PPCI - PORTO ALEGRE PREVENÇÃO DE INCÊNDIO

 

CARLOS WENGROVER

Escritório de Engenharia

Soluções em Prevenção de Incêndio

 























Sistema automático de combate a incêndio por gás em espaços fechados.

Opção econômica para CPD e outras finalidades.

1. Objetivo

Combate automático de incêndio para pequenas áreas contendo equipamentos eletro-eletrônicos, como computadores, módulos de comunicação e armários de controle, entre outras possibilidades.

Demonstrar que este procedimento de extinção de fogo apresenta vantagens aos utilizados atualmente.

2. Aplicações

O sistema estudado é indicado para as seguintes aplicações:

Salas de computação (CPD);

Salas de controle, liberando o agente dentro dos equipamentos;

Áreas normalmente, contendo equipamento elétrico ou eletrônico sensível à variação de temperatura ou insubstituível;

Áreas com pisos falsos;

Áreas de processos;

Áreas enclausuradas;

3. Princípio de funcionamento

O Sistema para combate automático a incêndio é baseado no princípio de redução do oxigênio na atmosfera, eliminando o nível de sustentação da combustão.

4. Escolha do gás

4.1. Halon: é um gás técnico eficiente, mas seu uso está limitado até 2007, por atacar a camada de ozônio da atmosfera, conforme o Protocolo de Kioto.

4.2. Gases com flúor em sua composição: possuem problemas de toxicidade associados aos processos químicos que geram produtos perigosos, como o ácido fluorídrico.

4.3. Gás carbônico: (CO2): ataca os semi-condutores, necessita desligamento de energia elétrica, sua temperatura é muito baixa, gera umidade dentro do invólucro, etc.

4.4. Nitrogênio: deve ser o escolhido por ter preço acessível e apresentar as seguintes características:

4.4.1. Propriedades do N2                   

O nitrogênio é um gás incolor, inodoro e insípido;

Na atmosfera 78% do volume são de nitrogênio (N2);

É um gás inerte, não corrosivo, não combustível;

É encontrado naturalmente na natureza;

Descarregado em uma sala, introduz a quantidade de gás necessário para alcançar um nível abaixo de 15% de oxigênio;

Impacto Ambiental: Não ataca a camada de ozônio e não contribui para o aquecimento global e alterações climáticas;

4.4.2. Vantagens do Nitrogênio (N2)

Manter a área protegida pelo gás inerte há um tempo que permita a organização de uma intervenção humana e o resfriamento da área causadora do incêndio.

A não agressão ao meio ambiente e de fácil reposição nacional em comparação aos gases técnicos.

Peso molecular do Nitrogênio muito próximo do oxigênio (16) e com isto propicia um combate uniforme em comparação aos gases técnicos.

Sem formação de umidade dentro do invólucro na descarga em comparação ao CO2.

Não existe a necessidade de diminuir a temperatura sobre os semicondutores, evitando defeitos, em comparação ao CO2.

Combate sem desligamento de tensões de alimentação, em comparação ao CO2.

Possuir um custo baixo em relação a outros gases utilizados para este fim, especialmente os gases técnicos importados.

5. Escolha do sistema de detecção

5.1. Sistema passivo de detecção

Os detectores estão instalados em pontos estratégicos, sua área de atuação depende da quantidade de renovações de ar por unidade de tempo. Se o sistema for bem projetado e executado, deve detectar a fumaça e acionar o alarme de incêndio em 5 minutos. A partir deste tempo iniciam-se os procedimentos de combate ao incêndio.

5.2. Sistema de detecção por sucção

É um sistema pró-ativo. Retiram-se constantemente amostras de ar através de bicos de sucção localizados no interior dos painéis através de um sistema de exaustão.

A detecção automática do sistema é feita por análise do ar do ambiente onde encontram-se os equipamentos a serem protegidos.

O tempo para detectar os primeiros sinais de fumaça (antes do fogo) é de segundos e o tempo para combater e normalizar a situação não passa de 2 minutos. Isso se desenvolve antes de iniciar-se o princípio de incêndio.

6. Projeto

6.1. Definição quanto ao projeto

Para definição do sistema e de seus componentes será elaborada uma análise das necessidades e das possibilidades reais de proteger uma área considerando:

A análise dos riscos específicos nos locais supervisionados no interior do ambiente e dos riscos oriundos da própria construção (localização, altura, escadas, acessos e espaço livre para a movimentação dos bombeiros condições de tráfego e das ruas de acesso, etc.);

Tempo disponível para a evacuação e intervenção em caso de incêndio, nos vários pontos da área considerada, especialmente nos locais mais perigosos, em função da possibilidade do crescimento do incêndio;

Ainda que constitua 78% da atmosfera, o nitrogênio puro é um gás asfixiante simples. O ser humano não sobrevive em uma área inertizada com altas concentrações desse gás em detrimento do oxigênio e do gás carbônico.

Definição do nível de segurança a ser mantido nas áreas e locais de passagem obrigatórias dos ocupantes, no abandono e na intervenção com pessoal próprio ou dos bombeiros;

Definição das necessidades e exigências relativas ao funcionamento do sistema no decorrer do incêndio para cada parte, detecção, alarme e sinalização de balizamento e aclaramento, assim como acionar as instalações de segurança previstas e instaladas para garantir perdas mínimas dos bens.

Conforme mencionado, o Nitrogênio é ótimo para combater incêndio em pequenas áreas fechadas sem a presença humana, tais como armários.

Mas, na aplicação em painéis, por segurança, deve-se calcular a concentração de Oxigênio no ambiente onde os painéis estão localizados, descarregando a bateria principal e reserva.

Então, caso a concentração for muito baixa, a nível asfixiante, deve-se criar segurança, tais como controle de acesso, sensores de movimento, medidores de oxigênio, etc., conforme cada caso.

6.2. Base do Projeto

Plantas de Localização das áreas a serem protegidas;

Descrição da ocupação previstas nas áreas;

Localização de instalações perigosas (GLP engarrafado, solventes, etc.)

Localização dos equipamentos e sistemas de proteção;

Indicação dos pontos dos detectores, da central, das sirenes e de outros equipamentos de sinalização e controle distribuídos na fábrica;

Descrição do funcionamento do sistema desde a detecção automática e manual até o alarme e controle da fábrica;

Descrição técnica da instalação (acionadores manuais, das sirenes, dos indicadores, etc.);

Exigências do cliente ou da seguradora em relação aos serviços que o sistema deve prestar ao usuário e de sua disponibilidade (manutenção periódica);


7. Esquema de funcionamento

8. Descrição

O Sistema é uma instalação fixa para aplicação do gás extintor Nitrogênio nas áreas eletro-eletrônicas.

Este sistema é projetado e instalado de acordo com os requisitos da norma ABNT NBR-9441/98, com o propósito de reduzir o nível de oxigênio abaixo da sustentação de combustão.

O sistema pode ser acionado automaticamente através dos sistemas de detecção e controle ou associado ao sistema de acionamento manual.

No local da supervisão de combate são utilizado funções de pré-alarme, alarme com retardo, controle de ventilação, fechamento de portas..etc

O é projetado para atuar em ambientes confinados, com temperaturas nas faixas de 0ºC a 60ºC. O sistema de controle é projetado para utilização em ambientes internos e temperatura na faixa de 0oC a 49oC.

9. Componentes

9.1. Básicos

O Sistema consiste em cilindros de aço, onde é armazenado o nitrogênio (agente extintor).

Estes cilindros estão fechados por válvulas de disparo com acionamento automático ou manual.

Em sistemas onde dois ou mais cilindros são necessários, é utilizado um tubo coletor ao qual os cilindros são conectados através de mangueiras flexíveis, dotadas de válvulas de retenção individuais para cada cilindro.

O Nitrogênio é distribuído e descarregado nos ambientes por meio de uma malha de tubos e bicos nebulizadores, dimensionados a proporcionar uma distribuição uniforme e obter a correta concentração do agente extintor no ambiente.

9.2. Componentes Adicionais

Em função do projeto, outros componentes completam a instalação de segurança ao fogo:

Acionadores manuais;

Detectores de fumaça;

Painéis de controle;

Alarmes;

Fixações, etc.

10. Especificação dos Materiais.

10.1. Cilindros

Os cilindros de aço são fabricados, testados e marcados de acordo com o exposto na norma brasileira NBR 12.790, com acabamento por pintura em vermelho e dotados de válvula com indicadores de pressão.

As válvulas são construídas em latão e rosqueadas aos cilindros de modo a garantir perfeita vedação.

Possuem também um sistema de alívio de pressão que é acionado entre 20.500 kpa e 23.200 kpa parte superior o número de série, norma a que atende e sua data de fabricação. A válvula é dotada de um protetor para transporte.

10.2. Disparador Elétrico por Solenóide.

O disparo do cilindro é realizado por uma válvula solenóide energizada pela central de alarme e combate de incêndio. O disparador deve ser instalado em ambientes com temperatura entre 0ºC e 54ºC.

Um acionador manual deve ser instalado formando uma passagem direta do gás (by-pass) sobre a válvula solenóide, caso necessite uma abertura de emergência do gás.

10.3. Sistema de Detecção.

A detecção automática do sistema é feita por análise do ar do ambiente onde encontram-se os equipamentos a serem protegidos. Retiram-se constantemente amostras de ar através de bicos de sucção localizados no interior dos painéis através de um sistema de exaustão.

10.4. Central de Alarme e Combate de Incêndio.

Este sistema é controlado por meio de uma central de alarme de incêndio.

A central recebe informações do sistema de detecção, que quando verificado a existência de fumaça aciona as válvulas de disparo elétricas.

A central pode controlar dois conjuntos de garrafas de nitrogênio, uma principal e outra reserva, com várias tubulações de descarga para vários locais de combate (armários de controle, painéis elétricos e outros), definidos pelos alarmes dos detectores automáticos.

10.5. Bicos de Saída.

Os bicos de saída foram projetados para efetuar a descarga do nitrogênio utilizando a pressão dos cilindros e assegurar a correta distribuição do gás no ambiente.

10.6. Regulador de Pressão.

O Regulador de Pressão é necessário na tubulação para controlar o fluxo do agente extintor nitrogênio e reduzir a pressão da tubulação. A pressão de saída do regulador é estabelecida entre 2 a 3Kg/ cm2 verificado na elaboração do dimensionamento do projeto e testes práticos.

10.7. Tubulações e Conexões do Gás.

O tubo coletor é construído em tubos sch 80 e conexões da classe 2.000 lbs a 3.000 lbs, rosqueáveis ou soldáveis. A tubulação de distribuição, após a placa de orifício, utiliza tubos sch 40 com conexões da classe 300 lbs, rosqueáveis ou soldáveis.

A tubulação é em aço preto ou galvanizado tipo ASTM-A106 grau A, B ou C. Não serão utilizadas tubulações ASTM-A120 ou ASTM-A53 grau F.

10.8. Fiação de Interligação.

Cabo blindado formado por dois condutores sólidos de cobre eletrolítico, têmpera mole, classe I, isolação em PVC/A classe 70ºC anti-chama, torcidos paralelamente , fita separadora de poliéster , blindagem com fita de poliester aluminizada + condutor dreno de cobre estanhado (sólido ou encordoado) secção 0,50 mm² e cobertura em PVC/E classe 105ºC anti-chama.

11. Limitações.

O Sistema é projetado para atuar em ambientes confinados, com temperaturas na faixa de 0 ºC a 60 ºC. O sistema de controle é projetado para utilização em ambientes internos e temperatura na faixa de 0 ºC a 49 ºC.

12. Manutenção.

A manutenção é extremamente importante para um sistema de combate a incêndio, devendo ser realizada periodicamente, segundo um manual de procedimentos, por pessoal devidamente treinado.

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