamento. No

estado gasoso ela age por abafamento na forma de vapor, forma muito utilizada em

industrias.

Outro agente extintor é a espuma, sendo encontrada nas formas aquosa

ou mecânica. Ela age por abafamento e resfriamento, devido a água presente. Sua

maior utilização é em líquidos inflamáveis, principalmente em industrias onde essa

espuma é liberada por chuveiros automáticos. Por ser mais leve que o ar, posiciona-

se sobre os líquidos inflamáveis e impede o contato do ar com esses líquidos.

25

Os gases inertes têm como principal exemplo o gás carbônico (CO2), essa

solução é empregada quando os ambientes contêm aparelhos elétricos energizados,

uma vez que ele age por abafamento com a diminuição da concentração de oxigênio.

Os pós químicos secos podem servir de solução para fogo em líquidos

inflamáveis e como alternativa ao CO2 em equipamentos eletrônicos, apesar de não

ser o método mais aconselhado, já que o pó danifica esses aparelhos. Com sua

principal base de bicarbonatos, o pó químico seco age pelo rompimento da reação em

cadeia, abafamento e resfriamento.

2.5.1 Sistema de proteção por extintores

A NBR 12693 (1993), preconiza as condições necessárias para a

elaboração do projeto e instalação de sistemas de proteção por extintores portáteis

e/ou sobre rodas, bem como alguns estados possuem suas próprias regras sobre o

assunto.

No estado de Santa Catarina, o Corpo de Bombeiros Militar disponibiliza a

Instrução Normativa 006 (2017) com o propósito de indicar e padronizar os processos

analisados e fiscalizados sobre projeto e dimensionamento do sistema preventivo por

extintores (SPE).

Conforme Batista e Camillo Jr (2012), para cada classe de incêndio deve

ser empregado o extintor com a classificação adequada, sendo que os extintores

possuem etiquetas identificando para qual classe de incêndio devem ser utilizados.

Os extintores de incêndios mais conhecidos são: de água com jato compacto, espuma

química ou mecânica, pós químicos e gás carbônico.

Para a NBR 12693 (1993), o sistema de proteção por extintores deve ser

projetado conforme as seguintes condições:

a) A área da classe de risco a ser protegida;

b) A natureza do fogo a ser extinto;

c) O agente extintor a ser utilizado;

d) A capacidade extintora do extintor;

e) A distância máxima a ser percorrida.

Para melhor compreensão do agente extintor adequado para cada caso

pode-se observar a Tabela 1.

26

Tabela 1 - Seleção do agente extintor segundo a classificação do fogo

Classe

De

Fogo

Agente extintor

Água Espuma química(3)

Espuma mecânica

Gás carbônico (CO2)

Pó

B/C

Pó

A/B/C

Hidrocarbonetos halogenados

A (A) (A) (A) (NR) (NR) (A) (A)

B (P) (A) (A) (A) (A) (A) (A)

C (P) (P) (P) (A) (A) (A) (A)

D Deve ser verificada a compatibilidade entre o metal combustível e o agente extintor.

Nota: (A) adequado à classe de fogo. (NR) não recomendado à classe de fogo. (P) proibido à classe de fogo.

Fonte: NBR 12693, 1993, p. 4.

Visto isso, a norma ainda cita que no mínimo 50% do número total de

extintores exigidos para cada risco devem ser extintores portáteis.

Para Batista e Camillo Jr. (2012), os extintores portáteis são aparelhos

indicados para vencer princípios de incêndio com a operação de somente uma

pessoa, em um tempo de aproximadamente um minuto. Na Figura 5 estão

apresentados os principais tipos de extintores portáteis.

Figura 5 - Extintores portáteis

Agente extintor: Água Agente extintor: CO2 Agente extintor: Pó químico Fonte: Zeus do Brasil, 2018.

Ainda em concordância com Batista e Camillo Jr. (2012), os extintores

sobre rodas ou de carretas tem como principal função o deslocamento e manejo de

extintores de grandes volumes. Esses extintores substituem o número de extintores

correspondentes a sua capacidade, sendo assim cobrem maiores áreas de risco e

27

podem ser deslocados a maiores distâncias. A seguir estão representados alguns

tipos de extintores sobre rodas na Figura 6.

Figura 6 - Extintores sobre rodas

Agente extintor: Água Agente extintor: Pó químico Agente extintor: Pó químico 20kg 50kg

Fonte: Zeus do Brasil, 2018.

2.5.2 Sistemas automáticos

Segundo Brentano (2005), são sistemas acionados pelo calor do fogo que

funcionam automaticamente, podendo ser divididos em:

a) Sistemas de chuveiros automáticos: fazem a aspersão da água sobre o

foco do incêndio, em determinada área de cobertura e densidade, em

função da pressão, do tipo de dispositivo e do diâmetro do orifício de

passagem da água;

b) Sistemas de projetores ou bicos nebulizadores de média e alta pressão:

a água é usada em forma de uma neblina muito fina, necessitando

assim de uma pressão mais elevada que a dos chuveiros automáticos.

Esse sistema é muito utilizado em transformadores, estufas de

secagem, óleos e outros líquidos inflamáveis.

2.5.3 Sistemas sob comando

Conforme Gomes (1998, p. 33), o sistema sob comando é “[...] um conjunto

de equipamentos, instrumentos e tubulações que possibilitam usar a água como

agente extintor, manipulando-a sobre um foco de fogo [...]”.

Para Brentano (2005), sistemas sob comando são os que dependem da

ação do homem, geralmente os ocupantes da edificação, para entrar em

28

funcionamento. Para transportar a água da fonte de abastecimento até o fogo existe

uma rede de canalizações fixas.

Existem dois tipos de sistemas sob comando e estão divididos pela NBR

13714/2000 em sistema de hidrantes e sistema de mangotinhos. Esses dois sistemas

serão objetos de estudo deste trabalho.

29

3 SISTEMA HIDRÁULICO PREVETIVO - SHP

3.1 ESCOLHA DO TIPO DE SISTEMA HIDRÁULICO PREVENTIVO

Conforme a Instrução Normativa 007 (IN 007) do Corpo de Bombeiros

Militar de Santa Catarina, podem ser utilizados dois tipos de sistema hidráulico

preventivo nos projetos de prevenção a incêndios, os hidrantes e os mangotinhos. A

definição de qual tipo de sistema será utilizado vem por meio da classificação do risco

de incêndio do imóvel. (SANTA CATARINA, 2017).

O sistema de hidrantes ou de mangotinhos tem como finalidade o combate

a incêndio por reserva de incêndio, bombas de incêndio caso necessário, rede de

tubulação, hidrantes ou mangotinhos, entre outros equipamentos necessários. (ABNT,

2000).

A Instrução Normativa 003 (IN 003), compreende por risco leve os imóveis

com carga de incêndio ideal menor do que 60kg/m², risco médio os imóveis com carga

de incêndio ideal entre 60 e 120Kg/m² e risco elevado os imóveis com carga de

incêndio ideal maior do que 120Kg/m². Ainda conforme a normativa, dentro da

classificação do risco de incêndio, quando possível, as ocupações dos imóveis serão

distribuídas da seguinte forma:

a) Risco leve: para ocupação residencial privativa multifamiliar, residencial

coletiva, comercial (exceto supermercados ou galerias comerciais),

pública, escolar geral, escolar diferenciada, reunião de público com

concentração, reunião de público sem concentração, hospitalar sem

internação e sem restrição de mobilidade, parques aquáticos, atividades

agropastoris (exceto silos), riscos diferenciados e mista (para duas ou

mais ocupações previstas neste inciso, desde que exista

compartimentação entre as diferentes ocupações e com saídas de

emergência independentes);

b) Risco médio: para ocupação tipo residencial transitória, garagens, mista

(quando não houver compartimentação entre as diferentes ocupações

ou com sobreposição de fluxo nas saídas de emergência), industrial,

comercial (apenas supermercados ou galerias comerciais), shopping

center, hospitalar com internação ou com restrição de mobilidade,

postos de revenda de GLP, locais com restrição de liberdade, depósitos,

30

atividades agropastoris (apenas silos), túneis, galerias e minas e

edificações especiais (apenas para oficinas de consertos de veículos

automotores, caldeiras ou vasos sob pressão);

c) Risco elevado: para ocupação de postos para reabastecimentos de

combustíveis e edificações especiais (apenas para depósito de

combustíveis, inflamáveis, explosivos ou munições). (SANTA

CATARINA, 2014).

Visto isso, volta-se a IN 007, observa-se em seu art. 3° a definição de que

“é obrigatória a instalação de mangotinhos em substituição aos hidrantes, apenas para

as edificações com risco de incêndio leve com mais de 15 pavimentos”. (SANTA

CATARINA, 2017, p. 03).

Tabela 2 – Tipos de sistema

Fonte: SANTA CATARINA, 2017, p. 09.

Para edificações com até 15 pavimentos, com classificação de risco de

incêndio leve, a instalação de mangotinhos ou de hidrantes fica a critério do projetista.

(SANTA CATARINA, 2017).

3.2 SISTEMA HIDRÁULICO PREVENTIVO

3.2.1 Tubulações

As tubulações do sistema hidráulico preventivo tratam-se de um conjunto

de tubos, conexões e outros acessórios designados a conduzir a água da RTI até os

hidrantes ou mangotinhos. (ABNT, 2000).

De acordo com a IN 007, a tubulação do sistema hidráulico preventivo deve

ser metálica e com diâmetro mínimo de 65 mm (21/2"). Para tubulações de cobre pode-

31

se admitir diâmetro mínimo de 50 mm (2"). Há a possibilidade do uso de materiais

termoplásticos, desde que estejam fora da planta da edificação e enterrados a uma

profundidade mínima de 60cm, proporcionando proteção mecânica e ao fogo.

Também deve existir um nicho com dimensões mínimas de 25 x 30 cm para inspeção

da conexão dos tubos metálicos de materiais diferentes. Esses nichos devem estar

posicionados nos pontos de encontro dos tubos de materiais termoplásticos com os

tubos metálicos, acompanhados por uma tampa metálica pintada na cor vermelha. Da

mesma forma, devem ser pintadas na cor vermelha as tubulações, conexões e

válvulas aparentes do sistema hidráulico preventivo. (SANTA CATARINA, 2017).

É importante assegurar-se que, independentemente do tipo de material, a

resistência mínima seja de 150 m.c.a (15 kgf/cm²), para a tubulação do sistema

hidráulico preventivo. (SANTA CATARINA, 2017).

3.2.2 Válvulas

Para os hidrantes devem ser utilizadas válvulas do tipo angulares com

diâmetro de 65 mm (21/2”). Podem ser empregadas válvulas com diâmetro de 40 mm

(11/2”), para mangueiras com diâmetro de 40 mm, contanto que seu desempenho seja

comprovado. (ABNT, 2000).

Já para os mangotinhos a válvula usada deve ser do tipo abertura rápida,

de passagem plena e diâmetro mínimo de 25 mm (1”). (ABNT, 2000).

3.2.3 Mangueiras

Em conformidade com a IN 007, para a escolha do tipo de mangueira

utilizada, leva-se em consideração seu local de uso e a condição de aplicação,

conforme a Tabela 2.

32

Tabela 3 – Tipos de mangueira


3.2.4 Abrigo de mangueiras

Em concordância com a Instrução Normativa 007, “o abrigo de mangueiras

deve ter dimensões adequadas ao acondicionamento e manuseio das mangueiras,

esguicho, chave de mangueira, hidrante e/ou mangotinho”. (SANTA CATARINA,

2017, p. 06).

A porta do abrigo deve ser na cor vermelha, com o letreiro “INCÊNDIO”,

quando for feita de material metálico ou de madeira, ou então pode ser de vidro

temperado liso, transparente, incolor e sem película. Ela deve possuir abertura para

ventilação e permitir a retirada rápida das mangueiras, liberando fácil acesso, sem

tranca ou cadeado. (SANTA CATARINA, 2017).

3.2.5 Localização e sinalização dos hidrantes ou mangotinhos

A localização dos hidrantes ou mangotinhos deve ser na área de circulação

ou na área comum da edificação, em um local com boa visibilidade e fácil acesso e

em localidade que evite seu bloqueio em caso de incêndio. É proibido instalar hidrante

ou mangotinho em rampas, escadas, antecâmaras e seus patamares, assim como

também é proibido depositar materiais que possam dificultar o uso do hidrante ou

mangotinho. (SANTA CATARINA, 2017).

Para áreas de garagens ou de depósitos, independentemente do tipo de

ocupação do imóvel, os hidrantes ou mangotinhos devem ser sinalizados no piso com

33

a pintura de um quadrado na cor vermelha, com 100 cm de lado e com as bordas

pintadas na cor amarela com 10 cm de espessura. (SANTA CATARINA, 2017).

3.2.6 Quantidade de hidrantes ou mangotinhos

De acordo com a IN 007, cada edificação verticalizada deve contar com, no

mínimo, um hidrante ou mangotinho por pavimento. Essa quantidade de hidrantes ou

de mangotinhos também deve levar em conta a cobertura proporcionada pelas

mangueiras, uma vez que qualquer ponto da área a ser protegida seja alcançado pelo

esguicho, considerando-se o comprimento da mangueira e seu trajeto real e

desconsiderando-se o alcance do jato d’água. (SANATA CATARINA, 2017).

3.2.7 Dimensionamento do sistema hidráulico preventivo

A vazão medida na saída do esguicho do hidrante ou do mangotinho

hidraulicamente menos favorável não pode ser inferior ao previsto na Tabela 2.

O dimensionamento do sistema hidráulico preventivo é feito em função da

classe de risco de incêndio, fornecendo assim a vazão requerida na Tabela 2, com o

funcionamento simultâneo de:

a) Um hidrante ou mangotinho, quando instalado um hidrante ou um

mangotinho;

b) Dois hidrantes ou mangotinhos, quando instalados dois, três ou quatro

hidrantes ou mangotinhos;

c) Dois hidrantes ou mangotinhos, quando instalados dois, três ou quatro

hidrantes ou mangotinhos;

d) Quatro hidrantes ou mangotinho, quando instalados sete ou mais

hidrantes ou mangotinhos.

A pressão máxima de trabalho, ao ser dimensionado o sistema hidráulico

preventivo, em qualquer um dos pontos do sistema deve ser de 100 m.c.a. (10 kgf/m²),

sendo que o sistema deve possuir dispositivos de redução de pressão quando a

mesma ultrapassar esse valor. (SANTA CATARINA, 2017).

34

3.2.8 Reserva técnica de incêndio (RTI)

Levando em consideração a classificação de risco de incêndio e a área total

construída da edificação, pode-se estabelecer o volume d’água da RTI, conforme a

Tabela 4.

Tabela 4 – Volume mínimo da RTI


3.2.9 Reservatórios

A água para consumo da edificação e a água da reserva técnica de incêndio

devem estar no mesmo reservatório, a não ser que sejam usadas fontes naturais de

água perene como reservatório do sistema hidráulico preventivo. Para garantir a RTI,

o reservatório deve dispor de uma tubulação de saída lateral para o consumo predial.


Para propiciar a limpeza e manutenção do reservatório, ele pode ser

dividido em duas ou mais células, efetuando-se a limpeza e manutenção de uma

célula enquanto a outra célula supre de água a edificação e o sistema hidráulico

preventivo. Nesse caso, as células do reservatório devem ser interligadas por uma

tubulação com diâmetro, no mínimo, igual ao do sistema hidráulico preventivo. Os

reservatórios também devem dispor de dispositivos para acesso à vistoria interna.


A tubulação de saída do reservatório para abastecimento do sistema

hidráulico preventivo deve ser provida de registro de esfera ou registro de gaveta,

proporcionando assim a manutenção do sistema, e de válvula de retenção para

bloqueio do recalque, ambas devem possuir o mesmo diâmetro da tubulação. O

registro de gaveta ou registro de esfera e a válvula de retenção devem ser instalados

em locais com pé direito de no mínimo 1,20 m, facilitando o acesso, o exame visual e

a manutenção. (SANTA CATARINA, 2017).

35

Em caso de instalados em ambientes não protegidos contra o fogo, a

tubulação e o registro para limpeza dos reservatórios devem ser de material metálico.

Já o reservatório deve garantir proteção ao fogo de no mínimo duas horas e deve ser

em concreto armado, material metálico, fibra, policloreto de vinil (PVC) ou outros

materiais. A porta do reservatório deve ser em material metálico, sem elemento

vazado, ou tipo P-30. (SANTA CATARINA, 2017).

É dispensada a proteção ao fogo do reservatório quando este tiver

afastamento da edificação de 6 m e as paredes frontais da edificação para o

reservatório não possuírem aberturas ou quando o afastamento foi de 12 m e as

paredes frontais da edificação para o reservatório possuírem aberturas. (SANTA

CATARINA, 2017).

3.2.9.1 Reservatório elevado

O abastecimento do sistema hidráulico preventivo é realizado pela ação da

gravidade quando o reservatório é do tipo elevado, sendo superior ou castelo d’água.

Esse reservatório deve estar à altura suficiente para proporcionar a vazão mínima

citada na Tabela 2. Sendo assim, a RTI deve ser considerada a partir do fundo do

reservatório, quando a adução for na parte inferior do reservatório, até 1,00 m acima

do nível do piso do hidrante ou mangotinho menos favorável hidraulicamente, ou então

deve-se considerar a altura da face inferior do tubo de adução, quando o reservatório

for de fibra ou policloreto de vinil (PVC) e a adução for feita na parede lateral do

reservatório, até 1,00 m acima do nível do piso do hidrante ou mangotinho menos

favorável hidraulicamente. (SANTA CATARINA, 2017).

Caso a altura do reservatório elevado não seja suficiente para abastecer a

vazão mínima requisitada para o sistema, a solução é utilizar duas bombas de

incêndio para reforço, em um sistema by pass. (SANTA CATARINA, 2017).

3.2.9.2 Reservatório inferior e fonte natural de água

Quando o reservatório é do tipo inferior, ele pode ser ao nível do solo,

térreo, semienterrado, subterrâneo ou cisterna e o abastecimento do sistema

hidráulico preventivo é realizado através de duas bombas de incêndio. Da mesma

forma, podem ser utilizadas como reservatório inferior para abastecimento do sistema

36

hidráulico preventivo as fontes naturais de água perene, como lagos, lagoas, rios ou

açudes. (SANTA CATARINA, 2017).

3.2.10 Bombas de incêndio

As bombas de incêndio, a serem instaladas, devem ser as bombas

afogadas. Elas são as bombas instaladas em condição de sucção positiva, ou seja, a

linha do eixo da bomba está abaixo do nível superior d’água da reserva técnica de

incêndio. Como já mencionado, devem ser previstas sempre duas bombas de incêndio

para o abastecimento ou reforço da vazão do sistema hidráulico preventivo. (SANTA

CATARINA, 2017).

A bomba principal deve ser elétrica e ligada a rede elétrica da

concessionária local e a bomba reserva deve ser a combustão ou outra bomba elétrica

ligada a um gerador de emergência ou a um grupo de baterias. Em caso de

funcionamento à plena carga, as bombas de incêndio devem deter uma autonomia

mínima de duas horas para risco de incêndio leve. (SANTA CATARINA, 2017).

As bombas de incêndio, principal e reserva, devem dispor de partida

automática com a simples abertura de qualquer hidrante ou mangotinho, já seu

desligamento deve ser manual por meio do painel de comando localizado na casa de

bombas. As tomadas de admissão, ou sucção, das bombas de incêndio devem ser

independentes. (SANTA CATARINA, 2017).

Para a manutenção das bombas, em sua saída é obrigatória a colocação

de registro de gaveta ou de esfera e para o bloqueio de recalque é obrigatória a

colocação de válvula de retenção. (SANTA CATARINA, 2017).

Em caso de utilização de fontes naturais como reservatório inferior, as

bombas de incêndio devem possuir, junto à válvula de pé com crivo, de um sistema

de filtros e ralos, evitando assim danos às bombas de incêndio por meio de detritos.


Com a intenção de um compartimento próprio para as bombas de incêndio

elas devem ser instaladas em casas de bombas. Essas casas necessitam de pé direito

com no mínimo 1,20 metros, espaço interno para a manobra e manutenção das

bombas e têm que permitir fácil acesso às bombas. Para garantir o funcionamento de

duas horas das bombas à plena carga, a casa de bombas deve oferecer resistência

ao fogo por duas horas, no mínimo, assim como conter porta de acesso metálica (sem

37

elemento vazado) ou tipo P-30, contar com escapamento do motor a combustão

direcionado para o exterior da edificação, caso necessário e dispor de dispositivo para

acionamento e desarme manual das bombas de incêndio. (SANTA CATARINA, 2017).

3.3 SISTEMA HIDRÁULICO PREVENTIVO POR HIDRANTES

3.3.1 Hidrantes

Consoante a IN 004, o hidrante é o “ponto de tomada de água onde há uma

ou mais duas saídas contendo válvulas globo angulares com seus respectivos

adaptadores, mangueiras de incêndio, esguichos e demais acessórios para combate

a incêndio”. (SANTA CATARINA, 2014, p. 21).

No sistema preventivo por hidrantes, contamos com válvula para abertura

do hidrante do tipo globo angular, de diâmetro mínimo 65mm (21/2"). Porém quando

a tubulação do hidrante for de cobre e conter diâmetro de 50mm (2"), aceita-se válvula

para hidrante com diâmetro mínimo de 50 mm (2") também. (SANTA CATARINA,

2017).

Quanto ao centro geométrico da tomada d’água, o hidrante deve possuir

variação entre as cotas de 100 cm a 150 cm, tendo como referencial o piso. Para os

adaptadores rosca x stors, o hidrante deve apresenta-lo com saída de 40 mm (2") para

imóveis com classe de risco de incêndio leve ou médio. (SANTA CATARINA, 2017).

3.3.2 Mangueiras

As mangueiras do sistema hidráulico preventivo por hidrantes, conforme a

IN 007, devem ser acomodadas dentro de um abrigo em zigue-zague ou aduchadas,

possibilitando sua utilização com rapidez e facilidade quando necessitada. A

mangueira deve estar conectada ao hidrante e ao esguicho, quando a linha de

mangueira for em lance único. Já quando a linha de mangueira for composta por dois

ou mais lances de mangueira, elas não devem estar ligadas ao hidrante ou ao

esguicho, bem como as mangueiras não devem estar conectadas entre si. (SANTA

CATARINA, 2017).

O esguicho, para a IN 004, é o “dispositivo adaptado na extremidade da

mangueira ou mangotinho, destinado a dar forma, direção e controle ao jato d’água

38

para combate a incêndio, podendo ser do tipo jato regulável ou de jato compacto”.

(SANTA CATARINA, 2014, p. 17).

Nos imóveis com classe de risco de incêndio leve ou médio, o diâmetro da

mangueira deve ser de 40 mm (11/2"). Já nos imóveis com classe de risco de incêndio

elevado pode-se admitir mangueira com diâmetro de 65 mm (21/2"). (SANTA

CATARINA, 2017).

Os hidrantes devem possuir mangueiras flexíveis, com linhas compostas

por lances e com junta de união do tipo rosca x storz, que são juntas adaptadoras para

conexões de engate rápido. (SANTA CATARINA, 2017).

Tabela 5 – Linhas de mangueira para hidrante


3.3.3 Abrigo de mangueiras para hidrantes

Consoante a IN 007, no interior do abrigo de mangueiras para hidrantes, as

mangueiras devem ser armazenadas juntamente com a chave de mangueira, o

esguicho e o hidrante. O hidrante pode estar fixado fora do abrigo de mangueiras,

desde que o abrigo não esteja a mais de 3 m de distância do hidrante. (SANTA

CATARINA, 2017).

As figuras seguintes apresentam exemplos de abrigos de mangueiras para

hidrantes para o sistema tipo I, o qual destina-se a edifícios de ocupação residencial.

Observa-se a presença da mangueira flexível, de borracha, com um reforço têxtil, já

conectada ao hidrante e ao esguicho. Essa mangueira deve possuir diâmetro de 40

mm (11/2") e pressão de trabalho de 100 m.c.a. (SANTA CATARINA, 2017).

39

Figura 7 – Hidrante para o sistema tipo I, com porta do abrigo em vidro temperado


40

Figura 8 – Hidrante para o sistema tipo I, com porta do abrigo na cor vermelha.


3.3.4 Hidrante de recalque

Segundo a IN 004, hidrante de recalque é o “dispositivo para uso do Corpo

de Bombeiros, que permite o abastecimento de água do caminhão para o sistema de

combate a incêndio e vice-versa” e o hidrante de coluna é o “dispositivo instalado

sobre o piso de passeios públicos, com corpo cilíndrico e três saídas, utilizado para

combate ao incêndio”. (SANTA CATARINA, 2014, p.21).

Visto isso vamos para a IN 007, que pede a utilização de um hidrante de

recalque, do tipo coluna no sistema hidráulico preventivo. Esse hidrante de recalque

do tipo coluna deve conter uma válvula globo angular para abertura, com adaptador

rosca x storz soldado à válvula, evitando assim o furto do adaptador, com saída de 65

mm (21/2") para a mangueira. Conjuntamente a isso, é necessário um engate para

mangueira voltada para baixo em ângulo de 45° e um tampão cego 21/2" storz com

corrente e tampão opcional. O centro geométrico de tomada d’água deve variar entre

as cotas de 60 cm a 150 cm, tendo como referencial o piso. (SANTA CATARINA,

2017).

41

Não é permitido o uso de válvula de retenção impedindo a retirada d’água

do sistema hidráulico preventivo, através do hidrante de recalque. E é permitida a

interligação de duas ou mais colunas, ou reservatórios, para abastecimento de um

único hidrante de recalque, porém os reservatórios elevados devem estar na mesma

cota. (SANTA CATARINA, 2017).

A instalação do hidrante de recalque deve ser feita sempre junto à entrada

principal do imóvel, no muro da divisa da edificação com a rua, na parede externa da

fachada principal da edificação ou na área externa da circulação do imóvel. (SANTA

CATARINA, 2017).

O propósito o hidrante de recalque é sua utilização pelo Corpo de

Bombeiros, então sua localização deve permitir o livre acesso e a aproximação do

caminhão de combate a incêndio, a partir do logradouro público, sem existir qualquer

obstáculo que dificulte o seu uso e a sua localização. (SANTA CATARINA, 2017).

Podem ser utilizados três modelos para hidrante de recalque, conforme

pode-se verificar nas figuras abaixo listadas:

Figura 9 – Hidrante de recalque aparente.


A única exigência para o hidrante de recalque aparente é que ele seja

pintado na cor vermelha. Para o hidrante de recalque embutido em muro ou parede,

deve haver sinalização na parede ou no muro, composta por um retângulo vermelho

42

nas dimensões de 30 cm x 40 cm, com a inscrição “INCÊNDIO” na cor branca.


Figura 10 – Hidrante de recalque embutido.


Figura 11 – Hidrante de recalque dentro de abrigo.


Para o hidrante de recalque dentro de abrigo deve-se atentar para as

dimensões adequadas ao seu uso. A porta do abrigo deve ser fácil de abrir, sem tranca

ou cadeado, também deve permitir o manuseio fácil de mangueiras, possuir abertura

43

para ventilação e ser de material em vidro temperado liso, transparente, incolor e sem

película ou em material metálico ou de madeira na cor vermelha, com a inscrição

“INCÊNDIO”. (SANTA CATARINA, 2017).

3.3.5 Procedimento de cálculo

O dimensionamento do sistema hidráulico preventivo por hidrates baseia-

se na definição do diâmetro e caminhamento das tubulações. Em consequência disso

deve-se determinar os acessórios necessários para o sistema, a perda de carga na

tubulação, a pressão dinâmica mínima, a vazão demandada, assim como escolher as

conexões e mangueiras adequadas para o sistema. Todo esse conjunto deve garantir

o funcionamento do sistema de acordo com as prerrogativas da Instrução Normativa

007, do Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina. (SANTA CATARINA, 2014).

Visto isso, pode-se afirmar que todo sistema hidráulico preventivo por

hidrante terá um hidrante hidraulicamente menos favorável e ele sempre estará no

local que proporciona menor pressão dinâmica no esguicho. (SANTA CATARINA,

2014).

A pressão mínima dinâmica, medida no esguicho, não deverá ser inferior

a 0,45 kgf/cm² (4,5 m.c.a.) para edificações de risco leve, garantindo assim a vazão

mínima no esguicho estabelecida pela Tabela 3. (SANTA CATARINA, 2017).

As vazões e pressões mínimas necessárias são calculadas para o

dimensionamento de um sistema hidráulico preventivo por hidrantes de acordo com a

classe de risco de incêndio e o número de hidrantes em funcionamento, conforme

estabelecido para:

a) 1 hidrante: quando um hidrante instalado;

b) 2 hidrantes: quando de dois a quatro hidrantes instalados;

c) 3 hidrantes: quando de cinco ou seis hidrantes instalados;

d) 4 hidrantes: quando de sete ou mais hidrantes instalados. (SANTA

CATARINA, 2014).

Para o cálculo da vazão adota-se o coeficiente de descarga (Cd) igual a

0,98 e a seguinte equação:

Q = 0,2046 x d2x √H (1)

44

Sendo que a vazão (Q) é medida em litro por minuto (l/min), o diâmetro (d)

do requinte do esguicho é medido em milímetros (mm) e a pressão dinâmica mínima

(H) é medida em metro de coluna d’água (m.c.a). (SANTA CATARINA, 2014).

A perda de carga também ocorre no esguicho e para seu cálculo deve

utilizar a equação:

Je = 0,0396 x H (2)

Onde a perda de carga no esguicho (Je) e a pressão dinâmica (H) são

medidas em metro de coluna d’água (m.c.a.). No entanto, essa equação deve ser

aplicada somente quando o requinte possuir diâmetro entre 13 mm e 25 mm (13 mm

≤ diâmetro ≤ 25 mm). (SANTA CATARINA, 2014).

A perda de carga presente nas tubulações e mangueiras recebe o nome de

perda de carga unitária e para realização do cálculo utiliza-se a fórmula de Hanzen-

Willians:

J = 10,65 x Q1,852

C1,852 x D4,87 (3)

Dado que a perda de carga unitária da tubulação (J) é medida em metro

por metro (m/m), a vazão (Q) é medida em metro cúbico por segundo (m³/s), o

diâmetro nominal (D), que nada mais é do que o diâmetro interno do tubo, é medido

em metro (m) e o coeficiente de rugosidade de Hanzen-Willians (“C”) é adimensional.


O coeficiente de rugosidade de Hanzen-Willians é referente as paredes

internas das tubulações e mangueiras, sendo que seu valor depende do tipo de

tubulação e é tabelado.

Tabela 6 – Coeficiente de rugosidade

Tipo de tubulação Coeficiente de rugosidade

Ferro fundido e aço preto 100

Aço galvanizado 120

Mangueiras de incêndio (borracha) 140

Cobre e PVC 150 Fonte: SANTA CATARINA, 2014, p. 16

45

Uma vez que o material de que são feitas as tubulações influenciam

diretamente na perda de carga unitária, pode-se utilizar algumas equações reduzidas

para o cálculo da parda de carga unitária nas tubulações levando-se em conta seu

diâmetro. Para o aço galvanizado:

221"(63 mm) ⇨ Jt = 1065,88 x Q1,85 (4)

3" (75 mm) ⇨ Jt = 455,98 x Q1,85 (5)

4" (100 mm) ⇨ Jt = 112,33 x Q1,85 (6)

5" (125 mm) ⇨ Jt = 37,80 x Q1,85 (7)

Na qual a perda de carga unitária da tubulação (Jt) é medida em metro por

metro (m/m) e a vazão (Q) é medida em metro cúbico por segundo (m³/s). (SANTA

CATARINA, 2014).

Já para o cálculo das tubulações de cobre ou PVC se tem as seguintes

fórmulas:

221"(63 mm) ⇨ Jt = 705,38 x Q1,85 (8)

3" (75 mm) ⇨ Jt = 301,76 x Q1,85 (9)

4" (100 mm) ⇨ Jt = 74,34 x Q1,85 (10)

5" (125 mm) ⇨ Jt = 25,08 x Q1,85 (11)

Em que a perda de carga unitária da tubulação (Jt) é medida em metro por


CATARINA, 2014).

As mangueiras também têm a perda de carga unitária e, nesse caso, ela

pode ser calculada pelas seguintes fórmulas reduzidas:

121"(38 mm) ⇨ Jt = 9399,38 x Q1,85 (12)

221"(63 mm) ⇨ Jt = 801,41 x Q1,85 (13)

Onde a perda de carga unitária da tubulação (Jt) é medida em metro por


CATARINA, 2014).

46

Visto isso, pode-se chegar ao valor da perda de carga total na tubulação

por meio da seguinte fórmula:

HPtub. = J x (L + Lv) (14)

Essa perda de carga total (∆hf) é medida em metro de coluna d’água

(m.c.a.), o comprimento (L) é medido em metro (m), o comprimento virtual da

tubulação (Lv) é medido em metro (m) e a perda de carga unitária da tubulação (J) é

medida em metro por metro (m/m). (SANTA CATARINA, 2014).

3.3.5.1 Critério de dimensionamento da reserva técnica de incêndio

A reserva técnica de incêndio (RTI) deverá ser dimensionada de modo a

assegurar um fornecimento ao sistema de uma autonomia de, no mínimo, trinta

minutos. Nesse dimensionamento deve-se considerar que as edificações de risco leve

de incêndio necessitam de uma reserva técnica de incêndio mínima de 5.000 litros e

a vazão no hidrante mais favorável, acrescida de dois minutos por hidrante excedente

a quatro:

a) 1 hidrante, quando instalado um hidrante;

b) 2 hidrantes, quando instalados de dois a quatro hidrantes;

c) 3 hidrantes, quando instalados cinco ou seis hidrantes;

d) 4 hidrantes, quando instalados sete ou mais hidrantes; e acrescer dois

minutos por hidrantes excedente a quatro. (SANTA CATARINA, 2014).

O desmembramento da RTI em reservatório elevado é permitido, desde

que as células sejam separadas em unidade equivalentes e interligadas em colar ou

barrilete e abasteçam o mesmo sistema. Caso os blocos de edificações sejam

alimentados por prumadas de um único reservatório elevado (superior ou castelo

d’água), esse reservatório precisará comportas as reservas técnicas de incêndio para

cada um dos blocos. (SANTA CATARINA, 2014).

Em caso de reservatório subterrâneo, a RTI deverá ser dimensionada para

o dobro da previsão feita para reservatório elevado, em todas as classes de incêndio.

E caso o reservatório inferior seja em células separadas, estas serão desmembradas

em unidades equivalentes. (SANTA CATARINA, 2014).

47

3.4 SISTEMA HIDRÁULICO PREVENTIVO POR MANGOTINHOS

3.4.1 Mangotinhos

O sistema de mangotinhos é composto por tomadas de incêndio e para

garantir sua rapidez e facilidade de utilização, conta com saída de água dispondo de

uma válvula de abertura rápida, acoplada a uma mangueira semirrígida

permanentemente e com um esguicho regulável conectado na extremidade. Como já

mencionado, o esguicho tem a função de propiciar direção e controle ao jato d’água

para combate a incêndio. (SANTA CATARINA, 2017).

Para Brentano (2005, p.47):

É um sistema constituído por tomadas de incêndio, que são estrategicamente distribuídas em locais da edificação, nas quais há uma (simples) saída, contendo válvula de abertura rápida, de passagem plena, permanentemente acoplada nela uma mangueira semirrígida, com diâmetro nominal de 25 ou 32 mm em cuja extremidade tem um esguicho regulável acoplado.

Para ABNT (2000, p. 3) é o “ponto de tomada de água onde há uma

(simples) saída contendo válvula de abertura rápida, adaptador (se necessário),

mangueira semirrígida, esguicho regulável e demais acessórios”.

O centro geométrico da tomada ou entrada d’água do mangotinho deve

variar entre as cotas de 100 cm a 150 cm, utilizando o piso como referencial, como

pode-se utilizar na Figura 9. Já a válvula para mangotinho deve ser do tipo esfera, de

abertura rápida, com passagem plena e com diâmetro mínimo de 25 mm (1"). (SANTA

CATARINA, 2017).

Pensando na necessidade de uso do Corpo de Bombeiros em caso de

incêndio, deve-se deixar instalada uma válvula, globo angular, com adaptador rosca

x storz para mangueira de 40 mm (11/2"). Neste caso, o centro geométrico da tomada

d’água da válvula globo angular pode variar entre as cotas de 60 cm a 150 cm, tendo

como referencial o piso. (SANTA CATARINA, 2017).

3.4.2 Mangueiras

Para os mangotinhos, a mangueira deve ser de lance único, de material

semirrígido com diâmetro de 25 mm (1") e com comprimento máximo de 30 m. Além

48

disso, a mangueira deve ser acomodada enrolada dentro de um abrigo, em carretel

fixo ou móvel, que permita sua utilização com rapidez e facilidade. (SANTA

CATARINA, 2017).

3.4.3 Abrigo de mangueiras para mangotinhos

No interior do abrigo de mangueiras para mangotinho, as mangueiras

devem ser acondicionadas juntamente com o esguicho. Nas imagens seguintes

observa-se dois exemplos de abrigo de mangueiras para mangotinhos, com a

presença do carretel fixo ou móvel para acomodação da mangueira semirrígida com

diâmetro de 25 mm (1"), já encaixada no esguicho regulável. (SANTA CATARINA,

2017).

Figura 12 – Abrigo horizontal de mangueiras para mangotinhos


49

Figura 13 – Abrigo vertical de mangueiras para mangotinhos


3.4.4 Procedimento de cálculo

O procedimento de cálculo do sistema hidráulico preventivo por

mangotinhos é semelhante ao procedimento de cálculo do sistema hidráulico

preventivo por hidrantes. A IN 007 do Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina

e a NBR 13.714 implementam muitas diretrizes que englobam os dois tipos de

sistemas, mas nenhum deles traz uma proposta de memória de cálculo acerca do

assunto. Visto isso, utilizou-se como bibliografia para delinear o procedimento de

cálculo o método proposto pela QiSat, uma empresa que promove cursos na área de

engenharia e arquitetura.

O primeiro fator a definir-se é vazão medida na saída do esguicho do

mangotinho hidraulicamente menos favorável, a qual não pode ser inferior a 80 l/min,

em um esguicho do tipo jato regulável, conforme o exibido na Tabela 3.

50

O sistema preventivo por mangotinhos deve ser dimensionado em função

da sua classe de risco de incêndio, fornecendo assim a vazão requerida na Tabela 3,

com o funcionamento simultâneo de:

a) Um mangotinho, quando instalado um mangotinho;

b) Dois mangotinhos, quando instalados dois, três ou quatro mangotinhos;

c) Três mangotinhos, quando instalados cinco ou seis mangotinhos;

d) Quatro mangotinhos, quando instalados sete ou mais mangotinhos.


Para início da definição dos dados do esguicho regulável deve-se calcular

a velocidade na ponta do esguicho pela seguinte fórmula:

Vesg = √2 x g x Pmín (15)

Onde a velocidade da água na saída do esguicho (Vesg) é calculada em

metros por segundo (m/s), para a aceleração da gravidade (g) pode-se adotar o valor

de 9,81 metros por segundo ao quadrado (m/s²) e a pressão mínima nominal (Pmín)

deve ser utilizada na unidade de metro por coluna d’água (m.c.a.). (QISAT, 2019).

Com o valor da velocidade na ponta do esguicho é possível obter a vazão

na ponta do esguicho por meio de:

Qesg = Aesg x Vesg (16)

Para tanto a área do esguicho (Aesg) deve ser calculada em metros

quadrados (m²) para a obtenção da vazão no esguicho (Qesg) em metros cúbicos por

segundo (m³/s). (QISAT, 2019).

A pressão na entrada do esguicho (Pesg) é alcançada através da divisão da

vazão no esguicho (Qesg) pelo fator de vazão “K” do esguicho, medido em litro por

minuto por metro de coluna d’água ao quadrado (l/min/m.c.a.1/2).

Pesg = Qesg2

Kesg2 (17)

51

Tabela 7 – Fator de vazão “K”.

Fonte: QiSat, 2019.

O último dado necessário para o esguicho regulável é a perda de carga

(HPesg):

HPesg = Pesg - Pmín (18)

Para a mangueira duas informações devem ser encontradas, a perda de

carga unitária (Jmang.) e a perda de carga total (HPmang.):

Jmang. = 10,65 x Q1,852

C1,852 x D4,87 (3)

HPmang. = Jmang. x Lmang. (19)

No qual a perda de carga unitária na mangueira (Jmang.) é encontrada em

metro por metro (m/m) e a perda de carga total na mangueira (HPmang.) em m.c.a. A

variável “C” é o coeficiente de rugosidade, indicado na Tabela 6. (QISAT, 2019).

Na válvula esfera os dados obtidos devem ser a velocidade (Vválvula), a

pressão (Pválvula) e a perda de carga na válvula esfera (HPválvula). Neste caso, a pressão

é obtida de outra forma:

Pválvula = HPmang. + HPesg. + Pmín (20)

Todos os dados desta equação devem ser utilizados em m.c.a. (QISAT,

2019).

Já na velocidade, deve-se aplicar a variável vazão do mangotinho (Q) em

m³/s e a variável área da válvula (Aválvula) em m². (QISAT, 2019).

52

Vválvula = Q

Aválvula (21)

A perda de carga na válvula esfera depende da fixação do coeficiente de

singularidade da válvula esfera (Kválvula) para substituição na equação:

HPválvula = Kválvula x Vválvula

2 x g (22)

Advindo ao primeiro sub-ramal do mangotinho, para a tubulação, calcula-

se a velocidade (Vtub.), perda de carga unitária (Jtub.) e perda de carga total para a

tubulação (HPtub.). (QISAT, 2019).

A HPtub. deve ser alcançada através da equação:

HPtub. = J x (L + Lv) (14)

Onde (L) é o comprimento real da tubulação e (Lv) é o comprimento virtual.

Dessa maneira, pode-se conhecer a perda de carga do sub-ramal, ou seja, do ponto

até o mangotinho hidraulicamente mais desfavorável, e a pressão neste mesmo ponto.

(QISAT, 2019).

HPP-M = ∑ HP’s (23)

Pponto = Pmín + HPP-M (24)

É preciso realizar a definição do fator de vazão “K” em cada ponto, para o

posterior cálculo da vazão dos mangotinhos sequentes:

K = Q

√P (25)

Q = K x √P (26)

Nos quais o fator de vazão “K” é atingido em l/min/m.c.a.1/2, a vazão é

utilizada em litro por minuto (l/min) e a pressão em m.c.a. A partir desde momento

53

realiza-se o dimensionamento de todos os outros sub-ramais para posterior definição

da reserva técnica de incêndio adotada. Caso necessário será adotada uma bomba

de incêndio, no intuito de proporcionar a vazão e pressão requerida pelo sistema.

(QISAT, 2019).

3.4.4.1 Dimensionamento das bombas de incêndio

O responsável técnico pelo projeto preventivo contra incêndio também será

o responsável pelo cálculo da vazão, pressão e potência das bombas de incêndio

quando requeridas. Para isso deve-se iniciar os cálculos pela altura manométrica

levando-se em consideração os valores como os das perdas de carga total na sucção

e no recalque, com a subsequente equação:

Hman = Hg + hfs + hfr + P (27)

Para isso a altura manométrica (Hman), altura geométrica (Hg), perda de

carga total na sucção (hfs), perda de carga total no recalque (hfr) e a pressão requerida

no hidrante menos favorável (P) devem ser medidas em metro de coluna d’água

(m.c.a.). (SANTA CATARINA, 2014).

Desse modo, deve-se efetuar os cálculos das variáveis supracitadas para

resolução do problema. A perda de carga total na tubulação de sucção é determinada

pela equação:

HPs = Js (Ls + Lvs) (14)

Onde a perda de carga total na tubulação de sucção (hfs) é medida em

metro de coluna d’água (m.c.a.), o comprimento real da tubulação de sucção (Ls) e o

comprimento virtual da tubulação de sucção (Lvs) são medidos em metro (m) e a perda

de carga unitária da tubulação de sucção (Js) é medida em metro por metro (m/m).


Já a perda de carga na tubulação de recalque é determinada através da

equação:

HPr = Jr (Lr + Lvr) (14)

54

Nesse caso, a perda de carga total na tubulação de recalque (hfr) é medida

em metro de coluna d’água (m.c.a.), o comprimento real da tubulação de recalque (Lr)

e o comprimento virtual da tubulação de recalque (Lvr) são medidos em metro (m) e a

perda de carga unitária da tubulação de recalque é medida em metro por metro (m/m).


Com a determinação da altura manométrica e da vazão, pode-se

estabelecer a potência da bomba por meio da equação:

Pb = 0,37 x Q x Hman

n (28)

Para isso mede-se a potência da bomba (Pb) em cavalos (cv), a vazão da

bomba (Q) em metro cúbico por hora (m³/h), a altura manométrica continua sendo

medida em (m.c.a.), o rendimento do conjunto moto-bomba (𝑛) é medido em

porcentagem (%) e 0,37 é uma constante para adequação das unidades e do peso

específico da água. (SANTA CATARINA, 2014).

A fim de evitar a formação de vórtices na tubulação de sucção da bomba e

a entrada de ar, a válvula de pé e crivo deverá estar submergida a uma altura mínima

dada pela fórmula:

hmín = 2,5 d + 0,10 (29)

Sendo (d) o diâmetro interno da tubulação de sucção e (hmin) a altura

mínima entre o nível de água da fonte de abastecimento e a parte superior da válvula

de pé e crivo, ambos medidos em metro (m). (SANTA CATARINA, 2014).

Uma ocorrência corriqueira nas bombas de incêndio é a cavitação.

Segundo Brentano (2005), p. 281, é um “fenômeno que ocorre no interior da bomba e

que provoca a queda do rendimento, vibração, trepidação, marcha irregular, ruído

desgaste e remoção de pedaços do rotor e da canalização junto à entrada da bomba”.

Isso ocorre devido a uma queda de pressão causada pela velocidade do rotor da

bomba, fazendo com que a pressão em seu interior fique menor que a pressão

atmosférica. Em consequência disso a água é deslocada para o interior da

canalização de sucção até atingir o rotor no interior da bomba.

55

Com o propósito de evitar a cavitação é necessário que se tenha uma

quantidade de energia mínima de aspiração na entrada da bomba, dada pela

diferença entre a pressão de vapor e a pressão absoluta da água. Esse acontecimento

é conhecido por Net Positive Suction Head (NPSH) ou altura positiva líquida de

sucção. (BRENTANO, 2005).

Logo, NPSH disponível > (NPSH requerido pela bomba + 0,3).

NPSHd = Patm − hfs − Pv ± Hs (30)

Tendo em vista que a pressão atmosférica (Patm) é medida em metro de

coluna d’água (m.c.a.) e calculada pela equação:

Patm = 10,33 − 0,0011 x altitude local (31)

A perda de carga total na sucção (hfs), a pressão de vapor (Pv) e a altura

de sucção (Hs) são medidas em metro de coluna d’água (m.c.a.) também e com isso

encontra-se NPSH disponível em (m.c.a.). (SANTA CATARINA, 2014).

Os valores da pressão de vapor d’água em função da sua temperatura local

são dados pela Tabela 8:

Tabela 8 – Pressão de vapor da água para determinadas temperaturas

Temperatura da água em (°C)

0

4

10

20

30

40

50

60

80

100

Pressão de vapor d’água (m.c.a.)

0,06

0,08

0,13

0,24

0,43

0,75

1,26

2,31

4,83

10,33

Fonte: SANTA CATARINA, 2014, p. 19

56

4 ESTUDO DE CASO – SISTEMA HIDRÁULICO PRVENTIVO

4.1 SISTEMA HIDRÁULICO PREVENTIVO POR HIDRANTES

O edifício em questão é um residencial privativo multifamiliar com treze

pavimentos, sendo assim, é classificado como risco leve de incêndio. O número de

pavimentos será igual ao número de hidrantes, ou seja, o prédio possuirá treze

hidrantes. De modo que a edificação dispõe de sete ou mais hidrantes, para o

dimensionamento leva-se em conta a utilização simultânea de apenas quatro

hidrantes, os quais estão apontados na Figura 14. Esses hidrantes estão dispostos de

cima para baixo, contado com o abastecimento por gravidade de um reservatório

superior.

Figura 14 – Esquema hidrantes em funcionamento simultâneo.

Fonte: Elaboração da autora, 2019.

Para início do dimensionamento do sistema de hidrantes adotou-se os

seguintes dados de projeto:

a) Número de pavimentos: 13;

b) Tipo de ocupação: residencial;

c) Grau de risco: leve;

d) Carga de fogo ≤ 60 kg/m²;

e) Número de hidrantes: 13;

f) Número de hidrantes em funcionamento simultâneo: 4;

g) Diâmetro da mangueira: 40 mm (1"1/2");

h) Comprimento da mangueira: 30 m;

57

i) Diâmetro da tubulação: 65 mm (2"1/2") e 100 mm (4”);

j) Diâmetro de requinte: 12,7 mm (1/2");

k) Pressão mínima no hidrante mais desfavorável: 0,45 kg/cm² = 4,5

m.c.a.;

l) Constante de rugosidade: 120 para canalizações em aço galvanizado e

140 para mangueiras com revestimento interno de borracha.

Efetuou-se o dimensionamento do sistema de hidrantes de acordo com a

IN 007 de 2014 do Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina e com a substituição

de todos os dados pré-estabelecidos para o projeto em suas devidas equações, pôde-

se chegar aos resultados das pressões em cada ponto e das vazões em cada hidrante.

Tabela 9 – Determinação das pressões e vazões para hidrantes.


Os valores obtidos atendem aos preceitos estabelecidos pelo Corpo de

Bombeiros Militar de Santa Catarina, na IN 007, onde fica definida uma pressão

máxima de trabalho em qualquer ponto do sistema de 100 m.c.a. (SANTA CATARINA,

2017).

Os resultados encontrados também estão adequados a NBR 13.714,

conforme abaixo:

O sistema deve ser dimensionado de modo que as pressões dinâmicas nas entradas dos esguichos não ultrapassem o dobro daquela obtida no esguicho mais desfavorável hidraulicamente. Pode-se utilizar quaisquer dispositivos para redução de pressão, desde que comprovadas as suas adequações técnicas. (ABNT, 2000, p. 07).

58

O valor destacado na Tabela 9, em amarelo, refere-se à altura (H) entre o

fundo do reservatório e o hidrante hidraulicamente mais desfavorável. Tendo em vista

a facilidade na execução adotou-se para H um valor redondo ligeiramente acima do

calculado, como ilustrado na Figura 15.

Figura 15 – Altura entre o fundo do reservatório e o hidrante hidraulicamente mais

desfavorável.

Fonte: Triches Engenharia e Consultoria, 2017. Com adaptações.

Por meio da altura total entre o fundo do reservatório e o hidrante

hidraulicamente mais desfavorável calculou-se a vazão para o hidrante QH13, valor

apresentado na Tabela 11. Levando-se em conta uma autonomia para o sistema de

30 minutos mais dois minutos por hidrante excedente a quatro, conforme previsto pela

IN 007 de 2014, chegou-se ao volume da reserva técnica de incêndio adequada.


59

Tabela 10 – Volume total da RTI.

RTI

H fundo do reservatório até o hidrante mais favorável [m]

42,50

Tempo de funcionamento [min]

48,00

Vazão total (QH13) [l/m] 215,13

Volume total RTI [litros] 10326,40 Fonte: Elaboração da autora, 2019.

A reserva técnica de incêndio ficará dividida em duas células, permitindo a

limpeza e manutenção individual. Também será instalada uma tubulação com

diâmetro igual à do sistema preventivo por hidrantes, interligando as duas células e

atenderá todos os parâmetros da IN 007. O reservatório ainda contará com proteção

ao fogo por quatro horas.

Figura 16 – Volume da RTI para o sistema de hidrantes.


Pode-se verificar o esquema vertical final do sistema hidráulico preventivo

por hidrantes na Figura 17.

60

Figura 17 – Esquema vertical do sistema hidráulico preventivo por hidrantes.


61

4.2 SISTEMA HIDRÁULICO PREVENTIVO POR MANGOTINHOS

Efetuou-se o dimensionamento do sistema hidráulico preventivo por

mangotinhos para a mesma edificação privativa multifamiliar supracitada. Um edifício

residencial com treze pavimentos, classificado como risco leve de incêndio. O número

de pavimentos será igual ao número de mangotinhos, ou seja, o prédio possuirá treze

mangotinhos. De modo que a edificação dispõe de sete ou mais mangotinhos, para o

dimensionamento leva-se em conta a utilização simultânea de apenas quatro

mangotinhos, os quais estão apontados na Figura 18. Ordenou-se os mangotinhos de

cima para baixo e não se sabe como será realizado o abastecimento de água, se por

gravidade ou por com bomba de incêndio, essa questão se solucionará no decorrer

do dimensionamento.

Figura 18 – Esquema mangotinhos em funcionamento simultâneo.


Para o princípio dos cálculos determinou-se os parâmetros iniciais do

sistema, os quais são:

a) Número de pavimentos: 13;

b) Tipo de ocupação: residencial;

c) Grau de risco: leve;

d) Carga de fogo ≤ 60 kg/m²;

e) Número de mangotinhos: 13;

f) Número de mangotinhos em funcionamento simultâneo: 4;

g) Número de tomadas d’água: uma por mangotinho;

h) Tipo de adução: reservatório elevado;

62

i) Tipo de esguicho: jato regulável;

j) Diâmetro do esguicho: 25 mm (1"1/2") e 9,5 mm real;

k) Kesg: 11,7 l/min/mca¹/2;

l) Vazão mínima na ponta do esguicho: 80 l/min;

m) Diâmetro da mangueira: 25 mm (1"1/2");

n) Comprimento da mangueira: 30 m;

o) Diâmetro da tubulação: 65 mm (2"1/2");

p) Pressão mínima no hidrante mais desfavorável: 0,45 kg/cm² = 4,5

m.c.a.;

q) Constante de rugosidade: 120 para canalizações em aço galvanizado.

A partir do supradito seguiu-se um modelo de cálculo proposto pela

empresa QiSat e elaborou-se uma planilha para obtenção dos resultados

apresentados na Tabela 12 e na Tabela 13.

Tabela 11 – Determinação das pressões e vazões para mangotinhos.


63

Tabela 12 - Determinação das pressões e vazões para mangotinhos.


Pode-se verificar a determinação dos dados para os pontos “A”, “B”, “C” e

“D”, com o encontro dos valos das perdas de carga, pressões e vazões nos

mangotinhos. Deve-se lembrar que foi considerado o uso simultâneo de quatro

mangotinhos, conforme orientação da IN 007 de 2017. (SANATA CATARINA, 2017).

Para o cálculo da reserva técnica de incêndio, nesse caso, adotou-se um

tempo de funcionamento mínimo para os quatro mangotinhos em uso simultâneo de

60 minutos. (ABNT, 2000).

Levou-se em conta o tempo de autonomia do sistema e a soma das vazões

dos quatro mangotinhos em funcionamento simultâneo, chegou-se ao volume da

reserva técnica de incêndio, como observado na Figura 19. Para a altura entre o fundo

do reservatório e o mangotinho mais desfavorável, se empregou o mesmo desnível

encontrado no cálculo do sistema de hidrantes, 5,80 metros, já que aqui essa altura

deve ser arbitrada.

64

Figura 19 – Volume da RTI para o sistema de mangotinhos.


Calculou-se uma pressão no ponto “A” de 60,75 m.c.a., o que é

considerado um alto valor, sendo assim, com o propósito de pressurizar o sistema se

principiou o processo para a escolha de uma bomba de incêndio. O primeiro passo é

determinar a altura manométrica e a vazão do sistema. Atingiu-se o valor dos dois

parâmetros de acordo com o método proposto pela QiSat, assim fez-se a pesquisa da

bomba ideal em uma Tabela Para Seleção de Bombas e Motobombas da Schneider

Motobombas. De acordo com o dimensionamento realizado julgou-se como melhor

modelo de bomba a ME-AL/BR 23100V e suas principais especificações são

apresentadas na Tabela 13.

Tabela 13 – Especificações da bomba escolhida.

Fonte: Schneider motobombas, 2016.

Segundo o fabricante, é uma motobomba centrífuga multiestágios ideal

para “abastecimento predial, irrigação, lavação de ambientes, veículos e máquinas,

65

alimentação de caldeiras, transporte de água a longa distância, nebulização em

aviários e estufas, motobomba jockey para prevenção e combate a incêndio”.

(SCHNEIDER MOTOBOMBAS, 2016).

Figura 20 – Motobomba ME-AL/BR 23100V.


A recomendação da IN 007 é para a instalação de duas bombas de

incêndio, uma principal e uma reserva, com autonomia mínima de duas horas. As duas

bombas devem ser do modelo ME-AL/BR 23100V e serão instaladas junto a um

sistema by pass, conforme a Figura 21, garantindo assim que possam funcionar

separado ou simultaneamente. (SANTA CATARINA, 2017).

66

Figura 21 – RTI sistema de mangotinhos com bomba e sistema by pass.


Essas bombas abasteceram somente o sistema de incêndio e serão

instaladas de modo que liguem de forma automática ao abrir-se o registro do

mangotinho e sejam desligadas apenas manualmente no painel elétrico. Um

acionador manual deve ficar à disposição em local seguro e de fácil acesso. Já no

caso das válvulas da rede de incêndio, pode-se garantir que elas estejam sempre

operantes com o travamento com cadeados. (ABNT, 2000).

As bombas de incêndio devem ser posicionadas em compartimento próprio,

a casa de bombas, com pé direito mínimo de 1,20 m e espaço suficiente para manobra

e manutenção dela. Também deve oferecer proteção ao fogo por, no mínimo, duas

horas e ser alimentada por uma rede elétrica independente vinda direto da ligação

pública. (SANTA CATARINA, 2017).

Por fim, pode-se observar o esquema vertical do sistema hidráulico

preventivo por mangotinhos com seus respectivos diâmetros na Figura 22.

67

Figura 22 – Esquema vertical do sistema hidráulico preventivo por mangotinhos.


68

4.3 RESULTADOS

Segundo os cálculos realizados é possível afirmar que, tanto os hidrantes

quanto os mangotinhos, contêm condições suficientes para atender a edificação em

questão com segurança em caso de incêndio, de acordo com as condições mínimas

exigidas pelo Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina e pela NBR 13.714.

No caso do sistema hidráulico preventivo por hidrantes, já houve uma IN

007 do CBMSC, do ano de 2014, que fornecia todos os parâmetros e demonstrava os

cálculos necessários para o dimensionamento do sistema. Esse dimensionamento era

realizado pelo responsável técnico e submetido a análise de projetos do CBMSC, o

qual atribuía o parecer de deferido ou indeferido ao projeto. Com isso pode-se

perceber que esse cálculo era bem delimitado e restrito. Realizou-se o

dimensionamento do sistema proposto neste trabalho de acordo com esses preceitos

anteriormente cobrados, sendo assim não se verificou nenhuma grande dificuldade

na obtenção das pressões, vazões e determinação da RTI do sistema de hidrantes

abastecido por gravidade.

Já para o sistema hidráulico preventivo de mangotinhos notou-se como

primeira dificuldade a ausência de uma instrução normativa do CBMSC acerca dos

cálculos necessários para o dimensionamento do sistema. A nova IN 007 de 2017

trouxe a novidade da opção pelo sistema de mangotinhos, porém só determinou

alguns parâmetros mínimos necessários, assim sendo, o responsável técnico pode

escolher a bibliografia que julga ser a mais adequada para o dimensionamento do

sistema. Hoje o CBMSC avalia se a RTI adotada atende a edificação, não observado

toda a memória de cálculo para o deferimento do projeto.

Realizou-se o dimensionamento do sistema hidráulico preventivo por

mangotinhos de acordo com a memória de cálculo proposta pela empresa QiSat,

dessa maneira se obteve os valores de pressões em todas os pontos, vazões em

todos os mangotinhos, volume da reserva técnica de incêndio e descobriu-se a bomba

de incêndio ideal para o sistema. Apesar de haver uma memória de cálculo, alguns

dados foram utilizados pelo autor sem elucidação, o que tornou o dimensionamento

do sistema um desafio maior se comparado ao dimensionamento do sistema de

hidrantes.

O esquema vertical dos sistemas é praticamente idêntico. A diferença é que

no esquema vertical do sistema por mangotinhos, abaixo do reservatório superior, é

69

instalada a bomba de incêndio e a casa de bombas. No caso dos hidrantes a bomba

é dispensada, uma vez que a água é distribuída do reservatório superior até os

hidrantes por gravidade. Além disso, todo o encaminhamento da tubulação é o mesmo

e o material utilizado é o aço galvanizado. Para o sistema hidráulico preventivo por

mangotinhos utilizou-se o diâmetro de 65 mm para toda a tubulação e para o sistema

hidráulico preventivo por hidrantes utilizou-se o diâmetro de 100 mm para o trecho

entre o fundo do reservatório e o hidrante hidraulicamente mais desfavorável e o

diâmetro de 65 mm para o restante da tubulação.

O hidrante conta com um sistema que contém um registro de globo, que

transfere a água da tubulação para a mangueira, uma mangueira de fibra revestida

internamente por borracha, um adaptador, um esguicho regulável e uma chave de

mangueira. Encontra-se todos esses elementos separados dentro do abrigo para

hidrantes e eles devem ser montados. Em uma explicação resumida para a montagem

do sistema pode-se dizer que a mangueira deve ser completamente desenrolada, logo

depois ela deve ser conectada ao registro de globo, sem demora o esguicho regulável

pode ser plugado a ponta da mangueira e o registro aberto para a liberação da água.

Isso quer dizer que a mangueira de hidrante não é um equipamento de fácil manuseio,

ela requer treinamento prático antes do uso, ocasionando uma grande desvantagem

para os usuários do sistema. Outra questão importante acerca da mangueira do

hidrante está relacionada a alta vazão e ao diâmetro de 40 mm, pois a soma desses

dois elementos gera uma mangueira pesada, dificultando o manejo por uma única

pessoa.

No quesito manipulação os mangotinhos são mais simples do que os

hidrantes. Dentro do abrigo para mangotinhos há um carretel aonde a mangueira

semirrígida de diâmetro 25 mm permanece enrolada e o esguicho regulável já fica

acoplado a ponta da mangueira. Para acionar o sistema basta puxar a mangueira,

desenrolando-a, e girar a válvula de abertura rápida para desbloquear a água.

Dimensionou-se os dois sistemas contando com a utilização de mangueiras de 30

metros de comprimento.

Quanto as vazões, verifica-se que as encontradas nos hidrantes são bem

superiores as vazões encontradas nos mangotinhos, apesar de a vazão mínima

requerida para o hidrante ser de 70 l/min e para o mangotinho ser de 80l/min. Isso

ocorre porque os diâmetros utilizados no sistema de hidrantes são maiores do que os

empregados no sistema de mangotinhos.

70

Tabela 14 – Pressões e vazões dos hidrantes.


Acerca das pressões obtidas em cada ponto dos sistemas, pode-se

observar na Tabela 14 que os valores encontrados para o sistema hidráulico

preventivo por hidrantes são bem inferiores aos valores descobertos para o sistema

hidráulico preventivo por mangotinhos, apontados na Tabela 15. Isso se deve aos

diâmetros menores adotados para os mangotinhos, que acabam sobrecarregando o

sistema com mais pressão.

Tabela 15 – Pressões e vazões dos mangotinhos.


Pode-se verificar uma diferença considerável nos volumes das reservas

técnicas de incêndio dos dois sistemas, conforme exibido na Tabela 16. Isso se deve

ao fato de que as reservas técnicas de incêndio são calculadas de modos diferentes.

No caso dos hidrantes, considera-se a vazão no hidrante mais favorável

(QH13) e o tempo de autonomia do sistema, 48 minutos para este caso.

Tabela 16 – RTI.


71

Já para os mangotinhos, calcula-se a reserva técnica de incêndio a partir

da soma das vazões dos quatro mangotinhos em funcionamento simultâneo e do

tempo de autonomia do sistema, 60 minutos neste contexto.

Para se fazer um breve comparativo entre os preços dos sistemas levou-

se em consideração a parte da caixa de hidrante ou mangotinho até a ponta da

mangueira e para o caso dos mangotinhos as motobombas utilizadas também foram

contabilizadas. Não se julgou necessário levantar os preços da tubulação vertical, pois

em ambos os casos têm o mesmo comprimento e são do mesmo material, aço

galvanizado, o que muda são os diâmetros, contudo os preços das tubulações são

bem próximos. Dessa forma, realizou-se uma breve pesquisa de preços acerca do

apontado e constatou-se que o sistema hidráulico preventivo por mangotinhos é

aproximadamente 110,36% mais caro que o sistema hidráulico preventivo por

hidrantes. A diferença é notável, basicamente, em razão das bombas de incêndio e

do carretel móvel com mangotinho de 30 metros. Os dois itens citados apresentam

um valor unitário elevado. Optou-se por não levar em conta nesse percentual a

considerável diferença na RTI dos sistemas, pois seria necessário contabilizar a

quantidade de material extra utilizado para a construção do reservatório e o intuito

deste trabalho não é realizar um orçamento detalhado a respeito dos sistemas.

Diante do exposto, consegue-se listar as vantagens desvantagens de cada

sistema.

Vantagens do sistema hidráulico preventivo por hidrantes:

a) Facilidade no dimensionamento;

b) Reserva técnica de incêndio menor, se comparada ao sistema de

mangotinhos (ocupa menos espaço);

c) Baixo custo.

Desvantagens do sistema hidráulico preventivo por hidrantes:

a) As peças encontram-se desmontadas dentro do abrigo para hidrantes;

b) A montagem de todas as peças requer tempo e conhecimento acerca

do sistema;

c) Dificuldade de manuseio da mangueira;

Vantagens do sistema hidráulico preventivo por mangotinhos:

a) As peças do sistema ficam montadas dentro do abrigo para

mangotinhos, prontas para o uso;

b) Facilidade de manuseio da mangueira;

72

Desvantagens do sistema hidráulico preventivo por mangotinhos:

a) Reserva técnica de incêndio maior, se comparada ao sistema de

hidrantes (ocupa mais espaço);

b) Alto custo.

Visto isso, é possível concluir que pelo ponto de vista da segurança, o

sistema por mangotinhos é o mais vantajoso. Principalmente quando se considera a

utilização do sistema por uma pessoa leiga no momento do incêndio, cada segundo

perdido na montagem da mangueira no sistema por hidrantes é precioso.

Porém, se for considerado o ponto de visto econômico, o sistema por

hidrantes é o mais vantajoso. Como a bomba de incêndio é dispensada, ocorre um

significativo barateamento do sistema. O conjunto composto pela caixa metálica para

mangueira, as mangueiras, chave storz, válvula angular, adaptador e esguicho sai

consideravelmente mais em conta do que o conjunto para os mangotinhos constituído

pela caixa metálica para o mangotinho, carretel móvel com mangotinho e válvula de

abertura rápida.

73

5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

5.1 CONCLUSÃO

Neste trabalho de conclusão de curso se estudou sobre o sistema

hidráulico preventivo sob comando, ou seja, o sistema por hidrantes e o sistema por

mangotinhos em edificações privativas multifamiliares. A pesquisa realizada foi de

suma importância para a área do estudo, visto que durante o desenvolvimento do

trabalho pode-se constatar a importância de um bom sistema preventivo contra

incêndio, já que na hora do fogo, cada segundo é decisivo e um sistema eficiente

propicia a ação rápida e eficaz do Corpo de Bombeiros Militar, bem como auxilia no

salvamento de vidas.

Então, no desenvolvimento deste estudo foi elaborada uma análise

comparativa de um sistema hidráulico preventivo por hidrantes e um sistema

hidráulico preventivo por mangotinhos, foram apresentados os esquemas de cálculo

dos sistemas, bem como foram ponderadas questões técnicas e de manejo dos

equipamentos dos sistemas e, por fim, apresentou-se o resultado das pressões e das

vazões nas mangueiras dos hidrantes e dos mangotinhos, atendendo assim todos os

objetivos propostos no início deste trabalho.

Conforme o exposto, foram constatadas disparidades entre os dois tipos de

sistema sob comando. Além das diferenças de vazão e pressão, atestou-se

disparidade no manuseio dos sistemas e também dos valores para compra dos

dispositivos necessários. Atualmente, há uma notável preocupação com o custo das

obras e os orçamentos tendem a ser enxutos o máximo possível. Isso faz com que a

parte financeira pese mais do que a segurança, uma vez que o sistema mais barato

não é o sistema mais fácil de ser manuseado pelos usuários. Contudo, os dois

sistemas mostraram-se seguros para a edificação estudada, sendo assim fica com o

responsável técnico o compromisso com a escolha do sistema a ser utilizado.

5.2 RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

Seguramente há nesta área de trabalho um campo de pesquisa vasto, onde

novas tipologias para o sistema hidráulico preventivo residencial multifamiliar podem

74

ser pesquisadas, uma vez que se constatou sérias desvantagens nos dois sistemas

abordados neste trabalho.

Como dito anteriormente, o cálculo para o dimensionamento do sistema

hidráulico preventivo por mangotinhos foi uma difícil etapa neste estudo. A bibliografia

utilizada não demonstrou a procedência de alguns dados utilizados nos cálculos, o

que deixa uma fresta para a pesquisa de novas metodologias de cálculo e para nova

comparação de resultados, até mesmo uma comparação entre duas metodologias de

cálculo acerca do sistema hidráulico preventivo por mangotinhos.

75

ANEXO A - Comprimento equivalente a perdas localizadas nas conexões de ferro

galvanizado [m]


76

ANEXO B - Comprimento equivalente a perdas localizadas nas conexões de ferro

galvanizado [m]

Fonte: QiSat, 2019.

77

REFERÊNCIAS

Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12693. Sistemas de proteção por extintores de incêndio: Especificações. Rio de Janeiro, 1993. ______. NBR 13714. Sistemas de hidrantes e de mangotinhos para combate a incêndio. Rio de Janeiro, 2000. BRENTANO, Telmo. Instalações Hidráulicas de Combate a Incêndios nas Edificações. 2ª ed. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2005. CAMILLO, Junior, Abel Batista. Manual de Prevenção e Combate a Incêndio. 2ª ed. São Paulo: SENAC, 2012. EQUITEC EXTINTORES. Classes de incêndio: Disponível em https://www.equitecextintores.com.br. Acesso em: 05 nov. 2018. GIL, Antônio Carlos. Métodos e Técnicas de Pesquisa Social. São Paulo: Atlas, 2008. GOMES, Ary. Sistemas de Prevenção Contra Incêndios. Rio de Janeiro: Interciência, 1998. MAUS, Álvaro. Proteção contra incêndio: atividades técnicas no Corpo de Bombeiros – Teoria Geral. Florianópolis: Editograf, 1999. MOTTA, Alexandre de Medeiros et al. Universidade e Ciência. Palhoça: Unisul virtual, 2013. ONO, Rosária. Segurança em xeque. Revista Incêndio, [S. l.], v. 53, p.13-28, maio/jun. 2008. Disponível em: http://www.cbca-iabr.org.br/artigos-tecnicos- ler.php?cod=3053&bsc=. Acesso em: 10 setembro 2018. PICCHI, Flávio A. Sistema de qualidade: Uso em empresas de construção de edifícios. São Paulo, Tese de doutorado – EPUSP, 1993.462p. PREVENÇÃO ONLINE. Propagação do fogo por convecção: Disponível em https://www.prevencaonline.net. Acesso em: 03 nov. 2018. QISAT. Série combate a incêndio – Hidrantes e Mangotinhos. Florianópolis: QiSat, 2019. RUDIO, Franz Victor. Introdução ao projeto de pesquisa científica. 26. Ed. Petrópolis: Vozes, 1999. SANTA CATARINA. Corpo de Bombeiros Militar. IN 003: carga de incêndio. [S. l.]: CBMSC, 2014. Disponível em: https://dat.cbm.sc.gov.br/images/arquivo_pdf/IN/Em_vigor/IN_003_Carga_de_Incndio_28mar2014.pdf. Acesso em: 21 mar. 2019.

78

______. IN 004: terminologia de segurança contra incêndio. [S. l.]: CBMSC, 2018. Disponível em: https://dat.cbm.sc.gov.br/images/arquivo_pdf/IN/Em_vigor/IN_004_Terminologia_SCI_31jan2018.pdf. Acesso em: 20 mar. 2019. ______. IN 007: sistema hidráulico preventivo. [S. l.]: CBMSC, 2018. Disponível em: https://dat.cbm.sc.gov.br/images/arquivo_pdf/IN/Em_vigor/IN_007_SHP_01ago2017.pdf. Acesso em: 20 mar. 2019. SCHNEIDER MOTOBOMBAS. Tabela para seleção de bombas e motobombas. Joinville: Schneider Motobombas, 2016. SEGURANÇA DO TRABALHO. Acidente zero: Disponível em https://www.segurancadotrabalho01.blogspot.com. Acesso em: 03 nov. 2018. SEITO, Alexandre Itiu et al. A Segurança Contra Incêndio no Brasil. São Paulo: Projeto Editora, 2008. TRICHES ENGENHARIA E CONSULTORIA LTDA. Preventivo Contra Incêndio. Florianópolis: Triches Engenharia e Consultoria LTDA, 2017. ZEUS DO BRASIL. Produtos: Disponível em: https://www.zeusdobrasil.com.br. Acesso em: 25 out. 2018.

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