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quinta-feira, novembro 07, 2019

História: Espuma para combate a incêndio

Espumas para combate a incêndio foram introduzidas no final do século XIX para extinção em óleo.
Para formação da espuma são necessários 3 (três) elementos fundamentais:
·    Água
·    Ar ou CO2 e o
·    Extrato formador de espuma,

A espuma formada por estes elementos é uma massa estável, de pequenas bolhas de baixa densidade  podendo flutuar sobre os líquidos inflamáveis na forma de um colchão de espuma ou de um filme aquoso,

Os princípios de extinção quando utilizamos espuma são:
·    Abafamento através do colchão de espuma ou do filme aquoso que isolam o líquido em chama do oxigênio do ar e
·    Resfriamento através de água drenada da espuma ou do poder de umectação dos “surfactantes” (AFFF.),

As espumas são projetadas para prevenção e extinção de incêndios de classe “B” (líquidos inflamáveis)) onde extinguem o incêndio através  do abafamento e, para incêndios de classe “A” (madeira) papel, algodão, pneus, plásticos, etc,) através do resfriamento,

CLASSIFICAÇÃO DAS ESPUMAS
Quanto aos processos de formação as espumas podem ser classificadas em químicas e mecânicas.

ESPUMA QUÍMICA: 
É aquela formada a partir de uma reação  química entre bicarbonato de sódio e sulfato de alumínio  utilizando a proteína hidrolizada para estabilizar a espuma formadora e contendo no interior de suas bolhas gás carbônico (CO2).

6 NAHCO3 + AL2 (SO)3 = 2 AL(OH)3 + 3 NA2SO + 6 CO2

Atualmente, a espuma química só é utilizada em extintores e carretas de espuma sendo substituída em todas as outras aplicações pela espuma mecânica. Entretanto, até nestas aplicações está sendo substituída atualmente pelos extintores e carretas de  espuma mecânica com AFFF.

ESPUMA MECÂNICA:
É aquela formada a partir da introdução do ar atmosférico  através de um equipamento mecânico  a uma solução de água + extrato formador de espuma de origem sintética ou proteínica  e contendo no interior de suas bolhas o oxigênio do ar (O ),


CLASSIFICAÇÃO DAS ESPUMAS MECÂNICAS
As espumas mecânicas quanto à sua composição química se classificam segundo as normas da NFPA em:
·    Espuma proteínica   
·    Espuma  fluoroproteínica    
·    Espuma formadora de um filme aquoso (AFFF)
·    Espuma de alta expansão    
·    Espuma resistente a álcool  

Esses extratos formadores de espuma mecânica são misturas de substâncias químicas que diluídas com água  produzem uma solução ou espuma não expandida, misturadas com o ar através de equipamentos adequados a solução torna-se uma espuma estável para combate a incêndio.

A maioria dos extratos formadores de espuma é disponível em formulações que recomendam o seu uso a 3% ou a 6%, para se obter uma solução  de espuma com o extrato de 3% devemos misturar 3 partes de extrato com 97 partes de água em volume.
Por exemplo: 3 litros de extrato e 97 litros de água resultarão em 100 litros de solução de espuma não expandida.

Da mesma forma para se obter uma solução de extrato de 6% de vemos misturar 6 partes por volume do extrato com 94 partes de água, assim para se obter 100 litros de solução de espuma não expandida devemos misturar 6 litros de extrato  com 94 litros de água,

EXTRATO FORMADOR DE ESPUMA PROTEINICA
É obtido basicamente da  hidrólise das proteínas de origem animal tais como: chifre de boi, casco de boi, feijão de soja etc.
Aos extratos proteinicos são adicionados alginatos, pectinas, etc. que servem para estabilizar a espuma,  inibir a corrosão, o crescimento bacterial e abaixar o ponto de congelamento.
Estes extratos formadores de espuma foram desenvolvidos na Alemanha e Inglaterra por volta de 1930. seu desenvolvimento foi decorrente das limitações apresentadas pela espuma química.
Sua aplicação prática só foi possível, entretanto, pelo desenvolvimento de bombas e proporcionadores de espuma que permitiram a perfeita geração de espuma. Norrmalmente são   comercializados em concentrações que recomendam seu uso a 6%
A espuma proteinica é específica para extinção de incêndios de fogo de derivados de petróleo  formando um colchão de espuma que separa o oxigênio do ar do líquido em chama. Há ainda o resfriamento apenas através da água drenada da espuma,

Face a sua contaminação pelos combustíveis sobre os quais são lançados devem ser aplicados suavemente sobre os líquidos em  chama (aplicação tipo I – NFPA) ou sobre anteparos quando possível,

Os extratos formadores de espumas de proteína são de baixo custo/ kg, porém, apresentam:
·    Baixa velocidade de extinção
·    Baixo tempo de vida em estoque
·    Em geral não são compatíveis com o pó químico
·    Alto grau de sedimentação.

EXTRATO FORMADOR DE ESPUMA FLUOROPROTEINICA
É similar ao de proteína exceto que um surfactante fluorado ê adicionado à sua formulação, o surfactante melhora a fluidez da espuma nas superfícies de líquidos inflamáveis em chamas não formando,  entretanto, o filme aquoso.
Os extratos formadores de espuma fluoroproteinicos foram desenvolvidos em 1965 principalmente na Inglaterra, seu desenvolvi mento teve como objetivo obter uma espuma de base proteína de extinção  mais rápida e compatível com o pó químico principalmente para o atendimento das exigências dos aeroportos, entretanto, até 1983, a NPFA e a ICAO  (International Civil Aviation Organization) não reconheceram as vantagens em usar o extrato fluoroproteinico em aeroportos,
A espuma fluoroproteinica é comercializada em concentrações de 3%  e é específica para extinção de incêndios de derivados de petróleo, de maneira similar ao de proteína, separando o oxigênio do ar do líquido em chama, pela formação do colchão de espuma e pelo resfriamento através da drenagem da água da espuma,
As diferenças mais importantes em relação  à espuma de proteína são:
·    Maior velocidade de extinção do incêndio
·    Maior tempo de vida em estoque

Estas diferenças são consequência da adição dos surfactantes fluorados,  porém, o custo/kg é maior.
Existem extratos fluoroproteínicos não fabricados no Brasil que foram testados e aprovados para uso em injeção sub‑superficial.

O EXTRATO FORMADOR DE ESPUMA DE FILME AQUOSO (AFFF)
É formulado com surfactantes fluorados sintéticos, agentes espumantes e estabilizadores, o extrato AFFF, é único do seu tipo, pois forma um filme aquoso sobre a superfície do líquido em chama,  além da formação da espuma,
Os extratos formadores de espuma AFFF, foram desenvolvidos pela Marinha americana por volta de 1963, seu desenvolvimento foi decorrente das limitações apresentadas pelos extratos de proteína.
A NFPA e  ICAO (International Civil Aviation Organization)  reconhecem as vantagens de usar os extratos AFFF, em lugar dos extratos de proteína ou fluoroproteína ao permitirem uma redução de 1/3 na quantidade de água nos  equipamentos e extratos nos aeroportos,

Os extratos AFFF  são comercializados em concentrações de 3% ou 6%. Os mecanismos de extinção de incêndio  empregados pelo extrato formador de espuma de filme aquoso são:
·    Um filme aquoso de fluidez extremamente veloz é formado para prevenir a liberação dos vapores e tende a tornar‑se novamente espuma quando sofre um distúrbio;
·    Um colchão de espuma suprime os vapores e exclui efetivamente o oxigênio do ar da superfície do líquido em chama;
·    O surfactante contido na espuma atua resfriando

As principais diferenças em relação as espumas de proteína e fluoroproteina são:
·    Velocidade de extinção altíssima;
·    Tempo de vida em estoque superior a 20 anos;
·    Total compatibilidade com pó químico;
·    Podem ser utilizados com equipamentos sem aspiração de ar;
·    Testados e aprovados para uso em injecão sub‑superficial;
·    Não apresentam sedimentação;
·    Maior eficiência em incêndios de classe "A".

O custo/kg do extrato de AFFF, 3% é, em geral, igual ao do extrato de fluoroproteína 3%  enquanto que o de 6% tem um custo pela metade.

EXTRATO FORMADOR DE ESPUMA RESISTENTE A ALCOOL
As espumas resistentes a álcool quanto à sua composição química se classificam em:
·    Espumas resistentes a álcool de base proteína
·    Espumas resistentes a álcool sintético AFFF.
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AS ESPUMAS RESISTENTES A ÁLCOOL DE BASE PROTEÍNA
São formuladas a  partir da hidrólise da proteína com um aditivo especial para formar uma barreira química e evitar a destruição da espuma pelo solvente polar.
Possuem todas as características das espumas proteinicas e devem ser aplicadas suavemente sobre os líquidos em chama (aplicação tipo I - NFPA). Embora possam ser usadas em derivados de petróleo, elas não são geralmente tão eficientes como os extratos formadores de espuma AFFF  ou de fluoroproteia em função de sua baixa fluidez.
Podem também ser utilizadas para formação de tapetes de espuma para aterrisagem forçada, porém, a técnica de formação do tapete de espuma não é mais utilizada em função do seu custo versus benefício não serem satisfatórios após um estudo realizado nos EUA.

AS ESPUMAS RESISTENTES A ÁLCOOL SINTÉTICO AFFF
São formuladas a partir dos extratos AFFF com adição de um tensoativo especial para formação de uma membrana polimérica que resulta num excelente tempo de resistência à reignição.
Os mecanismos da espuma resistente a álcool sintético AFFF, empregados para extinção de incêndio em solventes polares são:
· A formação de uma membrana polimérica reduzindo aproximadamente 95% da taxa de vaporização;
·    Um colchão de espuma suprime os vapores e exclui efetivamente o oxigênio do ar da superfície do líquido em chama;
·    O surfactante contido na espuma atua resfriando.
Eles são realmente considerados polivalentes atuando em derivados de petróleo com a mesma eficiência e utilizando os mesmos mecanismos de extinção do extrato AFFF.

Os extratos resistentes a álcool AFFF apresentam as características abaixo:
·    Velocidade de extinção altíssima em solventes polares e/ou derivados de petróleo;
·    Excelente resistência à reignicão;
·    Tempo de vida em estoque superior a 20 anos;
·    Total compatibilidade com pó químico;
·    Podem ser utilizados com câmaras do tipo ii em solventes polares;
·    Podem ser utilizados em equipamentos sem aspiração  de ar  (esguichos de vazão regulável) sprinklers de água) projetores de média e alta velocidade);
·    Testados e aprovados para uso em injecão sub‑superficial;
·    Não apresentam sedimentação;
·    Maior eficiência em incêndios de classe “A”;
·    Maior facilidade no manuseio.
Fonte: Wormald  Resmat Parsch

Comentário:
Anteriormente, o LGE (Líquido Gerador de Espuma) funcionava de maneira química e era produzido com proteína animal (LGEs Proteinicos e Fluoroproteinicos), até chegar no LGE que é usado atualmente, que possui grandes vantagens quando o assunto é desempenho. 
O Líquido Gerador de Espuma é um detergente líquido e concentrado, especialmente formulado para em mistura com a água formar uma espuma com características físico-químicas especiais de resistência a temperaturas elevadas.

Os LGEs foram desenvolvidos na seguinte sequencia:
·    LGE Proteinico
·    LGE Fluoroproteinico
·    LGE Sintéticos-Fluorado
·    LGE sem Fluor

LGE PROTEINICO:
O LGE Proteinico  foi desenvolvido a partir de proteína animal. Apesar de possuir  característica superior a espuma química, havia o inconveniente da baixa estabilidade de estoque. Com o tempo surgiram alternativas que tornou este LGE um pouco mais estável com a inclusão na sua formula de tensoativos fluorados, surgindo então os LGE Fluoroproteinico.

LGE FLUOROPROTEINICO:
Trata-se de uma mistura de proteína (animal) e compostos fluorados. Essa mistura deu um ganho muito grande de qualidade na espuma formada e também no LGE. O concentrado ganhou estabilidade em tempo de estocagem e a espuma ganhou em fluidez e resistência térmica.

LGE SINTÉTICOS-FLUORADO (AFFF):
Atualmente o LGE fabricado  pertence a esta categoria, sendo totalmente sintético e fluorado. Vantagens:
·    Maior estabilidade do concentrado em estoque.
·    Maior fluidez da espuma na superfície do líquido em chamas.
·    Possibilidade de uso com água doce do mar e salobra.
·    Uso conjunto com pó químico seco, permitindo um melhor sinergismo na extinção.
·    Melhor atuação em incêndio com derramamento de líquidos e incêndio
·    Rapidez no controle das chamas

LGE SEM FLUOR
Com a crescente preocupação em torno do meio ambiente, os estudos mais recentes sobre LGEs têm sido no sentido de desenvolver produtos livres de flúor. Notadamente verificou-se que os componentes fluorados presentes no LGE AFFF são PBT (Persistentes, Bioacumulativos e Tóxicos). Já existem produtos no mercado que são livres de componentes fluorados.Fonte Gifel

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posted by ACCA@6:07 PM