Fogo

Química do Fogo

TRIÂNGULO e TETRAEDRO do FOGO

Uma vez iniciada a combustão os gases nela envolvidos reagem em cadeia, alimentando a combustão, dada a transmissão de calor de umas partículas para outras no combustível; mas, se a cadeia for interrompida, não poderá continuar o fogo.

Combustão - A combustão é uma reacção de oxidação entre um corpo combustível e um corpo comburente. A reacção é provocada por uma determinada energia de activação. Esta reacção é sempre do tipo exotérmico, ou seja, liberta calor.

Combustível - É qualquer substância que em presença do oxigénio e de uma determina energia de activação é capaz de arder.

Comburente - É o gaz em cuja presença o combustível pode arder. De uma forma geral considera-se o oxigénio como comburente típico, este encontra-se no ar numa proporção de 21 %.

Energia de Activação ( Calor ) - Fonte de energia que ao manifestar-se sobre a forma de calor, pode provocar a inflamação dos combustíveis.

FORMAS DE COMBUSTÃO

Combustões Lentas - São as que se produzem sem emissão de luz e pouca emissão de calor:

A formação de ferrugem (Oxidação do ferro)

A fermentação de substancias

COMBUSTÕES VIVAS - São as que se produzem com forte emissão de luz, com chamas e incandescência ou seja, o fogo no seu aspecto normal.

Chama- É a combustão dos gases libertados em mistura com o comburente.

Incandescência - É a combustão viva dos corpos sólidos.

Ignição- É o inicio de uma combustão viva.

DEFLAGRAÇÃO - É uma combustão muito viva, cuja velocidade de propagação é menor que a velocidade do som ( 340 m/s ):

A combustão de vapores líquidos inflamáveis misturados no ar.

EXPLOSÃO - È uma combustão em que a velocidade de propagação é superior a velocidade do som, e na qual uma mistura de gases com o ar está nas condições ideais.

COMBUSTÕES ESPONTÂNEAS - Caracterizam-se pela reacção química entre distintas orgânicas.
 
RESULTADOS DA COMBUSTÃO:

FUMO - Aparece devido á combustão incompleta, na qual pequenas partículas se tornam visíveis, variando estas de cor, tamanho e quantidade, podendo impedir a passagem da luz. O fumo pode ser inflamado quando possui uma adequada proporção de calor e oxigénio. O fumo é irritante e pode provocar danos no aparelho respiratório e irritação nos olhos de tal forma, que flúem as lágrimas nos momentos de maior necessidade de visão. A côr do fumo varia conforme o combustível que está em combustão. Assim, o fumo de cor branca ou cinzento pálido indica que arde livremente, O fumo negro ou cinzento escuro indica normalmente um fogo com grande temperatura e falta de Oxigénio. O fumo AMARELO, ROXO OU VIOLETA indica geralmente a presença de gases tóxicos.

CHAMA - É a combustão dos gases libertados em mistura com o comburente.

Calor - Para aqueles que combatem o fogo, o mais importante é o calor. Encontramos muitas manifestações deste fenómeno, sendo ele o culpado de um sem número de incêndios. Pode-se dizer que o calor é feito do movimento rápido das partículas conhecidas por moléculas que formam a matéria.

GASES – Os gases são produto resultante da combustão, podendo ser tóxicos ou não. Os gases emanados da combustão são:

        Monóxido de Carbono

        Dióxido de Carbono

        Sulfureto de Hidrogénio

        Dióxido de Nitrogénio e outros.

Para além dos gases tóxicos já referidos outros são susceptíveis de aparecer conforme a composição química do material combustível. Entre esses gases tóxicos destacam-se pela sua toxidade e probabilidade de surgirem os seguintes:

Ácido fluorídrico; Ácido cianídrico ou Prússico; Ácido clorídrico; Amoníaco; Anidrido sulfuroso; Cloro; Fosgénio; Vapores Nitrosos. O quadro que se segue apresenta os efeitos fisiológicos e as respectivas concentrações expressas em ppm (partes por milhão).

Nota: 1% = 10.000 ppm.

Efeitos fisiológicos de gases tóxicos em ppm

a) – Gás asfixiante

Gases Combustíveis (ou vapores inflamáveis)

Os gases e vapores combustíveis mais conhecidos são: o butano, o propano, o acetileno, o hidrogénio, o monóxido de carbono e vapores de gasolina.

Em qualquer combustão e nomeadamente de um gás combustível, é necessário satisfazer o Triângulo do Fogo (combustível + ar + fonte de ignição), mas é ainda necessário que o gás combustível faça com o oxigénio do ar uma mistura em determinada percentagem. Todas as pessoas conhecem as expressões de uma viatura estar “encharcada” ou “mistura pobre” e não “pegar”. O que se passa neste caso é que a mistura de ar (oxigénio) e vapores de gasolina está numa percentagem errada. No primeiro caso existe excesso de combustível e carência de oxigénio e no segundo carência de combustível e excesso de oxigénio. Resumindo uma mistura de ar e um combustível gasoso só se torna inflamável quanto está dentro de um determinado intervalo. Para o caso dos vapores de gasolina este intervalo varia entre 1,3 % e 6,3 %, sendo o restante ar.

Para o monóxido de carbono estes valores já variam entre 12,5 e 74%. Estes valores são designados por Limite Mínimo e Máximo de Inflamação (ou explosão). Ao intervalo entre estes valores designa-se por Zona Inflamável. Apresentam-se no seguinte quadro alguns valores mínimos e máximos de explosão para alguns combustíveis.

Limite Mínimo e Máximo de Inflamação de alguns gases e vapores combustíveis

Assim sendo podemos definir:

Limite Mínimo de Inflamação: É a quantidade mínima de gás combustível (ou vapor) que misturado com o ar forma uma mistura inflamável.

Limite Máximo de Inflamação: É a quantidade máxima de gás combustível (ou vapor) que misturado com o ar forma uma mistura inflamável.

Zona inflamável: É o intervalo compreendido entre o Limite Mínimo e Máximo de Inflamação.

DIFERENÇA ENTRE CALOR E TEMPERATURA: Para que se possa tornar mais simples fazer esta diferença, vamos usar o seguinte exemplo: Dentro de uma casa existem uma peça de metal e outra de madeira, as duas peças estão á mesma temperatura da habitação. Contudo se tocarmos em ambas as peças ficaremos com a sensação de mais frio quando tocamos na peça de metal. A explicação deste fenómeno deve-se ao facto do metal ser bom condutor de calor.

TRANSMISSÃO DE CALOR: Este fenómeno demonstra a capacidade de uma substância para receber calor de outra.
 

Assim o FOGO pode propagar-se por cinco métodos diferentes:

1) Condução: é o mecanismo de troca de calor que produz de um ponto a outro por contacto directo, através de um corpo bom condutor de calor. Ex: Se aquecermos a extremidade de uma barra metálica, ao fim de algum tempo o outro extremo também estará quente.

2) Convecção: É a transmissão de calor pelo ar em movimento. Estas correntes de circulação do ar produzem-se devido á diferença de temperatura que existe nos diversos níveis de um incêndio, quer dizer que o ar quente pesa menos e por isso encontrar-se-ão a níveis mais altos e mais altos e o ar frio pesa mais, logo, encontrar-se-á a níveis mais baixos. A expansão de um fogo por convecção, provavelmente, tem mais influência do que os outros métodos quando tivermos de definir a posição de ataque a um fogo. O calor produzido num edificio de grande altura em que arde um piso intermédio, expandir-se-á e elevar-se-á de uns niveis para outros. Deste modo, o calor transmitido pela convecção tenderá, na maioria dos casos, na direcção vertical, embora o ar possa levar em qualquer direcção.

3) RADIAÇÃO: é o processo de transmissão de calor de um corpo a outro através do espaço, realizando-se a dita transmissão por via dos raios de calor. O calor irradiado não é absorvido pelo ar, portanto, viajará no espaço até encontrar um corpo que por sua vez poderá emitir raios de calor. O calor irradiado é uma das maiores fontes pela qual o fogo se estende e deverá ser prestada atenção na hora do ataque ao fogo aos elementos que podem transmitir calor por este método. Ex: O calor do Sol.
  

Estes, são os 3 Processos Físicos de Transmissão de Calor
No entanto, o FOGO pode ainda transmitir-se e propagar-se através de:

4) DESLOCAMENTO DE CORPOS INFLAMADOS: Forma de transmissão que se dá pela queda da matéria a arder, provocando novos focos de incêndio. Ex: faúlhas levadas pelo vento, queda de árvores, animais que fogem com o pêlo a arder.
5) CORRENTE ELÉCTRICA: é o caso dos incêndios provocados por curto circuitos nas instalações eléctricas. Uma ficha tripla pode sobreaquecer com carga excessiva, levando ao derretimento do isolamento e provocar curto-circuito, com inicio de um foco de incêndio á distância.

 

CLASSIFICAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS:

Substâncias muito perigosas - São substâncias cujo ponto de inflamação é igual ou inferior a 25ºC. Estas substâncias libertam gases ou vapores mesmo à temperatura ordinária podendo formar misturas explosivas:

        · Éter de petróleo

        · Gasolina

        · Acetona

        · Benzina

        · Álcool
Substâncias perigosas - São substância cujo ponto de inflamação está entre os 25º e 65º. Libertam gases ou vapores inflamáveis em locais não protegidos:

        · Aguarrás

        · Aguardente

        · Petróleo
Substâncias não perigosas - São substâncias cujo ponto de inflamação é superior a 65ºC. Estas substâncias só libertam gases ou vapores quando sujeitos à acção de uma fonte de calor:

        · Gasóleo

        · Óleos lubrificantes

        · Fuelóleos

CARACTERÍSTICAS DOS COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS

Temperatura de inflamação - É a temperatura mínima a partir da qual os líquidos emitem uma quantidade suficiente de vapores capazes de se inflamarem em contacto com uma chama, sendo incapazes de arder quando retirada a chama.

Ponto de combustão/Temperatura de ignição - É a temperatura mínima a partir da qual os líquidos emitem uma quantidade suficiente de vapores capazes de se inflamarem em contacto com uma chama, mantendo-se a arder até que se consuma o combustível, quando retirada a chama.

Ponto de auto-combustão ou ignição - É a temperatura a partir da qual o líquido emite vapores que se inflamam espontaneamente sem contacto com nenhuma chama.

No quadro apresentam-se as temperaturas características de alguns combustíveis mais comuns.

 
CLASSIFICAÇÃO DOS INCÊNDIOS EM FUNÇÃO DA NATUREZA DOS COMBUSTÍVEIS

Agentes extintores

Cada agente extintor está adaptado a um ou mais tipos de fogos nos diversos materiais. Poder-se-à utilizar um determinado agente extintor que poderá provocar danos graves quer ao utilizador quer ao ambiente. Deste modo torna-se aconselhável conhecer os diversos agentes extintores.  

Água
(Em jacto ou pulverizada)

- Classe de Fogos: A

- Vantagens:

·        Deve ser usado sempre que não haja contra-indicações (de preferência deve ser pulverizada);

·        Bom poder de penetração;

- Desvantagens:

·        Os líquidos em chamas flutuam na água, fazendo alastrar o incêndio, e projectam-se perigosamente pela acção do vapor de água formado;

·        Não adequada para fogos eléctricos;

Neve carbónica
(Extintor com dióxido de carbono sob pressão que solidifica quando se expande bruscamente)

- Classes de Fogos: B C

- Vantagens:

·        Não deixa resíduo o que o torna mais adequado para equipamento sensível

·        O mais adequado para líquidos extremamente inflamáveis

- Desvantagens:

·        Atinge temperaturas da ordem dos - 80ºC por isso não se deve tocar no difusor (campânula do tubo de descarga).

·        Em incêndios da classe A controla apenas pequenas superfícies.

·        Tem um recuo acentuado devido à alta pressão do gás.

·        Contra-indicado para locais onde existam produtos explosivos.

Espuma física
(Produzida a partir de uma mistura de água e substâncias tensioactivos por injecção mecânica de ar)

- Classes de Fogos: A B

- Vantagens:

·        Muito bom para líquidos extremamente inflamáveis

·        Pode ser utilizada em situações de incêndio iminente com acção preventiva.

·        Cobertura de espuma evita reacendimentos

- Desvantagens:

·        Deixa resíduo húmido.

·        Não adequado para fogos eléctricos.

·        Requer uma instalação fixa.

Espuma Química
(Extintor em que ocorre uma reacção que liberta o gás dióxido de carbono que fica disperso num líquido formando espuma)

- Classes de Fogos: A B

- Vantagens:

·        Muito bom para líquidos extremamente inflamáveis.

·        Cobertura de espuma evita reacendimentos.

- Desvantagens:

·        Deixa resíduo húmido.

·        Não adequado para fogos eléctricos.

Pó normal
(em que o pó e Extintor bicarbonato de sódio ou de potássio)

- Classes de Fogos: B C

- Vantagens:

·        Forma uma nuvem de poeira que protege o operador.

·        Não é tóxico

- Desvantagens:

·        Deixa resíduo difícil de limpar.

·        Pode danificar equipamento.

·        Nuvem de pó diminui a visibilidade.

Pó polivalente
(Extintor em que o pó é dihidrogenofosfato de amónico)

- Classes de Fogos: A B C

- Vantagens:

·        Forma uma nuvem de poeira que protege o operador.

·        Dá para três classes de fogos.

- Desvantagens:

·        Deixa resíduo difícil de limpar.

·        Pode danificar equipamento.

·        Toxicidade Baixa.

·        Nuvem de pó diminui a visibilidade.

Pó especial
(Extintor em que o pó é grafite ou cloreto de sódio ou pó de talco, etc.)

- Classe de Fogos: D

- Vantagens:

·        Único extintor adequado para incêndios da classe D. Qualquer outro tipo de extintor provoca reacções violentas.

- Desvantagens:

·        Não adequado para outras classes de incêndios para além da classe D.

·        Terá que se utilizar um pó adequado para cada caso específico.

Halons
(Extintor com hidrocarbonetos halogenados (gases) que solidificam quando se expandem bruscamente)

- Classes de Fogos: A B C

- Vantagens:

·        Não deixa resíduo o que o torna mais adequado para equipamento sensível.

·        Dá para três classes de fogos.

- Desvantagens:

·        Utiliza gases que destoem a camada de ozono.

·        As altas temperaturas pode dar lugar à formação de substâncias tóxicas.

Areia

- Classes de Fogos: A D

- Vantagens:

·        Por vezes é o único meio de extinção disponível para incêndios da classe D.

- Desvantagens:

·        Manipulação pouco prática.

·        Pode danificar o equipamento.

Como utilizar um extintor

Utilizar correctamente um extintor de incêndio pode salvar vidas, extinguir o fogo nascente ou controlá-lo até à chegada dos bombeiros.

Os extintores portáteis são muito úteis se obedecerem a determinadas condições:

·        Devem ser colocados em locais bem visíveis, longe do acesso das crianças e de fontes de calor e devem ter o acesso desobstruído;

·        Devem ser carregados e prontos a funcionar;

·        O operador deve ler, previamente, o manual de instruções de funcionamento, por forma a saber utilizá-lo quando necessário;

·        A distância máxima a percorrer até um extintor não deve exceder 15 m.

Utilização

IMPORTANTE:

•  Fumo de cor BRANCA e sem cheiro é vapor de água do radiador

•  Fumo de cor ESCURA e com cheiro forte é princípio de incêndio

•  Se o fogo não puder ser controlado, abandona imediatamente o local

•  Sempre que possível, liga para os Bombeiros.

•  Quando utilizas a água como agente extintor é necessário verificar sempre se há aparelhos eléctricos ligados à corrente.

•  No caso dos líquidos inflamados, deve ter um cuidado especial com o uso da água, para evitar salpicos que poderão fazer alastrar o incêndio.