ESTADO DE SANTA CATARINACORPO DE BOMBEIROS MILITAR
DIRETORIA DE ATIVIDADES TÉCNICAS
CURSO DE INSPETORES DE
INCÊNDIO NÍVEL I
INSTRUTORES: Maj Biluk Maj Henrique Maj Vanderlino Cap Charles
FLORIANÓPOLIS, MARÇO DE 2011
CAPITULO I
INCENDIO
1. INCENDIO
1.2. HISTÓRICO DO FOGO
O fogo sempre foi uma das preocupações da humanidade e o seu
estudo ajudou a modelar o próprio desenvolvimento da ciência. O homem primitivo
só conhecia o fogo em incêndios florestais, através de queda de raios, erupções de
vulcões e etc., concebendo-o como um segredo dos deuses. Os Gregos contavam
que o herói Prometeu roubou o fogo de Zeus para devolve-lo aos homens. Há pouco
tempo aprendemos a produzir e dominar o fogo: 70 mil anos, e a sua conquista foi
importante para a humanidade, em que quase todos os povos, inclusive os
indígenas, têm uma história de desenvolvimento semelhante, em função do
progresso que fizeram no domínio do fogo. O calor liberado na queima dos
combustíveis foi a fonte fundamental de energia dos povos primitivos. Tempos
passaram até que o fogo embora utilizado diariamente, tivesse a sua natureza
conhecida.
Desde que o homem pré-histórico levou uma tocha acesa para sua
caverna, descobriu que o fogo era um aliado que o acompanharia séculos afora. Aos
poucos foi descobrindo a sua utilidade para iluminar a escuridão, afugentar animais,
cozinhar alimentos e vencer o frio. Porém houve um dia em que o fogo tornou-se
incontrolável, surgindo então o primeiro incêndio, revelando a atônitos olhares e
mentes ignorantes o lado perigoso do fogo, os seus efeitos destruidores, a
capacidade de causar ferimentos, daí aparecendo a necessidade de controlá-lo. Por
isso mesmo, alguns pensadores acreditavam que o primeiro trabalho científico de
nossos ancestrais constituiu, exatamente, em melhor conhecer e dominar o fogo,
muito embora atribuíssem a sua origem a divindades.
No século 5 a.C., na Grécia, os filósofos começaram a buscar
explicações para os fatos não mais na ação dos deuses, mas na própria natureza.
Numa dessas teorias, Herácio supôs ser o fogo a base de tudo que existia.
Empédocres, na chamada teoria dos quatro elementos, dizia que todas as
substâncias eram formadas por terra, ar, água e fogo, combinados em diferentes
proporções. Raciocinava, por exemplo, que um pedaço de madeira contem terra
porque é sólido e pesado; contém água porque, ao ser aquecido, desprende água;
ar, porque emite fumaça; e fogo porque contém chamas. Acrescentando o quinto
elemento, no século IV a.C., Aristóteles, filósofo de grande influência, complementou
a teoria dos quatro elementos, defendendo a propositura de que qualquer um
daqueles elementos poderia ser transformado em outro, já que os quatro eram
constituídos de algo em comum, o éter.
Inobstante a teoria dos átomos combinada com a dos elementos,
desenvolvidas por Demócrito, o pensamento de Aristóteles, que não acreditava em
átomos, tornou-se o mais influente ao longo dos dois mil anos seguintes, e suas
idéias sobre os elementos acabaram prevalecendo por todo esse tempo. Com isso,
a visão aristotélica atrasou o desenvolvimento da física e da química, agravada
ainda pela falta de experimentação dos gregos, não só devido à ausência de
adequados recursos técnicos posteriormente desenvolvidos, mas, sobretudo, pela
supervalorização das atividades mentais em detrimento das atividades manuais,
exclusividade dos escravos.
Felizmente, a ciência, de forma paralela ao progresso da humanidade,
também se desenvolveu, jogando por terra o ideário grego. Construíram-se
monumentais edifícios, porém sem nenhuma firmeza. A ciência moderna nasceu por
volta do século XV! com a Renascença, a partir de onde se estabeleceu a
necessidade de adotar-se o saber humano de rigorosa certeza. No século XVII,
Robert Boyle, físico e químico inglês, considerado por muitos o iniciador da química
moderna, conseguiu a sistematização do conhecimento químico sobre muitas
substâncias e elementos a partir da acumulação de fatos experimentais dos quais
estabelecia generalizações, valendo-se do método indutivo, proposto por Bacon, até
hoje empregado nas ciências experimentais.
Reportando-se à história, verifica-se que o progresso das ciências
coincide com os acontecimentos marcantes da humanidade, bem assim com a
evolução do pensamento, patenteando a contribuição da filosofia para este
desiderato, às vezes ignorada ou indevidamente menosprezada, nas transformações
que assinalaram os progressos da civilização moderna em suas várias fases. Tanto
é assim que Francis Bacon (1560-1626), político e filósofo inglês, grande chanceler,
Barão de Verulam e Conde de Santi Albans, transformou completamente a lógica,
ao desenvolver o princípio da indução, raciocínio pelo qual se passa de proposições
menos gerais para uma outra mais geral, fundamentada na experiência, criando o
método cientifico.
Bem mais tarde, para justificar o fato experimental de que muitas
substâncias tinham sua massa reduzida ao se queimar, o químico alemão George
Ernest Stahl (1660 -1734) propôs a teoria do flogístico ( do grego phlogistos) ou fogo
principio, uma substância fluída que fazia parte do material original e que escaparia
durante a combustão.
A teoria do flogístico entretinha muitos pensadores, foi útil para explicar
as reações químicas, ajustando-se perfeitamente aos fatos conhecidos na época,
razão pela qual foi referendada pela comunidade científica até 1774, quando o sábio
francês Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794) provou que ela estava errada ao
anunciar a lei da conservação da massa, relativa às reações químicas, segundo a
qual numa reação química não ocorre alteração na massa do sistema, donde,
através de experimentos relativamente simples, demonstrou que o fogo era
conseqüência de uma reação química de combustão.
Assim, foi demolida a teoria do flogístico e foi ainda Lavoisier quem
batizou de oxigênio o gás fundamental à combustão, descoberto no mesmo ano de
1774 por Joseph Priestley (1733 - 1809), ao verificar que o gás intensificava a
chama de uma vela, precedido por outro inglês, Robert Hooke (1635-1703), que em
1665 descobriu que havia algo no ar essencial à combustão.
Desde as primitivas cavernas, passando pelos gregos e romanos, que
entre outras aplicações aqueciam os pisos de suas casas, tendo estes criado um
sofisticado sistema de aquecimento de pisos denominado hipocausto, o fogo
continua sendo uma necessidade imperiosa da civilização moderna, fazendo parte
do nosso cotidiano, seja na indústria, nas moradias, no campo ou nas cidades, vez
por outra escapando do controle do homem ou aparecendo em lugar não desejado,
dando origem aos incêndios, responsáveis por vultosos prejuízos materiais e, mais
lamentavelmente, pelo ceifamento de vidas humanas.
O problema dos incêndios é encarado com tanta seriedade que, em
alguns países de vanguarda, existem programas de educação sobre o fogo, nas
escolas.
1.2. PROPRIEDADES E ESTADOS TERMODINÂMICOS, ENERGIA, CALOR, TRABALHO E TEMPERATURA:
Para melhor entendermos a combustão apresentamos os conceitos
que se seguem:
1.2.1. Sistema:
É qualquer porção do universo separada para estudo. Sua delimitação
é arbitrária e deve conter massa e energia isoladas por uma fronteira. O que fica fora
e próximo do sistema é chamado de vizinhança.
1.2.2. Propriedades Termodinâmicas:
São atributos ou conceitos internos dos sistemas, fornecendo
informações sobre os mesmos (conforme veremos abaixo, calor e trabalho não são
Propriedades Termodinâmicas). Variações de Propriedades podem, então, ser
calculadas simplesmente medindo seus valores no início e no final das
transformações: ∆x = Xf -xi e não dependem da forma como se verificou a
transformação.
1.2.3. Temperatura (T):
Não existe uma boa definição de temperatura, mas vamos aqui,
procurar facilitar sua compreensão:
De acordo com a distribuição de energia de Maxwel em um gás, a
energia cinética média das moléculas é proporcional à Temperatura absoluta:
EC = CT, onde C é a constante de proporcionalidade e T é a
temperatura na escala absoluta.
Definimos então assim:
"TEMPERATURA é uma propriedade termodinâmica associada à
energia cinética média das moléculas ".
Conclui-se que TEMPERATURA está associada ao interior de
SISTEMAS. Portanto a temperatura permite avaliar a energia cinética média de uma
certa massa em estudo (o sistema).
Pode-se ainda dizer que Temperatura é o grau de Agitação Térmica de
um sistema (as moléculas na Temperatura Absoluta não nula vibram, Giram e
Transladam, conforme o caso ).
Deve-se ainda ter em mente que a temperatura não passa de um corpo
para outro e que não se trata de uma forma de energia.
1.2.4. Estado Termodinâmico:
O Estado Termodinâmico é a situação em que um sistema se encontra
e é definido pelas propriedades, entre as quais citamos: a temperatura já definida, a
pressão, o volume etc. Assim, quando as propriedades permanecerem fixas, não
haverá mudança de estado. Na mudança de estado, vários são os caminhos, tais
como: Processo Adiabático, Isotérmico, Isobárico, etc. Ressaltamos que uma reação
química é uma mudança de estado e assim também o é a Combustão.
1.2.5. Trabalho (W):
Não é uma propriedade termodinâmica; é uma forma de energia em
trânsito que pode ser totalmente convertida na equivalência do deslocamento
vertical de uma massa na vizinhança do sistema. No caso particular do trabalho tipo
Pressão x Volume, podemos dizer que o mesmo ocorrerá se houver variação de
volume contra uma pressão de oposição não nula. (o trabalho realizado depende do
caminho da transformação e só pode ser detectado na fronteira do sistema. Por
exemplo, para verificar se foi realizado trabalho do tipo supra referido, podemos
checar, se massas na vizinhança ficaram mais altas ou mais baixas, após a
transformação). Por convenção o trabalho que sai do sistema é positivo (W > O, se
olharmos na vizinhança, as massas estarão mais altas) e o que entra é negativo (W<
0, massas na vizinhança, mais baixas).
1.2.6. Calor (Q):
Não é uma propriedade termodinâmica; é uma forma de energia em
trânsito, que flui em decorrência de uma diferença de temperatura, (o calor
transferido depende do caminho da transformação e só pode ser detectado na
fronteira do sistema, por exemplo, podemos verificar se houve transferência,
checando na vizinhança se a massa ficou mais quente ou mais frias, após a
transformação). Por convenção o calor que entra no sistema é positivo (Q > 0,
massas vizinhança, mais frias) e o que sai é negativo (Q < 0, massas na vizinhança,
mais quentes). Trabalho e calor então, têm sinais contrários.
1.2.7. Energia Interna (U):
É a parcela de energia associada internamente ao sistema e pode
sofrer variações, mas não é transferida. É uma propriedade termodinâmica. Ex: <
energia química (das ligações químicas), energia térmica (devido à agitação
térmica), energia nuclear, etc.
1.2.8. Energia Cinética:
É a forma de energia associada ao movimento: mv2
Ec = mv2 onde m = massa e v = velocidade
2(Aqui Ec implica no movimento de todo o sistema. Ex.: movimento de 1 Litro
de água).
1.2.9. Energia Potencial (EP):
É a forma de energia associada à posição de um corpo em um campo
de força conservativa, com relação a um determinado referencial. Exemplo - energia
potencial gravitacional:
Ep = mgh
Onde: g é a aceleração da gravidade e h é a altura vertical com relação
a um nível de referência.
(Aqui Ep é a energia potencial do Sistema como um todo. Ex. 1 Litro de
água no alto de um prédio).
1.3. ENTALPIA (H) E COMBUSTÃO:
Entalpia é a parcela de energia interna "U" mais o produto pressão x
volume (PV). Notar que PV é a energia associada ao trabalho tipo pressão/volume
(que pode ocorrer na deformação ou na mudança de fase e altera a energia do
sistema).
H = U + PV
1ª Lei da Termodinâmica:
Em um processo de mudança de estado termodinâmico, a parcela de
calor transferido (AQB) é igual ao trabalho realizado durante a transformação
(AQB), mais a variação de energia do sistema (∆E): (Em outras palavras: "em
qualquer transformação termodinâmica a energia total não pode ser criada ou
destruída, permanecendo sempre constante.
A ---» ---» ---» ---» ---» ---» B 1ª Lei:estado A estado B AQB = AWB + ∆E
Para os nossos propósitos é interessante calcular o trabalho tipo
pressão x volume, o qual pode ser associado a um sistema êmbolo de massa
desprezível, deslocando-se dentro de um cilindro sem atrito, onde há um gás sob
pressão. Coloca-se um peso sobre o êmbolo. O trabalho dW que queremos é o da
força F exercida pelo gás sobre o êmbolo a fim de vencer o peso no deslocamento
dh. Vemos então que o trabalho se dá contra uma força de oposição (peso do
êmbolo), portanto contra uma pressão de oposição ao deslocamento (Pop):
(Assim, o trabalho é definido por: w = ƒAB. Pop . dV
Por outro lado, E, a energia total do sistema é dada: E = Ec+ Ep + U
1
Temos: dW = F x dh mas F = Pop x A
e DW = Pop x A x dh .. dW = Pop . dV
NOTA: Se Q < 0, indica que o calor sai do sistema. ( ∆H < 0 - reação
exotérmica).
Se Q > 0, indica que o calor entra no sistema. ( ∆H > 0 - reação
endotérmica).
Assim nos processos termodinâmicos de combustão o calor liberado
pode ser avaliado. Ele pode ser igualado à variação de entalpia, desde que a
pressão permaneça constante. É o que ocorre na maioria dos incêndios comuns.
A Segunda Lei da Termodinâmica indica o sentido em que deve
ocorrer a transformação termodinâmica. Para os propósitos deste texto, de um modo
muito simples podemos dizer que "o calor só se transfere de um sistema de maior
para outro de menor temperatura".
1.4. TRANSFÊNCIA DE CALOR (CONDUÇÃO/LEI DE FOURIER, CONVECÇÃO E RADIAÇÃO)
CONDUTORES E ISOLANTES - Alguns corpos facilitam a
transferência de calor e são chamados de condutores. Por outro lado os que
dificultam são chamados de isolantes.
FORMAS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR: - O calor pode ser
transferido de três formas: l-CONDUÇÃO; 2-RADIAÇÃO; 3-CONVECÇÃO.
Na Condução o calor passa de molécula para molécula, portanto
depende de uma meio interveniente.
Lei de Fourier: por simplicidade, só trataremos da equação de Fourier
para condução unidimensional. Dessa forma, o calor que é conduzido por unidade
de tempo através de uma determinada área q k, ( ou seja, o fluxo de calor
conduzido) é dado por:
qk = - kAdT dx
1
Onde k é o coeficiente de condutibilidade térmica (propriedade do
condutor), A é a área ou seção do corpo que é atravessada pelo fluxo de calor e
dT/dx é a taxa de variação da temperatura com relação à distância percorrida pelo
fluxo de calor (ou gradiente unidimensional de temperatura). O sinal negativo indica
que o calor flui no sentido contrário ao do que a temperatura cresce.
A condução implica na transferência direta do calor, molécula a
molécula, tendo maior significado nos setores dos incêndios que envolvem materiais
bons condutores como o aço, cobre, alumínio, etc. Assim, dificilmente o calor irá se
propagar através de uma parede de alvenaria, a ponto de provocar ignição de
materiais combustíveis em outro ambiente.
Na Radiação o calor flui na forma de ondas eletromagnéticas
(principalmente na faixa do infravermelho), podendo ser transmitido no vácuo,
portanto não dependendo de meio interveniente.
A radiação tem maior importância nos incêndios que desenvolvem
maior temperatura, porém em qualquer incêndio seu efeito é significativo, perdendo
só para convecção. A Radiação pode ocasionar situações especiais onde, um foco
de chamas intensas pode irradiar calor, que refletindo em superfícies polidas como o
mármore, azulejo, etc., atingir e inflamar materiais em outros setores, dando a falsa
idéia de foco independente. Outro aspecto a considerar é que o depósito de fuligem
faz com que os materiais absorvam mais calor e sofram aumento de temperatura
mais rápido.
A Convecção é o processo em que um fluido vai se deslocando em
contato com uma superfície enquanto troca calor.
A convecção é um processo preferencial de transferência de calor na
maioria dos incêndios, sendo a causa principal de sua propagação e generalização.
Em decorrência do processo é que se costuma enunciar a regra fundamental dos
incêndios: "A tendência natural das chamas é propagar-se ascendentemente". A
explicação é que a transferência de calor por convecção, sendo o processo
preferencial na maioria dos incêndios "normais" leva a uma propagação para cima.
1
Um fenômeno de grande importância nos incêndios é o Efeito de Tiragem, que em última análise é uma conseqüência da transferência de calor por
convecção e basicamente implica no seguinte:
Os gases frios penetram nas partes baixas ocupando lugar de gases
quentes que se deslocam para cima, onde provocam outros focos. O exemplo típico
é a chaminé. O Efeito de Tiragem num edifício pode ocasionar conseqüências
gravíssimas: Um incêndio no 4° andar pode passar diretamente para o 6° ou 7°
andar sem atingir os andares intermediários pelo Efeito de Tiragem, pois os gases
superaquecidos podem subir por vãos de escadas ou poços de elevador e onde
houver portas abertas e materiais de fácil combustão, surgirão outros focos. É bom
lembrar de gases combustíveis pirolisados e que poderão se inflamar ao serem
oxigenados. Assim, muitas vezes ocorre a chamada Chama de Ponta ao destampar
um telhado, onde rapidamente eclode uma chama pela abertura.
No processo de transferência de calor é importante definimos a relação
superfície massa como sendo a relação entre a superfície exterior de um corpo e
sua massa:
R = S / M onde: R = relação superficie-massa, S = superfície e M =
massa.
Observa-se que quanto maior a relação superfície-massa de um
combustível, mais rapidamente e facilmente se dará a combustão:
Este é um resultado esperado à luz da teoria das colisões: Como vimos
a velocidade de queima é maior:
quanto maior for a temperatura e,
quanto maior for a concentração dos reagentes.
Quando refinamos a madeira e obtemos um maior valor para R, ou
seja, mantemos constante a massa e aumentamos a superfície externa da madeira
(transformando, por exemplo, a madeira maciça em gravetos), aumentamos a área
em todos os processos de troca de calor e ao mesmo tempo, diminuímos a distância
“ L” a ser percorrida pelo fluxo de calor, no caso da condução e assim, mais
rapidamente aqueceremos a massa deste combustível internamente. Assim teremos
uma aceleração da pirólise e um aumento da temperatura dos gases liberados,
obtendo os dois efeitos da teoria das colisões no aumento da velocidade da
combustão. Da mesma forma o pó de madeira em suspensão, chega a queimar
1
"explosivamente". Este exemplo é sem dúvida o caso extremo de um grande valor
de “R” para a madeira.
O modo como o calor é transferido importa pelas conseqüências que
pode trazer. As três formas ocorrem nos incêndios, porém uma com maior
importância do que outras, em cada caso:
1.5. COMBUSTÃO – COMBUSTÍVEL, COMBURENTE E EQUAÇÃO QUÍMICA; MECANISMOS DAS REAÇÕES:
1.5.1. Combustão:
É uma reação química de oxidação e redução geralmente com
liberação de luz e calor, envolvendo um combustível e um comburente.
1.5.2. Comburente:
É o reagente que atua como oxidante na combustão.
O comburente da combustão ordinária é o Oxigênio, entretanto o Cloro
sob certas circunstâncias também sê-Io. É o que ocorre, por exemplo, com a
combustão da Amônia e da Terebintina e de metais pulverizados. Na grande maioria
dos incêndios, porém o comburente é o Oxigênio (02), de forma que ao nos
referirmos a comburente, estaremos falando de Oxigênio.
A fonte mais abundante de oxigênio para os incêndios é o ar e, sua
composição aproximada é: N2 = 78% ; O2 = 21%; e outros gases = I %.
Ocorrem situações em que o ambiente fica pobre de oxigênio, neste
caso, a concentração mínima deste elemento necessária para combustão é de
13% .
1
1.5.3. Combustível:
É o reagente que atua como agente redutor na combustão. Todavia,
determinadas substâncias entram em combustão, numa temperatura tão alta que na
prática é como se não fossem combustíveis. Assim, por convenção, qualquer
substância que entrar em combustão numa temperatura superior a 1000 ºC, é
considerada Incombustível.
Da definição da combustão percebe-se que os combustíveis liberam
energia (em virtude da diminuição de sua entalpia), por isso costuma-se introduzir
um outro conceito chamado de poder calorífico:
Poder Calorífico é a quantidade máxima de calor liberado por unidade
de massa, na combustão completa de determinado combustível, nas condições
padrão.
(Condição-Padrão é aquela em que a Pressão permanece constante e
igual a uma atmosfera e a temperatura permanece fixa em 25°C (289,15 K).
Como Produtos da Combustão completa dos combustíveis orgânicos
dá como produtos, basicamente Gás Carbônico (C02) e Água (H2 O). Exemplo:
2 C2H2 + 5 O2 => 4 C02 + 2 H2O
A combustão completa dos Combustíveis Inorgânicos dá como
produtos compostos diversos, conforme sua natureza. Exemplos:
2 Mg + O2 => 2 MgO
2 CO + O2 => 2 CO2
2 H2 + 02 => 2 H2O
O conceito de Combustão completa é mais teórico do que prático, pois
em situações normais, ou seja, nos incêndios a combustão é sempre incompleta, e
assim, os produtos, além de conterem CO2 e H2O, contém ainda: Monóxido de
Carbono, vapores de combustíveis não queimados, NO2 e outros compostos,
inclusive partículas de carbono (fuligem).
1
Para se ter uma combustão completa não basta reunir o combustível e
o comburente, é necessário ainda fornecer o agente ígneo, que nada mais é que
uma parcela de energia adicional fornecida ao sistema para a formação do
Complexo Ativado que desencadeará a combustão. Para entender o Complexo
Ativado considere-se o gráfico abaixo:
DIAGRAMA Entalpia x tempo na combustão
Analisando o gráfico, vemos que inicialmente aumenta-se a Entalpia
(com o emprego do agente ígneo) até atingir um ponto crítico, máximo, além do qual
a reação se passa espontaneamente. Este ponto crítico é o Complexo Ativado. No
gráfico também se vê que na combustão ∆H < O, indicando perda de energia
comumente na forma de calor, pois na pressão constante Q = ∆H (No caso, Q = ∆H < O porque o calor sai do sistema. Este tipo de reação, é dita exotérmica).
1
A Velocidade da Combustão (ou taxa de combustão) - , é o módulo
da taxa de variação da massa do combustível com relação ao tempo, ou seja, é a
massa de combustível consurnida na unidade tempo:
= / dm I
dt
Verifica-se na prática que a velocidade da combustão é proporcional à
temperatura e também à concentração dos reagentes. A melhor explicação para este
fenômeno é a chamada teoria das colisões:
A Teoria das Colisões prescreve que as moléculas para reagirem
precisam colidir com orientação adequada e energia de impacto suficiente,
rompendo-se as antigas ligações dos átomos e formando-se novas ligações. Para
explicar o efeito da temperatura e concentração dos reagentes notemos que nem
todas as colisões resultam em reação, sendo necessárias várias colisões para que
ocorram aquelas eficazes. Considerando-se que tanto a maior concentração dos
reagentes quanto a maior temperatura destes, aumenta a quantidade e intensidade
(no caso da temperatura) das colisões, obtém-se uma probabilidade maior para
ocorrer a reação, aumentando sua velocidade.
1.5.4. Agentes Ígneos (tipos)
Como vimos os agentes ígneos são representados por incrementos de
energia à mistura oxigênio/combustível, de modo a levá-los à reação, ou, visto de
outro modo, trata-se de um impulso inicial que permite o início da combustão.
Os Agentes Ígneos são representados por uma transferência de
energia de um sistema para o outro, assim sendo, eles são conseqüentes à
realização de trabalho sobre o sistema ou por transferência de calor para o mesmo.
Na prática o mais comum é a transferência de calor, entretanto,
também pode ocorrer outro caso, sendo o exemplo mais típico a combustão nos
motores diesel onde a mistura gasosa entra em combustão após sofrer o trabalho de
compressão.
Como Agentes Ígneos representados por fluxo de calor, podemos citar:
CONTATO DE CHAMA OU BRASA;
CONTATO DE SUPERFÍCIE AQUECIDA;
CENTELHA OU ARCO ELÉTRICO;
2
Pode ser medida em gramas/segundos ou também em moles/segundo, etc.
FAGULHA;
FONTE DE CALOR DE QUALQUER NATUREZA (reações
exotérmicas, fermentação por microorganismos, oxidação gradual
em óleos vegetais ou carvões, etc. Neste caso a combustão é dita
espontânea).
Exemplificando o Mecanismo da Combustão podemos escrever uma
equação de combustão com muita simplicidade, assim:
CH4 + 202 C02 + 2H2O (combustão do gás metano)
No entanto não corresponde à realidade. Uma representação mais
exata inclui a formação de radicais livres e compostos intermediários de alta energia,
numa seqüência em que uma etapa depende de outras, constituindo uma verdadeira
reação em cadeia.
O exposto leva a uma modificação no conceito tradicional do Triângulo
do Fogo, pois além dos três componentes: Combustível, Comburente e Energia de
Ativação, também é necessário a preservação da Reação em cadeia, pois a
interrupção de qualquer das Etapas impedirá a continuidade da combustão.
Daí o conceito do TETRAEDRO DO FOGO, onde em cada uma das
quatro faces da pirâmide, há um dos elementos da combustão. Eliminado ou
diminuindo o nível de um desses elementos essenciais não haverá reação.
2
1.6. EFEITOS DE CATALIZADORES NA COMBUSTÃO:
Vimos que para ocorrer uma combustão é necessário percorrer um
caminho, onde a energia é aumentada inicialmente a fim de se provocar um
desequilíbrio (ativação), a partir do que se pergunta: não existiria outro caminho,
onde a combustão pudesse ocorrer sem necessidade de uma Energia de Ativação
Inicial?
Na verdade existe, não um, mas vários caminhos para a reação em
que, ora a Energia de Ativação é menor, ora é até inexistente, suprimindo-se assim
o agente ígneo.
Um exemplo é a combustão explosiva do hidrogênio juntamente com o
oxigênio catalisada pela platina sem a necessidade de qualquer agente ígneo.
Podemos assim definir Catalisadores como sendo substâncias que
participam intermediariamente da reação química podendo facilitá-la (catalisadores
positivos), ou dificultá-la (catalisadores negativos). Os catalisadores nunca são
consumidos na reação, pois são recompostos no final do processo. Os catalisadores
positivos aumentam a velocidade da reação e diminuem a energia de ativação do
sistema que chamamos de agente ígneo. São úteis na indústria para barateamento
de custo de produção de plásticos, "craquemento" do petróleo etc. Ao contrário, os
catalisadores negativos aumentam a energia de ativação necessária para iniciar a
reação e são úteis, por exemplo, como agentes extintores, como é o caso do
"Halotron" ou do "FM-200", de excelentes capacidades extintoras.
2
a) sem catalisador b) com catalisador
1.7. TIPOS DE CHAMAS:
Basicamente são dois os tipos de Chama:
Chama de Pré-mistura. (azulada – “perfeita”)
Chama de Turbulência ou Comum.
1.7.1. Chama de Pré-Mistura:
É a chama em que o oxigênio é fornecido e misturado previamente ao
combustível. Nestas condições pode-se obter combustões bastante completas. Tem
pouca luminosidade, ausência de fuligem e alta temperatura. Exemplo: Chama de
Maçarico.
1.7.2. Chama de Turbulência (ou chama Comum):
É a Chama ordinária que ocorre em incêndios, fogueiras, velas,
lamparinas etc. em que se tem uma combustão incompleta e se podem visualizar
quatro regiões características (conforme visto na figura anterior):
- Periferia da base: cor azulada combustão completa e temperatura
alta.
- Núcleo: Cor vermelha escura; combustão incompleta e temperatura
baixa (na base não há combustão devido à temperatura ser muito baixa e faltar
oxigênio).
2
- Cor vermelha escuro Topo - Pouca combustão - Alta Temp. -- convecção
Periferia da - Cor azuladabase - Combustão completa
- Alta temperatura
- Cor vermelho cerejaPeriferia - Boa combustãoIntermediária - Alta temperatura
- Cor vermelha escuro Núcleo - Combustão incompleta - Baixa Temp./Pouco O2
- Periferia intermediária: Cor vermelha cereja; boa combustão; alta
temperatura.
- Topo: Cor vermelha escura; pouca combustão, pois, os gases já se
queimaram quase totalmente e a temperatura é alta devido à convecção.
1.8. CONCEITO E CLASSIFICAÇÃO DOS COMBUSTÍVEIS:
1.8.1. Conceito:
Combustível é toda substância capaz de reagir com um comburente e
alimentar a combustão. É o elemento que serve de campo de propagação ao fogo.
Os combustíveis podem ser sólidos, líquidos ou gasosos, e a grande
maioria precisa passar para o estado gasoso para, então, reagir com o oxigênio. A
velocidade da queima de um combustível depende da sua capacidade de reação
com o oxigênio sob ação do calor e da sua fragmentação (área de contato com o
oxigênio)
Antes de estudar os combustíveis orgânicos é conveniente
apresentarmos o conceito de pirólise:
Pirólise:
Determinados combustíveis como a madeira, os plásticos, os papeis,
os tecidos, etc., não se queimam diretamente, pois são constituídos de moléculas
complexas e gigantes. Antes, tais moléculas são rompidas por efeito do calor,
formando compostos voláteis de molécula menores, as quais se desprendem na
forma gasosa e se queimam.
Portanto, em resumo, a Pirólise é um conjunto de reações químicas
internas em determinados combustíveis, por efeito de alta temperatura, onde
moléculas maiores são rompidas produzindo compostos mais simples e mais
voláteis.
1.8.2 Combustíveis Celulósicos:
2
São aqueles que possuem grande quantidade de celulose na sua
constituição. Exemplos: Madeira, tecido, papéis, etc.
Primeiramente vamos conhecer a celulose e seus derivados.
1.8.2.1. Celulose:
É um polissacarídeo de fórmula molecular (C6H10O5)n, largamente
encontrado na natureza e no uso comum: madeira 50%, algodão 95%.
Propriedades:
Quando aquecida em presença de ácido clorídrico, sofre hidrólise, resultando
Glicose;
Quando tratada com mistura sulfonitrica, a celulose pode resultar no mono, di
ou trinitrato de celulose. Este último é conhecido como Algodão Pólvora e é
explosivo. Os "mono", "di" e "trinitrato de celulose" recebem o nome técnicos
de PIROXILINAS.
Quando tratada com anidrido acético a celulose resulta os Nitratos de
Celulose (mono, di e tri);
As Piroxilinas adicionadas à cânfora, resultam a Celulóide e dissolvidas em
cetonas forma os esmaltes.
1.8.2.2. Madeira:
A Madeira, encerra cerca de 50% de celulose e o restante é formado
de outras substâncias, tais como:
Tabela - Componentes da madeira:
Celulose 50%
Lignina 20% à 30%
Glucoside 20% à 30%
Albuminóides 20% à 30%
Resinas 20% à 30%
Compostos graxos 20% à 30%
Materiais minerais 20% à 30%
A análise elementar contém: C -50%, O -42%, H -6%, N -1% e SAIS -1 %.
2
A lignina é um aderente da celulose (como se fosse o betume que liga
a areia e a brita do asfalto), possui em sua estrutura menos oxigênio do que a
celulose, portanto as madeiras com alto teor de lignina produzem chamas com
temperaturas maiores e o poder calorífico (Kcal/mol) também maior.
Combustão da Madeira: Inicialmente verifica-se a dessecação da madeira, que inicia entre
100°C e 105°C. Nesta fase a madeira perde a água absorvida que as vezes atinge
até 40% de sua massa.
Na temperatura de 150ºC tem início o escurecimento devido à oxidação
superficial das resinas e combustão lenta dos glicosides.
Na faixa de temperatura de 180°C e 230°C, inicia-se um processo
quimico interno: a PIRÓLISE, onde as substâncias mais complexas sofrem rupturas
de suas moléculas gigantes, formando outras mais simples e voláteis: CO, CH4,
CH3OH, CH3COOH(respectivamente, Monóxido de carbono, Metano, Metanol e
Acido ascético), sendo que os três primeiros são combustíveis.
A própria temperatura de Pirólise é a do Ponto de Inflamação - se
houver agente ígneo inicia-se a combustão.
Entretanto, não havendo agente ígneo o Ponto de Ignição dá-se em
tomo de 275°C.
Velocidade de Combustão da Madeira:
É a massa que queima por unidade de tempo.
Depende do tipo de madeira, da oxigenação e temperatura. Quanto
menos densa e porosa maior a velocidade.
A presença de resinas também acelera a combustão, mas a presença
de Glicosides dificulta, pois na pirólise eles resultam carvão rapidamente e os
carvões têm temperatura de combustão mais elevada e não se evaporam.
A industrialização e o tratamento da madeira para seu emprego
favorece sua combustão: pinturas, vernizes, ceras, etc. O compensado dá uma
combustão peculiar, devido a dilatação ou combustão dos aglomerantes (colas) que
vão se abrindo em chapas, aumentado a área.
Normalmente na combustão da madeira, obtém-se temperaturas da
ordem de 350°C. Todavia, este é um dado muito relativo, pois a temperatura em um
2
incêndio, mesmo que haja apenas combustão de madeira, depende de vários
fatores, como por exemplo:
Facilidade de oxigenação;
Facilidade de saída dos produtos da combustão sem perda substancial
de calor;
Disposição dos combustíveis;
Quantidade de combustível;
Facilidade de aquecimento do interior da madeira;
Isolamento térmico natural, etc.
Para se ter uma idéia, a temperatura adiabática de chama do metano
(CH4), um dos componentes da pirólise é superior a 2000ºC. É evidente que não
existe incêndio adiabático, mas pode-se notar que em condições especiais a
temperatura de um incêndio em madeira poderá exceder de muito a 350 ºC.
1.8.2.3. Papéis:
O Papel como combustível, dependendo de sua natureza, poderá ou
não facilitar a combustão.
O Papel é um aglomerado de partículas de celulose mais produtos
inertes chamados "CARGAS" (colas orgânicas - e substâncias minerais).
Tem a capacidade de absolver umidade e portar-se semelhante a
madeira. Sua temperatura de ignição varia de 218ºC a 250ºC. Até 150ºC não se
altera. Acima deste valor amarelece e se retorce.
O Papel só queima bem em folha fina; empilhado e empacotado resiste
bem ao fogo. Uma pilha de papel, mesmo com uso de gasolina, só se tem
combustão superficial, de modo que uma análise laboratorial facilmente acusará o
líquido inflamável utilizado como acelerante.
No papelão há maior quantidade de cola. As vezes é colocado sobre a
superfície uma lamina plástica ou parafina para impermeabilizá-lo. As vezes
emprega-se papelão para armar rastiihos.
2
1.8.3. Tecidos:
A combustibilidade dos tecidos depende das fibras e da tessitura (n° de
malhas por unidade de área). Daí tem-se os tecidos mais abertos ou mais fechados.
Também vai influir o acabamento: Tingimento, bordados,
impermeabilizantes, etc. Podendo, em alguns casos, receber tratamento ignífugos
que impeçam ou diminuam sua combustibilidade.
Quanto à natureza das fibras podem ser: animal, vegetal e sintética.
A fibra Animal é a lã, peles, etc. São maus combustíveis, queimando
com dificuldade. A disposição, estocagem e o empacotamento influem devido a
relação superficie-massa.
A fibra Vegetal é o algodão, rami, sisal, linho, juta, etc. São em última
análise celulose. Queima facilmente, semelhante à madeira. Num incêndio onde
houver tecidos e outros combustíveis, tem-se intensa pirólise e chamas
razoavelmente boas.
A fibra sintética é de origem de produtos diversos, principalmente
Plástico. Ex.: Nylon, dacron, orlon, acrilã, etc. Sua combustão é semelhante a dos
plásticos com a característica de se fundirem antes de se queimarem.
1.8.4. Combustíveis Plásticos:
São os plásticos em geral, também incluindo as borrachas, betumes ou
piche e similares. Ex. : PVC, polietileno, nylon, etc.
Cada vez mais os plásticos são difundidos, sejam em residências,
escritórios, veículos, etc. Por isso, é importante seu estudo.
Os plásticos são materiais orgânicos obtidos a partir de moléculas
relativamente simples que por transformação ou síntese se agrupam em macro
moléculas de peso elevadíssimo. Exemplo: C2H4 - mol = 28 g, derivado do
polietileno -peso molecular milhares de grama.
Na formação do Plástico, as moléculas emendam-se umas nas outras
formando moléculas filiformes gigantescas. Estes conjuntos filiformes podem se
entrelaçar nas três dimensões, formando malhas mais ou menos densas, dando
estruturas rígidas sem perder a plasticidade.
Os Plásticos se formam seguindo três grandes tipos de conjugação:
1.8.4.1. Polimerização:
2
Rompimento de ligações duplas, permitindo que as moléculas se
juntem.
Ex. : C = C em -C -C -.
1.8.4.2. Policondensacão:
Onde os compostos que contém carboxilas ou aminas se associam
dando como produto residual água ou amônia.
1.8.4.3. Poliadição:
As moléculas vão se somando sem produtos secundários.
Os Plásticos são obtidos por reações endotérmicas ou por ação do
calor e pressão, portanto sua Entalpia é elevada.
As variedades dos Plásticos são superiores a 23.000 mas de um modo
geral podem ser agrupados em um número pequeno de categorias:
Tabela - Plástico tipo Hidrocarbonetos (C-H):
1 Polietileno (PE) P.
comb.
120 ºC P.
ign.
340 ºC
2 Polipropileno (PP) “ 40 ºC “ 80 ºC
3 Poliestireno (PS) “ 340 ºC “ 485 ºC
4 Poliisopreno-
borracha
(G) “ 180 ºC “ 485 ºC
Tabela - Plásticos Oxigenados (C -H -O):
1 Acrílicos ou
metacrilicos
P.
comb.
335 ºC P.
ign.
480 ºC
2 Feno-plásticos “ 345 ºC “ 450 ºC
3 Poliesteres “ 345 ºC “ 450 ºC
4 Ésteres-
celulósicos
“ 345 ºC “ 450 ºC
2
Tabela - Plásticos Nitrados (C-H-O-N:
A Nitrocelulose (algodão pólvora) é usada como explosivo. A
nitroglicerina dissolvida em nitrocelulose fica gelatinosa e estável; os outros plásticos
deste grupo estão em desuso.
1.8.4.4. Plástico Halogenado (contém cloro):
Cloreto de Polivinil - PVC
É atualmente o mais usado na indústria de plásticos. Seu ponto de
inflamação é de 360ºC e seu ponto de ignição é de 600ºC (C-H-Cl).
Os Plásticos mais comumente utilizados são: Polietileno, poliestireno,
poliisopreno, acrílicos, PVC, polivinil, todos obtidos a partir dos subprodutos da
destilação do petróleo.
NOTA: A fórmica é um Polivinil
1.8.4.5. Borracha:
O estado natural é o látex, produto da exudação principalmente da
Hevea Brasiliensis (Seringueira).
Na ultramicroscopia, o látex contém partículas de movimento contínuo.
Quimicamente a borracha é um polímero, cujo principal produto é o
Isopreno:
Há muita discussão sobre a unidade estrutural da Borracha, mas
modernamente admite-se que se trate do dimetil ciclooctadieno:
Apesar disso, na borracha, o que queima é o isopreno da pirólise à
220ºC.
3
1 Nitrocelulose P.
comb.
ºC P.
ign.
ºC
2 Aminolásticos “ ºC “ ºC
3 Poliamidas “ ºC “ ºC
4 poliuretanos “ ºC “ ºC
A Borracha liga-se facilmente ao Enxofre, o que foi descoberto por
Good Year que chamou a propriedade de Vulcanização. Este processo diminui a
elasticidade, mas aumenta a resistência.
A percentagem máxima adicionável de Enxofre é 36%, dando uma
coloração negra e tomando o nome de Ebonite.
A Borracha com alto teor de Enxofre, está sujeita à combustão
espontânea desde que em partículas pequenas.
1.8.4.6. Combustibilidade dos Plásticos:
Como se viu, muito dos plásticos tem temperatura de ignição elevada,
além disso, fundem-se antes de se queimarem. Sua combustão é fuliginosa,
portanto incompleta, a menos que se tenha temperatura elevada e farta aeração.
A fuligem dá muita luminosidade à combustão dos Plásticos e tende a
se acumular na superfície dos Plásticos impedindo a continuidade da pirólise e
dificultando a combustão. Todavia quando a temperatura atinge a inflamação do
carvão (composição da fuligem), tem-se incêndio violento, pois a fuligem está
finalmente dividida.
Os Plásticos fundidos em chama propiciam, ao escorrerem, a criação
de focos secundários o que contraria a regra fundamental, segundo a qual o fogo
tende a subir.
O Piche e o Asfalto têm como semelhança o fato de serem
combustíveis e também por sua combustão fuliginosa.
1.8.5. HDROCARBONETOS – GASES E LÍQUIDOS COMBUSTÍVEIS:
São compostos orgânicos formados por carbono e hidrogênio
unicamente (C-H). Estão presentes largamente no petróleo. Ex: Metano, etano,
eteno, ou etileno, propano, butano - Que são componentes básicos do GLP (são
gasosos). Pentano, hexano, heptano, octano, nonano, decano - Que são
componentes básicos da gasolina.
Undecano, duodecano - Componentes do querosene. Tem-se ainda
óleo diesel, óleo lubrificante, etc. Estes combustíveis líquidos, gasolina e querosene
são de fácil inflamação. Os demais requerem temperaturas mais elevadas.
3
Estes combustíveis líquidos são imiscíveis com a água e flutuam em
sua superfície devido a menor densidade.
1.8.6. Álcoois:
Os Álcoois são compostos orgânicos que possuem radicais hidroxil
presos à cadeia carbônica. Exemplos:
OH
H -- C -- H álcool metílico ou metanol
H
OH OH
H -- C -- C -- H álcool comum, etílico ou etanol
H H
Existem outros tipos de Álcoois, porém estes dois são os mais comuns.
Os álcoois são miscíveis com a água devido a polarização de suas moléculas.
Sua combustão é bastante limpa, ou seja, quase isenta de fuligem. Os
incêndios em álcool quando combatidos com água podem causar transbordamento
aumentando a área do incêndio, para tanto é necessário o uso de LGE apropriado.
3
1.8.7. Acetileno:
Gás combustível (C2H2) H-C=C-H que pode ser engarrafado e obtido a
partir da hidratação do carbureto (CaC2):
CaC2 + 2H2O => H-C=C-H + Ca(OH)2
É o combustível mais usado nas soldas a oxigênio.
O acetileno tem poder calorífico estimado em 12.900 Kcal/m3. Sua
chama, quando combinada com o oxigênio, pode alcançar a temperatura de 3.120
ºC. Apresenta densidade de 0,91, logo é mais leve que o ar. Possui larga escala de
inflamabilidade, variando entre 2,5 e 81% no ar.
É um gás altamente instável, está sujeito a decomposição exotérmica,
com desprendimento de moléculas de carbono e hidrogênio, as quais podem atuam
separadamente com violenta ação explosiva. Além do aumento de temperatura a
decomposição é seguida de aumento de pressão.
O acetileno reage com certos metais, formando compostos metálicos,
como acetileto de cobre, de prata, de mercúrio, os quais são explosivos.
As tubulações para acetileno deverão ser de aço ou ferro batido, nunca
de cobre, entretanto, ligas contendo pouco índice de cobre poderão ser usadas nas
conexões i válvulas ou bicos de maçaricos.
1.8.8. Tintas:
São soluções de materiais diversos, constituídos de uma base inerte e
de um pigmento qualquer que colore a base.
A base tem a propriedade de se espalhar e de uma secagem rápida.
Estas propriedades são comuns em óleos, daí seu largo emprego nas bases. Os
óleos de linhaça, oiticica e mamona são excelentes solventes colocando os
pigmentos em suspensão. Os pigmentos podem ser orgânicos ou minerais.
Além das Tintas acima denominadas "Tintas à óleo", existem as "Tintas
Plásticas". Base: Solvente de baixa temperatura de evaporação (frações voláteis do
petróleo). O pigmento é um plástico principalmente o Polivinil.
Em ambos os tipos de Tintas, uma camada fina, sólida e contínua é
disposta sobre a superfície pintada e o resultado é a pintura. Essa camada, devido à
diferença do coeficiente de dilatação, no aquecimento ela solta-se e pirolisará
sofrendo inflamação.
3
As tintas a óleo estocadas oferecem uma certa dificuldade de
combustão, enquanto que as plásticas, devido aos solventes se inflamam, facilmente
podendo atuar como aceleradores.
O principal solvente das Tintas Plásticas é o Thinner - um excelente
combustível.
1.8.9. Outros:
Nesta categoria de combustíveis orgânicos são incluídas: substâncias
pastosas, as farinhas, cereais, etc.
1.8.9.1. Ceras:
São substâncias extraídas de secreções que depositam em folhas de
determinadas plantas (carnaubeira), as quais são dissolvidas em Hidrocarbonetos,
normalmente no Querosene. Portanto, trata-se de um bom combustível que ao ser
aquecido se dissolve, tem-se a pirólise da Cera e evaporação do Querosene, entra
em combustão, podendo atuar como acelerador. Existem também as Ceras à base
d'água (polidores), mas neste caso, sua combustibilidade é muito menor.
1.8.9.2. Farinhas e Cereais:
Em temperaturas moderadas, não são bons combustíveis, podendo até
retardar a combustão, cada vez que as sacarias forem consumidas e os cereais
caírem sobre as chamas, agindo como verdadeiros agentes extintores.
Todavia, em altas temperaturas estes materiais após sofrerem pirólise
ficam carbonizados e neste caso irão atuar como o carvão vegetal, ou seja, alto
poder calorífico, poucas chamas de difícil extinção. Como os mais importantes
combustíveis deste grupo, podemos citar: a farinha de mandioca, fubá, arroz, feijão
e o açúcar.
1.8.10. COMBUSTÍVEIS INORGÂNICOS OU ESPECIAIS:
Existem umas infinidades de combustíveis inorgânicas, porém
detalharemos apenas os principais:
1.8.10.1. Metais Alcalinos e Alcalino-terrosos:
Além de se combinarem diretamente com o oxigênio na combustão,
também produzem reações exotérmicas com a água:
3
Tabela - Exemplos de reações exotérmicas de metais alcalinos
COMBUSTÃO Reação exotérmica com a água
2 Ca + 02 => 2 ca O 2 K + 2 H2O => 2 KOH + H2
2 Mg + O2 => 2 Mg O 2 Na + 2 H2O => 2 NaOH +
H2
1.8.10.2. Hidrogênio (H2):
É um excelente combustível produzindo vapor d'água ao se queimar.
Sua temperatura de ignição é relativamente elevada, porém uma combustão
catalisada com platina ocorre na temperatura ambiente.
1.8.10.3. Monóxido de Carbono (CO):
Surge da combustão incompleta dos Carvões e da pirólise. É instável e
altamente tóxico. Em atmosferas ricas em Oxigênio sua concentração é muito baixa.
1.8.10.4. Carvões:
São substâncias de alto teor de carbono. Existem duas categorias de
carvão: Carvão Vegetal e Carvão Mineral.
O Carvão Vegetal é obtido da combustão parcial da madeira. Possui
um elevado teor de cinzas (Sais Minerais) e um teor relativamente baixo de carbono.
Daí sua combustão encerrar um poder calorífico mais baixo do que o Carvão
Mineral. Sua estrutura é menos compacta e mais porosa, daí sua menor densidade.
Sua combustão tende a ser incompleta e com poucas chamas. Apresenta
dificuldade de combustão inicial, mas depois de iniciada, propicia incêndio violento
devido o alto poder calorífico.
1.9. COMPORTAMENTO DOS INCÊNDIOS:
Para se queimarem, os combustíveis primeiramente se gaseificam,
caracterizando assim:
1.9.1. Ponto de Fulgor (Flash point):
3
É a temperatura mínima, na qual os corpos combustíveis começam a
desprender gases que se incendeiam em contato com uma fonte externa de calor,
entretanto, a chama não se mantém devido à insuficiência da quantidade de vapores
combustíveis.
1.9.2. Ponto de Combustão ou Inflamação (Fire point):
E a temperatura mínima, na qual os corpos combustíveis começam a
desprender vapores que se incendeiam em contato com uma fonte externa de calor,
entrando em combustão e mantendo a queima.
1.9.3. Ponto de Ignição (Ignition temperature):
É a temperatura mínima, na qual os gases desprendidos dos corpos
combustíveis, entram em combustão apenas pelo contato com oxigênio do ar,
independentemente de qualquer fonte de ignição.
Alguns exemplos de combustíveis e seus pontos notáveis:
Combustíveis Ponto de
fulgor
Ponto de
combustão
Ponto de
Ignição
Madeira ---- ---- 280 à 340 ºC
Diesel 55 ºC + 3 ou 4 ºC ----
Álcool etílico 16 ºC + 3 ou 4 ºC 371 ºC
Querosene 40 ºC + 3 ou 4 ºC 260 ºC
Óleo lubrificante 168 ºC + 3 ou 4 ºC 417 ºC
Gasolina - 42,8 ºC + 3 ou 4 ºC 257 ºC
Acetona - 19 ºC + 3 ou 4 ºC 538 ºC
Benzina - 17 ºC + 3 ou 4 ºC ----
Dinamite ---- ---- 180 ºC
Éter - 40 ºC + 3 ou 4 ºC ----
3
Alcatrão 90 ºC + 3 ou 4 ºC 600 ºC
Fósforo branco ---- ---- 30 ºC
Fósforo vermelho ---- ---- 260 ºC
Monóx. de
carbono
---- ---- 650 ºC
Parafina 199 ºC + 3 ou 4 ºC 245 ºC
Piche 207 ºC + 3 ou 4 ºC ----
1.10. FASES DO INCÊNDIO:
O incêndio compreende 5 fases ou estágios distintos:
Fases inciais:
1. Eclosão
2. Incubação
Fases destrutivas:
3. Generalização ou “Flash-over”
4. Propagação
5. Extinção
ECLOSÃO:
É o principio de qualquer incêndio, quando por atuação de um agente
ígneo é atingido o ponto de inflamação ou ignição de um combustível presente,
fazendo-o entrar em processo de combustão viva. O lugar onde ocorre a eclosão
das chamas é chamado de foco inicial ou foco principal.
INCUBAÇÃO:
3
Eclodido o incêndio, o calor gerado no foco inicial se propaga,
determinando o aquecimento gradual de todo o ambiente.
GENERALIZAÇÃO (Flash Over):
Como conseqüência do aquecimento gradual do ambiente, vários
combustíveis irão sofrer pirólise e lançarão gases no ambiente na temperatura de
combustão. Por outro lado, após algum tempo atinge-se a temperatura de ignição e
os materiais se inflamam mesmo na ausência de chama e tem-se com isso
generalização do incêndio no ambiente.
PROPAGAÇÃO:
Simultaneamente com o que ocorre na 3ª fase, ou mesmo antes dela,
as chamas vão se propagando por contato direto das chamas com os combustíveis,
sendo facilitado pelos rastilhos, pelos focos múltiplos e pelo emprego de
aceleradores.
EXTINÇÃO:
A extinção representa a decadência do fogo, a redução progressiva
das chamas até o seu completo desaparecimento, seja por exaustão das materiais
que tiveram todo gás combustível emanado e consumido, excepcionalmente pela
carência de oxigênio ou pela obstrução da combustão pela eficaz atuação de um
dos meios de extinção do fogo.
As fases 1 e 2 são fases iniciais do incêndio e pode ser facilmente
dominado, bastando garantir a saída dos gases quentes e combatendo o principio
do incêndio.
As fases 3 e 4 são fases destrutivas do incêndio e quando avançarem
mais difícil será o domínio do fogo, maior a destruição e mais difícil a elucidação das
causas do incêndio
1.11. AVALIAÇÃO APROXIMADA DA TEMPERATURA EM INCÊNDIOS:Em virtude da complexidade dos incêndios, não há ainda um método
analítico seguro de se avaliar a temperatura média, ou localizada, por este motivo o
perito lança mão de artifícios para obtenção do mesmo objetivo.
São os seguintes os meios de avaliação de temperatura em ou após
incêndios:
3
1.11.1. Tabela - Relação Temperatura / cor de chamas:
COR
TEMPERATURA
Vermelho
escuro
500 °C / 700 °C
Vermelho cereja 800 ºC
1.11.2. Tabela - Relação Temperatura / Cor de concreto:
COR TEMPERATURA
Cinza normal 0 ºC / 300°C
Rosa 300 ºC / 600 ºC
Cinza claro Acima de 600 ºC
1.11.3. Tabela - Ponto de fusão (escombros):
MATERIAL TEMP. DE FUSÃO
Alumínio 600 °C / 670 ºC
Vidro 700 °C
Cobre 1080 °C
Aço 1300 °C
3
Além dos meios acima que são mais objetivos, também se deve
considerar aspectos mais subjetivos como a observação do efeito do fogo sobre rebocos, intensidade de combustão, combustão de materiais nas variedades
temperaturas de combustão e ignição, efeitos de dilatação térmica, etc. Convêm
também esclarecer que a maioria dos incêndios, atingem temperaturas de 500°C a
700°C e não ultrapassam 1200°C que só pode ocorrer em incêndios violentíssimos.
Também o efeito do fogo no concreto e tijolo é importante, pois até uma temperatura
no ambiente, dentro da faixa de incêndios comuns (normais), o concreto não se
rompe nem perde resistência apreciável. O tijolo até 2000 ºC não se deteriora e o
aço começa a sofrer os efeitos mais significativos de dilatação, acima de 550 ºC, na
sua massa, pois perde sua resistência à tração.
1.11.4. Curva Tempo -Temperatura (T X O )
Curva Real:
Pode-se perceber o desenvolvimento da temperatura média em um
incêndio através de curva Temperatura x tempo. As curvas reais têm formatos
diversos, porém possuem concavidades voltadas para baixo, iniciando-se na
temperatura ambiente a qual é inicialmente crescente, passa por um máximo e
decresce no final até terminar o incêndio.
Quando estudamos as fases dos incêndios vimos que os mesmos
levam algum tempo para eclodir, generalizar e se extinguir. A curva Tempo -
Temperatura pode melhor demonstrar isso:
4
Flashover
Flashover
TE
MPE
RAT
UR
A ºC
1.0000
800
600
400
200
15 30 45 60 Tempo (min)
Temperatur
a ºC
A curva da figura acima é típica de incêndios em ambientes com
lambris de madeira.
Nota-se que o “Flash Over” ocorrer na faixa de crescimento da
temperatura, sendo a fase destrutiva do incêndio.
As curvas variam segundo a carga incêndio, as áreas de oxigenação
do ambiente, efeitos de isolamento térmico além de outras variáveis.O pesquisador INGBERG, experimentalmente alcançou os seguintes valores sobre
tempo e duração de incêndio à carga de incêndio:
Qi (Kg 7 m²) Duração (horas)
42 1,0
63 1,5
85 2,0
125 3,0
165 4,5
205 6,0
250 7,5
1.12. COMBUSTÃO EXPONTÂNEA:
A Combustão Espontânea é definida como aquela que ocorre
naturalmente, sem o concurso e ação súbita de agente ígneo externo, ou
interferência humana.
Duas são as formas características da Combustão Espontânea:
1.12.1. Ação de Micro Organismos:
Trata-se da fermentação promovida através de micro organismos
aumentando gradualmente a temperatura do sistema até um certo valor quando
morrem os microorganismos. A partir daí a oxidação deve continuar por si mesma.
(A fermentação é uma reação exotérmica). Todavia, o aumento de temperatura só
atingirá valores significativos se houver um isolamento térmico, o qual também será
4
necessário para assegurar a aceleração e continuidade da combustão inicialmente
lenta.
Do exposto verificamos que este tipo de combustão espontânea é mais
comum em amontoado de capim, alfafa, feno, esterco, algodão e lixo. A umidade,
até certo limite, também é necessária, pois é uma das condições da fermentação.
Também estes materiais não podem ser remexidos constantemente, sob pena de
refrigerar os materiais e impedir a combustão.
4
1.12.2. Oxidação Gradual:
Ocorre essencialmente em óleo vegetais. Baseia-se no fato de que
quanto maior a área de contato com o oxigênio, maior a velocidade de reação de
oxidação. Assim, os óleos finamente espalhados em películas de espessuras
microscópicas, atingem uma velocidade de oxidação significativa iniciando um
processo de auto aceleração que eclodirá numa combustão generalizada caso haja
oxigenação suficiente e adequado isolamento térmico. O processo inicia-se não em
toda superfície da película, mas em pontos ou nódulos isolados. Dentre os óleos
vegetais os mais sujeitos a Combustão Espontânea são: Óleo de Linhaça, de
Mamona, de Oiticica e caroço de Algodão.
A Combustão Espontânea só irá ocorrer caso pequena quantidade de
óleo seja esparzida em grande quantidade de material fibroso ou esponjoso que ao
mesmo tempo seja isolante térmico sem impedir a oxigenação. O exemplo mais
típico é a combustão Espontânea em algodão enfardado: No descaroçamento,
alguns grãos são quebrados, impregnando o algodão com óleo. Com o tempo (se o
fardo não for refrigerado) acabará surgindo a combustão.
Um processo análogo pode ocorrer com certos tipos de carvões
minerais que devido a porosidade e cheia de ar propicia uma oxidação lenta, isolada
termicamente que aos poucos aumenta a temperatura até a combustão
generalizada. Por este motivo, determinadas indústrias que operam com carvão,
mantém um sistema de refrigeração por meio de chuveiros de neblina intermitente.
4
CAPITULO II
ESTRUTURAS E MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2. ESTRUTURAS E MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
2.1. INTRODUÇÃO:
Pesquisas européias mostram que o risco de morte em incêndio é 30 vezes menor do
que o risco de morte no sistema de transporte, ocorrendo as mortes por asfixia e nos primeiros minutos
do sinistro.
O risco à vida devido ao colapso estrutural, por ocorrência de um incêndio, em edifícios
dimensionados de maneira adequada à temperatura ambiente e equipados com os dispositivos
apropriados de segurança, geralmente exigidos pelo poder público, é ainda menor, pois para a sua
avaliação deve-se considerar a probabilidade da ocorrência de início de incêndio, a probabilidade de que
os meios de proteção ativa exigida pela legislação não sejam eficazes e o incêndio se generalize, a
probabilidade de que as rotas de saída não sejam adequadas e que pessoas fiquem presas na
edificação, em locais não atingidos por fogo ou por fumaça e a probabilidade de que a estrutura atinja o
colapso devido à alta temperatura.
A despeito do baixo risco de morte em incêndio, a proteção à vida humana deve ser
sempre considerada no projeto de uma edificação.
A inclusão de medidas de prevenção e de extinção do incêndio e principalmente meios
que permitam a rápida evacuação dos ambientes em chamas deve ser conscientemente analisada pelo
projetista em conjunto com o proprietário, levando em conta as condições específicas da obra, tais como:
porte da edificação, número de usuários e tipo de utilização, além das exigências do poder público e as
recomendações das normas técnicas para o projeto e a especificação de equipamentos.
Os meios de proteção e combate ao incêndio podem ser: projeto de instalações elétricas
respeitando as normas técnicas, uso de materiais de revestimento que minimizem a propagação das
chamas, extintores, compartimentação horizontal (lajes) e vertical (paredes, parapeito, portas corta-fogo)
para evitar propagação do fogo, brigada particular contra incêndio, sistemas automáticos de detecção de
calor ou fumaça, sistema de chuveiros automáticos, sistema de exaustão de fumaça, rede de hidrantes,
rotas de saída (incluindo escadas de segurança) dimensionadas, sinalizadas e desobstruídas, segurança
estrutural das rotas de saída.
A fim de preservar a vida humana, a segurança das estruturas expostas ao fogo das
rotas de saída, deve ser garantida durante o tempo de evacuação, em incêndio.
Edifícios de fácil desocupação, como pode ser o caso de construções de pequeno porte,
edifícios industriais ou depósitos, podem dispensar a verificação da segurança estrutural, exceto quando
haja interesse de proteção patrimonial. Esses edifícios foram identificados pela comissão de estudos do
CB24/ABNT.
Edifícios de grande porte, em que o tempo de desocupação seja de difícil determinação,
devem ter a segurança estrutural verificada.
A segurança estrutural seja visando a proteção à vida ou tendo como objetivo a proteção
patrimonial, é verificada de forma a evitar que a edificação colapse, permitindo assim a desocupação do
edifício e a execução de reforços para sua reutilização.
2.2. REAÇÃO E RESISTÊNCIA AO FOGOA segurança contra incêndio, no Brasil, tem estado em evidência nas últimas décadas,
pois grandes sinistros levaram esta questão a ser repensada com mais atenção. As conseqüências que
os incêndios causam à sociedade são notórias.
Ocorrem perdas sociais, econômicas e humanas. Apesar dos trabalhos já realizados na
área, muito ainda deve ser estudado, pesquisado, planejado e introduzido em nossas regulamentações
para que possamos alcançar um nível aceitável de segurança contra incêndio para toda a população
brasileira.
O desenvolvimento tecnológico trouxe profundas modificações nos sistemas construtivos,
caracterizadas pela utilização de grandes áreas sem compartimentação; pelo emprego de fachadas
envidraçadas e pela incorporação acentuada de materiais combustíveis aos elementos construtivos. Tais
modificações, aliadas ao número crescente de instalações e equipamentos de serviço, introduziram
riscos que anteriormente não existiam nas edificações.
Sabe-se que eliminar todo risco oriundo de um incêndio para com a segurança humana é
uma tarefa impossível. Sabe-se também que esforços não planejados, realizados neste sentido resultam
em uma ação antieconômica. Para se obter um nível aceitável de segurança contra incêndio e pagar
parcelas ponderáveis de custo, faz-se necessário um estudo mais amplo e aprofundado.
É preciso conhecer os objetivos da segurança contra incêndio e saber como atuar na
prevenção e proteção, desde o anteprojeto até a construção, operação e manutenção de um edifício.
Grande parte da segurança contra incêndio é resolvida na fase de projeto. E muitas diretrizes também
são encaminhadas para a solução geral do problema nesta fase.
Neste trabalho, a reação ao fogo de materiais utilizados no revestimento/acabamento de
paredes e tetos e dos incorporados aos sistemas construtivos será tratada através da verificação do
maior ou menor potencial que eles possuem para contribuir para o desenvolvimento do fogo, quando
submetidos a uma situação definida de combustão.
A reação ao fogo dos materiais contidos na edificação, quer seja como mobiliários
(estofamentos, cortinas, objetos de decoração, etc.), ou então como agregados aos elementos
construtivos (revestimentos de paredes, tetos, pisos e fachadas), destaca-se como um dos principais
fatores responsáveis pelo crescimento do fogo, pela propagação das chamas e pelo desenvolvimento de
fumaça e gases tóxicos, contribuindo para que o incêndio atinja fases críticas e gere pânico e mortes.
A maior parte das regulamentações existentes trata da reação ao fogo dos materiais
utilizados no acabamento de paredes e tetos.
Isto acontece porque análises de sinistros ocorridos nos Estados Unidos demonstraram
que os pisos tradicionais (madeira, vinílicos e à base de resinas) apresentam contribuição reduzida para
a propagação do fogo nos primeiros momentos do incêndio, ao passo que os revestimentos e
acabamentos de paredes e tetos, quando em contato com fontes de ignição, podem se envolver logo nos
primeiros instantes (UBC Handbook, 1995).
2.3. O SISTEMA GLOBAL DA SEGURANÇA CONTRA INCÊNDIO E A
REAÇÃO AO FOGO
Para que um edifício seja seguro contra incêndio, deve-se de antemão saber quais os
objetivos dessa segurança e os requisitos funcionais a serem ali atendidos. As ações adotadas para se
alcançar uma segurança adequada em um edifício devem ser coerentes e implantadas de maneira
conjunta.
Essas ações constituem o Sistema Global de Segurança Contra Incêndio, o qual é
particular a cada edifício, e sua concepção e seu desenvolvimento cabem a uma equipe de profissionais,
devido ao grande número de aspectos abordados.
2.3.1. A tradução de um edifício seguro contra incêndio e os objetivos da segurança contra incêndio:
Considerando que a segurança está associada à probabilidade de risco de ocorrência de
determinados eventos que proporcionam perigo às pessoas e aos bens, percebe-se que ela pode ser
obtida através da isenção de tais riscos. Como a isenção total de riscos, na prática, é algo utópico, pode-
se entender a segurança contra incêndio como o conjunto de vários níveis de proteção aos mesmos.
As categorias básicas de riscos associados ao incêndio são:
risco de início de incêndio;
risco do crescimento do incêndio;
risco da propagação do incêndio;
risco à vida humana;
risco à propriedade.
O nível de segurança contra incêndio obtido para um edifício está diretamente ligado ao
controle das categorias de risco, tanto no processo produtivo dessa edificação como na sua utilização. Os
objetivos da segurança contra incêndio, quando relacionados às categorias de risco, são divididos em
gerais e específicos.
Os objetivos gerais abrangem todas as categorias de risco e visam à redução de perdas
humanas, econômicas e sociais.
Deve-se observar que a redução de perdas econômicas não consta dos objetivos gerais
quando é abordada a categoria de risco à vida humana.
Os objetivos específicos dizem respeito à segurança da vida humana, da propriedade
atingida e das adjacentes. A segurança da propriedade atingida e das adjacentes é atribuída apenas nas
categorias de risco de propagação do incêndio e risco à propriedade.
O único objetivo específico da categoria de risco à vida humana é a segurança da vida
humana.
2.3.2. O edifício seguro e seus requisitos funcionais:
Os requisitos funcionais a serem atendidos por um edifício seguro estão ligados à
seqüência de etapas de um incêndio, as quais se desenvolvem no seguinte fluxo: início do incêndio,
crescimento do incêndio no local de origem, combate, propagação para outros ambientes, evacuação do
edifício, propagação para outros edifícios e ruína parcial e/ou total do edifício.
Estabelecida à seqüência de etapas de um incêndio, pode-se considerar que os
requisitos funcionais atendidos pelos edifícios consistem em:
dificultar a ocorrência do princípio de incêndio;
ocorrido o princípio de incêndio, dificultar a ocorrência da inflamação generalizada do ambiente;
possibilitar a extinção do incêndio no ambiente de origem, antes que a inflamação generalizada
ocorra;
instalada a inflamação generalizada no ambiente de origem do incêndio, dificultar a propagação
do mesmo para outros ambientes;
permitir a fuga dos usuários do edifício;
dificultar a propagação do incêndio para edifícios adjacentes;
manter o edifício íntegro, sem danos, sem ruína parcial e/ou total;
permitir operações de natureza de combate ao fogo e de resgate/salvamento de vítimas.
2.3.3. A reação ao fogo dentro do contexto do sistema global
Considerando que a reação ao fogo dos materiais de revestimento/acabamento de paredes e
tetos e dos incorporados aos elementos construtivos é objeto deste trabalho, deve-se observar que ela
aparece, de maneira explícita e contundente, no Sistema Global de Segurança contra Incêndio, entre as
medidas relativas ao processo produtivo do edifício.
O controle das características de reação ao fogo dos materiais incorporados aos
elementos construtivos, no processo produtivo do edifício, está associado à limitação do crescimento do
incêndio, à limitação da propagação do incêndio, à evacuação segura do edifício e à precaução contra a
propagação do incêndio entre edifícios.
Já no processo de uso do edifício, a reação ao fogo dos materiais está diretamente
vinculada ao controle de materiais trazidos para o interior do edifício e à disposição dos mesmos no
ambiente.
Os elementos do Sistema Global de Segurança contra Incêndio aos quais tal controle
encontra-se associado são a limitação do crescimento do incêndio, a limitação da propagação do
incêndio e a precaução contra a propagação do incêndio entre edifícios.
A reação ao fogo dos materiais é considerada, dentro do sistema global, no processo
produtivo do edifício e interfere diretamente nos elementos: limitação do crescimento do incêndio,
limitação da propagação do incêndio, evacuação segura do edifício e precaução contra a propagação do
incêndio entre edifícios.
2.4. CONCRETO
2.4.1 HISTÓRICO:A arquitetura monumental do Egito Antigo já usava uma liga constituída por uma mistura
de gesso calcinado que, de certa forma, é a origem do cimento. As grandes obras gregas ou romanas,
como o Panteão e o Coliseu, foram construídas com o uso de certas terras de origem vulcânicas, com
propriedades de endurecimento sob a ação da água.
O passo seguinte aconteceu em 1758, quando o inglês Smeaton consegue um produto
de alta resistência, por meio da calcinação de calcários moles e argilosos. Em 1918, o francês Vicat
obtém resultados semelhantes aos de Smeaton pela mistura de componentes argilosos e calcários. Ele é
considerado o inventor do cimento artificial.
Seis anos depois, outro inglês, Joseph Aspdin patenteia o "Cimento Portland", que
recebe este nome por apresentar cor e propriedades de durabilidade e solidez semelhantes às das
rochas da ilha britânica de Portland.
Hoje, o cimento Portland é um material rigorosamente definido, e sua fabricação segue
princípios bem estabelecidos. A grande versatilidade de emprego e notável qualidade de adaptação a
novos produtos e métodos construtivos aumentam, a cada dia, sua ampla gama de aplicações.
2.4.2. DEFINIÇÕES:
ConcretoTecnicamente, podemos definir cimento como um pó fino, com
propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob a
ação de água.
È um material de construção composto de brita ou outros
agregados e um aglutinante com água que forma uma massa compacta de
consistência plástica que endurece depois de seca.
Agregado
4
Material inerte, tal como a areia, o pedregulho, a pedra britada
ou escória de alto forno, usado com um meio cimentante, para formar um
concreto ou uma argamassa de cimento.
ArgamassaÉ uma mistura de areia, cimento e água.
É essencialmente um concreto sem agregado graúdo.
Cura do concreto:
Consiste em proteger o concreto contra agentes prejudiciais, tais como mudanças
bruscas de temperatura, secagem, chuva forte, água torrencial, agente químico, bem como contra
choques e vibrações de intensidade tal que possam produzir fissuração na massa do concreto ou
prejudicar a sua aderência à armadura, antes que atinja um endurecimento satisfatório.
Aditivos para o concreto:Os aditivos são produtos químicos adicionados à mistura de concreto.
Podemos afirmar que existem atualmente nove tipos fundamentais de aditivos:
aceleradores, retardadores, incorporadores de ar, plastificantes e superplastificantes (e seus
derivados, como plastificantes aceleradores e plastificantes retardadores).
Como o próprio nome já diz, os aditivos aceleradores têm como principal
objetivo acelerar o processo de endurecimento do concreto, enquanto os retardadores
adiam essa reação no processo.
Concreto protendido:Concreto protendido:
É aquele no qual são introduzidas pré-tensões de tal grandeza e
distribuição através de tração de cabos de aço, onde as tensões de tração resultantes
do carregamento são neutralizadas a um nível ou grau desejado.
Concreto armado:Concreto armado:
É aquele que contém normalmente barras de aço projetadas e
cuja finalidade é dar uma maior segurança e durabilidade às construções,
levando-se em consideração que os dois materiais resistam juntos aos
esforços.
5
2.4.3. TIPOS DE CONCRETO Concreto de baixa resistência: resistência à compressão menor que 20 M Pa.
Concreto de resistência moderada: resistência à compressão de 20 a 40 M pa
Concreto de alta resistência: resistência à compressão superior a 40 M Pa.
2.4.4. AÇÃO DO FOGO SOBRE O CONCRETO
Durante os incêndios, as estruturas de concreto armado e os elementos
que as compõe absorvem calor de tal maneira que se produzem transformações das
mais diversas que, em geral, são indesejáveis pelos seus efeitos negativos. Estas altas
temperaturas podem afetar a resistência da estrutura do concreto de uma forma
notável.
Quando um elemento de concreto é submetido à ação do fogo, seus
componentes sofrem modificações importantes, assim, a água livre ou capilar incluída
no concreto começa a evaporar-se a partir dos 100º C, retardando dessa forma o
aquecimento do mesmo.
Entre os 200ºC e 300ºC, a perda de água capilar é completa, sem que se
aprecie ainda alteração na estrutura do cimento hidratado e sem que as resistências
diminuam de uma forma considerável.
De 300ºC a 400ºC, produz-se à perda de água de gel do cimento,
ocorrendo uma sensível diminuição das resistências e aparecendo as primeiras fissuras
superficiais no concreto.
Dos 400ºC, uma parte do hidróxido de cálcio procedente da hidratação
dos silicatos se transforma em cal viva.
Ate os 600ºC, os agregados que não tem todos o mesmo coeficiente de
dilatação térmica se expandem fortemente e com diferente intensidade, dando lugar a
tensões internas que começam a desagregar o concreto. Muitas vezes esta expansão é
aumentada por transformações estruturais ocorridas dentro de certos agregados.
2.4.5. Coloração do concreto durante ação do fogo:
5
O concreto no processo de elevação de temperatura vai sofrendo uma serie de
mudanças de coloração, especialmente se os agregados são silícios, o que pode nos servir de índice das
perdas de resistência e da mudança de condições experimentada;
Assim, a 200ºC a cor do concreto é cinza e não há mudança apreciável de condições,
existindo uma ligeira diminuição da resistência à compressão que a 300ºC pode se avaliar, por termo
médio, em 10%, decrescendo, progressivamente, a partir desta temperatura.
De 300 a 600ºC a cor muda de rosa a vermelho, baixando a resistência à compressão ate
valores de uns 50% do seu valor original, o modulo de deformação pode decrescer ate chegar a 20% e a
resistência à tração chega a ter um valor praticamente desprezível.
Entre 600 e 950ºC a cor muda novamente a um segundo cinza com pontos
avermelhados, o que indica friabilidade e alta sucção de água, sendo a resistência à compressão muito
pequena.
De 950 a 1000ºC a cor muda para amarelo alaranjado e o concreto começa a sintetizar-
se.
Entre 1000 e 1200ºC o concreto sofre a sintetização, sua cor se torna amarelo claro e
suas resistências são totalmente anuladas, restando só um material calcinado e mole.
As mudanças descritas anteriormente são permanentes e as observações de cor podem
ser feitas, tanto no dia seguinte ao incêndio como ate varias semanas e ate meses de sua extinção.
Contudo, se a estrutura esteve submetida a temperaturas superiores à 600ºC e depois
atua sobre ela a água, a coloração pode mudar e nos induzir a erro, devido aos depósitos de limo que
podem produzir.
Se a temperatura do concreto não ultrapassa os 500ºC, este pode sofrer uma reidratação
posterior que pode faze-lo recuperar ate 90% de sua resistência inicial após um ano.
A tabela a seguir apresenta a perda da resistência do concreto com o aumento gradual
da temperatura e a coloração correspondente:
T (º C) Cor do concreto Resistência residual em % da resistência inicial
200 Cinza 100
200 Cinza 70
300 Rosa 50
400 Rosa 38
500 Rosa 35
600 Vermelho 20
900 Cinza avermelhado 0
1000 Amarelo alaranjado 0
Observações Importantes:
5
A coloração só se observa com agregados silicosos;
A mudança de coloração é permanente;
Se a estrutura for submetida a temperaturas superiores à 600ºC e depois atua sobre ela a água,
a coloração pode mudar e induzir a erro;
Se a temperatura não ultrapassar 500ºC, este pode sofrer uma reidratação posterior que pode
fazê-lo recuperar até 90% de sua resistência inicial após um ano;
O modulo de deformação é muito afetado pela ação do incêndio e isto é especialmente
importante se o concreto forma parte de elementos de pequena espessura, como podem ser as lajes e
placas, sendo este o motivo, juntamente com a dilatação do aço, das grandes flechas que apresentam
estes elementos estruturais.
2.4.6. A AÇÃO DO FOGO SOBRE O CONCRETO ARMADO
Quando, por efeito da elevação da temperatura, a resistência mecânica de
um elemento estrutural diminui ate igualar aos esforços a que esta submetida, sua
estabilidade não esta segurada. A temperatura na qual este fenômeno ocorre chama-se
“temperatura critica”.Um elemento estrutural é formado por dois materiais distintos: concreto armado e aço.
Portanto, temos que considerar duas temperaturas critica.
Se considerarmos que dois materiais, o mais sensível ao calor é o aço, podemos
constatar a importância de protege-lo com cobrimento apropriado de concreto armado, camadas
suplementares de isolantes térmicos e, inclusive, com materiais que se comportam de maneira peculiar
diante do fogo, como pode ser o gesso.
Alem das ações que o fogo exerce sobre o concreto armado e o aço, existem outras mais
complexas que atuam sobre o conjunto de concreto armado e que se complicam ainda mais quando este
forma elementos estruturais e estes estão unidas entre si.
No concreto armado, o efeito da variação de temperatura sobre os
elementos de concreto e aço não costuma ocasionar a aparição de tensões quando as
temperaturas são normais, pois o coeficiente de dilatação térmica dos materiais é muito
similar.
No entanto, quando as temperaturas são elevadas, ambos coeficientes se
separam tanto que o coeficiente de dilatação térmica do aço pode chegar a ser 30
5
vezes superior ao concreto, produzindo tensões importantes que estouram os
cobrimento.O aço, ao ficar exposto diretamente ao calor se dilata, diminui seu limite elástico e sua
tensão de ruptura, sua temperatura se aproxima da fase critica e chega ao colapso próximo dos 500ºC,
dependendo do tipo de aço.
Nos casos de pilares, as barras, ao se dilatarem, arqueiam-se e fazem
saltar os cobrimento, podendo gerar uma redução da resistência do pilar que pode
ocasionar o colapso.
Os casos de lajes submetidas à ação do fogo em sua face inferior ocorrem
dilatações nesta face que provocam o curvamento da laje, fazendo com que se
desprendam elementos cerâmicos, e, inclusive, se produzam grandes vazios centrais
do tipo circular ou elíptico.
Estrutura Natureza do aço Temperatura critica (ºC)
% de diminuição de resistência com a temperatura (ºC)25% 58%
Concreto armado Suave 550 600 650Semiduro 550 550 600
Concreto protendido Fio aderente 450 500 550Cabo 300 350 400
2.4.7. Ação do fogo sobre elementos estruturais:
Pilares:Quando a temperatura a qual estiverem submetidos foi elevada, alem dos efeitos já
mencionados, devemos acrescentar que o aço sofre uma diminuição apreciável em sua resistência, com
o que o concreto fica sobrecarregado, podendo ocorrer o caso de se ultrapassar sua resistência limite, e
se produzir o colapso do pilar.
A dilatação das vigas, especialmente as de maior vão, pode ocasionar
esforços adicionais para os quais o pilar não esta dimensionado, com o que se pode
igualmente produzir o colapso. É evidente que, se ocorrer a sobreposição das duas
ações, a probabilidade de colapso será muito maior. Às vezes, estas ações se
sobrepõem, e o colapso pode ocorrer ao cabo de alguns dias após haver cessado o
5
incêndio, sendo importante, portanto, determinar por meio de instrumentação a
evolução das deformações destes elementos.
Vigas:Nas vigas, os danos aparecem em forma de fissuras provocada por retração, flexão ou
cortante. As de retração são ocasionadas pela dilatação e posterior esfriamento e contração destes
elementos. É evidente que as vigas de maior comprimento são as que mais sofrem estes efeitos.
Placas e lajes:
Devido a sua pequena espessura e, portanto, menores cobrimento, as
armaduras destes elementos sofrem muito mais que as dos pilares e das vigas. Como
em geral se empregam aços encruados a frio, tipo AE-42F, pela ação do calor sofrem
uma regressão de suas resistências, passando a comportar-se como a aços normais
doces, com os conseqüentes inconvenientes.A dilatação do aço na zona positiva das placas faz com que o concreto salte e
desapareça a aderência das barras ao mesmo, ocorrendo as clássicas esfoliações que se observam nos
tetos e nas zonas de momentos positivos.
A ação combinada da perda de resistência e de aderência, com desprendimento de
cobrimento, faz com que se produzam flechas excessivas nas lajes, e que, inclusive, apareçam grandes
vazios ovalizados no centro das placas, coincidindo com a zona de momentos negativos, vazios ou
rupturas que, ainda que não cheguem a se produzir, tornam-se perfeitamente aparentes e delimitados por
grandes trincas formadas na face superior das placas. Observa-se estas rupturas, sobretudo sobre os
focos de calor.
Em geral, deve-se ter em conta que as estruturas dos edifícios estão projetadas para
manter estabilidade geral contra o vento e algumas sobrecargas acidentais. Também é interessante
considerar se a alimentação de um elemento pode provocar o colapso progressivo da estrutura, sendo
igualmente preciso verificar se o movimento das lajes, em caso de incêndio, pode provocar a queda das
paredes, etc.
2.4.8. Efeitos do fogo sobre as fundações e infraestrtutura:
Suportando todo o edifício, a infra-estrutura deve possuir uma resistência
ao fogo. Os elementos portantes da fundação e infra-estrutura deverão ter uma
5
resistência e estabilidade superior a dos elementos estruturais de maior resistência e
estabilidade. Estas resistências são função da utilização do edifício.
As fundações enterradas das estruturas normais de edifício não
apresentam problemas com respeito ao fogo, já que, por estarem enterradas,
permanecem totalmente protegidas do calor e, portanto, não sofrem o efeito do fogo,
nem requerem nenhum tipo de proteção.Os locais nos quais se temam fortes ações do fogo, e que devam proteger-se totalmente,
deverão construir-se enterrados, permanecendo assim, bem protegidos contra o fogo; deve-se proteger
muito bem o acesso, a fim de que a entrada e saída dos mesmos se realizem com segurança total e sem
problemas.
2.4.9. Terminologia:
Abrasão - Desgaste superficial do concreto.
Adensamento - Processo manual ou mecânico para compactar uma mistura de concreto no estado
fresco, com o intuito de eliminar vazios internos da mistura (bolhas de ar) ou facilitar a acomodação
do concreto no interior das fôrmas.
Aditivo - Produto adicionado ao concreto em pequenas quantidades, proporcional ao teor de
cimento, no instante da pesagem dos componentes ou durante a mistura do concreto para modificar
suas propriedades antes ou após a aplicação.
Agregados - Materiais granulares (brita, areia, etc.), que são unidos pela pasta de cimento no
preparo do concreto.
Brita - Material obtido por trituração de rocha e classificado segundo a sua granulometria.
Capeamento - Revestimento com pasta de cimento ou de uma mistura composta de material
pulverulento e enxofre derretido, que regulariza os topos de um corpo de prova com o objetivo de
distribuir uniformemente a carga durante o ensaio.
Cobrimento - Espessura de concreto entre a superfície da armadura e a superfície do concreto.
Consistência - É a medida da mobilidade da mistura (plasticidade), isto é, maior ou menor facilidade
de deformar-se sob a ação de cargas. É expressa pelo ensaio de abatimento do tronco de cone
(slump test).
5
Cura - Procedimentos para a manutenção das condições favoráveis de umidade e temperatura nas
primeiras idades do concreto (7dias) que possibilitam o desenvolvimento de sua resistência e de
outras propriedades.
Dosagem - Estabelecer as quantidades ótimas dos componentes do concreto para atender a
determinadas características ou propriedades pré-estabelecidas.
Escoramento - Reforços executados na fôrma para que o suporte o seu próprio peso e também do
concreto fresco lançado, garantindo uma perfeita moldagem da peça concretada.
Fissuração - São pequenas rupturas que aparecem no concreto que podem ser provocadas por
atuação de cargas ou retração, devido à rápida evaporação da água.
Granulometria - Determinação das proporções de quantidade de partículas existentes em um
material granular, pela separação por peneiras de diferentes aberturas.
Hidratação - Formação de compostos pela combinação da água com o cimento portland. Processo
de endurecimento de pastas, argamassas e concretos.
Massa específica - Relação entre a massa e o volume de um corpo (densidade).
Moldagem - Especificamente sobre concretos ou argamassas de cimentos portland, refere-se a
procedimento normalizado de confeccionar corpos de prova.
Pega - Condição de perda da plasticidade da pasta, argamassa ou concreto, medida pela resistência
à penetração ou deformação em ensaios padronizados.
Pigmento - Composto químico bastante fino adicionado aos concretos e argamassas para lhe darem
coloração.
Protensão - Tensões aplicadas ao concreto, antes da ação das cargas de serviço.
Sílica ativa - Material pulverulento composto de partículas extremamente finas de sílica amorfa 100
vezes mais fina que o grão de cimento, utilizado na dosagem de concretos de alto desempenho.
2.5. MADEIRA2.5.1. Introdução:
A madeira é um material orgânico de origem vegetal encontrada tanto em florestas
naturais quanto em florestas artificiais resultantes de reflorestamentos industrializados. Sua fonte é
renovável. As singulares propriedades físicas, químicas e mecânicas da madeira tornaram-na de
emprego obrigatório em diversos campos.
Utilizada desde sempre como combustível e na construção de moradias, móveis,
embarcações e outros veículos, a madeira atende assim a três necessidades primordiais do homem:
combustível, casa e transporte. Posteriormente ela se converteu para matéria-prima para a indústria
química, na produção de celulose e pastas hidráulicas, mecânicas, físico-químicas e químicas.
Do ponto de vista da utilização estrutural a madeira compete com o concreto e o aço,
5
embora exista algum preconceito quanto à durabilidade e a resistência da madeira por parte daqueles
que não conhecem esse material.
Esta idéia foi sendo formada ao longo do tempo porque as indústrias do
aço e do concreto, que sempre foram em menor número e de maior porte que as
indústrias da madeira tiveram um grande investimento em pesquisas, com seus
resultados sendo rapidamente divulgados e acompanhados pelas normas de cálculo,
propiciando a elaboração de projetos com alto grau de qualidade técnica.
Madeira é matéria fibrosa, de natureza celulósica, que constitui o tronco,
os ramos e as raízes das árvores, arbustos e demais tipos de plantas lenhosas. O
tronco arbóreo compõe-se de duas porções fundamentais, uma viva e externa, o
alburno, outra morta e interna, o cerne. Do ponto de vista prático e comercial, porém, a
madeira propriamente dita é apenas o cerne, muito mais procurado que o alburno, para
os trabalhos de carpintaria e marcenaria, por sua resistência, durabilidade e beleza.
Fig. 1 – Descrição simplificada da anatomia da árvore(Fonte: RITTER, 1990).
Com a aplicação correta da madeira, através da escolha adequada da espécie na
5
classificação e do sistema estrutural apropriado, pode-se equipará-la e até avantajá-la em relação ao
concreto e ao aço em suas aplicações. Além disso, a madeira ainda permite variações em sua aplicação
como, por exemplo, a madeira laminada colada e o compensado, que permitem a execução de estruturas
com características diferenciadas em relação a outros materiais.
Com relação à durabilidade da madeira, a execução de processos de secagem e
preservação adequados, juntamente com modernas técnicas de utilização, pode garantir à madeira
durabilidade de 50 anos ou mais.
2.5.2. Estrutura da madeira:
As plantas formadoras de madeira são perenes, de caules permanentes
dotados da propriedade de sofrer espessamento secundário ininterrupto. O tronco de
uma planta lenhosa compõe –se de dois tecidos condutores especializados: Lenho ou
xilema e floema.
O primeiro, por sua riqueza em componentes mecânicos lenhificados,
converte-se em madeira. O crescimento em altura do tronco e ramos de uma planta
lenhosa ocorre apenas nas extremidades. Quando parte do tronco ou ramo cessa de
alongar-se pela produção de novas camadas de madeira.
2.5.3. Características químicas da madeira
Do ponto de vista químico, o xilema é um tecido composto por vários polímeros
orgânicos. Polímeros são moléculas feitas de muitas subunidades repetidos ou monômeros.
A parede celular do xilema tem como estrutura básica à celulose - molécula linear de
açúcar ou um polissacarídeo composto por monômeros de glicose. Estes polímeros de celulose
compõem cerca de 40-45% do peso seco da maioria das madeiras.
Além da celulose está presente na madeira a hemicelulose, formada por muitas
combinações de pentoses de açúcar (glicose e arabinose). Difere em alguns aspectos da celulose
(principalmente em conformação, grau de polimerização e peso molecular), mas são de alguma forma
similares.
O segundo maior constituinte da madeira é a lignina (20 a 30%), molécula polifenóica
tridimensional, pertencente ao grupo dos fenilpropanos, de estrutura complexa e alta peso molecular.
5
Confere à madeira a resistência característica a esforços mecânicos.
Muitas outras substâncias químicas estão ainda presentes nas madeiras, como os
extrativos (resinas, taninos, óleos, gomas, compostos aromáticos e sais de ácidos orgânicos).
A água na madeira pode estar presente preenchendo os espaços vazios dentro das
células ou entre elas (água livre ou água de capilaridade), pode estar aderida à parede das células (água
de adesão) ou pode estar compondo a estrutura química do próprio tecido (água de constituição). Esta
última somente pode ser eliminada através da combustão do material.
Fig. 4 – Umidade na Madeira (Fonte: RITTER, 1990).
2.5.4. Vantagens do uso da madeira:
Grande resistência mecânica tanto a esforços de compressão como aos esforços de tração na
flexão – essa característica lhe rendeu o título de primeiro material de construção a ser utilizado
tanto em colunas como em vigas e vergas.
Alta resistência mecânica elevada – característica superior à do concreto, com a vantagem do
peso próprio reduzido.
Alta resistência a choques e esforços dinâmicos – possui uma resistência que permite absorver
impactos que romperiam ou estilhaçariam outros materiais.
6
Grande isolamento térmico e absorção acústica – quando está seco é
satisfatoriamente dielétrico. Facilidade de afeiçoamento e simplicidade de ligações – pode ser trabalhado com ferramentas
simples.
Custo reduzido de produção, através de reservas que podem ser renovadas e, quando
convenientemente preservado, perdura em vida útil prolongada à custa de insignificante
manutenção.
Diversidade de padrões estéticos e decorativos.
2.5.5. Desvantagens do uso da madeira em seu estado natural:
A degradação de suas propriedades e o surgimento de tensões internas, decorrentes de
alterações em sua umidade, anulados pelos processos de secagem artificial controlada.
A deteriorização, quando em ambientes que favoreçam o desenvolvimento de seus principais
predadores, contornada com os tratamentos de preservação.
A marcante heterogeneidade e anisotropia próprias de sua constituição fibrosa orientada, assim
como a limitação de suas dimensões, resolvidas pelos processos de transformação nos
laminados, contraplacados e aglomerados de madeira.
2.5.6. Comportamento da madeira frente ao fogo:
Tão importante quanto o estudo das características físico-estruturais da madeira é a
análise do comportamento da mesma frente ao fogo, uma vez que incêndios lhe causam alto grau de
destruição. No que diz respeito às construções, o estudo das características de inflamabilidade dos
materiais e as normas de proteção ao fogo permanece ainda, no que diz respeito a esse assunto, muito
arcaico.
2.5.6.1. Carbonização:
Ao se colocar uma peça de madeira sob ação do calor, haverá uma destruição gradativa
dos seus componentes, formando diversos compostos, sendo identificados mais de duzentos diferentes
produtos desse processo.
Entre o estado inicial (madeira) e o estado final (carvão) ocorre uma série de
transformações relativamente complexas, que ainda são objeto da curiosidade dos cientistas e
pesquisadores na busca do avanço tecnológico.
A temperatura de uma peça de madeira aumentará gradativamente com o aumento do
6
tempo de exposição ao calor, tendo como temperatura inicial à temperatura ambiente, onde a mesma não
sofre qualquer modificação de suas características originais.
Com a exposição ao calor, através do processo de condução, observa-se que a
temperatura da superfície é maior que a temperatura interna, o que quer dizer que há um gradiente
térmico da superfície para o centro.
A partir de um determinado tempo há o início da decomposição da madeira a partir de
sua superfície externa, que a divide em dois estágios do processo de carbonização: camada (ou zona) de
pirólise e sob essa, a madeira que continua sendo aquecida.
Os gases quentes estão formados na zona de pirólise transportam calor para o exterior
(através da convecção), em direção oposta à transferência de calor, do meio externo, que ocorre por
condução.
Com o decorrer do tempo, pode-se distinguir três fases distintas:
Zona interna – a madeira ainda não sofreu transformação;
Zona intermediária – camada de pirólise
Zona externa – camada de carvão, onde todos os componentes volatilizáveis já foram extraídos.
Após esse estágio, a zona interna desaparece e passa a existir somente a camada de
pirólise e do carvão. Esta é caracterizada por alta fragilidade (baixa resistência mecânica) e pela
inexistência de fluxo gasoso. O processo de carbonização então se encerra quando toda a madeira foi
transformada em carvão.
Uma das maiores características do processo de carbonização é a perda de massa por
parte da madeira exposta ao calor.
Como se pode observar, a madeira sofre uma perda considerável de peso quando atinge uma
temperatura entre 250 e 300ºC.
2.5.6.2. Combustão da madeira: Inicialmente verifica-se a dessecação da madeira, que inicia entre 100ºC e 105ºC. Nesta fase a madeira perde a água absorvida que às vezes atinge até 40% de sua massa.Na temperatura de 150ºC tem início o escurecimento devido à oxidação superficial de resinas e combustão lenta dos glicosoides.
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0
50
100
100 200 300 400 500
Peso (%)
ºC
Na faixa de temperatura entre 180ºC e 230º C, inicia-se um processo químico interno chamado de pirólise que significa uma série de reações químicas onde as substâncias mais complexas sofrem rupturas de suas moléculas gigantes, formando outras mais simples.A própria temperatura de pirólise é a do ponto de inflamação – se houver agente ígneo inicia a combustão.Se não houver agente ígneo o ponto de ignição dá-se em torno de 275ºC.2.5.3.3. Velocidade de combustão da madeira:É a massa que queima por unidade de tempo.Depende do tipo de madeira, da oxigenação e temperatura.Quanto menos densa e porosa maior a velocidade.A presença de resinas também acelera a combustão; mas a presença de glucosides dificulta, pois na pirólise eles resultam carvão rapidamente e os carvões têm temperatura de combustão mais elevada e não evaporam.A industrialização e o tratamento da madeira para o seu emprego favorece sua combustão (pinturas, vernizes, ceras, etc).O compensado dá uma combustão peculiar devido à dilatação ou a combustão dos aglomerados (cola) que vão abrindo em chapas, aumentando a área.A relação de superfície-massa, quanto maior mais rapidamente e facilmente se dará a combustão.
R = S/M............. Onde R= relação de superfície/massa; S = superfície M= massa.
Normalmente, na combustão da madeira, obtém-se temperaturas da ordem de 350ºC.Todavia, este é um dado muito relativo, pois a temperatura de um incêndio, mesmo que haja apenas, combustão de madeira, depende de vários fatores, como por exemplo:
Facilidade de oxigenação; Facilidade de saída de produtos da combustão sem perda substancial de calor; Disposição dos combustíveis; Quantidade de combustíveis; Relação superfície-massa; Isolamento térmico natural;
Os fenômenos no interior da madeira processam-se de acordo com os dados abaixo:
ZONA A – até 200ºC – processo endotérmico; produção de gases não combustíveis: vapor
d’água, dióxido de carbono, ácido fórmico, ácido acético.
ZONA B – entre 200 e 280ºC – reações endotérmicas; diminuição do vapor d’água e aumento do
monóxido de carbono; atinge-se o ponto de ignição da madeira.
ZONA C – de 280 a 500ºC – processo exotérmico; carbonização, através de reações
exotérmicas; presença de produtos combustíveis como o alcatrão (líquido preto e espesso obtido pela
pirólise de materiais orgânicos), monóxido de carbono e CH4.
ZONA D – acima de 500ºC – presença de carvão incandescente de gases inflamáveis; quando
6
atinge 1000oC o carvão vegetal decompõe-se em cinza, pela perda de nitrogênio e monóxido de carbono.
Fenômenos da Carbonização, Segundo Beall e Eickner:
Até 140ºC – evaporação da água
Entre 200 e 450ºC – formação de gases, pirolenhoso e alcatrão.Acima de 400ºC – formação de gás hidrogênio
A fórmula da carbonização da madeira segue basicamente a disposição a seguir,
de onde se conclui que, no processo concentra-se carbono e libera-se oxigênio,
principalmente na forma de energia:
São produtos da carbonização: o carvão vegetal (sólido), o licor pirolenhoso (líquido) e o
gás não condensável, sendo o produto sólido o de maior relevância na investigação de um incêndio.
2.5.3.4. Pirólise da Madeira:Considera-se pirólise o processo pelo qual a madeira é aquecida em
ambientes fechados com exclusão de ar. São liberados então gases, vapores d’água e
líquidos orgânicos, enquanto o alcatrão e o carvão são deixados como resíduos.Na combustão, a madeira não queima diretamente na superfície, com exceção da sua
forma pulverulenta. Primeiro ela se decompõe por pirólise em produtos voláteis e combustíveis que, após
a ignição, irão formar a chama.
2.5.3.5. Gaseificação:É o processo no qual a matéria orgânica é total ou parcialmente transformada
em gases cujos principais componentes são o dióxido e monóxido de carbono,
hidrogênio e, dependendo das condições, metano, hidrocarbonetos leves, nitrogênio e
vapores d’água em diferentes proporções, o que significa afirmar que consiste
praticamente na transformação da madeira em gás combustível, através de sua
queima.
6
madeira carvãomadeiraácido pirolenhoso, alcatrão e gases.
As reações químicas que ocorrem durante a gaseificação de combustíveis sólidos são
reações de oxi-redução envolvendo sistemas heterogêneos, ou seja, entre sólidos e gases.
2.5.3.6. Resistência e Reação da Madeira ao Fogo:A preocupação usual na construção civil é classificar os materiais
conforme sua resistência a temperaturas da ordem de 850ºC, temperaturas que
ocorrem no centro de um incêndio. Para que um incêndio se extinga, é preciso que os
materiais possam resistir a essas temperaturas: a madeira, então, em caso algum,
poderá fazê-lo. Na realidade, é mais fácil impedi-lo de nascer que impedi-lo de
propagar-se rapidamente.A madeira natural, não tratada, prende fogo espontaneamente em temperaturas da
ordem de 275ºC – quando há suficiente oxigênio em contato com ela para haver a combustão. A madeira
então se torna uma espécie de cortiça de madeira dura, superficialmente, meio calcinada e sem as
características físico-mecânicas primitivas.
A presença de água na madeira aumenta a quantidade de calor necessária para elevar a
temperatura da madeira, pois parte dela será consumida na evaporação da água. Por outro lado, a água
aumenta a combustibilidade térmica da madeira, aumentando conseqüentemente, o fluxo de calor pela
região úmida.
É importante salientar que a madeira não produz mais do que
800 calorias por quilograma de material, enquanto que a maioria dos
materiais sintéticos que participam nas construções modernas produz de
1000 a 2000 calorias, como o caso dos plásticos e das borrachas.
2.5.7. Tratamentos Ignifugantes:As normas tecnológicas mais voltadas à proteção da madeira, no ponto de vista ignífugo,
são as européias que, em média, determinam a resistência de uma peça de madeira sob a ação do fogo
a 700o.C Por 45 minutos.
A madeira à prova de fogo não deve propagar chamas ou contribuir para a sua própria
combustão. Quando exposta a altas temperaturas, deve, apenas carbonizar até se decompor por
completo. Para isso, aplica-se na madeira produtos químicos que visam impedir o processo de
combustão da madeira.
Os tratamentos ignifugantes consistem no melhoramento das condições de resistência da
madeira ao fogo através de produtos que permitem retardar o ponto de inflamação.
2.5.8. Retardantes de Chama:A primeira noticia sobre a utilização de produtos que tornavam a madeira incombustível
vem da época dos antigos egípcios, que procuravam aumentar as resistências da madeira contra o fogo
embebendo-a em solução de alumem.
6
Mais tarde passariam a ser utilizados outros produtos e misturas
hidrossolúveis, como: ácido oxálico mais fosfato de alumínio, borato de amônio, cloreto
de cálcio, cloreto de cálcio mais cloreto de magnésio, sulfato de magnésio, sulfato de
magnésio mais bórax, sulfato de níquel, sulfato de zinco, sulfato ferroso mais sais de
cobre, sulfato de magnésio, etc.
Mais recentemente foram desenvolvidas formulações à base de resinas
que, além de excelentes retardantes ao fogo, são resistentes à lixiviação.
2.6. METAIS E LIGAS METÁLICAS
2.6.1. METAIS:
Do ponto de vista químico, metal é todo elemento eletropositivo, ou seja, aquele cujos
átomos formam íons positivos em solução.
Os metais constituem cerca de 75% do sistema periódico de elementos. Possuem, em
seu nível mais externo, denominado nível de valência, no máximo três elétrons, excetuados o estanho e o
chumbo (que possuem quatro elétrons) e o bismuto e o antimônio (cinco elétrons). O metal é
profundamente afetado pela presença de quantidades relativamente pequenas de outros elementos.
Exemplo disso é a liga denominado aço, cujas importantes características se devem à
pequena quantidade de carbono adicionada ao ferro.
Apenas alguns metais, como o ouro, a prata, o cobre, a platina e o bismuto, ocorrem na
natureza em sua forma elementar.
Quase sempre os metais são encontrados em forma de óxidos ou sulfetos, nos minerais
que contêm quantidades variáveis de impurezas (ganga), como argila, granito e sílica, que devem ser
separados.
Aparecem ainda como cloretos, carbonatos, sulfatos, silicatos etc. O principal problema é
reduzi-los de seus compostos à forma elementar. Dificilmente os mesmos processos podem ser
aplicados a todos os metais, em virtude das grandes diferenças físicas e químicas entre eles.
A maioria dos metais, à temperatura ambiente, se apresenta em estado
sólido (o mercúrio, gálio, rubídio e césio se apresentam em estado líquido) e que se
caracteriza por brilho característico, opacidade, dureza, ductilidade (que permite que o
material seja esticado em arames finos) e maleabilidade (que possibilita sua redução a
lâminas delgadas).
6
Os metais são materiais compostos por elementos, cujos átomos possuem
elétrons com grande liberdade de movimento e são perdidos facilmente, formando uma
ligação metálica, com alta condutividade térmica e elétrica.
Inclui-se nessa definição tanto os metais propriamente ditos (ouro, prata,
ferro etc.), como algumas ligas (bronze e latão, por exemplo).
Outras propriedades físicas que caracterizam o metal são sua elevada
densidade, boa fusibilidade e, principalmente, os altos coeficientes de condutividade
térmica e elétrica.O número de materiais usados tanto na construção mecânica, como na construção civil, é
elevadíssimo, bastando dizer que só de aços existem várias centenas de tipos.
Dentre os metais mais utilizados na Engenharia, dois deles apresentam um maior
emprego, que são o aço e o alumínio.
2.6.1.1. Aço:Os aços ao carbono, também chamados aços comuns e aços ordinários representam
atualmente cerca de 80% da tonelagem do aço consumido.
Os aços ao carbono são empregados em construção civil (estruturas metálicas),
construção mecânica (máquinas e motores) e ferramentas.
O aço é obtido da gusa líquido que pode vir neste estado do alto forno ou ser fundido no
forno utilizado para a fabricação do aço.
Os produtos maleáveis podem ser obtidos por fusão ou por processos plásticos.
2.6.1.2. Alumínio:
O alumínio é um dos elementos mais espalhados na crosta terrestre, em cuja
composição aparece na proporção de 7,4%, constituindo significantes depósitos no Brasil, Austrália,
Guiné, Jamaica, Ex-URSS, além de outros países. As imensas jazidas de bauxita, principal minério para
obtenção deste metal, descobertas no Brasil nas últimas décadas, colocam o País entre os cinco maiores
produtores do mundo, com cerca de 1,5 bilhões de toneladas.
O alumínio é um metal de cor brilhante, branca, leve, de densidade 2,7 e ponto de fusão
658º.
É menos condutor de eletricidade que o cobre, mas, bem melhor que o aço. Sua
dilatação linear sob ação do calor é maior que o cobre e o aço. Inalterável no ar; é atacada pela maior
parte dos ácidos minerais (ácido clorídrico, sulfúrico, etc) resistindo bem á ação das substâncias
orgânicas: álcoois, óleos, vernizes, glicerina, gelatina, ácido láctico, etc.
A fabricação do alumínio consta de duas fases:
6
Na primeira purifica-se a bauxita, transformando-a em óxido de alumínio (alumina);
A Segunda fase consiste na transformação da alumina em alumínio puro. Ambas as
fases consistem em uma eletrólise a temperaturas elevadas (cerca de 950ºC).
O alumínio tem pequena resistência mecânica
Estruturas de alumínio:
As ligas de alumínio podem ser utilizadas estruturalmente em
temperaturas de até 260ºC, observando-se, porém que acima de 90ºC as tensões
admissíveis de projeto exigirão algumas modificações.
Em temperaturas baixas as ligas de alumínio tornam-se mais resistentes,
e não são sujeitas a se tornarem quebradiças, com o aparecimento de fraturas típicas
que ocorrem em alguns materiais estruturais à baixa temperatura.
Os efeitos de temperatura devem ser analisados
criteriosamente, com vista à expansão do metal, variação de suas
propriedades mecânicas, ponto de fusão e tensões adicionais originais.
Expansão do alumínio:
Uma peça estrutural de alumínio com comprimento de 30 m,
submetido a um aumento de temperatura de 18ºC, sofrerá uma expansão
de 1,3 cm.
Variações nas propriedades mecânicas:
Como já mencionado anteriormente as baixas temperaturas
melhoram as propriedades mecânicas e a resistência do alumínio, sem a
tendência de se tornar quebradiço como com diversos aços estruturais.
Em temperaturas baixas as ligas de alumínio tornam-se mais resistentes,
e não são sujeitas a se tornarem quebradiças, com o aparecimento de fraturas típicas
que ocorrem em alguns materiais estruturais à baixa temperatura.
À medida que aumenta a temperatura, os limites de
resistência e o módulo de elasticidade diminuem. Não existe a necessidade
de considerações de cálculo para condições de trabalho abaixo de 90ºC.
6
Quando a temperatura de uma peça de alumínio se aproxima
do ponto de fusão não ocorre mudança de cor.
Assim, qualquer verificação ou constatação dessa
proximidade somente poderá ser feita visualmente com a utilização de
carvões sensitivos ou outro artifício.
2.6.2. Ligas metálicas:
Chama-se “liga metálica” a todo produto metalúrgico de aspecto metálico, proveniente da
mistura ou da combinação de um metal com um ou vários corpos simples. Estes podem ser metais ou
metalóides.
Geralmente as ligas têm propriedades mecânicas e tecnológicas melhores que as dos
metais puros.
Os processo gerais de obtenção das ligas são: fusão, pressão, aglutinação e metalurgia
associada.
As ligas mais utilizadas nas indústrias são:
Bronze:
O bronze é uma liga que apresenta em sua composição, 85 a 95% de cobre e 15 a 5%
de estanho. Tem grande dureza e densidade variando entre 7,2 e 9,2.
É utilizado na construção de ferragens e ornatos. É de difícil oxidação, alta dureza, mas
bastante flexível. Muitas vezes a liga apresenta em sua composição zinco e chumbo, e a cor vai do
vermelho amarelado ao branco.
Seus valores mecânicos são: módulo de elasticidade 6 a 10 Kgf/mm2; limite de
resistência à tração 15 a 40 Kgf/mm2; limite de resistência à compressão 50 Kgf/mm2; ponto de fusão entre 900 a 950 ºC. Apresenta alta condutividade térmica.
Latão:O latão é uma liga de cobre e zinco de grande uso e importância na construção.
A proporção é variável, podendo ir de 95% de cobre por 5% de zinco, até 60% de cobre
para 40% de zinco. Geralmente é usada a liga 67% de cobre para 33% de zinco. Tem cor amarela, é
muito dúctil e maleável a quente.
Dificilmente se oxida, e é muito resistente. Mais estável ao ar que o cobre, pode adquirir
polimento de alto brilho.
Seus coeficientes mecânicos são: massa específica entre 8,2 e 8,9 Kgf/mm2; ruptura a
tração variando entre 20 e 80 Kgf/mm2; limite de elasticidade é baixo, ficando entre 5 a 12 Kgf/mm2. A
ruptura a compressão apresenta valores variando entre 50 e 90 Kgf/mm2, dependendo da composição.
Em temperatura abaixo de 0 ºC, apresenta grande dureza e resistência ao desgaste.
6
É muito empregado em ferragens hidráulicas (torneiras, componentes de registros,
válvulas), tubos, fechaduras e ornatos.
Ligas de alumínio:As ligas binárias foram as mais utilizadas durante anos. Todavia, à medida que foram
sendo conhecidos os efeitos benéficos da introdução Internacional de outros elementos, principalmente
Silício, Zinco e Ferro, e ainda Magnésio e Níquel diminuíram e viram desaparecer o uso das ligas binárias
dando lugar às ligas ternárias, quaternárias, etc... As quais possuem sua representação em diagramas de
equilíbrio muito complexos.
Os principais elementos de liga adicionados ao alumínio são cobre, manganês, silício,
magnésio e zinco. Outros elementos podem estar presentes com a finalidade de provocar o refino do
grão metálico ou conferir alguma propriedade específica, como o ferro, cromo, níquel e outros.
2.6.3. Oxidação:
A maioria dos metais tende a se oxidar quando expostos ao ar, especialmente em
ambientes úmidos. Entre os vários procedimentos empregados para evitar ou retardar a corrosão, os
mais comuns são a aplicação de pinturas protetoras, a formação de ligas com outros elementos que
reduzam ou eliminem tal propensão e a conexão a pólos elétricos que impeçam a ocorrência do
fenômeno.
É interessante o caso do alumínio, que, na presença de oxigênio, forma uma delgada
película de óxido que detém a oxidação.
2.6.4. Comportamento frente ao fogo:
Os elementos estruturais de aço podem sofrer deformações acentuadas durante o
incêndio devido ao alto coeficiente de expansão térmica do aço(=1,4x10-5 /ºC)e da instabilidade plástica
por não suportar a carga aplicada.
As deformações causadas pela expansão térmica podem
ocorrer a temperaturas relativamente baixas, tendo em conta as
temperaturas de incêndio, introduzindo tensões bastante elevada na
estrutura.
Durante o incêndio estas tensões são transferidas às ligações,
resultando não somente em distorções dos elementos estruturais, mas da
estrutura como um todo, desta forma, introduz esforços consideráveis nos
componentes de ligação entre perfis que podem sofrer cisalhamento e
ocasionar a perda de estabilidade da estrutura, Isto indica a necessidade de
7
evitar que os elementos estruturais de aço atinjam temperaturas elevadas
durante o incêndio.
Conforme se pode notar, a tensão de escoamento do aço a 550ºC cai
para aproximadamente, 50% do seu valor à temperatura de 20ºC. Está é a Segunda
importante razão par evitar que os elementos estruturais de aço atinjam temperaturas
elevadas durante o incêndio.
A elevação da temperatura do aço numa situação de incêndio é
fortemente influenciada pela razão entre a área superficial expostas ao calor em relação
à massa do perfil, mais rápida será a elevação da temperatura deste, pois o fluxo de
calor penetrará por uma superfície relativamente grande para aquecer uma massa de
aço relativamente pequena. A temperatura crítica dos elementos estruturais não pode ser fixada em um único valor,
pois depende do tipo de aço utilizado, da natureza das solicitações e do sistema estático da estrutura.
Sabe-se, entretanto, que se situam normalmente na faixa de 450ºC a 650ºC valor real da
temperatura crítica deve ser determinado em cada projeto, para cada elemento estrutural, tornando
possível à adoção de soluções econômicas e seguras.
Caso isto não seja feito, pode-se arbitrar um valor da temperatura crítica na ordem de
450ºC a 550ºC. Tendo sido definida a temperatura a mesma seja atingida durante o período de
resistência ao fogo requerido.
O método mais comum de obter-se a resistência ao fogo requerida, consiste na proteção
direta dos elementos estruturais, envolvendo-os com materiais utilizados para este fim são:
concreto e alvenaria;
b)argamassas isolantes(por exemplo com vermiculita expandida);
fibras minerais projetadas;
mantas de fibra =s minerais (por exemplo, lã cerâmica ou lã de rocha);
placas rígidas (por exemplo, de gesso ou de concreto celular);
recobrimentos intumescentes.
2.7. MATERIAL CERÂMICO
2.7.1. Histórico:
A cerâmica, arte de moldar com barro, data das mais primitivas eras
humanas. Os assírios já fabricavam tijolos crus, cozidos e um tipo de azulejo para
acabamento das construções.
7
Os materiais cerâmicos contêm fases que são compostos de elementos metálicos e não
metálicos.
Por existirem muitas fases cerâmicas, várias são as combinações possíveis de átomos
metálicos e não metálicos e podem existir vários arranjos estruturais diferentes dos materiais metálicos e
poliméricos.
Entretanto, há uma superposição considerável entre os materiais metálicos, cerâmicos e
poliméricos, particularmente quando aparecem semimetálicos.
Os materiais cerâmicos são: vidro, tijolo, pedras, concreto, abrasivos, vidrados para
porcelana, isolantes elétricos, materiais magnéticos não metálicos, refratários, etc.
As propriedades dos materiais cerâmicos dependem de suas estruturas. Por exemplo,
sua baixa condutividade é devida à imobilidade dos elétrons das ligações iônicas e covalentes.
Pela ausência total de escorregamento, os materiais cerâmicos apresentam as seguintes
conseqüências:
Não são dúcteis;
Podem ser solicitadas por tensões de compressão muitas elevadas, desde que não
se tenham poros presentes;
Existe a possibilidade teórica de se ter um limite de resistência à tração elevada.
2.7.2. Argilas:
Argila é a matéria-prima ativa usada juntamente com os desengordurantes (materiais
inertes) na fabricação de produtos cerâmicos.
Chama-se argila ao material formado de minerais (principalmente compostos de silicatos
e alumina hidratados) que têm a propriedade de formarem com a água uma pasta suscetível de ser
moldada, de secar e de endurecer sob a ação do calor.
As argilas da crosta terrestre foram formadas pela desintegração de rochas, sob ação
contínua e prolongada dos agentes atmosféricos.
Os tipos de materiais argilosos são muitos, mas somente três são importantes na
fabricação de produtos cerâmicos: caolinita, montmorilonita e micácea, todos com estrutura laminar ou
foliácea.
2.7.2.1. Classificação e propriedades:
Segundo sua estrutura as argilas podem ser de estrutura laminar ou foliácea e estrutura
fibrosa.
Segundo o seu emprego, as argilas são classificadas em: infusíveis, refratárias e fusíveis.
As infusíveis são praticamente caolim puro – após o cozimento têm cor branca
translúcida. São infusíveis a temperaturas altas. São usadas para fabricação de porcelana.
7
As refratárias são também bastante puras, não deformam à temperatura de 1.500o C e
tem baixo coeficiente de condutibilidade térmica. São usadas para revestimento de fornos.
As fusíveis são as mais importantes. Deforma-se e vitrifica-se a temperaturas menores
que 1.200o C.
São fusíveis as figulinas, que têm cor cinza azulada e são ótimas para tijolos e telhas; os
grês têm grande porcentagem de mica, cor cinza esverdeada e são empregados na fabricação de
materiais sanitários ordinários.
As margas, argilas calcárias, são usadas na produção de cimento e barro; a argila
ferruginosa, amarela esverdeada, para tijolos e telhas.
2.7.2.2. Ação do calor:Comportamento de cada grupo de argila, mediante o calor:
Caolinítica:
Perde pouca água até 400oC.
A esta temperatura perde água de constituição, muda a estrutura,
transforma-se em massa amorfa de sílica e alumina e aos 900oC a sílica e
a alumina se recombinam e cristalizam.
Montmorilonita: Até os 150oC perde quase toda a água, corresponde à de absorção e zeolítica.
Entre 400 e 600oC (450oC) elimina a água de constituição.
Até 300oC conserva rede cristalina, tendo modificação progressiva até 800oC onde se
destrói, transformando-se em massa amorfa de sílica e alumina, que depois se
recombinam e cristalizam.
Micácea:
7
Água de hidratação eliminada a 100oC. Entre 400oC e 700oC perde água de constituição. Entre 900 e 1000oC passa a estado amorfo. A seguir os constituintes combinam-se e formam novos minerais.
2.7.2.3. Efeitos do Calor Sobre as Argilas:
Aquecendo-se a uma temperatura entre 20 e 150º, ela somente perde a
água de capilaridade e amassamento. De 150 a 600º ela perde a água absorvida, e a argila vai se enrijecendo. Até aqui só
houve alteração física.
A partir dos 600º, começam as alterações químicas, em três estágios:
Primeiro estágio: a desidratação química, a água de constituição
também é expulsa, resultando o endurecimento, e as matérias
orgânicas são queimadas.
Segundo estágio: é a oxidação, os carbonetos são calcinados e se
transformam em óxidos.
Terceiro estágio: inicia a partir dos 950º, há a vitrificação, a sílica de
constituição e a das areias formam uma pequena quantidade de
vidro, que aglutina os demais elementos, dando dureza, resistência
e compactação ao conjunto. Aparece cerâmica propriamente dita.
2.8. GESSO
Gesso é um produto resultante da calcinação da gipsita que é encontrada
em depósitos naturais.
Dependendo da temperatura e condições de execução da calcinação
temos o gesso para estucador, o gesso de alta resistência e o gesso para reboco.
7
2.8.1. Fabricação:
A fabricação do gesso consiste em transformar o gesso natural bi-
hidratado em um gesso semi-hidratado.
Há três processos principais de fabricação que diferem pelo equipamento
de cozimento.
O cozimento de gesso nas caldeiras é o mais comum e apesar de a
produção ser inferior ao processo por tambor de secagem e por cozimento em
suspensão, permite obter um produto de qualidade mais estável.
A composição do gesso de alta resistência é a mesma da dos outros tipos,
somente sua estrutura cristalina é diferente. Os cristais são da mesma substância, mas
de tamanho maior, tendo uma área específica menor, exigindo, conseqüentemente,
menos água. Enquanto o gesso de construção exige 65% de água, no gesso de alta
resistência usamos-se somente 45%.
Explica-se a maior resistência por ser a pedra do gesso de alta resistência
bem menos porosa que a do gesso para construção.
O início de pega do gesso de alta resistência é semelhante ao de
construção.
Emprega-se esse tipo de gesso para estruturas internas de edifícios que
devem ser particularmente resistentes.
As características de qualidade do gesso são: a sua resistência,
mecânica, finura e rapidez de pega.
Analogamente ao cimento, quanto maior a quantidade de água, menor a
resistência mecânica. Quanto mais água, maior tempo de pega. Usa-se então amassar
o gesso com excesso de água para tornar a pasta trabalhável o tempo suficiente.
Juntando-se cal aumenta-se a resistência do gesso à umidade.
No Brasil usa-se o gesso apenas para placas, detalhes arquitetônicos ou
argamassa para revestimentos lisos.
Uma propriedade interessante do gesso é a de absorver, inicialmente,
grande quantidade de calor, protegendo os materiais por ele cobertos. Uma camada de
1,5 cm protege por mais ou menos 15 minutos, mas com 3 cm a proteção é de 45
minutos, quando a temperatura é menor que 100oC, com o fogo atingindo todas as
faces da estrutura.
7
É ótimo isolante sonoro, quando misturado com fibras vegetais ou
serragem de madeira.
2.8.2. Classificação:
Cimento Keene:
É outro aglomerante obtido da gipsita, de patente inglesa. A calcinação é
feita a uma temperatura maior que 200oC obtendo-se anidrita solúvel que, depois de
imersa em uma solução de 10% de alúmen é novamente calcinada a temperatura de
600oC e, finalmente, pulverizada semelhante ao cimento Portland branco.
O cimento Keene geralmente é usado em revestimentos: imitação de
pedras naturais (mármore). É bastante vantajoso devido à pega lenta facilitando os
retoques de acabamento.
Cal aérea:
É obtida do calcário com teor desprezível de argila. Faz-se o cozimento a
temperatura inferior à fusão (+/- 900oC), desprende-se gás carbônico restando a cal.
Suas propriedades variam de acordo com o tratamento a que for
submetido após calcinação e com o tipo de matéria prima.
2.8.3. Propriedades:
No estado em que se encontra no mercado, o gesso é um pó branco, de
elevada finura, cuja densidade aparente varia de 0,70 a 1,00 diminuindo com a grau de
finura. Sua densidade absoluta é de cerca de 2,7.
Como já foi dito, o gesso misturado com a água começa a endurecer em
razão da formação de uma malha imbricada, de finos cristais de sulfato hidratado.
Depois do início da pega, o gesso, tal como os outros materiais
aglomerantes, continuam a endurecer, ganhando resistência, num processo que pode
durar semanas (processo denominado pega).
7
2.8.4. Aplicações:
Na construção civil o gesso é usado especialmente em revestimentos e
decorações interiores. O material presta-se admiravelmente a esse tipo de serviço, quer
utilizado simplesmente como pasta obtida pelo amassamento do gesso com água, quer
em mistura com areia, sob a forma de argamassa.
O gesso é largamente utilizado na fabricação de ornamentos, painéis para
paredes e forros, etc., sempre produtos de fino acabamento.
A chapa de gesso acartonado é uma pedra condicionada de forma
industrialmente utilizável. Seu núcleo de gesso e o cartão que a reveste em ambas as
faces conferem-lhe as boas qualidades da pedra e da madeira.
Como a pedra, é resistente a fogo, a impactos, imune ao ataque de fungos
ou insetos, de absoluta estabilidade (não contrai nem dilata) e bom isolante termo-
acústico. Como a madeira, é flexível, fácil de cortar, perfurar, pregar e aparafusar. Por
outro lado, o cartão que a reveste confere-lhe uma superfície idêntica à massa corrida e
que aceita bem qualquer tipo de pintura. Outra vantagem do cartão é a facilidade de
colagem de materiais como: vinil, fórmica, madeira ou papel de parede.
A chapa de gesso acartonado tem várias aplicações, por exemplo:
forros, paredes, divisórias, pré-fabricados e revestimentos.
2.9. POLÍMEROS
Apesar de os materiais poliméricos serem cada vez mais utilizados na construção civil,
existe um desconhecimento generalizado de sua natureza, características e propriedades.
Os polímeros são a base de diversos materiais de construção, como, por exemplo: tubos,
eletrodutos, telhas, forros, domos, tintas, isolantes térmicos, revestimentos de paredes, pisos, selantes,
impermeabilizantes e outros.
Plásticos são sólidos moleculares denominados polímeros. A base da sua estrutura
decorre da ligação intermolecular. As propriedades e comportamentos dos plásticos resultam da
resposta de suas moléculas às condições térmica, mecânica e elétrica.
2.9.1. Deformação Viscosa:
7
Tensões de cisalhamento fazem com que um líquido escoe. A intensidade
do escoamento varia inversamente com a viscosidade. Muitos polímeros são líquidos
super-resfriados entre sua temperatura de fusão e vítrea e, portanto, estão sujeitos a
escoamento viscoso além da deformação elástica. A intensidade é usualmente baixa
porque a viscosidade é comumente alta.
Entretanto, mesmo com uma intensidade baixa, isto permite deformação
quando um polímero está sujeito a um carregamento por longo tempo. Igualmente, isto
permite o processamento por deformação do polímero a altas temperaturas. Ainda em
temperaturas bem altas ou sob carregamentos prolongados, o polímero se deforma
intensamente por fluxo viscoso (escoamento viscoso).
Portanto ele fica mais macio à medida que a temperatura aumenta até que
seja alcançada sua temperatura de fusão, onde o fluxo viscoso resulta significativo.
Os polímeros se deformam por deformação viscoelástica. Embora a
deformação seja acelerada quando a temperatura cresce acima da temperatura vítrea,
esse amolecimento não rompe as ligações covalentes dentro da molécula.
Em condições mais severas, entretanto, estas ligações podem ser
rompidas. Certamente, qualquer alteração resultante na estrutura afetará as
propriedades. Calor excessivo pode degradar o polímero quebrando as ligações.
Ambientes oxidantes podem provocar alterações químicas.
Além disso, radiação pode induzir cisão e, em certos casos, ramificação
ou ligação cruzada.
Os polímeros são freqüentemente usados como isolantes elétricos.
2.9.2. Definições e vantagens do uso:
Com o nome de plásticos, designa-se uma grande variedade de materiais
constituídos, fundamentalmente, pelo menos, por uma substância orgânica de grande
massa molecular e que, apesar de sólidos, em seu estado final, têm a possibilidade de,
em estágios de fabricação de peças acabadas, tornarem-se plásticos ou moldáveis,
geralmente, pela aplicação simples ou combinada de aquecimento e pressão.
Às substâncias orgânicas de grande massa molecular que entram na
composição dos plásticos, denominam-se polímeros. Usa-se, também, a denominação
7
“resina” pelo fato de alguns polímeros ter aspecto resinóide.
São, na quase totalidades, de origem sintéticas, produzidas por processos
químicos, obtidos de recursos naturais, como substâncias oriundas da destilação seca
da hulha, de derivados do petróleo, do gás natural da madeira, dos óleos vegetais, das
celuloses, das fibras de algodão, dos álcoois etílicos e metílicos, etc.
Além dos polímeros, entram ainda na composição dos plásticos outras
substâncias como: enchimento, corantes, pigmentos, plastificantes, catalisadores,
lubrificantes, solventes, etc.
Como materiais de construção, os plásticos têm as seguintes vantagens:
são leves e muito resistentes (levando em conta a baixa densidade. Têm boa
resistência química aos ácidos, bases, sais, etc.; baixa absorção da umidade; boas
qualidades como isolantes térmicos e elétricos; têm vida relativamente longa; baixas
perdas por atrito; causam pouca ou nenhuma contaminação; apresentam boa aparência
e são agradáveis ao tato; há facilidade na fabricação, instalação e reparos; têm baixo
preço de custo para as peças acabadas; as peças acabadas são produzidas por
processos relativamente simples e em grande variedade de cores; têm custo de
produção menor que os outros, no uso como material de substituição.
Apesar dessas vantagens, têm algumas desvantagens: pequena
resistência ao aquecimento; tendência ao envelhecimento; alto coeficiente de dilatação
térmica; pequena estabilidade dimensional; baixa resistência, em alguns casos;
necessitam mais freqüentemente de suportes; não resistem a certos solventes.
2.9.3. Classificação quanto ao comportamento quando aquecidos:
Os polímeros, ao serem aquecidos, se classificam em três categorias:
Termoplásticos – são aqueles que, por si ou pelo auxílio de um
plastificante conveniente, amolecem pelo aquecimento. A mudança de
sólido para um líquido viscoso, em temperatura conveniente, é irreversível.
Um polímero termoplástico pode ser reamolecido e remoldado tantas
vezes quanto se queira (Aplicações: pentes, escovas, revestimentos de
fios e cabos elétricos, peças de máquina de lavar roupa e refrigeradores,
raquete de tênis, etc);
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Polímeros termoestáveis ou termofixos – são originariamente fusíveis. Por
aquecimento e sob pressão, eles passam, com maior ou menor rapidez,
pelos três estágios sucessivos: amolecem (fundem), correm ou fluem e
depois endurecem, tornando-se definitivamente infusíveis; (Aplicações:
peças para telefones, varas de pescar, tacos de golfe, componentes de
aparelhos elétricos e eletrônicos, etc;)
Polímeros não moldáveis – são aqueles que, por si mesmos ou com
plastificantes, não fluem sob pressão e temperatura relativamente
elevada, pois sofrem decomposição. Exemplo: asbesto.
2.9.4. Classificação quanto as categorias:
As variedades dos plásticos são superiores a 23.000, mais de um modo
geral podem ser agrupados em um número pequeno de categorias:
Plástico tipo hidrocarboneto: uso mais comum em residências e escritórios
Material Ponto inflamação ( ºC) Ponto ignição ( ºC)
Polietileno 120 340
Polipropileno 40 80
Poliestireno 340 485
Poliisopreno (borracha) 180 485
Plásticos oxigenados:
Material Ponto inflamação ( ºC) Ponto ignição ( ºC)
Acrílicos 335 480
Feno-plástico 345 450
Poliésteres 345 450
Ésteres celulósicos 345 450
Plásticos halogenados (contém cloro):
Material Ponto inflamação ( ºC) Ponto ignição ( ºC)
Cloreto de Polivinil (PVC) 360 600
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2.10.TINTAS
Dos materiais de proteção, as tintas são os produtos mais usados para a
proteção dos materiais. São constituídos essencialmente, por uma suspensão de
partículas opacas (pigmentos) e um veículo fluído. Os pigmentos têm função de cobrir
e decorar as superfícies e o veículo fluído serve para aglutinar as partículas, formando
a camada protetora (película) resistente.
Atualmente, as tintas são fabricadas atendendo às mais diversas
finalidades. Assim existem tintas luminescentes, tintas que inibem o ataque de fungos,
bactérias e outros organismos e o principal a ser colocado neste trabalho, tintas
resistentes ao calor, à prova de fogo.
2.10.1. Propriedades:
Com exceção do aparecimento de novos pigmentos orgânicos, o grande
avanço que tem havido na tecnologia das tintas se deve a alterações efetuadas no
veículo. Isso pode ser feito, por exemplo, rearranjando-se duplas ligações,
combinando-se o óleo com resinas sintéticas, adicionando-se óleos sintéticos, etc.
Pro outro lado, nas tintas emulsionáveis, que apareceram no mercado em
1949, o veículo é uma emulsão em que a fase contínua é água e a fase dispersa, gotas
de óleo secativo, ou de um látex de borracha ou resina, podendo conter pigmentos e
outras substâncias.
As tintas são soluções constituídas de uma base inerte e de um pigmento
que cobre a base.
A base é constituída de óleos como linhaça e mamona. As tintas plásticas
utilizam o polivinil como base. Quando queimadas, soltam-se em camadas, sofrendo
pirólise e inflamando-se.
2.10.2. Resistência ao calor:
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A temperaturas elevadas causam a destruição das tintas comuns. O calor
pode, em primeiro lugar, empolar ou causar bolhas devido a expansão da película por
ação de vapores. Um aumento na temperatura causará a carbonização e desintegração
da película.
As modernas tintas e esmaltes resistentes ao calor, ou melhor, à
temperatura são formuladas com veículos à base de siliconas, pós-metálicos e
pigmentos estáveis ao calor. São usadas como acabamentos em fornos, chaminés,
colunas de destilação, câmaras de combustão.
Os pós-metálicos, como os de alumínio, zinco e estanho, protegem a
película por condução e reflexão de calor.
Grafite, mica, óxidos de cromo, antimônio, cobalto, sulfato de bário e
outros pigmentos dão cores estáveis até temperaturas relativamente elevadas.
2.10.3. Tintas retardadoras de combustão:
Os materiais combustíveis podem tornar-se menos inflamáveis pela
impregnação com compostos adequados ou pela aplicação de tintas retardadoras de
combustão.
A tinta não é resistente ao calor no sentido de que ela não se altera
quando sujeita a temperaturas mais elevadas. A efetividade da camada protetora, ao
contrário, depende da decomposição dos componentes da tinta pelo calor.
Esses componente tais como fosfato de cálcio e amônia, fosfato de
magnésio e amônia, vários boratos, carbonatos, óxidos metálicos básicos e compostos
orgânicos clorados, podem, durante o aquecimento normal, desenvolver amônia, água
e dióxido de carbono, que são agentes de extinção, isto é , são gases mais densos que
o ar, não comburentes e que evitam o acesso do O2 do ar à superfície.
Podem-se também incorporar às tintas certos materiais que fundem
formando uma camada de espuma vítrea. Esses materiais são chamados
intumescentes.
Alguns dos materiais produtores de gás citados acima são também
utilizados em tintas intumescentes.
Utilizam-se ainda veículos resistentes ao fogo e não combustíveis, tais
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como siliconas, defenila clorada e, como solutos, resinas cloradas, juntamente com
plastificantes estáveis ao calor.
A condução do calor é diminuída e a película é mecanicamente reforçada
por pó de mica, argila, silicatos e amianto.
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CAPITULO III
ELETRICIDADE E A INVESTIGAÇÃO PERICIAL
3. A ELETRICIDADE E A INVESTIGAÇÃO PERICIAL
3.1. Eletricidade e Incêndio:
O liame entre a energia elétrica e incêndio deve ser compreendido por aqueles que
atuam na investigação de incêndios assim como pelos profissionais que lidam com o projeto de sistemas
elétroeletrônicos.
O conhecimento dos fenômenos termelétricos individuais relacionados à eletricidade é
um dos pré-requisitos indispensáveis na formação técnica do profissional que lidará com a perícia de
incêndio. O conhecimento de tais mecanismos a nível pericial fornecerá uma visão crítica diferenciada,
voltada fundamentalmente para a segurança, não só para o profissional que atua na área de perícia, mas
também ao engenheiro, pois, no meio acadêmico, o estudo da relação entre incêndio e eletricidade não é
cogitado; a preocupação principal consiste na concepção do projeto dentro das normas de segurança dos
componentes da instalação, visando o menor custo possível. Esta visão impessoal não condiz com a
realidade de nosso país, onde os valores culturais e morais se refletem em uma falta de controle sobre a
fiscalização, particularmente dos trabalhos técnicos de natureza elétrica realizados, de forma que,
execuções práticas inaceitáveis ocorrem com freqüência, trazendo, para a sociedade, perdas materiais e
humanas significativas, além da redução no mercado de trabalho para engenheiros e técnicos.
Os estudos do mecanismo da eclosão do incêndio relacionado à eletricidade são fruto de
necessidades concretas do segmento que lida com a investigação pericial de incêndios, pois é fato que a
quase totalidade destes ocorrem ou estão relacionados com o uso da energia elétrica. O objetivo, então,
deste curso é fornecer conhecimento basico sobre as técnicas de análise dos fenômenos termelétricos
relacionados a eclosão de incêndios.
3.2. Princípio fundamental da investigação de incêndio elétrico:
O princípio fundamental da investigação de incêndio relacionado à eletricidade consiste em pesquisar as possíveis causas no sentido da carga para a fonte de energia elétrica, pois, normalmente as cargas elétricas darão origem aos incêndios. Quanto, mais próximo à carga estiver do foco inicial, maior a probabilidade de se chegar ao evento inicial do sinistro.
As cargas são os equipamentos elétricos que realizam algum tipo de trabalho mecânico,
geram energia térmica, na forma de aquecedores ou retiram-na, na forma de condicionadores e
refrigeradores, entre outros. Há ainda os equipamentos eletroeletrônicos que não estão incluídos nas três
classes descritas acima. Os componentes elétricos das cargas, a instalação elétrica associada, os
componentes da instalação e as conexões elétricas podem apresentar indícios de anormalidades
relacionadas ao sinistro e devem ser investigados metodicamente.
3.3. Equipamentos eletroeletrônicos:
Chamamos de equipamentos eletro-eletrônicos aqueles aparelhos de uso doméstico,
comercial e industrial, alimentados por energia elétrica e que possuem componentes elétricos ou
eletrônicos.
Em todo equipamento eletroeletrônico sob suspeita, o primeiro item a ser observado é a
posição da chave de alimentação do mesmo, se estava na posição ON, ligada ou OFF, desligada.
Entretanto, em caso de um incêndio muito forte, esta observação pode não ser possível. Ainda que a
chave esteja na posição desligada, o equipamento pode estar energizado, devido a falhas no isolamento
da chave geral, devido a configuração do circuito ou por algum mecanismo de tempo. A última palavra só
pode ser dada após a remoção da chave e desmontagem da mesma para testes de continuidade elétrica
e verificação do estado dos seus contatos. O objetivo é verificar o estado de energização ou não do
referido equipamento elétrico.
Se um curto-circuito for detectado no circuito interno, pode-se então provar que o
equipamento encontrava-se energizado durante o incêndio. A confirmação do estado de energização de
um dispositivo eletroeletrônico e a posição em que este se encontrava durante o sinistro pode levar a
investigação da origem do sinistro a uma possível causa.
Se o fusível de proteção, localizado no interior do equipamento, estiver fundido em sua
parte central também prova-se o estado de energização do referido equipamento.
Em equipamentos constituídos por relés ou circuitos de controle, a função de cada
circuito e o estado dos contatos deve ser estudado e a área de investigação deve então ser restringida. O
contato entre eles pode gerar faíscas elétricas com facilidade, fazendo com que um material isolante seja
percorrido por corrente elétrica.
3.4. Conexões elétricas:
Entende-se por conexões elétricas, neste texto, todas as ligações realizadas entre partes
distintas componentes de uma instalação tais como plugs, soquetes, conectores, terminais, réguas de
bornes ou amarrações de cabos, as quais são utilizadas para prover a continuidade elétrica em
determinado circuito.
A análise das conexões elétricas nos dispositivos também pode revelar ao perito
informações primárias sobre a investigação pericial. Certas conexões não são permanentes, como a
ligação de um plug a uma tomada, logo se um curtocircuito for identificado nos condutores (no sentido do
equipamento, após a tomada), indica que o cabo da conexão ao equipamento estava energizado, pelo
menos. Normalmente, quando um incêndio ocorre, e um plug estava conectado à sua tomada, os
terminais elétricos não se contaminam com fuligem. Se ocorrer a descoloração das lâminas, indica que a
fonte de calor foi fraca, a menos que o fogo se iniciou no contato entre as partes. Se o fogo originou-se
fortemente, com o plug inserido na tomada, as lâminas da tomada devem apresentar uma folga
equivalente a espessura do terminal do plug devido a perda de restituição mecânica por parte das
lâminas da tomada ou do soquete. Em resumo, o carregamento pode ser determinado pela contaminação
com fuligem, pela descoloração ou pela perda de restituição mecânica das lâminas.
Em resumo:RANTE O
INCÊN
IOUG
E TOMADANTEO estado de interruptores de parede e chaves rotativas de dimmer(s) deve ser verificado.
A análise de interruptores pode fornecer informações ao perito sobre o carregamento elétrico do circuito
durante o sinistro e mesmo sobre o nível de carga elétrica operado pelo respectivo interuptor. Os
dimmers podem levar perigo a instalação dependendo da qualidade do produto e da forma como é
instalado.
3.5. Chaves seccionadoras:Chaves faca, chaves seccionadoras e similares, podem ser analisadas quanto ao estado
durante o incêndio pela análise de contaminação com fuligem nas lâminas da chave e pela folga nas
lâminas do soquete, (fêmea) podem revelar o estado de energização da carga elétrica. Em outras
palavras, se as lâminas foram queimadas na posição “aberta”, as lâminas dos plugs apresentam-se
contaminadas somente com fuligem. Se estas foram queimadas na posição “fechada”, a contaminação
por fuligem não alcança as partes das lâminas engatadas. Dependendo da posição, se o incêndio for
intenso, nas imediações da chave, os contactos das lâminas perdem seu poder de restituição mecânica e
o punho da chave abre-se por ação da gravidade e pelo relaxamento mecânico dos contactos da mesma.
3.6. Disjuntores:
Disjuntores, dispositivos de segurança das instalações elétricas, projetados para proteger fiações
e equipamentos por meio do desligamento automático pelo efeito térmico ou magnético da sobrecorrente
elétrica no circuito protegido, os mais comuns são os eletromagnéticos e os termomagnéticos. Nos
disjuntores comerciais, há uma indicação em forma de um círculo que aparece na base do acionador do
dispositivo indicando que encontra-se fechado. Normalmente, um disjuntor visto na posição vertical,
estará fechado se o seu acionador estiver voltado para cima. Como este pode ser desligado
manualmente, na investigação pericial, deve-se verificar se este foi desligado manualmente, ou seja, se
estava desligado, ou foi desligado por proteção pela ocorrência do incêndio. Isto pode ser feito, pois
quando desligado manualmente, o acionador encontra-se voltado para baixo, e quando acionado por
proteção este permanece em uma posição intermediária entre a posição Ligado e Desligado, em outras
palavras, o disjuntor desarma.
3.7. Fusíveis:
Os fusíveis são os elementos mais simples e confiáveis para proteção das instalações
elétricas e também de equipamentos eletroeletrônicos. Estes últimos possuem, na maioria dos
equipamentos, corpo de vidro em forma cilíndrica com extremidades metálicas. A análise da forma como
o fusível rompeu-se pode oferecer elementos à investigação pericial.
A elevação gradual da corrente elétrica até um valor imediatamente acima da corrente
nominal provoca a fundição do elemento condutor na parte central do fusível.
Nota-se que o ponto central atinge temperaturas mais elevadas em virtude de ter menor
quantidade de material condutor e ser a área de menor dissipação térmica por condução de calor. A
queima não se dá rapidamente, mas a região do condutor afetada leva um certo tempo para fundir-se,
mas quando este processo se inicia torna-se bastante rápido. Observa-se que o corpo do fusível aquece
bastante.
O fusível é um elemento bastante confiável, entretanto não possui muita precisão quanto à espec
ificação da corrente de ruptura. Observa-se que o metal antes de romper-se, apresenta leve perda de
brilho, (descoloração) seguida de deformação mecânica do tipo flambagem, conseqüência do aumento
da elasticidade do metal. A figura abaixo representa a situação do fusível pouco antes de se romper.
Para se simular uma situação de sobrecarga, um fusível de é submetido a uma corrente
instantânea de cerca de quinze vezes a corrente nominal de ruptura. A corrente elétrica quando aplicada
de forma instantânea provoca a ruptura do fusível com grande rapidez, apresentando pequenos pontos
de fusão no interior do corpo de vidro decorrentes da grande densidade de corrente elétrica no meio
condutor, provocando rapidamente sua fusão. A figura abaixo mostra, esquematicamente, o estado do
fusível antes e depois do experimento.
Submetendo-se o fusível a correntes cerca de quarenta vezes a corrente nominal de
ruptura, percebe-se que densidade de corrente torna-se tão elevada, nestes casos, que o material
condutor do fusível, praticamente “vaporiza-se”, ou seja, ocorre o processo de desintegração do elo
condutor e pequenos pontos aderiram a parede do corpo do fusível, além deste ter apresentado um
pouco de escurecimento no seu interior. A figura esquemática abaixo ilustra esta situação.
3.8. Sobreaquecimento em aquecedores elétricos:Os aquecedores elétricos podem ser apresentados na forma de boiler(s), de aquecedores
de ambiente para saunas e residências, etc. O aquecedor, dentre todos os dispositivos elétricos é o mais
suspeito.
Normalmente o controle de temperatura nestes dispositivos é feito por meio de
termostatos. Em geral, os incêndios causados por aquecedores são mais aparentes devido ao fato deste
equipamento ser uma fonte de calor.
3.9. Balanço térmico:
No projeto e construção de aquecedores elétricos, o balanço térmico e a dissipação
térmica são fatores que devem ser levados em conta. A temperatura do equipamento e do ambiente que
o cerca, não deve ultrapassar certos valores. Uma falha no equipamento ou condições ambientais
imprevistas pode provocar a perda no balanço térmico resultando em sobreaquecimento e incêndio. Duas
são as causas principais do desbalanço térmico: excessiva concentração de calor e bloqueio da
dissipação térmica. O perito deve estar atento para o balanço térmico nos dispositivos elétro-eletrônicos.
Por exemplo, o bloqueio de aberturas de ventilação em equipamentos que geram calor, podem criar uma
situação potencialmente perigosa.
3.10. Curto-circuito:Quando partes da fiação elétrica, que apresentam diferença de potencial elétrico entram
em contacto direto, ocorre a formação de uma elevada corrente elétrica na fiação gerando centelhas e
que tendem a fundir os pontos que se tocaram. Curto-circuitos não interrompidos, provocam grande
dissipação térmica, provocando a deterioração do isolamento da fiação, e se este não confeccionado em
polímeros anti-chama, pode entrar em combustão. O curto-circuito pode ser indireto pela ligação de
partes desemcapadas de condutores em regiões condutoras como vigas metálicas gerando curto-
circuitos indiretos. Se o curto-circuito for direto, ou seja, pela ligação de dois fios condutores. Forma-se,
inevitavelmente um traço de fusão. O traço de fusão não garante a origem do incêndio, pois este pode
ter sido ocasionado, secundariamente, durante um incêndio que danificou a isolação.
3.10.1. Causas do curto-circuito:A causa mais comum de curto-circuito é a perda de isolação ou sua deterioração
ocasionada por algum agente externo aplicado continuamente ou intermitentemente sobre o condutor.
Por este motivo, os condutores devem ser acondicionados corretamente em eletrodutos ou amarrados
adequadamente em isoladores específicos. Por exemplo, se um condutor é fixado por meio de grampos
de forma que uma parte permaneça fixa e outra móvel, haverá movimento neste condutor que tenderá a
danificar o isolamento na região próxima ao grampo, podendo vir a causar um curto-circuito. Entretanto
há várias maneiras que o isolamento do condutor possa a vir ser danificado, destacam-se:
Dobramento da cobertura de isolação devido à instalação inadequada do condutor;
Retiradas de plugs de uma tomada pelo cordão de alimentação;
Pressão de móveis sobre ligações elétricas;
Abrasão da cobertura de isolação do condutor;
Tratamento impróprio das partes a serem isoladas resultantes de um processo de conexão entre
partes, mal realizada, por exemplo pela utilização de fitas durex ou fitas crepe, que ressecam ao
longo do tempo desprendendo-se do condutor elétrico;
Aceleração no processo de degradação do material isolante devido à sobrecarga na instalação
elétrica.
Utilização meios de conexão ou multiplicação de pontos de alimentação inadequados;
Utilização de conectores (plugs e tomadas) inadequados em função da carga elétrica utilizada;
Penetração de meios materiais metálicos no interior da cobertura isolante dos condutores
provocado por dilatação ou contração da estrutura ou reformas mal executadas;
Danos permanentes no isolamento dos condutores no porão ou telhado devido a ação de
roedores;
Manuseio impróprio da instalação elétrica.
Além dos discutidos, o curto-circuito em camadas, que pode dar origem a incêndios.
Este é gerado em enrolamentos de motores e transformadores. O curto-circuito entre camadas de
isolamento, provoca a redução na tensão terminal dos dispositivos mas eleva-se o nível de corrente
elétrica provocando sobreaquecimento.
Em um transformador a relação básica entre as tensões e correntes no primário e
secundário são dadas pela fórmula abaixo:
Observa-se que as grandezas tensão e corrente elétrica são inversamente proporcionais
em um transformador padrão. Na equação anterior N1 e N2 são os valores que descrevem o número de
espiras no primário e secundário. A deterioração no isolamento da fiação no enrolamento primário, por
exemplo, faz com que haja um pequeno curto-circuito entre espiras adjacentes no interior do
transformador, o qual não causará maiores problemas. Em grandes dispositivos, há proteções especiais
contra tais efeitos, mas em pequenos aparelhos não. Em caso de curto-circuito entre espiras do primário,
pode-se considerar que N1 está diminuindo, logo a relação N1/N2 está diminuindo, o que indica que a
tensão no secundário tende a aumentar. Tal aumento na
tensão secundária do transformador, aumenta o valor da corrente elétrica nos equipamentos alimentados
por ele.
Este aumento pode provocar uma sobrecarga na instalação decorrente do aumento na
corrente elétrica elevando o valor da potência elétrica dissipada. Em grandes equipamentos há
dispositivos eletro-eletrônicos destinados a proteger transformadores, geradores e motores, tais como a
proteção diferencial e o relé de detecção de gás, utilizado em transformadores. Curtos-circuitos provocam
sempre elevação de temperatura no interior de transformadores e geração de gás, no caso de
transformadores refrigerados a óleo mineral.
3.10.2. Corrente de curto-circuito:
Em curto-circuitos, a corrente elétrica não atinge valores ilimitados devido à lei de Ohm. A
corrente elétrica em um circuito qualquer é função da diferença de potencial aplicada e da impedância
elétrica do mesmo.
Sabe-se, também que a resistência elétrica de um condutor depende de sua geometria e
de sua natureza elétrica. Nas instalações elétricas, o valor de um curto-circuito dependerá da potência da
fonte de força eletromotriz, ou seja, da capacidade do transformador de distribuição e da impedância da
fiação elétrica dos circuitos da mesma.
Quanto maior a seção do condutor ou quanto mais próximo da fonte, (transformador)
maior será o valor da corrente de curto-circuito, pois a resistência da fiação elétrica é menor. Para uma
instalação residencial os valores de curto-circuito não ultrapassam a 1000A em média.
3.10.3. Características do incêndio causado por curto-circuito:Embora uma centelha provocada por um curto-circuito possua uma potência elétrica
elevada, dificilmente ela pode elevar a temperatura até valores da temperatura de ignição dos materiais
adjacentes.
Portanto, dificilmente um curto-circuito dará origem, diretamente, a um incêndio. Deve ser notado entretanto, que gases combustíveis, bolas de poeira ou materiais em suspençaõ dão
origem a incêndios devido a suas baixas capacidades térmicas. Nota-se ainda, que isolamentos de
condutores degenerados pela ação do calor, (normalmente devido a sobrecargas de natureza elétrica)
estando já aquecidos pela corrente elétrica ou carbonizados, estão também sujeitos a formarem um foco
de incêndio.
No caso de centelhamento por curto-circuito onde não há material gasoso ou poeira, a
chama desenvolve-se lentamente e origina-se a partir dos materiais localizados no foco do incêndio. A
chama caracteriza-se por ser localizada e desenvolver-se lentamente.
3.10.4 Traços de fusão:Sempre que há um curto-circuito, forma-se no condutor uma estrutura cuja forma difere
da forma original do condutor. Percebe-se que o material condutor funde-se em regiões concentradas, às
vezes perceptíveis apenas em microscópio. Estas estruturas formadas receberam o nome de traços de
fusão.
Traços de fusão são pontos diminutos detectados ao longo da fiação elétrica onde se deu
um curtocircuito. Este se caracteriza pela ação de deformação no material condutor, geralmente
indicando um pequeno ponto onde o material condutor fundiu-se e remodelou-se em um período de
tempo muito pequeno pela ação do curto-circuito. As dimensões do traço de fusão dependem da
quantidade de material condutor e da potência do circuito elétrico que entrou em curto-circuito. O traço de
fusão pode apontar para um foco inicial de um incêndio, mas também, ter sido formado,
secundariamente, pela ação do mesmo. Portanto há dois tipos de traços de fusão, os primários e os
secundários.
3.10.4.1. Traço de fusão primário:
“O traço de fusão produzido antes do incêndio iniciar-se e que originou-o, é chamado de traço de fusão primário.”
O traço de fusão primário é produzido quando a temperatura não é tão elevada antes do
momento da ocorrência do curto-circuito, mas localmente está atinge valores da ordem de 2000° a 3000°
C no momento do curto-circuito. Como resultado de tal elevação térmica localizada, a superfície do
material condutor em contato, funde-se dando origem, geralmente, a uma superfície polida, esférica e
concentrada. Na maioria das situações os materiais combustíveis não estão carbonizados quando
ocorre o curto-circuito e detritos ou restos de materiais não são localizados neste traço de fusão.
3.10.4.2. Traço de fusão secundário:
“O traço de fusão produzido pela combustão do material isolante sobre o condutor energizado (vivo) que veio a originar um curto-circuito é chamado de traço de fusão secundário.”
O traço de fusão secundário caracteriza-se por possuir menor grau de polidez, maior
rugosidade na superfície do traço que apresenta uma forma mais irregular. Podem ainda ser encontrados
restos de material, como a cobertura isolante fundidos junto ao traço. Entretanto, observa-se que quando
produzido logo após a deflagração do incêndio, quando a fiação de cobre não se encontra em
temperatura muito elevada, o traço de fusão secundário não apresentará grandes diferenças em relação
ao traço de fusão primário.
Outro cuidado a ser tomado na determinação entre a natureza dos traços de fusão é que
em situações onde o incêndio atinge temperaturas muito elevadas em torno do ponto de derretimento do
cobre, um traço de fusão primário apresentará poucas diferenças em relação ao secundário quanto a
forma e rugosidade.
A análise de um traço de fusão deve ser feita através de equipamentos específicos
auxiliares como a lupa tridimensional. Este equipamento promove a ampliação da imagem em três
dimensões, adequada à análise minuciosa da amostra submetida aos testes de verificação.
Embora o incêndio, causado por curto-circuito, seja grosseiramente caracterizado pelas
condições da queima do material e pela formação de traços de fusão, nenhuma destas ocorrências
isoladas pode ser considerada evidência decisiva para se afirmar sua causa. Portanto, se o incêndio foi
ou não causado por curtocircuito, a análise criteriosa da disposição e manuseio da fiação elétrica, da
combustibilidade de materiais ignizados, das condições da queima no foco do incêndio, das
características dos traços de fusão e da possibilidade de outras fontes ígneas permitirão ao perito
consolidar ou descartar hipóteses.
3.11. Sobrecarga:Toda fiação elétrica possui uma faixa de trabalho que pode operar seguramente sem que
ocorra degradação da isolação. A corrente máxima que um condutor pode suportar em regime contínuo
de trabalho é chamada de máxima corrente admissível, o valor de corrente elétrica que ultrapassa este
valor é chamado de corrente elétrica de sobrecarga na fiação elétrica. Se a corrente elétrica atingir
valores ainda maiores a temperatura no condutor pode atingir o limite em que o isolamento não mantém
mais as suas características elásticas e pode provocar um curto-circuito, esta é chamada de temperatura de curto-circuito.
Ampacidade é a capacidade máxima, em Ampères, em regime contínuo de
carregamento, que um condutor elétrico suporta a uma temperatura preestabelecida, normalmente 70 °C.
Na tabela abaixo, encontram-se as temperaturas máximas de operação em regime
contínuo, sobrecarga e curto-circuito para os tipos de condutores mais comuns. Estas temperaturas são
obtidas submetendo-se o condutor a passagem de diferentes valores de corrente elétrica.
*PVC 70 100 160PET 70 90 150250PR 90 130 250
Para um condutor com a mesma seção transversal, o tipo do isolamento definirá sua
máxima corrente admissível. Quanto maior a temperatura que o condutor suporta, maior será a máxima
corrente admissível. Pode ocorrer sobrecarga em qualquer dispositivo elétrico, desde de este seja
submetido a valores de corrente acima dos valores nominais estabelecidos pelo fabricante. Por exemplo
uma tomada comum é projetada para uma corrente elétrica de 10A. Se esta for ligada a um chuveiro
elétrico que consome em média 20A, ocorrerá uma sobrecarga perigosa neste dispositivo. Portanto, não
é só a fiação elétrica que pode ser submetida à sobrecarga mas todos os dispositivos que constituem
uma instalação elétrica.
Entre as causas de sobrecarga pode-se destacar o aumento do número de equipamentos
elétricos ligados a um determinado circuito de forma que a máxima corrente admissível seja
ultrapassada. Deve-se notar que a máxima corrente elétrica admissível não é só afetada pelo tipo do
material isolante, mas também, pela forma que é instalada a respectiva fiação. Se os condutores forem
instalados de forma que a troca de calor com o ambiente seja prejudicada a temperatura limite
operacional pode ser atingida mesmo com a corrente abaixo da máxima corrente admissível. Os
projetistas de instalações elétricas utilizam fatores de correção da máxima corrente admissível em função
do local de instalação ou do agrupamento de condutores em um mesmo eletroduto.
Portanto, o excesso de equipamentos elétricos ligados a um determinado circuito elétrico
provoca um aumento no consumo de corrente elétrica, já que P=V.I, onde V é constante. Se a corrente
elétrica ultrapassar o valor da máxima corrente admissível, o isolamento do condutor iniciará um
processo de degradação que pode ser mais ou menos acelerado. Outro fator é a forma de dissipação do
calor gerado pela fiação elétrica. O excessivo agrupamento de condutores elétricos, ou sua instalação em
locais de elevado isolamento térmico pode provocar, mesmo sob correntes inferiores a máxima corrente
admissível a deterioração do condutor. Este processo tende a provocar curto-circuitos dando origem a
incêndios. A filosofia de perícia japonesa não admite a ocorrência de incêndios por sobrecarga, pois
afirmam textualmente:
“Normalmente, métodos de proteção dos circuitos utilizados como chaves de
desligamento e disjuntores não permitirão que a corrente elétrica ultrapassa o valor da máxima corrente
admissível pré-definida. Não há a possibilidade de incêndio causado por sobrecarga.”
Esta afirmação não pode ser considerada totalmente válida para a realidade brasileira
pois:
Normalmente, em nosso país, os disjuntores dimensionados para uma determinada carga, são
substituídos por outros de valor nominal superior para evitar que estes desarmem em caso de
sobrecarga sem a troca da respectiva fiação elétrica.
Ainda que para situações de curto-circuito os disjuntores desarmem, muitos incêndios podem ser
provocados pela inflamação de materiais combustíveis sólidos ou líquidos que estejam nas
adjacências de circuitos sobrecarregados que não venham a ser desligados pelo disjuntor devido
a modificações na instalação elétrica.
Devido a fatores alheios, cuja análise foge ao objetivo do curso, as instalações elétricas são
executadas, modificadas por pessoas totalmente despreparadas criando sitações potencialmente
críticas.
Assim que a corrente elétrica ultrapassa o valor da máxima corrente admissível, a
temperatura começa a subir ligeiramente. Se esta temperatura ultrapassar a temperatura máxima de
operação em regime contínuo, a degradação do isolamento terá início. Se, ainda tais condições
permanecerem por um longo período, o material isolante tornar-se-á degradado a ponto de poder
provocar um curto-circuito, o qual poderá resultar em um incêndio. Conforme mencionado a sobrecarga
invariavelmente terminará em um curto-circuito na fiação (a menos que o incêndio ocorra antes, o que
não é comum). Portanto, somente a observação do estado da queima dificilmente permitirá a avaliação
se a sobrecarga foi ou não a origem do incêndio. Particularmente em caso de sobrecarga, o traço de
fusão encontra-se muito carbonizado e portanto a tipificação mesmo pode não ser estabelecida com
segurança, entretanto, a sobrecarga fornece informações ao perito fora do foco de incêndio ou mesmo
fora deste. O sentido da degradação do isolamento revela ao perito se houve ou não sobrecarga em uma
determinada fiação. Dependendo da ação das chamas a fiação elétrica pode ser totalmente consumida
ou só parcialmente em um incêndio. No caso da fiação ser consumida parcialmente, o sentido do fluxo do
calor é facilmente observável mesmo com uma lupa comum. Se o isolamento do condutor estiver
degradado no seu interior e íntegro na parte exterior, pode-se afirmar que seguramente ocorreu
sobrecarga, pois no caso da fiação danificada em um incêndio o fluxo do calor é de fora para dentro.
Quando o perito estiver analisando se a sobrecarga foi ou não a origem do incêndio, a
primeira coisa a fazer é verificar a causa da sobrecarga, a máxima corrente admissível na fiação. o valor
total do consumo de corrente elétrica dos equipamentos inerentes, a condição de instalação da fiação,
problemas com o circuito e utilização de extensões devem ser verificadas.
O curto-circuito causado pela sobrecarga é disparado pela destruição do material isolante
devido seu ao aquecimento. Por esta razão, este problema é muito freqüentemente encontrado em
fiações que instaladas inadequadamente possuem a dificuldade de liberar o calor gerado.
O estudo da sobrecarga elétrica e dos condutores com isolamento em PVC antichama
revela certas conclusões importantes:
Diversos materiais comumente utilizados nas edificações são combustíveis e apresentam
temperaturas dos pontos de ignição superiores à temperatura de cu rto-circuito dos condutores
de PVC, (160° C). Pode-se afirmar, portanto, que o condutor elétrico, por mais sobrecarregado
eletricamente que possa estar, apresentará um curto-circuito se houver formação de um percurso
alternativo para a corrente elétrica, antes
que combustíveis nas imediações atinjam seus pontos de ignição. Logo, a sobrecarga conduz a um
curtocircuito na maioria dos casos.
É possível, entretanto, que a temperatura nos meios condutores ultrapasse os 1000°C, sem
ocorrência de um curto-circuito, devido à inexistência de percurso, ou seja, mesmo com a perda
das condições de isolamento não ocorre o curto-circuito pois os condutores que apresentam a
ddp não se tocam. Normalmente, isto não ocorrerá com fiações dispostas em eletrodutos, pois
estes encontram-se retorcidos e levemente tensionados. O escoamento do material isolante
certamente provocará um curto-circuito. Quando não há curto-circuito envolvido, pode ocorrer
incêndios, com muito mais freqüência devido a outros fenômenos como a desconexão parcial do
que pela sobrecarga elétrica em condutores.
A borracha de etileno-propileno é o isolamento mais comumente utilizado nos condutores
norteamericanos. Não se utiliza o PVC para fins de isolamento elétrico nos EUA, conforme é utilizado no
Brasil. A despeito de suas melhores características elétricas a borracha de etileno-propileno é muito mais
cara do que o PVC antichama.
Para se ter uma idéia, este tipo de isolamento só é utilizado largamente no Brasil para
cabos de alta tensão, acima de 1KV. Apesar das melhores características do EPR, a NPFA 70 normatiza
também o uso do EPR fluorado, FEP, que segundo alguns recentes estudos, libera componentes tóxicos
em casos de incêndio. A introdução dos halons nos EPR(s) melhoram seu comportamento diante de
situações de resistência ao fogo e também aumenta o desempenho elétrico permitindo uma maior
capacidade de transmissão, seja em ampacidade ou em freqüência, entretanto, em incêndios o
FEPfluorado libera derivados da combustão altamente prejudiciais à saúde.
3.12. Desconexão parcial:A desconexão parcial é um fenômeno específico que ocorre com fiações flexíveis,
utilizadas largamente, que consiste em um processo gradual de degradação do condutor, do isolamento
ou de ambos, provocando interupções freqüentes no fornecimento de energia a uma determinada carga
elétrica, que, normalmente, termina
com o seccionamento completo do condutor.
A desconexão parcial provoca intenso centelhamento, este, ainda que de baixa potência
possui elevada temperatura, e quando em contato com materiais combustíveis provoca uma rápida
ignição. Esta desconexão pode ser ocasionada por diversos fatores, mas normalmente por esforços
mecânicos no condutor. O isolamento do condutor é composto de um polímero, normalmente o PVC que
não é projetado para sofrer determinadas solicitações. Esforços mecânicos, impactos no fio por objetos
cortantes, excesso de movimento no condutor, entre outros fatores, podem provocar a interrupção parcial
ou total no condutor.
Quando as partes seccionadas se tocam, ocorre a condução de corrente e a formação de
diminutos traços de fusão primários devido ao grande aumento na densidade de corrente elétrica na
região. Ainda que o condutor não esteja totalmente seccionado, o nível de corrente elétrica pode provocar
a formação de traços de fusão.
Neste caso, a confirmação da ocorrência do fenômeno de desconexão parcial pode ser
assegurada.
A ilustração típica do fenômeno de desconexão parcial em um condutor flexível, que não
provocou seu seccionamento completo. Haverá uma elevação na densidade de corrente elétrica na
seção que permaneceu conectada o que provocará uma elevação na potência elétrica dissipada por
unidade de volume, provocando um aquecimento puntual muito grande, que em situação de regime
operacional permanente provocará danos ao isolamento, a interrupção do condutor, que poderá se dar
com centelhamento intenso ou não gerando os pequenos traços de fusão mostrados logo abaixo do
filamento de condutor conectado.
Em extensões elétricas, utilizadas com frequência, vários fenômenos podem ocorrer
associados a uma desconexão parcial:
Quando a parte desconectada parcialmente é movida em condição de carga, centelhas são
geradas dentro do condutor na região da área afetada em decorrência da modificação da
geometria do condutor e conseqüente variação de densidade de corrente elétrica.
Se há corrente elétrica fluindo pela parte com resistência de contato, calor será gerado na
região de má conexão aquecendo o isolamento do condutor, pois, neste caso vale a relação:
onde RC é a resistência elétrica medida entre os pontos de má conexão e I é a corrente elétrica
que circula na extensão.
Se a extensão danificada for utilizada por um longo período, lembrando que,
uma quantidade de energia será convertida em calor a ponto de danificar o isolamento do condutor e
ocasionar o aparecimento de mal cheiro devido a deterioração do isolamento de PVC do condutor em
um primeiro estágio.
Se uma condição de queima for detectada a partir de uma desconexão parcial de uma
extensão, mesmo estando sem condições de carga, esta pode ser considerada como uma boa candidata
a elemento deflagrador do incêndio.
Podem ser observadas diferenças entre traços de fusão ocasionados por curtos-circuitos
e por desconexão parcial. No primeiro caso, mesmo que o condutor não seja rígido, mas composto por
diversas veias, estas apresentam-se ligadas por uma única pérola. Já no caso do traço de fusão gerado
em condições de desconexão parcial, observa-se que este é de dimensões muito menores do que no
primeiro caso e que o traço de fusão sofreu influências de deslocamentos mecânicos.
3.13. Contato imperfeito:
Há dois tipos de contatos imperfeitos encontrados em instalações elétricas. O contato
imperfeito originado por má conexão mecânica entre partes e o contato imperfeito ocasionado pela
formação de óxido cuproso.
3.13.1. Resistência de contato:
A resistência elétrica inerente às conexões elétricas entre os materiais utilizados nos
sistemas elétricos é chamada de resistência de contato. Por exemplo, um plug em uma tomada, há uma
resistência de contato na ligação do plug com a tomada de energia. Uma ligação de um terminal a um
borne de uma régua. A emenda em um fio de telefone, etc. Normalmente, esta resistência é de um valor
baixo, no entanto é puntual, ou seja, a dissipação térmica ocorre em uma região concentrada. A elevação
da carga elétrica, provoca elevação na corrente o que provocará, pela lei de Joule, um aumento
considerável na dissipação térmica nesta resistência.
Esta por sua vez pode elevar-se devido a conexões elétricas mal realizadas e com a
própria elevação da temperatura local. Este efeito é pronunciado em sistemas de distribuição de energia
em 110Vca, em conexões de chuveiros e aparelhos de ar condicionado. O aquecimento em resistências
de contato é uma causa comum de
incêndios de origem elétrica. Portanto, deve-se sempre manter os conectores bem firmes às respectivas
tomadas, e utilizar tomadas de alimentação dimensionadas para suportar a corrente elétrica em função
da carga projetada.
Uma tomada de uso comum é projetada para a corrente de 10A, logo não deve ser
utilizada para alimentar um chuveiro elétrico ou um aparelho condicionador de ar, cujas correntes
ultrapassam este valor.
A desestruturação do condutor no interior do isolamento também gera uma resistência de
contato, ou seja, uma desconexão parcial no interior do condutor, que pode ser de valor não constante
durante um determinado intervalo de tempo. Esta geração de calor de forma puntual pode provocar uma
elevação da temperatura de modo que a máxima temperatura em regime contínuo seja atingida e o
condutor inicia um processo de degradação. Em outros casos, forças mecânicas aplicadas
intermitentemente ou continuamente sobre uma parte de um condutor mal instalado, pode danificar o
isolamento do mesmo e provocar um curtocircuito no ponto onde o isolamento foi danificado por ações
mecânicas. Não se deve confundir a desconexão parcial com o contato imperfeito. O termo desconexão
parcial é empregado especificamente para condutores elétricos danificados com redução da seção. Ao
passo que Contato imperfeito sugere todos os tipos de contato elétrico que provocam desprendimento de
energia térmica. Rigorosamente, desconexão parcial é uma forma de contato imperfeito, entretanto, na
perícia, há esta distinção.
Uma desconexão parcial gera uma resistência de contato. A maioria das resistências de
contato aparecem por má conexão mecânica entre condutores, terminais, réguas de bornes, entre outros
dispositivos, devido a uma pequena folga existente nas partes conectadas. Esta folga provoca a repetitiva
desconexão e conexão das partes sempre que o condutor se move ou devido a vibrações mecânicas de
natureza diversa, provocando o aparecimento de centelhas. Se uma extensão é utilizada por um longo
período, nestas condições, grafite será gerado no interior do isolamento. Por este estado de grafitização
do isolamento, circulará uma pequena corrente que contribuirá com a elevação da temperatura local. Em
um estágio de avançada grafitização do isolamento, este apresentará rompimento da rigidez dielétrica e
gerará um curto-circuito.
Enquanto a fiação não apresentar estado de grafitização avançado, a corrente elétrica de
carga é a principal responsável pela deterioração do isolamento do condutor. Mas, quando a grafitização
encontra-se em estado avançado, com corrente de carga ou sem corrente de carga, haverá crescente
deterioração no estado do condutor conduzindo a um curto-circuito devido a corrente de fuga que circula
na parte grafitizada.
O perigo de conexões mal feitas, como o caso universal do benjamim ou T, alimentando
mu itas cargas elétricas elevadas está na resistência de contato criada na conexão do plug com a tomada
de força criando um estado de grande aquecimento localizado elevando a temperatura a ponto de
ocasionar a combustão de materiais adjuntos à região da conexão elétrica.
A resistência de contato aumenta com a diminuição da pressão de contato entre as
partes conectantes pela diminuição da superfície de contato e pela formação de um filme de oxidação
local. Conforme a resistência de contato aumenta, aumenta também a potência dissipada e a
temperatura local, aumentado o filme de oxidação local.
Contatos imperfeitos devem ser evitados, principalmente, em circuitos que utilizam níveis
elevados de corrente elétrica, independentemente do nível da tensão utilizada. A nível de instalações
elétricas em baixa tensão, onde as tensões utilizadas situam-se na faixa de 110V a 440V, correntes
acima de 20 A tornam-se perigosas em circuitos onde há resistências de contato tais como plugs,
conectores, bornes de aparelhos, contatos elétricos de relés ou contatores, contatos de seccionadoras e
réguas de conexão elétrica entre outros.
Deve-se salientar que, quanto menor o nível de tensão, maior será a corrente elétrica
necessária para alimentar uma determinada carga elétrica.
3.13.2. Óxido cuproso:
O filme de oxidação é formado pelo aquecimento das partes em contato. Este filme tende
a aumentar decorrente de um processo contínuo de aquecimento e permanece a nível superficial. Este
filme de cobre normalmente é do tipo CuO, monóxido de cobre, em casos especiais, entretanto, há
formação de Cu2O, óxido cuproso ou monóxido de dicobre. Uma vez iniciado o processo de formação do
óxido cuproso, este aumenta emitindo luz e calor. Este processo é chamado de geração de calor pela
criação de óxido cuproso.
Características peculiares do Cu2O:
O óxido cuproso não pode ser identificado por mera inspeção visual. A fuligem do
incêndio mascara suas características. O óxido cuproso é frágil e quebra-se quando pressionado
levemente por lâminas cortantes por exemplo. A superfície de Cu2O possui brilho metálico na tonalidade
cinza prateado. Observado em microscópio com fator de ampliação de 20 vezes, cristais semelhantes a
cristais de rubi podem ser identificados e são característicos de Cu2O. Se puderem ser identificados, nas
partes de amostras encaminhadas ao laboratório, haverá fortes indícios, baseados em tais evidências
físicas, para se apontar a causa do incêndio.
O Cu2O comporta-se conforme um semicondutor pois sua resistência elétrica varia
segundo uma função exponencial negativa com a temperatura. O valor mínimo é atingido a cerca de
1000 °C o que indica que no processo de geração de calor a temperatura pode atingir esta faixa térmica,
ainda que, de forma localizada.
Comparado com os casos de geração de calor por resistência de contato, geração de
calor pela criação de óxido cuproso pode ser considerado um fenômeno raro.
O gráfico acima estabelece a relação entre a temperatura e a resistência ôhmica do monóxido de dicobre.
O valor da temperatura aumenta com a redução da resistência.
3.14. Grafitização:Basicamente o carbono apresenta-se de três formas: o diamante, o grafite e formas de
carbono amorfas. O carbono é originalmente um mal condutor, rigorosamente apresenta em sua camada
de valência quatro elétrons que o classifica como um semicondutor. O grafite, por outro lado, devido à
sua estrutura cristalina apresenta-se com relativa condutividade elétrica. Quando o carbono é aquecido, a
altas temperaturas, este cristaliza-se parcialmente, em núcleos, tornando-se grafite.
Em circuitos elétricos, chaveamento é o processo em que equipamentos elétricos são
ligados e desligados de forma ordenada para a execução de alguma tarefa específica. O chaveamento
gera centelhas elétricas, que podem carbonizar substâncias em ambientes contendo materiais orgânicos.
O desenvolvimento deste processo provoca a grafitização parcial nestas substâncias, aumentando muito
a condutividade do meio, gerando correntes de fuga. Estas correntes de fuga circulando em meios
grafitizados geram calor. Este fenômeno é conhecido por grafitização.
O grafite pode ser gerado do piche elevando-se sua temperatura na faixa de 2700° a
3200°C. Com concentrações menores de oxigênio, o grafite pode ser obtido a temperaturas bem
menores. Portanto, a temperatura e a concentração de O2 são os elementos principais na produção do
grafite.
Os centelhamentos que ocorrem nos circuitos elétricos são de elevada temperatura,
cerca de 2000°C, o que provoca a carbonização e a grafitização em materiais orgânicos como a
baquelite. Se o condutor for aquecido por efeito Joule, até gerar luminescência, sua temperatura pode
atingir os 1000°C. Neste caso, qualquer material orgânico em contato com este condutor será grafitizado
rapidamente pela baixa concentração de O2.
Madeiras em locais estagnados podem grafitizar-se pela ação do calor irradiado pelas
chamas em um incêndio. Este efeito é semelhante à produção industrial do carvão.
O centelhamento nos circuitos elétricos carbonizam e grafitizam materiais orgânicos
próximos. Apesar de alta, a temperatura da centelha possui pequena capacidade térmica. A quantidade
grafitizada é mínima. Até o ponto em que possa haver circulação de corrente elétrica de fuga na parte
grafitizada, tem de haver muitas centelhas elétricas no ponto de grafitização. Uma corrente de fuga
circula então pela parte grafitizada do circuito.
Apesar de possuir uma resistência baixa, esta pode ser considerada elevada se
comparada a dos metais, logo, pequenos valores de corrente de fuga podem provocar grande
aquecimento na parte grafitizada devido aos seus valores de resistência elétrica. Com a elevação
térmica, os processos de carbonização e grafitização tendem a aumentar.
Em um estágio inicial de grafitização, a corrente de fuga é pequena e o calor gerado em
uma determinada área é muito concentrado. Logo, o material isolante não é queimado de forma aleatória
mas, da parte interior para a exterior do isolamento do condutor em uma forma de combustão sem
chama. Este estado desenvolve-se e dá
início a uma combustão que se propaga aleatoriamente podendo transformar-se em um incêndio.
Atualmente, utilizam-se condutores, em sua grande maioria com isolamento de PVC, que é um não
propagador de chama, ou seja, o isolamento por si só não propagará a chama do incêndio. Esta
característica apresenta uma segurança adicional. Entretanto, apesar de não propagadores de chama
estes propagam o calor interno dos condutores podendo inflamar secundariamente outra substância
próxima a ele.
Para se investigar se a grafitização ocorreu ou não, a resistência elétrica da amostra
carbonizada deve ser medida. Uma referência grosseira para este julgamento é de aproximadamente
100 /cm ou menor. Pelo fato do grafite ser um material altamente combustível e poder ser produzido
pela própria ação das chamas do incêndio, a medição da resistência elétrica não se constitui em
processo suficiente para se assegurar a origem da grafitização na amostra.
O local onde o grafite for produzido deve ser o caminho mais curto possível, ou seja, de
menor rigidez dielétrica é a precondição da formação do grafite é que este ocorra a partir do interior para
o exterior da amostra.
Se a grafitização ocorrer por centelhamento devido desconexão parcial, um traço de
fusão deve ser observado na amostra.
Se um processo de grafitização dá origem a um incêndio, este terá a forma de um
incêndio sem chamas, normalmente com um queima intensa e puntual. Se o incêndio for de grande
escala, a queima decorrente será elevada e os indícios de queima sem chama poderão ser perdidos.
Quando a madeira é grafitizada pela passagem da corrente elétrica, este grafite é
queimado gerando calor, grande luminosidade, cinzas e mais grafite. Este processo se repete
provocando escavação na madeira ou no material isolante qualquer.
Um forte indício da presença de grafitização é a perda de material isolante em
profundidade.
A diferença básica entre processos de grafitização causadores de incêndio e causados por incêndio reside nas dimensões da região atingida. No primeiro caso, a área atingida é bastante concentrada e profunda, enquanto que no segundo é bastante dispersa e superficial.
3.15. Corrente de Fuga:
Toda a corrente elétrica que circula por meios não previstos é chamada de corrente fuga.
Os sistemas de distribuição residencial são aterrados, ou seja, um lado da fonte de força eletromotriz está
ligada ao potencial do solo. A figura a seguir mostra um exemplo de rede elétrica responsável pelo
fornecimento de energia elétrica segundo os padrões nacionais de fornecimento de energia elétrica para
consumidores em baixa tensão. Trata-se de um transformador trifásico instalado, por meio de suportes
em aço galvanizado, em poste de energia que utiliza tensão de linha, em corrente alternada,
normalmente na faixa de 13800V. Este transformador está ligado em delta no circuito de alta e em estrela
aterrada no circuito de baixa. A haste enterrada dentro da caixa de inspeção funciona como eletrodo de
aterramento para o transformador.
Este procedimento é adotado por questões de segurança. Em caso de falhas no
isolamento do transformador de distribuição, as correntes primárias de alta tensão são desviadas para a
terra. O condutor que não está aterrado, conhecido por condutor fase, está a um potencial na faixa de
110V a 220V em relação ou neutro. Nesta situação, qualquer falha no isolamento deste condutor, poderá
dar origem a uma ligação elétrica com algum material que esteja ligado à terra, fechando o circuito
elétrico, dando origem a uma corrente de fuga.
Esta corrente de fuga também ocorre em equipamentos elétricos e por este motivo,
devem ser aterrados. Dependendo do valor da resistência elétrica, a corrente de fuga pode provocar
sobreaquecimento excessivo puntual provocando um incêndio.
Pontos metálicos na estrutura em contato com a rede elétrica podem dar origem a fortes
correntes de fuga. Outra situação pior está representada na figura acima onde uma pessoa recebe uma
corrente elétrica devido a falha na isolação do chuveiro elétrico. No corpo da pessoa passará a corrente
de fuga entrando por seu braço e saindo pela planta dos pés para o piso do banheiro. O retorno da
corrente elétrica se dará pelo aterramento da fonte de força eletromotriz em corrente alternada. O
diagrama elétrico acima ilustra esta situação.
A corrente de fuga passa pelo corpo da pessoa e flui para a terra retornando pelo
aterramento da fonte. Deve-se notar que:
A corrente elétrica total que alimenta o equipamento elétrico é igual a corrente elétrica de
retorno do equipamento adicionada à corrente de fuga devido a primeira lei de Kirchhoff. Na ilustração
acima, a corrente de fuga não ultrapassa dezenas de miliamperes, entretanto, o valor da corrente de fuga
só dependerá da resistência elétrica do circuito de fuga formado.
Foram desenvolvidos disjuntores especiais que detectam correntes de fuga de valores na
faixa de dezenas de miliampères, a fim de proteger os usuários contra correntes de fuga. Estes
disjuntores são conhecidos como dispositivos de corrente residual.
Na análise da corrente de fuga, três pontos são fundamentais: o primeiro é o ponto onde
se dá a ligação entre a rede de energia e o circuito da corrente de fuga, o segundo é o ponto de origem
do incêndio por sobreaquecimento e o terceiro é o ponto onde a corrente elétrica encontra o aterramento.
Uma precondição para que o incêndio seja causado por corrente de fuga é que qualquer
parte da isolação do condutor fase esteja danificado e que partes metálicas da instalação tenham contato
com o condutor. A corrente de fuga poderá, ainda se dar indiretamente, por meio da perda de isolação de
algum equipamento elétrico que possua partes metálicas que se tornem energizadas e que venham a ter
contacto com a terra, inclusive por meio de pessoas. Nestes casos, as correntes de fuga não atingem,
normalmente, valores elevados, entretanto na primeira hipótese, as correntes de fuga poderão atingir
valores muito elevados entre centenas e milhares de ampères. Se a perda de isolação do condutor se der
antes do disjuntor geral da residência, a corrente de fuga não será interrompida (pois o disjuntor não verá
o defeito) e será de valor muito elevado, devido à proximidade com o transformador da concessionária.
Eletrodutos metálicos instalados incorretamente, sem buchas, podem provocar danos ao
isolamento dos condutores originando correntes de fuga entre o condutor fase e o eletroduto metálico.
Conexões entre condutores instalados no interior de eletrodutos metálicos são os pontos mais prováveis
a dar origem a correntes de fuga.
Umidade no interior da edificação pode provocar em associação à poeira centelhamento
no interior de eletrodutos e caixas de passagem de eletricidade danificando parcialmente o condutor
grafitizando-o o que pode vir a originar correntes de fuga. Nestas situações recomenda-se que emendas
entre condutores devam ser confeccionadas com fitas autovulcanizáveis para se evitar a fuga de corrente
que circulará pelo condutor sujo de poeira e umidade.
Os passos utilizados para a investigação do ponto de origem são limitados à d
eterminação do ponto de origem do incêndio e pela identificação da fonte que o provocou. Se a
possibilidade de incêndio causado por corrente de fuga for levantada, a investigação inicia-se do ponto
onde se deu a fuga de corrente seguindo o circuito no sentido do ponto de aterramento. Geralmente, o
foco inicial ou seja a origem do incêndio é determinada por inspeção direta da área sinistrada. A corrente
de fuga segue caminhos onde há presença de materiais condutores de eletricidade, tais como
tubulações, caibros de telhados, ferragens e perfis estruturais, entre outros, pois tais elementos oferecem
uma menor impedância elétrica à passagem da corrente elétrica que poderá deixar marcas de sua
passagem. Nos casos em que a corrente elétrica atinge valores elevados, principalmente nas conexões
dos elementos metálicos da edificação poderão ocorrer indícios de deformação mecânica, fusão ou perda
de material.
Do ponto onde ocorre a fuga, a corrente elétrica subdivide-se em uma série de circuitos e
atinge a terra por um ou vários pontos de aterramento naturais ou não. O ponto onde se origina a
corrente de fuga ou os pontos de aterramento são provavelmente o foco inicial do incêndio. Se houver
grafitização ou a perfuração do material isolante do condutor por meio de um objeto agudo, o ponto de
origem da corrente de fuga será o provável foco do incêndio.
É freqüente o aparecimento de traços de grafitização na região onde o fogo eclodiu, este
pode se tornar mais um indício a reforçar ou descartar suspeitas do perito, entretanto não pode ser
considerado uma característica decisiva para se confirmar a origem do incêndio, pois sua ocorrência
depende na natureza da região onde se originou a corrente de fuga. O ponto fundamental é verificar que
houve um lugar, próximo ao provável local de eclosão, onde houve ocorrência de fenômeno termélétrico
tais como traços de fusão nas junções metálicas da estrutura, próximos ao provável foco inicial.
Por outro lado, se o incêndio for causado pelo aquecimento gradual de materiais
metálicos, nem sempre ocorrerão traços de fusão na região do foco inicial, neste caso, o perito deve
avaliar a possibilidade de ocorrência de centelhamentos, sobre o nível de aquecimento ocorrido na
estrutura metálica, a relação de causa e efeito entre estes fatores e os materiais ignizados. A medição da
resistência elétrica da edificação além da resistência de aterramento pode auxiliar o perito a determinar a
ordem de grandeza da corrente de fuga. Quanto menor a resistência elétrica da edificação (considerando
a resistência de aterramento) maior será a corrente de fuga.
Em suma, para identificar o ponto de origem do incêndio, a análise não deverá ser
simplesmente circunstancial, mas evidencial, baseada nas características do incêndio, da grafitização, da
ordem de grandeza da corrente de fuga e das conexões metálicas na estrutura.
Se a análise pericial concluir que o incêndio foi ocasionado por corrente de fuga, então o
ponto de fuga da corrente deve ser identificado. A pesquisa do ponto de fuga é procedida por inspeção
visual dos traços de fusão, do ponto de contato e dos resíduos de grafitização. Cabe ressaltar que, em
decorrência do incêndio, medições da resistência intrínseca da edificação podem tornar-se inviávies
assim como a determinação do ponto onde se deu a fuga de corrente elétrica.
Na determinação do ponto de fuga, sugere-se que o procedimento adotado seja de
pesquisa da fiação a partir da fonte de força eletromotriz para a carga até atingir os equipamentos
elétricos.
O ponto de aterramento deve ser identificado. O ponto onde se dá o aterramento deve
ser desconectado da fiação elétrica e a resistência de aterramento deve ser medida. Quando possível, a
resistência entre o ponto de aterramento e o ponto de fuga deve ser medida também.
A NBR5410, Instalações elétricas de baixa tensão da ABNT, estabelece que todo
elemento metálico em uma edificação deve ser aterrado por meio de terminais de aterramento secundário
e principal que se encontram ligados ao aterramento propriamente dito da edificação por meio de uma
ligações equipotenciais. O objetivo da
norma é evitar que correntes de fuga circulem no interior da estrutura ocasionando potenciais de passo
que possam ser prejudiciais aos seus usuários. A utilização de disjuntores de proteção residual,
conhecida por dispositivos DR, associada à instalação dos terminais de aterramento promove uma
proteção efetiva à edificação.
Em caso de falha no isolamento de algum condutor ou mesmo equipamento elétrico, a
corrente de fuga circula pelos condutores de aterramento aos terminais de aterramento evitando
potenciais de passo na estrutura. Estas correntes poderão ser elevadas devido à baixa impedância dos
circuitos de aterramento provocando uma operação bastante confiável de tais dispositivos de proteção
residual devido a sua elevada sensibilidade, em torno de 30mA de corrente de fuga.
ConclusãoA perícia de natureza elétrica, como todas as outras formas de investigação possui sua
metodologia, mas o poder de análise lógica do perito investigador, a análise minuciosa dos fatos e um
aparato tecnológico de suporte são essenciais.
Na investigação de fenômenos termelétricos, percebe-se que estes não formam
situações delimitadas por fronteiras físicas bem determinadas, mas é justamente o contrário. Fenômenos
termelétricos interagem ocorrendo simultaneamente e em muitos casos torna-se impossível determinar-
se a seqüência exata em que ocorreram, já em outros casos tal seqüência torna-se bastante clara.
O perito investigador deve conduzir sua investigação de forma extremamente minuciosa,
analisando todos os fatos relacionados ao sinistro, colhendo o máximo possível de informações,
registrando-as sempre, de forma a poder montar uma base de dados que o levará a uma conclusão
devidamente embasada.
3.16. Força Eletromotriz:
O potencial elétrico é definido como a variação de energia realizada no transporte de uma
carga de prova em um campo elétrico. Se um condutor metálico de 5 m de comprimento for ligado a um
dispositivo que possua um diferença de potencial em suas extremidades de 10 V haverá a formação de
um campo elétrico de 2 V/m no interior do condutor elétrico.
Sejam duas placas metálicas diferentes carregadas eletrostaticamente. Após o processo
de eletrização, um dos corpos apresentará carga positiva e outro carga negativa, ambas iguais em
módulo. Suponha, agora que estas placas sejam unidas através de um condutor metálico.
Experimentalmente, pode-se constatar a formação de um campo elétrico no interior do condutor metálico
que une ambas as placas. No entanto, este camp o elétrico diminuirá rapidamente de intensidade pois as
cargas negativas, móveis deslocar-se-ão da placa carregada negativamente para a placa positiva. Após
estas cargas haverem encontrado o estado de equilíbrio cessará o movimento entre as placas. Isto pode
ser observado pelo desaparecimento do campo elétrico. Sabendo-se que:
(A-1)
pode-se mostrar que também não haverá diferença no potencial dos pontos A e B pois não há mais
campoelétrico.
Diferença de potencial é, portanto, a tensão elétrica medida entre dois pontos que pode ser entendida como uma força eletromotriz, ou seja uma força capaz de induzir movimento em uma carga elétrica, pela ação de um campo elétrico agindo sobre ela.
Alessandro Volta inventou um dispositivo que era capaz de manter uma diferença de
potencial elétrico constante entre suas extremidades mesmo que houvessem cargas elétricas em
movimento entre elas. Este dispositivo ficou conhecido como pilha votaica ou bateria. Em outras palavras,
a pilha é um gerador ou fonte de força eletromotriz, pois é capaz de manter uma ddp constante mesmo
que hajam cargas em movimento. Uma fonte de força eletromotriz é um dispositivo que mantém uma ddp
constante permitindo a realização de um trabalho sobre uma carga que nela entra.
3.17. Corrente Elétrica:
Ligando-se uma bateria ou pilha voltaica, por meio de um condutor metálico, forma-se
uma ddp entre seus terminais positivo e negativo. Instantaneamente haverá a formação de um fluxo
ordenado de cargas elétricas negativas do pólo negativo para o pólo positivo em decorrência do campo
elétrico estabelecido no interior do referido condutor, causado por sua vez pela ddp imposta ao circuito.
Em outras palavras:
A corrente elétrica é originada de uma ddp estabelecida por uma fem. Uma corrente elétrica, portanto, possui como causa uma fem, (ddp). Corrente elétrica é, portanto, o movimento ordenado de cargas elétricas em um meio, ou matematicamente: I= dQ
dt
Em um metal, apenas os elétrons se movem. Entretanto, considera-se a corrente elétrica
como o fluxo de cargas positivas do polo positivo para o negativo que é o sentido oposto ao do
movimento dos elétrons. Este sentido para a corrente elétrica decorre da definição de potencial elétrico,
como o trabalho para se deslocar uma carga positiva em uma determinada trajetória. A corrente elétrica
será convencionada como o movimento das cargas positivas, ainda que na realidade, em circuitos
elétricos em estado sólido os elétrons são portadores de carga móveis. Esta convenção, não está
incorreta pois o um elétron deixando o pólo negativo é matematicamente igual a uma carga positiva
deixando o pólo positivo.
Outra definição de importância impar é a de densidade de corrente elétrica. Define-se a
densidade de corrente elétrica em um meio como o vetor que indica a relação da corrente elétrica por
uma determinadada área do meio em que a corrente elétrica passa. A letra J é utilizada para representar
o vetor densidade de corrente elétrica. Note que a corrente elétrica é uma grandeza escalar, mas a
densidade de corrente elétrica é uma grandeza vetorial. A relação entre a corrente elétrica e o vetor
densidade de corrente elétrica é representado pela seguinte equação:
onde n é o vetor unitário perpendicular ao diferencial de área da e o índice de integração A representa a
área a ser integrada, que no caso da figura abaixo é um círculo que representa a seção reta do condutor
metálico.
Figura A-1. A ilustração mostra um elemento diferencial de área chamado da, o qual se associa um vetor
perpendicular n. Em um determinado condutor elétrico, pode-se dividir sua seção reta em elementos
diferenciais de área da, multiplicá-los pelos vetores densidade de corrente elétrica e finalmente somar os
produtos escalares de forma infinitesimal. A equação acima apresenta matematicamente esta operação.
3.18. Lei de Ohm:A resistência elétrica de um meio é a relação entre uma ddp e uma corrente elétrica. Ohm
descobriu, experimentalmente, que há uma relação de proporcionalidade entre a diferença de potencial
aplicada a um condutor elétrico e a corrente elétrica que o atravessa. Esta relação é aproximadamente
constante, linear, e vale:
R =V
I
Esta constante é chamada de resistência elétrica e a relação tornou-se conhecida como
lei de Ohm, em sua homenagem. A unidade de resistência elétrica é o [V/A] simbolizado pela letra grega
ômega, []. A letra R é utilizada para representar a resistência elétrica.
Uma analogia com a hidráulica fornece elementos didáticos de relevância. A corrente
elétrica é comparada ao fluxo de água em uma tubulação. A ddp é comparada diferença de pressão na
tubulação responsável pelo fluxo. Assim como o fluxo de água depende da natureza do encanamento, a
corrente elétrica depende da natureza e da geometria do material condutor.
A resistividade elétrica é a grandeza específica de cada material e está diretamente
relacionada à resistência elétrica. A resistividade elétrica é definida como:
A unidade de resistividade é o [ . m]. Suponha agora, que um condutor cilíndrico de
seção reta A comprimento l retilíneo seja submetido a uma corrente elétrica, I mediante a aplicação de
uma ddp, V, entre suas extremidades. Pode-se determinar a resistência elétrica como a relação que só
depende do material condutor e de sua geometria:
Nos condutores metálicos a resistência elétrica é aproximadamene constante. Isto não é sempre
verdade a exemplo dos semicondutores. Em um diodo semicondutor, a relação entre a corrente e a ddp é
exponencial. Mas não só os condutores elétricos apresentam a relação constante entre tensão e corrente
elétrica.
Diversos dispositivos são utilizados, tal como o carvão, para produzir resistências para
circuitos elétricos e eletrônicos. Na tabela abaixo, estão representados os valores de resistividade elétrica
de alguns materiais:
Exemplo 1: Calcular a resistência elétrica apresentada por um fio fino de cobre, de seção reta circular de
1,5 mm2 e comprimento 100 m. Se este condutor for submetido a uma força eletromotriz de 220V, qual
será o valor da corrente elétrica?
A resistividade média do cobre pode ser indicada como 1/56 x mm2/m. Esta forma de
se representar a resistividade do cobre é bastante conveniente, pois os condutores possuem suas seções
retas em milímetros quadrados e comprimentos medidos em metros.
Exemplo 2. Calcular a ddp em um condutor de cobre que possue 250 metros de comprimento por uma
seção nominal de 50 mm2, quando submetido a uma corrente de 100A.
Note que os valores para as seções do condutor metálico são trabalhadas diretamente em mm2 e m.
3.19. Transferência de energia em um circuito elétrico:
Se uma bateria é ligada a um circuito elétrico qualquer, nos terminais deste circuito será
imposta uma ddp devido à bateria haver sido conectada. Cargas elétricas fluirão no sentido das linhas de
campo formadas pela ligação da bateria no circuito. As cargas então movimentar-se-ão no sentido de
diminuir suas energias potências, ou seja, o circuito absorverá um diferencial de energia proporcional a
tensão aplicada V multiplicada pelo diferencial de carga dq:
A taxa de transferência de energia elétrica, conhecida como potência elétrica:
Utilizam-se as letras U e W na representação da energia e do trabalho, respectivamente,
apesar de serem dimensionalmente iguais, por diferenciação conceitual separam-se tais notações.
3.20.Lei de Joule:Aplicando a lei de Ohm à equação da potência elétrica derivada acima, obtém-se:
P = R.I² = V² = V.I
R
A relação mostrada acima, é conhecida por lei de Joule, e pode ser escrita nas três
formas apresentadas. Nota-se que, dimensionalmente, [J/s] = [V.A] = [W], Watt. O Watt é unidade de
potência elétrica no MKS. Nota-se ainda que a potência dissipada por um circuito elétrico de qualquer
natureza é inversamente proporcional à sua resistência elétrica.
Observações sobre a lei de Joule:
Todo condutor possui uma resistência elétrica, ainda que seja baixa, logo não se deve
aglomerar condutores de forma inadequada pois isto provocará um aumento na temperatura devido a
dissipação de potência por efeito Joule, podendo levar a um sobreaquecimento no ambiente e em casos
críticos atingir a temperatura de ignição de algum material combustível nas proximidades.
Outro ponto de vista é que a potência dissipada varia com o quadrado da corrente
elétrica, portanto, considerando que a resistência elétrica em um condutor seja constante, o aumento
progressivo da corrente elevará quadraticamente a potência dissipada e a queda de tensão no mesmo.
Há exemplos de incêndios graves ocasionados por sobrecarga na rede elétrica. Esta sobrecarga é
causada por fiações elétricas, que se tornam, ao longo do tempo, subdimensionadas em função de
alterações na carga elétrica, normalmente crescente, sem as devidas ampliações. Associado a isto,
condutores embutidos em eletrodutos sem ventilação, próximos a materiais com baixo ponto de ignição
provocam com freqüência incêndios de origem elétrica. Este fenômeno é conhecido por sobrecarga da
instalação elétrica.
Exemplo 2:
Seja um circuito composto de uma fonte de força eletromotriz de 220V alimentando um chuveiro elétrico
que possui uma resistência elétrica produzida com uma liga de niquel-cromo, no valor de 10 ohms. A
fonte de força é ligada ao chuveiro através de um condutor de cobre semelhante ao do exemplo 1 sendo
que são 100m de condutor utilizado para cada lado da fem. Calcular a dissipação térmica nos condutores
e no chuveiro.
e a potência dissipada na fiação será a soma das potências dissipadas em cada um dos resistores Rc.
Note ainda que, como há uma queda de tensão nos condutores, e a tensão sobre a resistência do
chuveiro será menor, v=Rd.i=179,3 V. Seguindo este exemplo, se ao mesmo circuito, for ligado outro
chuveiro, o que ocorrerá com a fiação elétrica?
Nota-se que com a adição de um chuveiro adicional ao circuito, houve um aumento
considerável na corrente elétrica do mesmo. Em uma instalação elétrica o dispositivo de proteção não iria
tolerar tal dissipação, mas se este for substituído por um de valor elevado, a fiação elétrica estará sujeita
a elevada dissipação térmica. Este processo ao longo do tempo, poderá provocar um incêndio, ou pelo
menos diminuição sensível da vida útil do condutor em decorrência da deterioração do isolamento
elétrico.
Exemplo 3. Por que curto-circuitos provocam a fusão do material condutor?Seja uma seção do condutor mostrado na figura abaixo:
A potência dissipada na seção do condutor mostrado acima, pode ser representada pela
lei de Joule:
P = R. . I²
onde
Se a densidade de corrente for considerada constante ao longo da área , assim como o
vetor campo elétrico ao longo do comprimento , pode-se escrever,
aplicando a equação anterior à lei de Joule, chega -se ao seguinte resultado:
onde E indica o valor do campo elétrico, J indica o valor da densidade de corrente elétrica e f o volume da
seção de condutor. Considerando que o valor do campo elétrico é constante ao longo do caminho
percorrido pela corrente elétrica, independentemente da região por onde ela passa, pode-se estabelecer
uma potência dissipada por unidade de volume dada pela relação mais geral
p = E.J W/m³
Esta importante relação mostra que a potência dissipada por unidade de volume é igual
ao produto escalar entre a densidade de corrente elétrica pelo vetor campo elétrico. Isto mostra que
reduções gradativas no volume de regiões onde há presença de corrente elétrica, originam grandes
densidades de corrente elétrica que determinam valores elevados de potência dissipada por unidade de
volume. Quanto maior for a densidade de corrente elétrica, maior será a potência dissipada por unidade
de volume. Se a potência elétrica aumenta, a energia elétrica e a energia térmica também aumentam, em
outras palavras, a energia dissipada torna-se mais concentrada, quanto menor for o volume a ser
considerado e, sendo assim, maior a elevação de temperatura.
Podem-se atingir valores elevadíssimos de temperatura em regiões que encerram
volumes diminutos, provocando, até mesmo a fusão do material condutor, ocasionando o que os peritos
conhecem por traços de fusão. As máquinas de solda funcionam segundo o mesmo princípio. Quando
uma fonte de força eletromotriz de alta potência a baixa tensão é submetida a um circuito, forma-se uma
elevada densidade de corrente elétrica no ponto onde o eletrodo toca o material a ser soldado, criando
uma forte densidade de corrente elétrica puntual, concentrando, em um volume muito reduzido uma
energia elétrica de valor considerável, fundindo o eletrodo e as partes soldantes, amalgamando-as. Na
verdade, mais importante que a potência elétrica da fonte são as dimensões do volume considerado em
um determinado curto-circuito.
3.21. Tipos de condutores:
Os condutores metálicos são classificados segundo a faixa de tensão em que operam.
Na quase totalidade dos casos o perito lidará com cabos metálicos na faixa de 0,6 a 1KV. Os condutores
metálicos são designados segundo o seu comportamento quando submetidos a ação do fogo, isto é, em
função da sua isolação e cobertura, assim os cabos elétricos podem ser:
Propagadores de chama. São aqueles que entram em combustão sob ação direta da chama e a
mantém mesmo após a sua retirada. Pertencem a esta categoria os condutores com isolamento
em etileno-propileno (EPR), e o polietileno reticulado (XLPE). Não propagadores de chama. Removida a fonte ígnea, a combustão no material isolante cessa.
Enquadram-se o Cloreto de polivinila (PVC) e o neoprene como não propagadores de chama.
Resistentes à chama . Mesmo sob ação prolongada da fonte ígnea, a chama não se propaga ao
longo do material isolante do cabo. É o caso dos cabos Sintenax Antiflan, da Pirelli e o Noflam BWF 750V, da Siemens.
Resistentes ao fogo. São materiais especiais incombustíveis e que permitem o funcionamento
do circuito elétrico mesmo em presença de um incêndio. São utilizados em circuitos de
segurança, sinalização e emergência.
CAPITULO IV
EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA INVESTIGAÇÃO
4. Equipamentos utilizados na investigação
4.1. Introdução:
São várias as classificações de equipamentos utilizados na investigação
de locais de incêndio, mesmo porque muitos equipamentos não são específicos
somente para esta atividade, adotaremos portanto, a classificação abaixo, por
entendermos ser a mais adequada.
Ressaltamos que a classificação é eminentemente para fins didáticos, pois
nada impede que utilizemos um equipamento de campo em laboratório, ou vice-versa.
Para determinados equipamentos, faremos breve explanação de como devem ser
utilizados, outros serão simplesmente citados para conhecimento e outros ainda, não
carecem maiores explicações por serem bastante comuns.
4.2. CLASSIFICAÇÃO:
Equipamento de proteção individual (E.P.I.);
Equipamento de campo;
Equipamento de registros fotográficos e audiovisuais;
Equipamento de planimetria;
Equipamento de laboratório:
4.3. EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL:
O conjunto de proteção mínima para as atividades de investigação é
constituído por fardamento operacional e equipamentos complementares, conforme a
situação assim o exigir. Assim sendo, citamos como equipamentos complementares os
mesmos utilizados para atividade de combate a incêndio, ficando ao encargo do Perito
ou do Inspetor de Sinistro, avaliar a cena e proteger-se adequadamente.
Situações especiais podem exigir o uso de equipamento de proteção
respiratória (EPR) ou vestimenta de proteção contra produtos perigosos.
4.4. EQUIPAMENTOS DE CAMPO:
4.4.1. Equipamentos de arrombamento, corte e coleta:
Ferramentas diversas utilizadas para facilitar o acesso, restauração ou
reconstrução simulada do local do sinistro e ainda para coleta de amostras: alicate de
bico, alicate de pressão, alicate simples, chave de fenda, chave philipis, torques, chave
inglesa, jogo de pinças: ferramentas com finalidades diversas, reconstrução simulada
do local do sinistro e contato com amostra para coleta sem necessidade de contato
pessoal.
Estilete, arco de serra, serrote: ferramentas cortantes, que possuem a
finalidade de auxiliar o perito, caso sinta a necessidade de retirar ou colher algum
material para analise.
Malho, alavanca, pé de cabra, corta a frio, picareta, martelo maciço,
martelo com unha, talhadeira: utilizados para facilitar o acesso ou mesmo para recolher
amostras.
4.4.2. Equipamentos de limpeza e remoção de escombros:
Enxadas, pás, gadanho, croque, colher de jardinagem, rastelo de
jardinagem: no local de incêndio muitos dos objetos necessários à elucidação das
causas do incêndio encontram-se soterrados e a regra geral para a atividade de
escavação é fazê-la manual e cuidadosamente. Com isso, as pás, enxadas etc, devem
ser utilizadas para a escavação dos locais que não a suposta área do foco inicial do
incêndio.
Muito comum é a situação de escombros depositados em camadas, em
especial quando há desabamento da estrutura, devendo o Perito ou Inspetor remover
tais escombros também em camadas, iniciando da parte superior, a qual obviamente foi
a ultima a ser depositada.
Baldes (5 a 6 unidades): os baldes são utilizados para a remoção dos
objetos caídos, lavagem dos objetos relacionados, bem como para a confirmação de
óleos.
Vassouras (pequenas, médias e grandes), pinceis: utilizadas para a
remoção de pequenos objetos carbonizados, seu tamanho varia conforme o objetivo.
Mangueiras, tecidos, esponjas, peneiras, imãs: utilizadas para a lavagem
de partículas carbonizadas ou, no caso dos tecidos e esponjas, para a retirada da água
acumulada. Peneiras e imãs são úteis na separação de partículas ou mesmo
descoberta de metais entre os escombros.
4.4.3. Equipamentos de iluminação, isolamento e identificação;
Aparelhos e utensílios para iluminação: gerador, holofotes, lanternas
portáteis, lanterna resistente à água, lanterna resistente a explosão, lanterna simples,
utilizados conforme as condições do local.
Isolamento do local sinistrado: fita zebrada, cone, cavalete, cordas e
cabos, estacas, vetando o acesso de pessoas que não estejam com EPI, que não
sejam responsáveis pela realização da perícia, com objetivo de preservação do local e
para que não haja mais perda ou acidentes.
Aparelhos e utensílios para identificação: setas, numeração , fio de
nylon branco, fio branco de barbante, letras (kit abecedário, etiquetas, fitas graváveis
adesivas.
4.4.4. Equipamentos de orientação e geoprocessamento (Bússola, G.P.S):
Sua aplicabilidade está mais relacionada com a perícia de incêndio
florestal, ainda assim, pode ser usado nos incêndios em edificações, na determinação
da direção do vento por exemplo.
4.4.5. Acondicionamento de amostras:
sacos plásticos (zip)
recipientes plásticos
recipientes metálicos(latas)
caixas de papelão
ampolas de vidro
placas de vidro ou acrílico
Em geral, as próprias provas determinarão o recipiente mais adequado.
Importante separar as amostras em recipientes diferentes, de modo que uma não
contamine a outra.
Como são inúmeras as possibilidades de objetos ou materiais a serem
coletados, faremos a seguir uma breve exposição, da maneira correta de coletar os
materiais mais comuns:
Papel: quando queimado torna-se muito frágil, havendo necessidade de
acondicionamento entre duas placas de vidro ou acrílico transparente, as quais além da
proteção, permitem visualização da amostra.
Tecidos: se forem finos, podem ser protegidos da mesma forma que
papel. Caso contrário (tapetes, carpetes, etc.), podem ser recortados com tesouras e
manipulados normalmente, acondicionar em vasilhas plásticas ou mesmo de papelão.
Tecidos para realização de exames de cromatografia, devem ser acondicionados em
latas ou frascos de vidro, devidamente lacrados, de modo a evitar a perda dos voláteis.
Madeira: objetos ou pedaços de madeira, podem ser acondicionados
praticamente em qualquer tipo de recipiente. Se o objeto for grande ou robusto, basta
envolvê-lo em plástico, no entanto, se há suspeita de conter agente acelerador e que
necessite exame de cromatografia, devem ser acondicionados em latas ou frascos de
vidro devidamente lacrados.
Vidro: deve ser acondicionado de acordo com o objetivo, por exemplo: um
pedaço de vidro contaminado com fuligem, deve ser acondicionado de modo que esta
não desapareça, se há suspeita de o vidro conter acelerantes, deve ser guardado em
recipiente hermético, que pode ser uma lata lisa, tampada e vedada com fita e colocada
dentro de uma caixa de papelão. Se o vidro está sendo recolhido como prova de pontos
de fusão, pode-se envolvê-lo em papel de jornal e colocá-lo em caixa de papelão.
Vidros com impressões digitais ou mesmo marcas de sangue devem ser manipulados
com pinças e acondicionados em recipientes isoladamente.
Componentes elétricos: cabos, fios e componentes elétricos são em
geral bastante resistentes, podem ser acondicionados em caixas de papelão. Se
estiverem fragilizados, convem colocar papeis amassados dentro da caixa. Traços de
fusão podem ser acondicionados em ampolas de vidro (do mesmo tipo utilizado para
remédio).
Tubulações, contadores, válvulas diversas, ferramentas, etc.: são
suficientemente resistentes, normalmente não ser colocados em recipientes, no
entanto, conforme o caso, pode-se utilizar caixas de papelão.
4.4.5.1. Amostras de contrastação ou comparação:
Devemos lembrar sempre, de coletar amostras de contrastação, que são
amostras retiradas do mesmo material suspeito, no ponto mais distante possível da
primeira coleta e onde não haja suspeitas ou indícios e sempre que o mesmo material
apresentar partes queimadas e outras não, coletá-las separadamente.
4.4.5.2. Esterilização de recipientes para acondicionamento de amostras, para fins de analise cromatográfica:
Consideramos atualmente, as ampolas de vidro como as mais indicadas
para acondicionamento de amostras para cromatografia, pelo fato de a amostra ficar
praticamente pronta para aplicação da técnica de headspace, no laboratório.
Fazemos a ressalva de que a ampola de vidro deve ser devidamente
protegida para o transporte, no entanto, uma caixa de papelão preenchida com papeis
embrulhados (jornais) oferecem boa proteção.
Se coletarmos uma amostra em tamanho incompatível com o tamanho de
uma ampola de vidro, podemos então acondicioná-la em saco plástico hermeticamente
fechado, protegendo-o também para o transporte.
Esterilização das tampas de borracha: Em um béquer colocar as tampas mergulhadas em água com detergente
neutro.
Colocar o béquer com as tampas e a solução de água e detergente sob a chapa
de aquecimento até que atinja fervura, deixar em ebulição durante 4 horas. Enxagüar as tampas com água da torneira e depois com água destilada.
Esterilização dos frascos: Lavar os frascos com detergente, enxaguando com água de torneira e depois
com água destilada.
Calcinar a 450ºC, durante 4 horas.
Acondicionamento após esterilização: Guardar os frascos e tampas de borracha em local esterilizado (gavetas ou
caixas de papelão, forradas com papel alumínio calcinado).
4.4.5.3. Esterilização dos equipamentos e ferramentas para coleta: utilizar ferramentas em aço inoxidável;
lavar com água de torneira, utilizando detergente neutro, ao final, lavar com água
destilada;
acondicionar as ferramentas envoltas em papel alumínio, de preferência
calcinado a 450ºC
4.4.5.2. Como identificar uma amostra: Utilizar o padrão estabelecido conforme a etiqueta a seguir:
ESTADO DE SANTA CATARINA
CORPO DE BOMBEIROS MILITAR
SETOR DE PERÍCIA DE INCÊNDIO
Amostra Residuográfica de IncêndioRG (Nº ocorrência): Local: Data/Hora : Descrição da amostra:
Responsável: ____________________________
4.4.9. Viaturas, embarcações, aeronaves:
Compreendem os meios de transporte para o deslocamento ao local do
sinistro, podendo variar de acordo com o local e conforme a situação, logo, em
determinadas circunstancias poderão ser utilizados veículos administrativos, em
outras, até pela natureza e magnitude da ocorrência, pode haver necessidade de apoio
de guarnição na investigação, podendo-se então utilizar Vtr operacional.
4.5. EQUIPAMENTOS DE REGISTROS AUDIOVISUAIS E FOTOGRAFICOS:
4.5.1. Material de legendas e fotografias:
Maquinas fotográficas, digitais ou analógicas, são essenciais para os
serviços de Perícia, costumamos dizer que se não há como combater um incêndio sem
utilizar mangueiras, também não há como realizar Perícias sem maquina fotográfica. As
máquinas fotográficas são equipamentos importantes para perícia, normalmente
utilizados para esclarecer, evidenciar, documentar, comprovar, reconstituir, detalhar,
registrar e comparar tudo o que foi observado e fotografado durante a investigação de
incêndio. Fotos de qualidade exigem equipamentos bons e acessórios (lentes
especificas, filmes especiais, boa iluminação, tripé, etc.). A grande vantagem da
maquina digital, é que com esta pode-se avaliar a qualidade das fotos no próprio local,
refazendo-as conforme o caso;
Há hoje uma certa discussão em torno da validade das fotografias digitais,
na pratica, podemos afirmar que não há impedimento de ordem legal para sua
utilização e nem mesmo temos noticia de recusa de tais fotos como prova em
processos judiciais.
As fotos devem ser acompanhadas de legendas e se possível, que estas
sejam colocadas no local a ser fotografado, com o apoio de um “kit legenda", assim,
podemos convencionar: Foco inicial de incêndio será identificado pela letra”X”, os
sentidos de propagação com setas em todas as direções possíveis e a seqüência de
fotos pelas letras do alfabeto, logo, foto “A”, “B” e assim por diante.
4.5.1.1. Pontos importantes para as fotografias: Fotografar conforme desenvolvimento das investigações: o local do incêndio tem
suas condições alteradas conforme o avanço das investigações. Por isso, as
fotos realizadas acompanhando esse avanço desempenham um papel de
extrema importância.
Fotografar conforme ordens da pessoa encarregada pelo discernimento do local:
é necessário realizar as fotos após compreender bem os objetivos que o
encarregado pelo discernimento do local tem ao solicitar determinada foto,
analisando como e de onde ela deve ser tirada para se atingir tais objetivos.
Precisar a posição do objeto a ser fotografado: no caso de se fotografar
ampliando determinada área, deve-se tirar a foto incluindo colunas ou partes de
móveis, a fim de facilitar a compreensão de seu posicionamento.
Quando não houver colunas etc, perto, que sirvam de referencial, adicionalmente
à foto ampliada do objeto, deve-se tirar uma foto do objeto dentro de um contexto
maior.
Quando se desejar distinguir o objeto ou local a ser fotografado das demais
partes, deve-se incluir o seu isolamento com barbante branco ou corda.
As fotos não devem ser tiradas apenas de uma direção, mas também a partir do
lado oposto.
Quando fotografar as condições de alteração da cor pela combustão, deve-se
tomar cuidado para que, por influência das luzes, não se criem sombras, bem
como se deve atentar para o sentido da claridade e iluminação.
Quando se desejar deixar claro o tamanho ou a distância do objeto a ser
fotografo, deve-se tirar a foto colocando-se uma régua etc, que sirva de
parâmetro para comparação.
As fotos devem ser tiradas prontamente, acompanhando o avanço das
investigações do local.
Deve-se tomar cuidado para que equipamentos e utensílios de escavação ou
pessoas desnecessárias, não estejam incluídas nas fotos.
Fotografias do local para a investigação inicial:
Deve-se fazer a foto o mais rápido possível, após a debelação do fogo, para se
registrar as condições antes das escavações.
Deve-se fazer fotos a partir de locais altos, de onde seja possível registrar as
condições do telhado, com suas partes caídas, quebradas ou perdidas pelo
incêndio.
Quando não for possível incluir toda a edificação numa única foto, deve-se fazer
de 2 a 3 fotos seguidas que, juntas, dêem a visão global.
Deve-se fotografar as condições de cessação de queima das edificações
vizinhas.
Deve-se fotografar captando o curso da propagação do incêndio para as
edificações com queima semelhante.
Deve-se fotografar de todos os ângulos a parte externa da edificação onde se
originou o incêndio, incluindo os materiais colocados.
Fotos de todas as edificações, individualmente:o Comparando-se as condições de combustão de cada edificação ou cômodo
queimado, deve-se fotografar incluindo as condições de carbonização e
cessação do fogo, de modo que permita a análise da sua direção.
o Deve-se fotografar o local inserido pelas investigações até então realizadas
como sendo o suposto foco do incêndio, registrando, de diversos ângulos, os
pontos destruídos pelo fogo, as partes ilesas, bem como as condições de
redução pelo incêndio.
o Deve-se fotografar tudo o que for considerado necessário para a explicação das
condições dos materiais e edificações relacionadas às circunstâncias
descobertas.
o Deve-se fotografar a parte externa da edificação onde se originou o incêndio, em
especial as partes que revelem as condições das portas e janelas, se trancadas
ou não.
o Quando houverem mortos, deve-se fotografar as condições, etc da posição em
que foram encontrados, utilizando-se sinais para a indicação.
4.5.1.2. Pontos importantes para a confecção de croquis:
Deve-se confeccionar croquis que variam no tipo conforme a proporção do
incêndio ou o conteúdo do relatório de investigação do local.
Como regra geral, os croquis devem ser confeccionados conforme o formato do
papel, com o norte para cima.
As plantas baixas e as elevadas, devem ser feitas com dados exatos, em escala
reduzida, indicando-se as medições efetivamente realizadas.
Nos croquis devem constar os pontos cardeais e a legenda.
Quando for se representar em croquis o curso da propagação do incêndio e as
vias de escape, deve-se fazer distinção de cores, tornando-as mais fáceis de
compreender.
Deve-se confeccionar uma planta da edificação, indicando as condições dos
danos pelo incêndio, sua estrutura, pavimentos, destinação, seqüência de
propagação do fogo, distância com relação a edificações vizinhas, nome da
edificação, etc.
Na planta elevada (corte) da edificação onde se originou o incêndio deve-se
indicar as condições de colocação dos materiais dentro da área danificada pelo
incêndio.
4.5.2. Equipamentos audiovisuais (Filmadora, Gravador):
São extremamente adequados para trabalhos de investigação, por
apresentarem a vantagem de várias analises das situações observadas e registradas
no local do sinistro.
4.6.PLANIMETRIA: Este grupo compreende todos os materiais para os registros manuais,
como por exemplo: prancheta portátil, régua, esquadro, lápis, caneta, compasso, Lap
Top(micro computador portátil), trenas pequenas e grandes.
4.7. EQUIPAMENTOS DE LABORATORIO:
Compreendem os equipamentos que normalmente pelo seu porte ou
características, não devem ser utilizados em campo, ainda que alguns destes possam
ser usados tanto em campo como em laboratório.
Diversos são os equipamentos deste grupo, vamos descrever de forma
sucinta, os que encontram-se a disposição no laboratório do Setor de Perícia de
Incêndios do CAT/CCB.
4.7.1. Aparelho de Multi-função ou Multi-teste:
É um aparelho utilizado pela perícia para fornecer ao perito: a corrente
alternada; corrente contínua; a tensão; resistência elétrica. Apresenta-se em modelos
digital ou analógico, sendo o primeiro ded leitura direta e o segundo com leitura em
escala.
4.7.2. Aparelho medidor de aterramento ou terrômetro:
É um aparelho de leitura analógica utilizado pela perícia para fornecer ao
perito a medição em OMS (Ω) da resistência. Utilizado também para indicar o campo
magnético em uma área, indicando o melhor local para aterramento. É um equipamento
muito utilizado pelas empresas de telecomunicações, onde é verificado, em uma área, o
melhor local para fazer aterramento ou tratamento do solo para deixá-lo em condições
ideais.
14
4.7.3. Aparelho de medição Moger:É um aparelho utilizado pela perícia para fornecer ao perito, no local da
ocorrência do sinistro, se houve ou está havendo fuga de corrente, além disso, informa
se existe fio desencapado e se esse fio está perdendo corrente. (Possui também tensão
induzida.)
4.7.4. Cromatografo a gás:
A Cromatografia Gasosa (CG) é um método físico químico que permite
separar, isolar e quantificar os componentes de uma mistura. A amostra é vaporizada e
introduzida em um fluxo de gás adequado denominado de fase móvel (FM) ou gás de
arraste. Este fluxo de gás, com a amostra vaporizada, passa por um tubo contendo a
fase estacionária FE (coluna cromatográfica), onde ocorre a separação da mistura. A
FE pode ser um sólido adsorvente (Cromatografia Gás-Sólido) ou, mais comumente,
um filme de um líquido pouco volátil, suportado sobre um sólido inerte (Cromatografia
Gás-Líquido com Coluna Empacotada ou Recheada) ou sobre a própria parede do tubo
(Cromatografia Gasosa de Alta Resolução).
A analise cromatográfica isoladamente é rápida, mas na maioria das
vezes há necessidade de etapas de preparação da amostra, antes de ser analisada,
para que não haja interferências durante a analise e nem contaminação da coluna
cromatográfica.
Na cromatografia gás-líquido (CGL), os dois fatores que governam a
separação dos constituintes de uma amostra são:
a solubilidade na FE: quanto maior a solubilidade de um constituinte na FE, mais
lentamente ele caminha pela coluna.
a volatilidade: quanto mais volátil a substância (ou, em outros termos, quanto
maior a pressão de vapor), maior a sua tendência de permanecer vaporizada e
mais rapidamente caminha pelo sistema.
As substâncias separadas saem da coluna dissolvidas no gás de arraste e
passam por um detector; dispositivo que gera um sinal elétrico proporcional à
quantidade de material eluido. O registro deste sinal em função do tempo é o
cromatograma, sendo que as substâncias aparecem nele como picos com área
proporcional à sua massa, o que possibilita a análise quantitativa.
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ESQUEMA DE UM CROMATOGRAFO A GAS
1. Reservatório de Gás e Controles de Vazão / Pressão. 2 - Injetor (Vaporizador) de Amostra. 3 - Coluna Cromatográfica e Forno da Coluna. 4 - Detector. 5 - Eletrônica de Tratamento (Amplificação) de Sinal. 6 - Registro de Sinal (Registrador ou Computador).
Sala de cromatografia do Setor de Perícia de Incêndios do Corpo de Bombeiros
4.7.5. Bomba de detecção de gás:Usa tubos reagentes, um para cada elemento químico, indicando a
presença da substancia pela alteração de cor do tubo reagente;
Quebra-se as pontas do tubo reagente nesse aparelho onde ficam
acondicionadas as pontas;
Introduz-se uma das pontas do tubo reagente no aparelho;
A outra ponta do tubo vai ao encontro do material a ser analisado;
Puxa-se o êmbolo para a sucção da substância (gás), e espera-se um
determinado tempo que é pré-estabelecido no próprio aparelho para voltar com o
embolo a posição normal;
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Se houver no material verificado a substância igual a do tubo reagente, a
substância do tubo irá mudar de cor;
Alguns tubos possuem marcadores graduados.
Bomba de vácuo com tubetes reagentes
4.7.6. Termômetro digital com termopares:
Utilizado para medição de temperatura, com opções de ponteiras que
permitem diferenciar o tipo de objeto a ser verificado, trabalhando ainda nas diferentes
faixas de temperatura, conforme se descreve a seguir:
Bastante útil em situações que é preciso comprovar cientificamente o
desencadeamento de incêndio baseado no contato de combustível com superfície
aquecida, por exemplo.
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Termômetro Digital com Termopares
4.7.6. Termômetro digital infravermelho:
Utilizado para medições de temperatura a distancia. Pode ser operado
apoiado sobre um tripé, o que facilita focar o objeto ou ambiente em estudo.
Possui capacidade de operação na faixa de - 50º C até 3.000ºC
Muito útil em experimentos de laboratório, para acompanhamento de
elevação de temperatura e processos de combustão, para definir ponto de fusão de
determinados materiais, pontos notáveis de temperatura em combustíveis sólidos, etc.
Termômetro digital infravermelho
4.7.7. Microscópio óptico com software de analise de imagens:Possui lentes com possibilidade de ampliação da ordem de 2,5 até 100x.
O software acoplado, permite analise e edição da imagem captada pela câmera
acoplada ao microscópio
No laboratório de perícia, tem utilidade especial para analise e
identificação de traços de fusão, para determinação se primários ou secundários,
avaliação visual de granulometria de Pó Químico Seco, etc.
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Microscópio óptico com analisador de imagens
4.7.8. Detector de gases inflamaveis:Possui sensor com possibilidade de detecção de gases inflamaveis,
emitindo sinal sonoro e visual da presença de tais substancias. Facilita ao perito a
determinação de pontos a serrem procedidas coletas de amostra para outros exames,
evitando escavações desnecessárias, ou mesmo, coleta de amostras inócuas.
4.7.9. Vidrarias:
Utilizadas nos ensaios de natureza química, preparação de amostras para
cromatografia, preparação de soluções, etc.
A foto abaixo indica alguns exemplos: proveta, balão de fundo chato ( 250
15
e 500ml), Erlenmeyer (250, 500 e 1000ml)
15
CAPITULO V
INTRODUÇÃO A METODOLOGIA DA
INVESTIGAÇÃO
5. Introdução a Metodologia da investigação
5.1 Sistema organizacional relativo à investigação de incêndio:
O CICLO OPERACIONAL DE BOMBEIRO
PASSIVA / PREVENTIVA / ESTRUTURAL NORMATIVA
ATIVA / INVESTIGATIVA / COMBATE PERICIAL
O ciclo operacional compreende quatro fases, a saber: Fase preventiva ou
Normativa; Fase Passiva ou Estrutural; Fase Ativa ou Combatente; e Fase Investigava ou Pericial.
Essas quatro fases se caracterizam pela finalidade, pelo objeto, pelos recursos e
pela responsabilidade de custeio, a saber:
Fase preventiva ou normativa: A finalidade da fase preventiva ou normativa é evitar a ocorrência do sinistro; analisar
os riscos; estudar, revisar e elaborar normas de segurança.
O objeto da fase preventiva ou normativa constitui-se das Normas de Segurança,
consagradas nacionalmente ou internacionalmente.
Os recursos humanos da fase preventiva ou normativa constituem-se de pessoal
habilitado, ou seja, com formação ou especialização nas atividades de segurança e nas atividades de
elaboração de textos normativos. Os recursos materiais constituem-se de um acervo bibliográfico de
normas e catálogos técnicos sobre equipamentos, sistemas, processos e métodos de segurança.
0 custeio das atividades da fase preventiva ou normativa é da responsabilidade da
própria Corporação.
Fase passiva ou estrutural:
A finalidade da fase passiva ou estrutural é restringir ou minimizar, com prontidão, as
conseqüências e os danos de um sinistro, que não pode ser evitado; instalar. inspecionar, fazer
manutenção e operar sistemas e dispositivos se segurança.
O objetivo da fase passiva ou estrutural constitui-se dos projetos, dos sistemas e dos
dispositivos de segurança, executados nas instalações prediais ou nas áreas produtivas industriais ou
comerciais.
Os recursos humanos da fase passiva ou estrutural constituem-se de pessoal
habilitado, ou seja, com formação ou especialização nas atividades de elaboração de projetos.
instalação, manutenção e operação de sistemas e dispositivos de segurança e ainda, de pessoal
especializado em segurança física de estabelecimentos. Os recursos materiais constituem-se de
sistemas, equipamentos e dispositivos de segurança que fazem parte ou que estão instalados na
área de edificação do próprio usuário. Exemplo de recursos humanos: pessoal de brigadas de
incêndio, salva-vidas e agentes de empresas prestadoras de serviços de segurança. Exemplo de
recursos materiais: Sistemas de Sprinklers, Sistemas de Alarme e Sistemas Preventivos por
Extintores.
O custeio da fase passiva ou estrutural é da responsabilidade do próprio usuário.
Fase ativa ou de combate: A finalidade da fase ativa ou de combate constitui-se do socorro ou da prestação de
serviço quando há a participação, do poder operacional da Corporação, no atendimento a qualquer
caso real de sinistro, para extinguir incêndio, prestar atendimento pré-hospitalar, resgatar e salvar
vidas e bens.
O objeto da fase ativa ou de combate constitui-se do poder operacional da
Corporação, das técnicas e táticas das operações de bombeiro.
Os recursos humanos da fase ativa ou de combate constituem-se do próprio efetivo
da Corporação, ou seja, pessoal formado e especializado nas operações de combate típicas de
bombeiro. Os recursos materiais da fase ativa são os equipamentos que são empregados nas
operações de combate.
O custeio da fase ativa ou de combate é da responsabilidade da própria Corporação.
Fase investigativa ou pericial:
A finalidade da fase investigativa ou pericial é elucidar o caso real de sinistro, em
todas as suas circunstâncias; causa, desenvolvimento, conseqüências, para a retroalimentação das
demais fases do ciclo operacional.
O objeto da fase investigativa ou pericial é o próprio local ou caso real de sinistro,
seus indícios e vestígios relativos e absolutos.
Os recursos humanos da fase investigativa ou pericial são os peritos, os inspetores
de incêndio e os técnicos de laboratório. Os recursos materiais são os equipamentos de alta
tecnologia para o emprego no campo, ou seja, nos locais de sinistro propriamente ditos, e os
equipamentos de laboratório para pesquisas, experiências e ensaios de sinistros simulados.
O custeio da fase investigava ou pericial é da responsabilidade da própria
Corporação.
5.1.1. A importância da fase investigativa ou pericial: A análise de casos reais de sinistro, que constitui a quarta fase do ciclo operacional,
fase investigava ou pericial, é importante porque fornece subsídios fundamentais para as indústrias e
profissionais que atuam na área de segurança; fornece subsídios fundamentais para as companhias
seguradoras, especialmente nos processos de regulação e liquidação de sinistros; fornece subsídios
fundamentais para justiça na elucidação de fatos e atos criminosos em locais onde haja pressuposto
de crime, notadamente contra a incolumidade pública; e, finalmente, fornece subsídios fundamentais
para a própria Corporação, na retroalimentação das demais fases do ciclo operacional, ou seja, para
a fase preventiva, para a fase passiva e para a fase ativa, a saber:
Subsídios fundamentais para as indústrias e profissionais que atuam na área de segurança:
Avaliar o comportamento dos sistemas e dos equipamentos de segurança
existentes na área do prédio sinistrado aos efeitos do fogo e do calor intenso
nos casos reais de incêndio;
Desenvolver novos projetos, sistemas e equipamentos de segurança que
atendam às situações e aos requisitos levantados na análise de casos reais
de sinistro;
Reavaliar ou redimensionar os projetos e os sistemas de segurança, em
razão das falhas de concepção, dimensionamento, instalação, manutenção e
operação ressaltadas na análise de casos reais de sinistro;
Repensar os critérios de segurança relativos à propagação das chamas; a
evolução e desenvolvimento da fumaça; a resistência dos materiais de
construção ao fogo e ao calor intenso; aos aspectos construtivos e aos
fatores arquitetônicos; ao distanciamento entre as edificações e aos meios
de acesso para as operações típicas de bombeiro;
Estimular a fiscalização, no que se refere às alterações feitas nos projetos
originais sem a devida aprovação dos órgãos competentes;
Valorizar a concessão de HABITE-SE e de ATESTADO DE VISTORIA PARA FUNCIONAMENTO;
Estimular as consultas previas, na área de segurança contra incêndio, que
são oferecidas pelo CAT ou pelos SATs;
Promover a conscientização de que a segurança se inicia na fase de
concepção do projeto, ou na fase do projeto de localização e de ocupação
da área produtiva industrial ou comercial.
Subsídios fundamentais para companhias seguradoras: Ratificar ou não os trabalhos de inspeção de risco que são procedidos antes
da contratação do seguro;
Ratificar ou não os trabalhos de regulação e de liquidação de sinistro que
são procedidos após o evento;
Confrontar a importância segurada com o valor em risco, os prejuízos e os
salvados do sinistro; conferir a localização, ocupação e tipo de construção do
prédio sinistrado; e confirmar ou não a existência de sistemas de segurança.
Subsídios fundamentais para a justiça: Considerando que as operações típicas de bombeiro, em quase sua
totalidade, desenvolvem-se em locais ou sob condições onde há
pressuposto de crime, como por exemplo casos reais de incêndio, de
explosão, de desabamento, de inundação, de acidentes aeronáuticos,
ferroviários ou rodoviários de análise de casos reais de sinistro, registro de
dados importantes para a elucidação do fato, inclusive registro dos dados
relativos às alterações procedidas no local, quando da prestação do socorro;
a analise de casos reais de sinistro, procedida na Corporação fornece
subsídios que permitem:
Facilitar a configuração e a caracterização da existência de crime,
notadamente dos crimes contra a incolumidade pública;
Elucidar fatos e atos criminosos, em locais onde haja pressuposto de crime,
notadamente de crime contra a incolumidade pública;
No caso de incêndio, por exemplo, facilitar a identificação do local em que
houver começado, do perigo que dele tiver resultado para a vida ou
patrimônio alheio, da extensão do dano e do seu valor, e das demais
circunstâncias que interessam para a elucidação do fato.
A análise de casos reais de sinistro fornece subsídios fundamentais para a própria
Corporação de Bombeiros, notadamente para a aperfeiçoamento das demais fases do ciclo
operacional, a saber:
Subsídios para a Fase Preventiva ou Normativa evitar a ocorrência futura de sinistro com riscos idênticos aos riscos do caso real analisado;
estudar, revisar e elaborar normas de segurança;
identificar as responsabilidades pelas falhas que resultaram no comprimento das normas de
segurança;
identificar as normas de segurança que, pelo avanço tecnológico ou por quaisquer outros
motivos, se tornam obsoletos e necessitam de revisão.
Subsídios para a Fase Passiva ou Estrutural
apontar falhas de projeto de segurança;
apontar falhas de concepção, de dimensionamento, de instalação, de manutenção ou de
operação de sistemas de equipamentos de segurança;
concluir e propor novas alternativas de concepção, de dimensionamento, de instalação, de
manutenção ou de operação de sistemas e equipamentos de segurança;
apontar falhas de desempenho e propor programas de treinamento para o desenvolvimento
de recursos humanos que efetivamente atuam na segurança física do estabelecimento
comercial ou industrial.
Subsídios para a Fase Ativa ou de Combate
apontar falhas de viaturas e equipamentos típicos de bombeiro;
apontar falhas humanas nas operações de combate típicas de bombeiro;
apontar falhas táticas ou técnicas no emprego do poder operacional da Corporação;
propor o redimensionamento do poder operacional, ou seja, a aquisição de novas viaturas e
equipamentos especializados para a Corporação;
propor o aperfeiçoamento do planejamento estratégico relativo à capacidade de mobilização
e de articulação de poder operacional;
propor a modernização das técnicas e táticas dos operações de combate típicas de bombeiro;
concluir sobre o desempenho operacional no caso real analisado;
propor novos programas de treinamento para o desenvolvimento dos recursos humanos da
Corporação, em função dos dados que resultaram da análise do caso real do sinistro.
5.2 Embasamento legal da investigação de incêndio:Constituição Estadual:Capítulo IVDo Corpo de Bombeiros Militar
Art. 108. – O Corpo de Bombeiros Militar, órgão permanente, força auxiliar, reserva do Exército, organizado com base na hierarquia e disciplina, subordinado ao Governador do Estado, cabe, nos limites de sua competência, além de outras atribuições estabelecidas em lei:(...)
VI – a realização de perícias de incêndio e de áreas sinistradas no limite de sua competência;
O texto acima faz parte da Emenda Constitucional aprovada em segundo turno, em
03 de junho de 2003 e que concedeu a emancipação do Corpo de Bombeiros Militar de Santa
Catarina, também colocou um ponto final a cerca da competência do Corpo de Bombeiros Militar,
para realizar perícias de incêndio.
Agora a previsão é constitucional e indiscutível. Não que antes essa competência
fosse discutível, pois estava prevista na LOB (Lei de Organização Básica da PMSC), que é uma Lei
Estadual. Porém, como tratava-se de uma Lei Ordinária e específica para a PMSC, nem todos tinham
conhecimento. Indagações partiam inclusive por parte de organismos estaduais, inclusive da Polícia
Civil. Hoje como a previsão é constitucional, imagina-se que o conhecimento seja mais difundido.
Lei de Organização Básica da PMSC (Polícia Militar de Santa Catarina), lei nº 6.217 de 10 de fevereiro de 1983:
Art. 2o – Compete a Polícia Militar:(...)V – Realizar o serviço de extinção de incêndio, simultaneamente com o de proteção e salvamento de vidas e materiais. VI – Efetuar o serviço de busca e salvamento, prestando socorros em casos de afogamento, inundação, desabamento, acidentes em geral e em caso de catástrofe ou calamidades públicas;
Art. 29 – O Comando do Corpo de Bombeiros é órgão responsável pela extinção de incêndios e salvamento de vidas e materiais em caso de sinistros, a quem compete planejar, programar, organizar o controlar a execução de todas as missões que lhe são peculiares, desenvolvidas pelas unidades operacionais subordinadas. Parágrafo Único – O Comando do Corpo de Bombeiros contará com um Estado Maior e um Centro de
Atividades Técnicas. Art. 30 – Ao Centro de Atividades Técnicas compete:I – Executar e supervisionar o cumprimento das disposições legais relativas às medidas de prevenção e proteção contra incêndios;II – Proceder o exame de plantas e de projetos de construções;III – Realizar vistorias e emitir pareceres;IV – Realizar testes de incombustibilidade;V – Supervisionar a instalação de rede de hidrantes públicos e privados;VI – Realizar perícia de incêndios.
5.3 Classificação das causas de incêndio:
AÇÃO HUMANA:Imperícia, Imprudência, Negligência, Fraude, Terrorismo, Falhas: de projeto, de
construção, de manutenção(preventiva, programada, etc.), de instalação, etc. Deve ser utilizada essa
opção de “causa”, quando não tivermos certeza que a ação humana foi ou não intencional.
AÇÃO HUMANA DIRETA:Quando o investigador concluir que o incêndio teve origem por uma ação humana
intencional. Exemplo: um incêndio criminoso, com utilização de agente acelerador (gasolina).
AÇÃO HUMANA INDIRETA:Quando a conclusão for de ação humana não intencional. Como por exemplo, um
curto-circuito ocasionado por uma desconexão parcial do condutor, próximo ao plug, da televisão.
Ocorrido de tanto a pessoa desligar o aparelho da tomada, puxando pelo fio. A pessoa, apesar que
de maneira direta, não teve a intenção de provocar o incêndio.
NATURALFenômenos da natureza. Ex.: Maremoto, terremoto, descargas atmosféricas, etc.
ACIDENTALDefeitos ou falhas de máquinas ou equipamentos.
INDETERMINADA Quando não foi possível detectar a causa do incêndio.
5.4. Classificação das Sub Causas do Incêndio:
Agentes físicos Choque mecânico, fagulha(chama/brasa), superfície aquecida, etc.
Agentes químicos Reações químicas exotérmicas
Agentes biológicos Ação de bactérias - difícil de comprovar
Fenômeno termoelétrico
Curto circuito, sobrecarga, sobre tensão, desconecção parcial, contato imperfeito,
grafitização, sub óxido de cobre, descarga atmosférica, fuga de corrente.
Agentes ÍgneosBrasa, chama, centelha, fagulha, choque mecânico, onda de choque, reação química
exotérmica, superfície aquecida, etc.
5.5. Generalidades das causas de incêndio:
Os fatores determinantes de um processo combustivo, pode ser devido a razões alheias à
vontade humana (causas acidentais) ou derivam de uma ação ou omissão resultante de uma medida
intencional ou culposa (Intencional = Dolosa). Podem ser eles:
Combustão espontânea - Este processo é também conhecido como AUTO-INFLAMAÇÃO, que
podemos defini-lo como o que se manifesta naturalmente em certas substâncias, sem a prévia
aplicação de chama externa. O fator motivador desse processo, na maioria dos casos, se deve a uma
oxidação, circunstâncias de ordem biológica, ou decomposição química.
Reações por oxidação - Correspondem a classe de reações exotérmicas em cuja fase inicial, é
fundamental que exista uma substância facilmente oxidável, em condições normais; assim como a
presença de um elemento susceptível de absorver calor dessa reação.
Processos eletrodinâmicos - A palavra dinâmica, se refere ao movimento da energia como fator
preponderante para a formação de uma fonte de calor, partindo do conhecido "EFEITO JOULE",
enquanto se relaciona com a transformação da energia elétrica em energia calorífica. Assim como
principal motivo do conhecido "curto-circuito" que corresponde ao contacto direto entre as partes
metálicas dos condutores, com a formação do arco-voltaico, como conseqüência da transmissão da
corrente elétrica através de um meio gasoso.
Processos eletrostáticos - Levando-se em consideração que é possível gerar uma fonte calorífica,
ao criar-se um diferente potencial estático, por atrito (fricção) ou por choque; pode-se atribuir a este
fato, a produção de cargas eletrostáticas, que por não terem ligação à terra para descarga, em dado
momento, o potencial acumulado pode transformar-se em potencial dinâmico, dando lugar a uma
possível formação de um arco-voltaico, com a iniciação do fogo.
Processos dinâmicos - Causando-se o roçamento (atrito) ou fricção de dois corpos entre si, há
produção nos mesmos de aumento da temperatura, devido ao aumento da energia cinética. Esta ele-
vação é capaz de proporcionar em um dado momento, a temperatura de ignição de um dos materiais
em contato.
Processos meteorológicos - São todos aqueles independentes da ação humana, cuja origem é de
responsabilidade da natureza. De acordo com as características do ''fenômeno”, se subdividem em:
PROVENIENTES DE DESCARGAS ELETRO-ATMOSFÉRICAS, que se manifesta com o fenômeno do
RAIO, e PROCESSOS MICROSCÓPICOS, que compreendem todos aqueles fatores causais de
incêndio, onde o agente primordial é a água existente na atmosfera (Umidade), ou ainda, proveniente
de chuvas e inundações; e dentro desta modalidade causal, cabe agregar como agente ativo, o sol
(Astro), cujas radiações caloríficas São transmitidas a elementos aptos a receberem e acumularem
energia, eu ainda, receberem e atuarem por refração com convergência dos raios solares para um
determinado local, gerando um foco de incêndio.
Efetuados os estudos a respeito dos motivos acidentais, dentro de um ponto de vista físico-
químico, passaremos a estudar os fatores antropológicos, como agentes geradores de incêndios,
derivados de sua manifestação ativa ou passiva:
1º - Involuntários – São aqueles fatos que se caracterizam pela falta de prevenção, assim
como, pelo descumprimento de normas elementares de prudência. Segundo à natureza, os fatores
involuntários podem classificar-se como: imprudência, negligência, imperícia, inobservância,
inconsciência, erro e ignorância.
A IMPRUDÊNCIA é o que se refere ao descumprimento de regras gerais básicas, e em tais
circunstâncias, se omite toda precaução, ou por falta de percepção ou por excesso de confiança nas
probabilidades de êxito;
Na NEGLIGÊNCIA atuam fatores involuntários que respondem processos passivos de
descumprimento de normas gerais, onde o autor evidencia o descuido ou falta de atenção, impostos
pelo costume;
A IMPERÍCIA é proveniente de fatores involuntários que derivam de insuficiência de conhecimentos
ou de aptidões, para o desempenho de sua missão de forma correta;
Na INOBSERVÂNCIA participam fatores involuntários relacionados com a falta de cumprimento das
disposições legais e acatamento regulamentos pertinentes, sem haver a intenção de burlar as normas
preventivas;
- Na INCONSCIÊNCIA o agente atua por fatores psíquicos incontrolados, que não lhe permitem
medir suas ações nem prever suas conseqüências. Ex: Sonâmbulo;
O ERRO também é proveniente de fatores involuntários gerados por uma concepção equivocada. O
agente pensa possuir o conhecimento correto, mas na realidade não possui;
Na IGNORÂNCIA o agente atua de forma consciente, porém alheio por completo ao resultado de sua
ação, uma vez que não o pode prever, em razão de seu desconhecimento.
2º - Anormais – Podemos dizer que os fatores antropológicos anormais geradores de
incêndio, são promovidos por processos psicológicos irregulares ou imperfeitos. Atendendo ao fator
determinante dessa anomalia, dividiremos estas causas em: insuficiência mental, estado de emoção
violenta e coação.
3º - Intencionais - resultante do processo será uma determinação consciente e medida, uma
vez que posta em vias de execução, deverá paralelamente, uma responsabilidade total e inescusável.
5.6 Forma de propagação das chamas;Vertical
AscendenteDescendente
HorizontalAscendenteDescendente
RadialDeflexãoSubterrânea
5.7 Noções preliminares e composição básica do Informe Pericial
ESTADO DE SANTA CATARINACOMANDO DO CORPO DE BOMBEIROS
INFORME PERICIAL nº 00../....../...../06
1. DADOS GERAIS:1.1 – TIPO DO EVENTO: ( ) INCÊNDIO ( ) EXPLOSÃO ( ) OUTROS ( __________________________ )
1.2 - ENDEREÇO: _____________________________________________________________ No : _________ Bairro: ___________________ Cidade: ________________________CEP: __ __ . __ __ __ - __ __ __ UF: SC 1.3 – DENOMINAÇÃO DO ESTABELECIMENTO: _________________________________________________________
1.4 – BEM SINISTRADO: ( ) Res. Unifamiliar ( ) Res. Multifamiliar ( ) Reunião de Público ( ) Res. Coletaiva ( ) Comercial ( ) Industrial ( ) Escolar ( ) Ed. Especiais ( ) Mista – com./res. ( ) Pública ( )Hospitalar ( ) Outros ___________________________________________
1.5 – DESTINAÇÃO: ____________________________________________________________________________________
1.6 – RESPONSÁVEL: ______________________________________________ IDADE: ___________ ANOS PROFISSÃO: _________________________________________________ ESCOLARIDADE: _______________
1.7 – DATA/HORA DO EVENTO: __ / __ / 199__, ÀS __: __ HORAS
1.8 – DATA/HORA DO AVISO : __ / __ / 199__, ÀS __: __ HORAS
1.9 – FORMA DO AVISO: ( ) FONE 193 ( ) FONES DIVERSOS ( ) POLÍCIA ( ) VERBAL ( ) OUTROS (______________)
1.10- DATA/HORA DO INÍCIO DA EXTINÇÃO: __ / __ / 199__, ÀS __: __ HORAS
1.11- DATA/HORA DO TÉRMINO DA EXTINÇÃO: __ / __ / 199__, ÀS __: __ HORAS
1.12 – INSPETOR DE SINISTRO: POSTO/GRADUAÇÃO MAT. _ _ _ . _ _ _ - _ __ _ NOME __ . 1.13- DATA/HORA DO INÍCIO DOS EXAMES: __ / __ / 199__, ÀS __: __ HORAS
1.14- DATA/HORA DO TÉRMINO DOS EXAMES: __ / __ / 199__, ÀS __: __ HORAS
1.15 – LOCAL DE ORIGEM DO FOGO: ( zona de origem do incêndio – item 3.2)
1.16 – CAUSA: ( )Ação Humana ( )Ação Humana Direta ( )Ação Humana Indireta ( )Natural ( )Acidental ( )Indeterminada
1.17 - SUB CAUSA: ( ) Ag. físicos ( ) Ag. químicos ( ) Ag. biológicos ( ) Fenômeno termoelétrico ( ) Indeterminado
1.18 - AGENTE ÍGNEO: ( ) Brasa ( ) Chama ( ) Centelha ( ) Fagulha ( ) Choque mecânico ( ) Onda de choque( ) Reação química exotérmica ( ) Superfície aquecida ( ) Não identificado ( ) Outros_________________________ .
1.19 – ÁREA QUEIMADA : _____ M2 .
1.20 – INTENSIDADE DA QUEIMA: ( ) TOTAL ( ) MAIS DE 50% ( ) 50% ( ) MENOS DE 50% ( ) INSIGNIFICANTE
1.21 – VÍTIMAS: ____ MORTOS ____ FERIDOS
1.22 – VALOR APROXIMADO DOS PREJUÍZOS (para fins estatísticos): R$ __ __ __ . __ __ __ , 00
1.23 – VALOR APROXIMADO DOS SALVADOS (para fins estatísticos): R$ __ __ __ . __ __ __ , 00
1.24 - SEGURO CONTRA INCÊNDIO: ( ) SIM ( ) NÃO VALOR: R$ __ __ __ . __ __ __ , 00
1.25 – COM EXCEÇÃO DAS UNIFAMILIARES, A EDIFICAÇÃO TINHA SISTEMA PREVENTIVO : ( ) SIM ( ) NÃO 1.26 – A EDIFICAÇÃO ESTAVA REGULARIZADA JUNTO AO CORPO DE BOMBEIROS: ( ) SIM ( ) NÃO
1.27 – OS SISTEMAS PREVENTIVOS ESTAVAM FUNCIONANDO: ( ) SIM ( ) NÃO ( ) EM PARTE
1.28 – SE TINHA SISTEMA PREVENTIVO, FOI UTILIZADO:( )Pelos moradores ( ) Pelos populares ( )Pelos Bombeiros ( )Não utilizado
1.29 – SE HOUVE FALHA NA OPERACIONALIDADE: ( ) O usuário não sabia operá-lo ( ) Houve falha na manutenção
1.30 - OBSERVAÇÕES: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. INFORMAÇÕES DE PESSOAS RELACIONADAS COM O EVENTO:
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. EXAMES:3.1 DESCRIÇÃO GERAL DO LOCAL:
a)Natureza: ______________________________________________ b)Estrutura: _________________________________________________ c)Área construída: ___________________________________________ d)Data da construção: _________________________________________ e)Nº de pavimentos: _________________________________________ f)Qdade. de habitantes fixos na edificação: ________________________ g)Teto: ___________________________________________________ h)Parede: _________________________________________________ i)Piso: _____________________________________________________
j)Outros: ___________________________________________________
3.2 ZONA DE ORIGEM DO INCÊNDIO______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.3 FOCO INICIAL___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.4 FORMA DE SURGIMENTO DO INCÊNDIO____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________
4. ANÁLISE DO SEGURO CONTRA INCÊNDIOPossuía seguro contra incêndio/explosão? ( )sim ( ) nãoData da vigência do seguro: __ / __ / __ À __ / __ / __Valor da apólice: R$ __ __ __ . __ __ __ , __ __Seguradora: __________________________________________________Beneficiário: ___________________________________________________
5. PREVENÇÃO E EXTINÇÃO DO INCÊNDIO:5.1 INSTALAÇÃO DOS SISTEMAS PREVENTIVOS
a) A edificação tinha sistema preventivo:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
b) A edificação estava regularizada junto ao Corpo de Bombeiros_____________________________________________________________________________________________________________________________
c) Os sistemas preventivos foram utilizados: ( )Pelos moradores ( ) Pelos populares ( )Pelos Bombeiros ( )Não utilizado Histórico:____________________________________________________________________________________________________________________________
d) Os sistemas preventivos estavam funcionando: ( ) Sim ( ) Não ( ) Em parte Histórico:____________________________________________________________________________________________________________________________
e) Se houve falha na operacionalidade: ( ) O usuário não sabia operá-lo ( ) Houve falha na manutenção ( ) Não houve falha Histórico:____________________________________________________________________________________________________________________________
f) Outras observações:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5.2 MEIOS DE ESCAPE EXISTENTES:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5.3 EXTINÇÃO DE INCÊNDIOa) Data/hora do início da extinção: __ /__ / __ às __ : __ H Data/hora do término da extinção: __ /__ / __ às __ : __ Hb) Pessoal empregado: ( ) bombeiros ( ) populares ( ) outros c) Tipo do agente e forma de emprego:_________________________d) Aspectos positivos: __________________________________ __________________________________________________________e) Aspectos negativos: ____________________________________
________________________________________________________________
5.4 ANÁLISE DO SOCORRO REALIZADO PELO CORPO DE BOMBEIROS:______________________________________________________________________________________________________________________________________
6. INSTALAÇÕES DE PRODUTOS PERIGOSOS:
6.1Discriminação, quantidade de armazenamento e manipulação.___________________________________________________________________________________________________________________________________________
6.2Estado da instalação._______________________________________
6.3 Quantidade danificada pelo fogo.______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. DANOS OCORRIDOS POR OCASIÃO DO SINISTRO: 7.1 NA EDIFICAÇÃO:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7.2 NOS BENS MÓVEIS:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7.3 OUTROS DANOS__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7.4 VALOR TOTAL DOS PREJUÍZOS:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7.5 SALVADOS DO INCÊNDIODescrição:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Valor total:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. DANOS RELATIVOS ÀS VÍTIMAS:8.1 LOCAL E ASPECTO DA EDIFICAÇÃO ONDE OCORRERAM MORTES E FERIMENTOS:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8.2 REUSUMO DA OCORRÊNCIA DE MORTOS E FERIDOS:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9. CORRELAÇÃO DOS ELEMENTOS OBTIDOS:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
10. OUTRAS CONSIDERAÇÕES: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
11. CONCLUSÃO : ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
12. ANEXOS: I - 00 Fotografias II - Croqui III - Boletim de Ocorrência da Policia CivilIV - Certidão da ocorrência atendida pelo Corpo de Bombeiros V - Filmagem VI - GravaçãoVII - Ofícios VIII - etc.
CIDADE - SC, em 00 de mês de 2003.
_________________________________FULANO DE TAL
Inspetor de SinistroESTADO DE SANTA CATARINA
CORPO DE BOMBEIROS MILITAR
Informe Pericial no 000/xxx/xxx/03
ANEXO I – Fotografias
carimbo
Fotografia no 01
Vista frontal da edificação.
ESTADO DE SANTA CATARINACORPO DE BOMBEIROS MILITAR
Informe Pericial no 000/xxx/xxx/03
ANEXO II – Croqui
Escala 1:50
ESTADO DE SANTA CATARINACOMANDO DO CORPO DE BOMBEIROS
INFORME PERICIAL nº 00../....../...../06
1. DADOS GERAIS:1.1 – TIPO DO EVENTO: ( ) INCÊNDIO ( ) EXPLOSÃO ( ) OUTROS ( __________________________ )
1.2 - ENDEREÇO: _____________________________________________________________ No : _________ Bairro: ___________________ Cidade: ________________________CEP: __ __ . __ __ __ - __ __ __ UF: SC 1.3 – DENOMINAÇÃO DO ESTABELECIMENTO: _________________________________________________________
1.4 – BEM SINISTRADO: ( ) Res. Unifamiliar ( ) Res. Multifamiliar ( ) Reunião de Público ( ) Res. Coletaiva ( ) Comercial ( ) Industrial ( ) Escolar ( ) Ed. Especiais ( ) Mista – com./res. ( ) Pública ( )Hospitalar ( ) Outros ___________________________________________
1.5 – DESTINAÇÃO: ____________________________________________________________________________________
1.6 – RESPONSÁVEL: ______________________________________________ IDADE: ___________ ANOS PROFISSÃO: _________________________________________________ ESCOLARIDADE: _______________
1.7 – DATA/HORA DO EVENTO: __ / __ / 199__, ÀS __: __ HORAS
1.8 – DATA/HORA DO AVISO : __ / __ / 199__, ÀS __: __ HORAS
1.9 – FORMA DO AVISO: ( ) FONE 193 ( ) FONES DIVERSOS ( ) POLÍCIA ( ) VERBAL ( ) OUTROS (______________)
1.10- DATA/HORA DO INÍCIO DA EXTINÇÃO: __ / __ / 199__, ÀS __: __ HORAS
1.11- DATA/HORA DO TÉRMINO DA EXTINÇÃO: __ / __ / 199__, ÀS __: __ HORAS
1.12 – INSPETOR DE SINISTRO: POSTO/GRADUAÇÃO MAT. _ _ _ . _ _ _ - _ __ _ NOME __ . 1.13- DATA/HORA DO INÍCIO DOS EXAMES: __ / __ / 199__, ÀS __: __ HORAS
1.14- DATA/HORA DO TÉRMINO DOS EXAMES: __ / __ / 199__, ÀS __: __ HORAS
1.15 – LOCAL DE ORIGEM DO FOGO: ( zona de origem do incêndio – item 3.2)
1.16 – CAUSA: ( )Ação Humana ( )Ação Humana Direta ( )Ação Humana Indireta ( )Natural ( )Acidental ( )Indeterminada
1.17 - SUB CAUSA: ( ) Ag. físicos ( ) Ag. químicos ( ) Ag. biológicos ( ) Fenômeno termoelétrico ( ) Indeterminado
1.18 - AGENTE ÍGNEO: ( ) Brasa ( ) Chama ( ) Centelha ( ) Fagulha ( ) Choque mecânico ( ) Onda de choque( ) Reação química exotérmica ( ) Superfície aquecida ( ) Não identificado ( ) Outros_________________________ .
1.19 – ÁREA QUEIMADA : _____ M2 .
1.20 – INTENSIDADE DA QUEIMA: ( ) TOTAL ( ) MAIS DE 50% ( ) 50% ( ) MENOS DE 50% ( ) INSIGNIFICANTE
1.21 – VÍTIMAS: ____ MORTOS ____ FERIDOS
1.22 – VALOR APROXIMADO DOS PREJUÍZOS (para fins estatísticos): R$ __ __ __ . __ __ __ , 00
1.23 – VALOR APROXIMADO DOS SALVADOS (para fins estatísticos): R$ __ __ __ . __ __ __ , 00
1.24 - SEGURO CONTRA INCÊNDIO: ( ) SIM ( ) NÃO VALOR: R$ __ __ __ . __ __ __ , 00
1.25 – COM EXCEÇÃO DAS UNIFAMILIARES, A EDIFICAÇÃO TINHA SISTEMA PREVENTIVO : ( ) SIM ( ) NÃO 1.26 – A EDIFICAÇÃO ESTAVA REGULARIZADA JUNTO AO CORPO DE BOMBEIROS: ( ) SIM ( ) NÃO
1.27 – OS SISTEMAS PREVENTIVOS ESTAVAM FUNCIONANDO: ( ) SIM ( ) NÃO ( ) EM PARTE
1.28 – SE TINHA SISTEMA PREVENTIVO, FOI UTILIZADO:( )Pelos moradores ( ) Pelos populares ( )Pelos Bombeiros ( )Não utilizado
1.29 – SE HOUVE FALHA NA OPERACIONALIDADE: ( ) O usuário não sabia operá-lo ( ) Houve falha na manutenção
1.30 - OBSERVAÇÕES: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. INFORMAÇÕES DE PESSOAS RELACIONADAS COM O EVENTO:
São as informações colhidas dos responsáveis pelo patrimônio sinistrado e de pessoas relacionadas com o evento, nas quais serão levantados dados relativos ao bem sinistrado, fatos, ações ocorridas anteriormente, durante e posteriormente ao sinistro, que possam caracterizar indícios para investigação pericial.
Deverá ser citado o maior número de informações possível sobre a pessoa que presta a informação, nome completo, o registro de identidade, CPF, filiação, endereço, telefone, grau de escolaridade, a idade, etc. A divisão do depoimento em tópicos facilitará a sua compreensão. O levantamento de informações não terá de ser expresso com as palavras do depoente mas sim com o seu conteúdo e lido ao depoente após consignado, isto com o objetivo de gerar maior clareza e evitar questionamentos.
Ex.: 2.1 Sr(a). AAAAAAA BBBB, Carteira de Identidade 0000000000000, CPF 000.111.222-33, data de nasc. 00/00/0000, natural de XXXXXXXXXXX – SC, filho de Aaaaaaaaaaa Bbbbbbbbbb e Aaaaaaaaaaa Bbbbbbbbb, residente em WWWWWWWWWWWWW S/No, Bairro, Cidade – SC, telefone, escolaridade, Profissão, trabalha na Aaaaaaaaaaaaaaaaaaaa. Aos 00 dias do mês de aaaaaaaaa de 1998, perguntado sobre o incêndio ocorrido na sua residência; na residência tal, etc, disse o seguinte: que por volta das ...............................................
2.2 Sr(a). AAAAAAA BBBBBBB, Carteira de Identidade 0000000000000, CPF 000.111.222-33, data de nasc. 00/00/0000, natural de XXXXXXXXXXX – SC, filho de Aaaaa Bbbb e aaaa Bbbbbbbbb, residente em WWWWW S/No, Bairro, Cidade – SC, telefone, escolaridade, Profissão, trabalha na Aaaaaaaaaa. Aos 00 dias do mês de aaaaaaaaa de 1998, perguntado sobre o incêndio ocorrido na sua residência; na residência tal, etc, disse o seguinte: que por volta das ................
3. EXAMES:
3.1 DESCRIÇÃO GERAL DO LOCAL: É a descrição do local quanto às suas características de natureza, construção e
ocupação:* Natureza: é a função social da edificação (Ex.: comercial, residencial, escolar, etc.);* Estrutura: é o tipo de material predominante na estrutura construtiva da edificação ( Ex.: madeira, alvenaria, metálica, etc.);* Área construída: é a área construída da edificação dada em metros quadrados.* Data da construção: é a data em que foi construída a edificação devendo constar no mínimo o ano.* No de pavimentos: é o número de pavimentos superior e inferior ao solo.* Quantidade de habitantes fixos na edificação: o número de habitantes fixos ou móveis da edificação será considerada as pessoas que habitarem e que em determinado período estão na edificação.* Teto: tipo de teto utilizado na edificação - telhado, forro, etc.* Parede: tipo e aspecto construtivo da parede e o revestimento utilizado.* Piso: tipo de piso utilizado na edificação. * Outros: qualquer outra característica que seja necessária ou ajude na descrição geral do local.
3.2 ZONA DE ORIGEM DO INCÊNDIOMenor área delimitada do bem onde originou-se o incêndio citando características físicas construtivas, metragem e justificativa de como localizou e identificou o referido local. Ex.: em uma casa onde o fogo teria se originado na televisão da sala, a zona de origem é a sala.
3.3 FOCO INICIALOnde se deu a incidência da causa do incêndio, ou seja, o local exato em que houve
a eclosão do incêndio em um determinado material combustível, deve ser especificado a localização, o tipo de material combustível, a intensidade da queima e a justificativa de como localizou e identificou o referido local. Ex.: o mesmo anterior: em uma casa onde o fogo teria se originado na televisão da sala, o foco inicial é a televisão.
3.4 FORMA DE SURGIMENTO DO INCÊNDIOÉ a explicação objetiva e científica da forma em que se deu a origem do incêndio,
citando o material combustível: ponto de combustão ou ignição, se for o caso, localização. Citando também a fonte ígnea: a energia de ativação, forma de contato, origem e localização. Citando o comburente: fornecimento de oxigênio favorável ou não - se houve influência no surgimento do incêndio.
4. ANÁLISE DO SEGURO CONTRA INCÊNDIOPossuía seguro contra incêndio/explosão? ( )sim ( ) nãoData da vigência do seguro: __ / __ / __ À __ / __ / __Valor da apólice: R$ __ __ __ . __ __ __ , __ __Seguradora : ________________________________Beneficiário: ________________________________
5. PREVENÇÃO E EXTINÇÃO DO INCÊNDIO:
5.1 INSTALAÇÃO DOS SISTEMAS PREVENTIVOS a) A edificação tinha sistema preventivo: Citar todos os sistemas preventivos contra incêndio existente na edificação.
b) A edificação estava regularizada junto ao Corpo de Bombeiros: Qual a situação da edificação junto ao Corpo de Bombeiros. Tinha Habite-se, Atestado de Vistoria para Funcionamento, estava com a vistoria indeferida – qual o motivo. Enfim, um relato geral da situação.
c) Os sistemas preventivos foram utilizados: ( )Pelos moradores ( ) Pelos populares ( )Pelos Bombeiros ( )Não utilizado Histórico: Se foram utilizados os sistemas preventivos, colocar no histórico a forma pelo qual eles foram utilizados
d) Os sistemas preventivos estavam funcionando: ( ) Sim ( ) Não ( ) Em parte Histórico: Justificar no histórico, a resposta assinalada. Se os sistemas preventivos estavam todos funcionando (sim); se o(s) sistema(s) existente(s) não estava em condições de
operação/funcionamento (não); ou se apenas algum(s) sistema não estava funcionando (em parte).e) Se houve falha na operacionalidade:
( ) O usuário não sabia operá-lo ( ) Houve falha na manutenção ( ) Não houve falha Histórico: Este item tem por objetivo levantar o motivo do(s) sistema(s) preventivo(s) não ter(em) funcionado, por ocasião de sua utilização durante o sinistro. Colocar no histórico o relato do ocorrido.
f) Outras observações:Toda e qualquer informação relevante, relacionada com os sistemas preventivos, deve ser citada neste item, se por acaso já não foi relacionada em algum item anterior.
5.2 MEIOS DE ESCAPE EXISTENTES:Tipo, quantidade, situação em relação ao projeto e as normas, analisando também o
procedimento adotado pelas vítimas por ocasião do sinistro, e por fim se esses meios de escape realmente cumpriram com sua missão que é proporcionar uma evacuação rápida e segura do ambiente .
5.3 EXTINÇÃO DE INCÊNDIO
a) Data/hora do início da extinção: __ /__ / __ às __ : __ H Data/hora do término da extinção: __ /__ / __ às __ : __ H
b) Pessoal empregado: ( ) bombeiros ( ) populares ( ) outros
c) Tipo do agente e forma de emprego:___________________________
d) Aspectos positivos: ________________________________________
e) Aspectos negativos: __________________________________________
5.4 ANÁLISE DO SOCORRO REALIZADO PELO CORPO DE BOMBEIROS:Neste item deve ser analisado os procedimentos adotados por todo o socorro, relacionando-
os ao sinistro, para chegar à conclusão se o socorro foi efetivo, se os procedimentos tomados foram corretos, etc. Tal análise deve iniciar com o telefonema do informante/solicitante à central de operações, até o retorno da guarnição ao quartel.
6. INSTALAÇÕES DE PRODUTOS PERIGOSOS:
6.1 Discriminação, quantidade de armazenamento e manipulação.___________________________________________________________________________________________________________________________
6.2 Estado da instalação.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6.3 Quantidade danificada pelo fogo._______________________________7. DANOS OCORRIDOS POR OCASIÃO DO SINISTRO:
Especificar danos pela ação direta das chamas, pelo calor, pela fumaça, pelos agentes extintores, os salvados do incêndio, etc.
7.1 NA EDIFICAÇÃO:Área da edificação afetada pelo sinistro. Todos os dados relativos a edificação:
reboco, pintura, estrutura, piso, etc.
7.2 NOS BENS MÓVEIS:Relação dos bens móveis atingidos no incêndio, fazendo a descrição mais completa
possível, citando marca, modelo, tempo de uso, material de fabricação, etc.
7.3 OUTROS DANOSFlorestas, campos, veículos automotores, etc.
7.4 VALOR TOTAL DOS PREJUÍZOS:É a estimativa dos prejuízos ocorridos por ação direta ou indireta do sinistro, será
feita de preferência com a informação do proprietário, e só será utilizado para fins estatísticos.
7.5 SALVADOS DO INCÊNDIODescrição:É a relação dos bens móveis e imóveis que não foram atingidos pelo sinistro devido atuação do CBMSC ou populares, deverá ser descrito as características básicas para especificação e identificação do bem, colocando no item “a” sua descrição e no item “b” (abaixo), o valor total de tudo o que foi salvo.
Valor total:________________________________________________
8. DANOS RELATIVOS ÀS VÍTIMAS:
8.1 LOCAL E ASPECTO DA EDIFICAÇÃO ONDE OCORRERAM MORTES E FERIMENTOS:Neste item deve ser feita a relação do local com o surgimento das vítimas. Até que ponto o local influenciou para o surgimento das vítimas. Ex.: uma escada comum em que as vítimas não puderam descer e morreram intoxicadas pela fumaça.
8.2 REUSUMO DA OCORRÊNCIA DE MORTOS E FERIDOS:Relacionar vítimas fatais e não fatais em seqüência, nome completo, idade, sexo,
profissão, por quem foram atendidas e conduzidas, qual hospital ou clínica de destino, qual o tipo e a gravidade da lesão.
9. CORRELAÇÃO DOS ELEMENTOS OBTIDOS:É a correlação de todos os elementos obtidos durante o procedimento pericial, o qual deverá
constar as conclusões individualizadas relativas aos depoimentos, exames, vestígios e indícios colhidos durante a investigação, comparar, comprovar cientificamente. Excluir as possíveis causas. A divisão em tópicos facilitará a compreensão. Necessário que neste item, se faça um breve resumo a cerca de todos os elementos que levaram a conclusão das causas do incêndio. Explicando, inclusive, o que levou o investigador a concluir qual foi a causa do incêndio: Ação Humana (incerta se foi intencional ou não); Ação Humana Direta (intencional); Ação Humana Indireta (não intencional); Natural (fenômenos da natureza); Acidental; e Indeterminada.
Ex.: De acordo com as investigações realizadas ......, com os elementos obtidos............, vestígios e indícios................., o(s) inspetor(es) de sinistro(s) tomou(aram) como linha de ação um estudo direcionado para um incêndio causado por uma............, conforme ficou constatado através de.........................
10. OUTRAS CONSIDERAÇÕES:
11. CONCLUSÃO : É a conclusão pura e específica da causa do incêndio, devendo ser acompanhada da causa e
sub causa do incêndio seguindo o modelo abaixo:
De acordo com as investigações realizadas, com os depoimentos apresentados, com a correlação dos elementos obtidos e, ainda, excluindo as demais causas, o(s) perito(s) conclui que o incêndio ocorrido no ______________________ às __ : __ H do dia __ / __ de 19__, teve como causa uma ___________________ e sub causa um__________________________ .
12. ANEXOS:
I - 00 Fotografias II - Croqui
III - Boletim de Ocorrência da Policia CivilIV - Certidão da ocorrência atendida pelo Corpo de Bombeiros V - Filmagem VI - GravaçãoVII - Ofícios etc.
Cidade - SC, em 00 de mês de 2003.
______________________________________________FULANO DE TAL
Posto/Graduação - OBM
5.8. Processos para analise dos casos reais de incêndio:
Surgimento de vítimas Propagação das chamasINVESTIGAÇÃO Surgimento do fogo Efeitos dos equipamentos contra incêndios Condições de fuga Danos
Surgimento de Vítimas:- R C e B (somatório da relação custo e benefício)
Bombeiro + Patrimônio + Pessoas
- JUSTIÇA: Crime de Incêndio
Lesão corporal seguida de morte ou não
Crime de dano
- CBM E SOCIEDADE Aspecto construtivo e arquitetônico
Propagação das chamasSurgimento do FogoCausas do IncêndioSub Causas do IncêndioEfeito dos Equipamentos contra incêndio
Fixos - hidrantes de parede, de recalque, de coluna, etc
Móveis - extintores portáteis, de carreta, etc
Sistemas de detecção - automáticos e manuais
* Todo e qualquer sistema de proteção e combate a incêndio
Obs.: antes de avaliar se os sistemas funcionaram, deve-se analisar todo o projeto preventivo contra
incêndio.
Condições de FugaDeve-se avaliar as condições de fuga existentes na edificação sinistrada,
comparando-as com as normas, e confrontando sua eficácia em relação ao sinistro em questão. Isto
não só para estudar o aparecimento de vítimas, mas também para analisar o comportamento dessas
vítimas em relação ao sinistro.
17
DanosPrejuízos e salvados - materiais, sociais, da natureza, etc.
5.8.1 Itens sobre as investigações cientificas das causas de incêndio:
* Domínio dos mecanismos de surgimento do fogo
* Características de combustão dos materiais
* Aprendizagem relacionada com observação do local
* Legislação sobre combate e prevenção dos incêndios
5.9 Procedimento para investigação de incêndio:
A investigação do incêndio e o seu processo estão divididos nos seguintes grandes
grupos: Plano de investigação; Observação do local; Coleta de depoimentos; Determinação da zona
de origem; Esquadrinhamento da área; Escavação dos escombros; Determinação do foco inicial;
Reconstituição; Estudo dos materiais queimados obtidos com a escavação; Comprovação do agente
gerador do fogo; Determinação das causas e sub causas; Planimetria e croqui; Fotografia; e
Liberação do local.
5.9.1. Plano de Investigação:O aspecto do incêndio observado durante o trajeto e no ato da chegada ao local, bem
como as informações obtidas dos depoimentos prestados, serão fatores importantes para o
estabelecimento do plano de investigação.
A reunião de todas as impressões obtidas no evento, tais como as do comando do
combate, do salvamento, do atendimento e remoção das vítimas do local, retratam as características
do incêndio.
O local do incêndio deverá ser preservado desde o momento da extinção, mantendo-
se as semelhanças com os aspectos originais. Sendo assim, seus aspectos deverão ser coincidentes
com a observação dos investigadores, caso haja diferença, essas serão questões a serem
investigadas.
O local a ser preservado será uma sombra que registrará as condições do incêndio,
tais como a magnitude e os aspectos de propagação e extinção.
O dia e o horário da investigação são determinados, a princípio, pelo o horário do
término do combate ao incêndio e pelo número de investigadores disponíveis. No entanto, devido a
maiores facilidades de observação e fotografia, tem-se como regra básica, a realização durante o dia.
É necessário que os investigadores estejam conscientes das tarefas que estejam
características. Em alguns casos específicos de incêndio poderá haver a participação conjunta dos
principais órgãos da Justiça, de Trabalho, de Indústria e Comércio, de Agricultura, de Meio Ambiente
e Transportes, e portanto é necessário respeitar a atribuição e a tarefa de cada um cooperar
mutuamente.
5.9.2. Observação do local:Consiste em observar o local do incêndio, buscando a provável causa e a razão da
17
forma como ocorreu a queima, para chegar ao estado em que se encontra.
Essa forma de observação não é apenas uma etapa de investigação, mas deve
acompanhar todas as suas fases. As tarefas de limitação da área do foco, de escavação e de
comprovação, são iniciadas com a observação. Deve-se cuidar, portanto, para não confundir a
observação com a simples tarefa de fotografar.
É nesta fase que se define o sentido de propagação das chamas através da
observação das chamas através da observação do sentido de queda dos materiais e da estrutura, do
grau de carbonização e dos pontos de queima intensa.
5.9.3. Coleta de depoimentos:A maioria dos incêndios ocorrem devido a ação pessoal direta ou indireta. Sendo
assim, os depoimentos prestados pelas pessoas relacionadas ao local, juntamente com a observação
e a análise do aspecto da queima, são de grande importância para a determinação da causa.
É duvidoso, no entanto, que pessoas normais, numa circunstância de incêndio, não
tenham sofrido abalo psicológico e se lembrem de todos os fenômenos que ocorreram minutos após
minuto.
Emoções de diversas naturezas devem coexistir, tais como medo do fogo e o apego
ao patrimônio e, portanto, não se deve esperar um estado psicológico normal. Sendo assim, não se
deve acreditar integralmente no conteúdo dos depoimentos dos ocupantes do imóvel, da testemunha
que descobriu o incêndio e os que combateram.
5.9.4. Determinação da zona de origem do incêndio:A determinação da zona de origem é feita da análise dos aspectos do local e da
análise do início do incêndio, acrescentando-se a estas o depoimento das pessoas relacionadas ao
local.
Nos casos em que a descoberta tenha sido tardia, nos casos em que ocorreu o
incêndio num imóvel desocupado e, portanto, não foi possível obter depoimentos; nos casos que
houver um incêndio num local distante do grupamento, não havendo portanto informações sobre o
início do sinistro; e nos casos em que houver a queima quase total, torna-se difícil determinar a zona
de origem apenas pela observação do local e pelo resultado dos depoimentos.
A determinação da zona de origem é feita, normalmente, através da dedução do
caminho da propagação das chamas e da análise do conteúdo dos depoimentos das testemunhas e
dos bombeiros que efetuaram a extinção.
5.9.5. Esquadrinhamento da área: Quando a determinação do foco inicial for difícil, ou seja, não for imediata após a
determinação da zona de origem, uma importante ferramenta é o esquadrinhamento da área, que
nada mais é do que dividir a zona de origem ou a área de maior suspeita da zona de origem, em
pequenas frações (geralmente de 1 m2), para que a investigação seja metodologicamente fracionada.
5.9.6. Escavação de escombros:
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A escavação dos escombros em busca dos materiais queimados que, supostamente,
servirão de prova, deve ser feita com atenção especial no sentido de preservar as suas formas
originais. Durante a atividade de remoção dos escombros é necessário atentar para a preservação
dos materiais queimados, no local original, por que, através da análise do posicionamento, seja
possível determinar o sentido da propagação.
O procedimento da escavação é, a princípio, idêntico à tarefa de escavação
arqueológica. Mas na escavação realizada na investigação de incêndio, não se deve desperdiçar até
mesmo pequenas porções de materiais carbonizados ou cinzas, desde que tenham relação com a
origem do fogo e com os meios de propagação.
5.9.7. Determinação do foco inicial:Muitas vezes, antes mesmo de iniciar o esquadrinhamento da área e a escavação
dos escombros, o investigador consegue chegar até o foco inicial do incêndio. Porém, na maioria dos
casos, pela elevada destruição do local, essa identificação não é possível de imediato. Necessitando
então a realização do esquadrinhamento e da escavação dos escombros, com o objetivo de analisar
com maior detalhamento as marcas de combustão e sentido de propagação das chamas de cada
área da zona de origem. Com essa análise detalhada, a identificação do local exato onde o incêndio
iniciou, fica mais fácil.
Apesar dos procedimentos deste check list obedecer uma seqüência lógica, alguns
itens vez por outra se invertem. A reconstituição e o estudo dos materiais queimados são geralmente
utilizados para identificar o agente gerador do fogo, porém nada impede que esses procedimentos
sejam realizados também para identificação do foco inicial, quando este último for de grande
complexidade.
5.9.8. Reconstituição: A reconstituição tem finalidade limitada e se constitui, apenas, em fazer a montagem
dos materiais, para levantar os aspectos da propagação, possibilitando sua análise.
A reconstituição deve ser realizada sob o consenso de todos, e na presença da
testemunha. A montagem deve ser feita na ordem da escavação do material, após se obter a certeza
da posição original dos objetos.
Pode-se também, utilizar fotografias tiradas antes do incêndio e plantas da edificação
como meio para reconstituição.
5.9.9. Estudo dos materiais queimados encontrados na escavação:Todo o material queimado encontrado em local de incêndio tem sua importância e
será interpretado como uma parte do fenômeno do incêndio.
A existência do material que possivelmente originou o fogo nas proximidades do
suposto foco possui importância de fazer conexão entre esse material e o incêndio.
O aspecto do ambiente é um fator fundamental para a comprovação do foco e,
portanto, é um fator importante para a determinação da origem.
Considera-se a importância do mecanismo, do aspecto de funcionamento e da
interferência humana sempre que indicarem interpelação com incêndio.
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Se for verificado se há possibilidade que o material queimado observado ser a própria
fonte de fogo, deve-se também verificar qual a relação existente com as condições ambientais
(entorno), se o material estava em uso antes do incêndio e qual a relação existente entre o indivíduo
e o agente causador num instante imediato anterior ao incêndio.
Para essa verificação é necessário o conhecimento, por parte do investigador, das
condições do material queimado (mecanismo, defeitos de ajuste).
5.9.10. Comprovação do agente gerador do fogo:A regra básica consiste em realizar a comprovação do agente gerador do fogo no
próprio local de incêndio. Quando o local estiver destruído, utilizam-se como dados básicos o relatório
de observação do local, o relatório de provas recolhidas no local e o conteúdo dos depoimentos.
Através disso, verifica-se a possível existência de agentes geradores de fogo, as relações entre
possíveis agentes causadores, o processo de propagação, os materiais queimados e o foco. Parte-
se, então, para a eliminação desses possíveis agentes causadores a fim de se concluir qual o
verdadeiro.
5.9.11. Determinação das causas e sub causas:
A causa é normalmente, determinada no próprio local, desde que haja coerência
entre o suposto agente gerador e o local do início do fogo, e que as causas ambientais estejam
propícias para o agente gerador causar o incêndio, que o aspecto da queima do suposto local do
início do fogo esteja relacionado com o aspecto geral do caminho da propagação, e que as outras
possibilidades sejam eliminadas de forma satisfatória.
No entanto, de acordo com as circunstâncias, pode ser necessário, para a
determinação da causa, desenvolver atividades posteriores ao levantamento do local, utilizando-se o
apoio de laboratórios específicos para testes e experiências, as análises do material relacionado com
a geração do fogo, procedidas por especialistas e bibliografias.
5.9.12. Planimetria e croquis:Todo e qualquer meio auxiliar que ajude a quem estiver analisando o laudo, entender
tudo o que ocorreu, deve ser utilizado.
O croqui deve sempre ser realizado, com maior ou menor complexidade, dependendo
da natureza e do detalhamento necessário do laudo.
Planimetria é mais difícil, mas em certos casos essencial para a compreensão de
certos detalhes. É necessário que o investigador saiba usar esse recursos, quando for necessário
utilizá-los.
5.9.13. Fotografias: Ao término da investigação, o aspecto do local permanecerá registrado em forma de
relatório.
As fotografias ou figuras anexadas compõem o relatório, mostrando aspectos que
substituem a descrição. Portanto, deve-se ter em mente que a sua qualidade terá grande influência
para o conhecimento do incêndio por terceiros.
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As fotografias devem mostrar fielmente o material queimado e a existência dos
objetos e seus estados. Elas são relevantes na medida em que complementam o relatório elaborado
pelo investigador.
Tiram-se fotografias do aspecto geral dos prédios queimados, de cada uma das
edificações atingidas, das proximidades do fogo, do processo de reconstituição, do agente causador,
dos materiais de prova e das vítimas fatais.
Para ter clareza da localização do objeto, fotografam-se juntamente com os materiais
não queimados, materiais fixos e/ou pilares. Quando há necessidade de diferenciar um material de
outros, utilizam-se cordas para a delimitação ou placas de indicação, tais como círculos ou setas.
Quando necessário, para comprovação da relação entre o agente causador e o meio
de propagação, tais como perfuração por queima ou derretimento, tiram-se fotografias ampliadas e/ou
fotografias para acompanhar a investigação por desmonte.
Acrescentam-se às fotografias, plantas, croquis e figuras (planas e tridimensionais), a
fim de permitir melhor visualização do local.
5.9.14 Liberação do local:Ao término da investigação no local, este será liberado para a limpeza, reconstrução
e reutilização. No processo de liberação do local, deve-se explicar à testemunha (usuário), dentro das
limitações combinadas com outros órgãos de investigação, o conteúdo da investigação realizada.
Caso a causa já esteja comprovada, faz-se com que a testemunha a compreenda, se não, citam-se
duas ou três possíveis causas e comunica-se a respeito da continuidade da investigação.
Libera-se a área e, se necessário, solicita-se às pessoas relacionadas o
comparecimento para prestar maiores esclarecimentos. Checa-se, então, todo o equipamento e
condições físicas próprias (do investigador).
Todos os investigadores retiram-se, então, do local, afim de evitar tornarem-se alvos
de manifestações de revolta emocional, é aconselhável que todos se retirem juntos.
5.10. Coleta de materiais para analise:Durante o processo da investigação de incêndio, o perito/inspetor é o responsável
pela localização, coleta, armazenamento e expedição das evidências físicas, devendo portanto estar
familiarizado com os métodos recomendados e aceitos para tais fins.
Uma evidência física de causa de incêndio é um item físico ou tangível que tem por
finalidade provar ou refutar um fato particular. As evidências físicas são relevantes no que tange às
questões de origem, das causas e da responsabilidade pelo incêndio.
Cabe ao perito decidir sobre a coleta de uma evidência física para submetê-la
ao exame laboratorial ou utilizá-la como prova de um sinistro. A decisão deve levar em conta uma
série de considerações, tais como: o escopo da investigação e os requisitos legais.
O trabalho de um laboratório criminal está diretamente relacionado com a qualidade
das amostras enviadas para análise e, por isso, o maior objetivo na determinação de causas criminais
de um incêndio é a eficiência na localização e a amostragem dos resíduos para subseqüente análise
de agentes aceleradores. Para atingir este objetivo o investigador precisa empregar técnicas de
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amostragem apropriada e ter o conhecimento básico das propriedades químicas e físicas de alguns
dos aceleradores comuns e seu comportamento durante e após o incêndio.
5.10.1. Comparação de amostras:Quando se coleta uma evidência física e testes no laboratório, faz-se necessário
coletar também uma amostra comparativa. Isto é especialmente importante quando acredita-se conter
no material coletado algum agente acelerador líquido ou sólido.
Como exemplo, citamos a coleta de um carpete queimado, no qual possa haver
algum acelerador, e mais um pedaço do mesmo material que não contenha nenhum acelerante. As
amostras seguirão para que se avalie a contribuição dos produtos voláteis da pirólise nas análises e
também as propriedades de inflamabilidade do próprio material presente.
5.10.2. Preservação das evidências físicas:O perito deve sempre preservar e proteger os itens específicos de evidências físicas.
Os resíduos de incêndio, no chão, devem ser cobertos e identificados para evitar que sejam pisados.
Outros tipos de evidências físicas podem ser cobertos com papelão para protegê-los.
A contaminação das evidências físicas pode ocorrer devido a métodos inadequados
de coleta, armazenamento e expedição.
A contaminação durante a coleta acontece particularmente quando a amostra é um
agente acelerador de incêndio no estado líquido ou sólido. A própria luva do perito pode absorver
estes agentes ou pode ser contaminada pelas ferramentas e instrumentos utilizados pelo
investigador. Este tipo de contaminação pode ser evitada quando o perito usa luvas de plástico, ou
coloca sua mão dentro de um saco plástico limpo para coletar a amostra. Estas luvas e sacos devem
também ser guardados nos containers para armazenamento das evidências físicas junto com as
mesmas.
Uma observação importante é que, a cada coleta de um item físico, deve-se usar
luvas e sacos plásticos novos e limpos.
5.10.3. Métodos de Coleta:A coleta de evidências físicas é uma das partes integrantes da conduta em uma
investigação de incêndio. O método de coleta de evidência física é determinado por muitos fatores.
o estado físico - o do resíduo de incêndio na forma sólida, líquida ou gasosa.
as características físicas- o tamanho, a forma e o peso da evidência física.
Fragilidade - facilidade com que a evidência física pode ser danificada, quebrada ou
alterada.
Volatilidade - como facilmente a evidência física pode evaporar.
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Independente do método de coleta que se está empregando, o perito deverá seguir
os procedimentos do laboratório que analisará ou testará as evidências físicas.
5.10.4. Recipientes para usar na Amostragem:Vários recipientes têm sido usados para amostragem de resíduos de incêndio,
considerando que nossa amostras serão analisadas no laboratório do Setor de Perícia de Incêndios
do CAT, devemos seguir as recomendações do Capitulo IV desta apostila.
5.10.5. Documentando a coleta de evidências físicas:Toda evidência física deve ser completamente documentada antes de ser removida.
A documentação deve ser escrita diretamente em campos apropriados dos rascunhos de laudos em
forma de diagramas com medidas precisas. Os diagramas e as fotografias devem ser completadas
antes da evidência física ser removida ou adulterada.
A documentação das evidências do incêndio auxilia o perito no estabelecimento da
origem incluindo a sua localização e a sua relação com a perícia.
5.10.6 Coleta de evidências para teste de aceleradores:O acelerador pode ser encontrado nos estados gasoso, líquido ou sólido. Os agentes
aceleradores mais usados normalmente são gasolina, querosene, diesel e solventes. Em virtude dos
agentes aceleradores serem uma mistura complexa, o ideal é que se analise os gráficos gerados pela
técnica de análise cromatográfica, “Cromatografia Gás-Líquida por Coluna Capilar (CG )”, para
melhor compreensão de suas propriedades e comportamento.
Os aceleradores comuns são todos insolúveis em água e como tal, não são
instantaneamente diluídos durante a extinção do fogo. Eles tendem a se “alojar” em superfície
porosas que evitam sua evaporação e que normalmente permanecem no local sinistrado por períodos
de até três meses. Aceleradores solúveis em água como metilatos (ésteres), álcoois, acetona e
alguns dos solventes industriais tendem a ser diluídos no local do incêndio. Traços podem
permanecer mas serão evaporados facilmente porque não se alojam nas superfícies em função da
água . Se suspeita-se de um acelerador solúvel em água numa amostra do local sinistrado, o analista
deve ser informado, neste caso, uma vez que os procedimentos analíticos requerem algumas
modificações para a análise bem sucedida dos componentes solúveis em água.
Em função das razões ilustradas acima é importante coletar os resíduos de incêndio
tão rápido quanto possível e logo após o sinistro.
5.10.7 Onde coletar a amostra:Na cena do incêndio, vários indicadores são utilizados para predizer a presença e a
localização de um acelerador. Estes podem ser evidências concretas de um fogo intenso e repentino
em seus estágios iniciais ou a presença de queima localizada.
Normalmente, os aceleradores são encontrados na área de origem do fogo, em
entradas por onde um incendiário poderia mover-se livremente enquanto espalha o acelerador. Isto é
muito útil quanto tenta-se localizar áreas onde os aceleradores podem estar presentes, para que se
possa visualizar a cena de incêndio, antes do fogo, e para predizer os movimentos e ações que o
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incendiário teria enquanto distribuía o acelerador.
5.10.8 Materiais para amostragem:Após a identificação da área onde há evidências da presença de um acelerador,
requer-se uma amostra do resíduo de incêndio que tenha a maior probabilidade de tê-lo retido em
seu interior, preenchendo poros. Por conseguinte, os melhores materiais para amostragem são os
materiais úmidos e porosos,como areia, papel, papelão, carpete, roupas e, em menor extensão,
concreto.Materiais como borracha e madeira geralmente não são bons para amostragem porque a
sua combustão contribui para a degradação do acelerador. Quando a amostra for de difícil remoção,
como acontece quando impregnada em concreto,pode-se espalhar um absorvente sobre a superfície
para absorver a água e traços de aceleradores e em seguida o absorvente será recuperado e
analisado. Os materiais absorventes que podem ser usados são os terra diatomáceos,carbonatos
inorgânicos e alguns absorventes industriais. A farinha comum tem sido usada mas é insatisfatória
devido a sua subseqüente fermentação no recipiente,o que pode produzir etanol (originando
resultados “falso positivos”).
O uso de detetores de gases portáteis no local do incêndio também tem sido muito
utilizado. A vantagem é não expor o perito à situações em que o acelerante é nocivo à saúde.
5.10.9 Coleta de aceleradores líquidos:Os aceleradores líquidos têm características particulares que estão diretamente
relacionadas a sua coleta como evidência física. Estas características incluem o seguinte:
o acelerador líquido é rapidamente absorvido pelas estruturas dos componentes, interior de
mobília, e outros resíduos de incêndio;
geralmente, aceleradores líquidos flutuam quando em contato com água (o álcool é uma
exceção, pois é solúvel em água);
os aceleradores líquidos mantêm-se com as mesmas características quando encontram-se
absorvidos por material poroso.
Quando o acelerador líquido é encontrado neste estado (algumas vezes se
condensam e tornam-se mais espessos),é facilmente coletado usando uma das variedades dos
métodos de coleta desde que seja evitada a sua contaminação.
O acelerador líquido muito evidente pode ser coletado por uma seringa limpa,um
dispositivo de sifão, ou o próprio recipiente onde está a evidência física. Algodão esterilizado ou um
chumaço de gaze também podem ser utilizados para absorver o líquido. Estes últimos tornam-se as
amostras que serão examinadas no laboratório.
Naquelas situações onde os aceleradores líquidos estão aprisionados em material
poroso como piso de concreto, o perito pode utilizar uma lima, ou um material absorvente como uma
terra diatomácea ou até mesmo farinha, como citado anteriormente. Este método de coleta implica no
espalhamento do material sobre a superfície porosa onde penetrou um acelerador, permanecendo o
absorvente de 20 a 30 minutos.
A amostra torna-se o absorvente mais o acelerador, e esta é enviada para o
laboratório onde serão realizados os ensaios necessários para a extração do agente e posteriormente
a sua identificação. Quando da utilização de absorventes para extrair um acelerador, o perito deverá
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remeter ao laboratório uma amostra deste material puro para efeito de comparação nos ensaios. O
perito deverá ser cuidadoso na utilização de ferramentas e recipientes limpos, pois o absorvente é
facilmente contaminável.
É comum encontrar o acelerador líquido absorvido em materiais sólidos, como terra
ou areia. Neste caso, o método de colete envolve a remoção desse material com o seu conteúdo o
que pode ser feito por escavação. Também pode-se perfurar o interior de um material sólido poroso
como madeira, para se retirar uma amostra do agente;todavia,não é uma amostragem eficaz.
5.10.10. Coleta de aceleradores sólidos:Um acelerador sólido é normalmente um material ou objeto doméstico ou um
composto químico perigoso. Quando o perito coleta um acelerador sólido, deve assegurar que este
agente é mantido no estado físico no qual foi encontrado. Considerando que alguns materiais
incendiários permanecem corrosivos ou reativos por algum tempo, devem ser tomadas medidas de
segurança no seu armazenamento para assegurar que esses materiais não ataquem o container
onde são guardados. Adicionalmente, os peritos deverão ser cuidadosos com o manuseio com estes
materiais para sua própria segurança.
5.10.11. Coleta de amostras gasosas:Durante as investigações de certos tipos de incêndio ou explosão, especialmente
aquelas envolvendo gases combustíveis, torna-se necessário para o perito coletar amostras gasosas.
A coleta deste tipo de amostra pode ser feita de várias formas.
O primeiro método envolve o uso de aparelhagem disponível comercialmente. Os
aparelhos retiram uma amostra da atmosfera gasosa local e confinam em uma câmara, ou extraem
por sucção com um dispositivo apropriado que contém em sua extremidade um tubo reagente,
preenchido com material absorvente ou carvão vegetal, para serem analisados posteriormente.
Atualmente, existem inúmeros dispositivos para detecção de gases tóxicos ou
combustíveis, de manuseio relativamente fácil, que auxiliam os peritos no reconhecimento prévio da
amostra gasosa.
5.10.12 Técnicas de extração do acelerador:Os métodos mais utilizados para extração de amostras de resíduos de incêndio são:
destilação, extração por solvente, extração soxtler e “headspace”. As técnicas de destilação usadas
incluem destilação por arraste a vapor, destilação por etileno glicol, destilação por etanol e destilação
a vácuo. Destas, a ventilação a vapor tem sido a mais usada, principalmente onde suspeita-se haver
uma quantidade razoável de aceleradores. A extração por solvente é utilizada em casos particulares.
Ambas estática e dinâmica análise por headspace são de uso comum atualmente, e
em ambos os casos a temperaturas próximas e acima da temperatura ambiente. O headspace
(espaço a vapor), consiste em uma caixa matriz onde são colocadas as amostras de incêndio em
recipientes apropriados e vedados, contendo um solvente, este conjunto é aquecido em uma seringa
para gás e extrai um determinado volume do vapor gerado para a análise.
5.10.13 Exames laboratoriais:
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Cromatografia gás-líquidoA cromatografia gasosa é uma técnica amplamente utilizada para análise de
aceleradores. Seu método analítico é baseado na separação de componentes presentes numa
mistura na indicação das quantidades relativas de cada componente com base na diferenciação da
volatilidade, solubilidade e absorção dos mesmos. Em termos mais simples, ele separa com base nos
pontos de ebulição.
O cromatógrafo gás-líquido por coluna capilar (CGL) é um equipamento científico
presente no laboratório para análise de aceleradores devido a sua grande capacidade para detectar e
identificar traços de substâncias. A amostra líquida, “refinada”, extraída dos resíduos de incêndio é
injetada dentro de uma câmara cromatográfica onde é volatilizada e arrastada por um fluxo de gás
através de uma longa coluna tubular em direção a um detector. Como a amostra atravessa toda
coluna, os vários componentes serão separados pela diferença em suas características físicas, de
forma que o componente de menor ponto de ebulição eluíra primeiro da coluna seguida pelos outros
componentes, pela ordem crescente dos pontos de ebulição. Este valor é o mesmo que o tempo de
retenção “TR” da substância na coluna. A análise é registrada num gráfico chamado comatograma
onde cada componente da mesma é representada por um pico, e o aspecto geral da carta é
essencialmente a “impressão digital” para cada acelerador.
Geralmente, a identificação de um acelerador é feita pela comparação de um
“comatograma padrão”, o qual contém um gráfico de uma mistura de hidrocarbonetos, derivados de
petróleo conhecidos, com uma cromatograma da amostra gerado com os mesmos parâmetros de
controle cromatográfico (tipo de coluna, temperatura, tipo de gás de arraste, tempo de amostragem
entre outros).
Pela comparação de um cromatograma produzido de querosene “fresco” e diesel pode-se ver que
ambos têm componentes similares e são de misturas complexas produzidas da destilação fracionada
do óleo bruto. O diesel, entretanto, é composto de componentes com ponto de ebulição mais altos,
sendo denominado como fração mais pesada. Enquanto o querosene degrada-se, os componentes
mais voláteis tendem a evaporar e seu cromatograma começa a assemelhar-se ao diesel. Por esta
razão, é difícil para o analista identificar conclusivamente o querosene em amostras retiradas do
incêndio quando a amostragem é feita algum tempo após o fogo e a degradação do acelerador.
Gasolina é uma mistura mais volátil que o querosene e dessa maneira forma misturas
explosivas no ar mais rapidamente e sob ignição podem causar danos consideráveis ao seu redor.
Técnicas de detecção e identificação dos aceleradores por espectroscopia As técnicas de espetroscopia no infravermelho, ultravioleta e ressonância magnética
nuclear, estão sendo utilizados para identificação de agentes aceleradores de incêndio.
A espectroscopia de infravermelho é capaz de identificar com precisão grupos
funcionais dos compostos orgânicos submetidos à análise por este equipamento. Em conseqüência,
pode-se obter espectrogramas para comparação qualitativa de seus picos (bandas de absorção em
determinadas regiões do infravermelho), com aqueles característicos de determinados grupos
funcionais. Por ex, uma mistura de hidrocarbonetos, função orgânicas, produzirá um espectro de
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transmitância versus comprimento de onda com picos intensos abaixo de 3000 cm –1 , diferenciando a
origem do acelerador. Uma análise minuciosa do espectro pode fornecer informações necessárias,
mas não suficientes, para caracterização da amostra com seu grupo funcional; entretanto, para
identificação completa do acelerador torna-se necessário a complementação da análise com outros
testes para caracterização de substâncias.
Uso de detectores de gasesVários tipos de detectores de bases portáteis estão sendo fabricados e são
classificados de acordo com o seu princípio de operação. Eles podem empregar um detector de
ionização a chama ou uma sonda de oxidação catalítica. Este último é o mais usado devido ao seu
baixo custo e design robusto e o seu detector mede a variação da concentração de oxigênio.
O maior problema destes detectores, além da falta de garantia quanto ao seu
princípio de operação e o preço, é que eles não atendem com precisão na identificação de
aceleradores e os produtos de pirólise, sendo portanto uma fonte controvérsia nas investigações.
Algumas vantagens em usar os detectores são:
do ponto de vista de segurança: a prática de reconhecer o acelerador pelo olfato não é
recomendado pois alguns de produtos de pirólise são tóxicos;
uma sonda de detecção pode ser inserida em áreas de difícil acesso, como em tubulações
danificadas;
são indispensáveis para detecção de vazamento de gases em pequenas proporções;
são ultilizados principalmente quando há suspeita da presença de gases tóxicos.
A tabela a seguir é um resumo das respostas obtidas de 112 amostras de resíduos de
incêndio submetidas à análise com detectores em um laboratórios num período de seis meses. As
amostras foram classificadas de acordo com a sua composição básica e as respostas para o detector
foram classificadas como positivas, confirmando a origem aceleradora do material, e negativas caso
não se caracterizasse.
A tabela ainda mostra entre parênteses o número de amostras que dão resultados
analíticos positivos para aceleradores quando testados usando uma técnica mais precisa como
Cromatografia Gás-Líquido.
MATERIAL RESULTADO POSITIVO RESULTADO NEGATIVO
cinzas e resíduos carbonáceos
18(5) 10(0)
carpete 22(18) 9(1)papelão e papel 10(10) 7(2)concreto 2(0) 4(0)solo 1(1) 12(8)feltro e tecido 7(7) 2(0)plástico 1(1) 5(0)madeira 2(1) 0(0)TOTAL 63(43) 49(11)
Pode ser visto pela tabela I que os materiais que deram o maior número de leituras
positivas verdadeiras foram carpete,papelão e papel, feltro e tecido. A amostra retirada do solo
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contaminado gerou a maior razão de leituras negativas falsas indicando que quando o teste é feito no
local do sinistro, o solo deve ser levemente revolvido para que os vapores dos aceleradores sejam
liberados e possam ser detectados.
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