O perigo dos fumos
Desde os anos 1980 está estabelecido que 80 % das mortes provocadas por um incêndio se devem à inalação de fumos tóxicos. Distinguem-se três grandes perigos: a opacidade, a toxicidade e a temperatura.
Perigos para as pessoas
Opacidade
- Visibilidade reduzida a menos de 4 m
- Perda de referências & de orientação
- Saídas de emergência impossíveis de encontrar
Toxicidade
- ≈ 140 compostos perigosos libertados
- Gases asfixiantes (CO, cianetos)
- Gases irritantes (cloro e derivados)
Temperatura
- Mortal para os alvéolos > 120 °C
- Estratificação dos fumos quentes
- Aproximar-se do chão para sobreviver
Opacidade. Quando a visibilidade cai abaixo dos 4 metros, torna-se praticamente impossível orientar-se e encontrar as saídas de emergência. Num estado de pânico, o ocupante perde as suas referências e age como se estivesse preso num espaço confinado, perdendo todo o sentido de orientação; se a pessoa não for retirada rapidamente, a situação pode tornar-se fatal.
Toxicidade. Um incêndio liberta cerca de 140 compostos perigosos, por vezes mortais mesmo após uma curta exposição: as vítimas devem ser socorridas nos 30 minutos seguintes. Os gases tóxicos dividem-se em gases asfixiantes (cianetos, óxidos de carbono), que deprimem o sistema nervoso central, e gases irritantes (cloro e derivados), que danificam as mucosas respiratórias. Entre os mais perigosos contam-se o dióxido de carbono, o monóxido de carbono e os óxidos de azoto. Em caso de incêndio, a quantidade de oxigénio diminui: abaixo de 6 % pode ocorrer uma síncope ou mesmo a morte. A diminuição do oxigénio altera a coordenação motora e a capacidade de se deslocar.
Temperatura. A temperatura pode subir muito rapidamente e atingir níveis mortais para os alvéolos pulmonares acima dos 120 °C. Os fumos, de baixa massa volúmica, sobem em direção ao teto e acumulam-se em camadas de temperaturas decrescentes: é a estratificação. Dados os fenómenos de convecção, recomenda-se aproximar-se do chão, onde as temperaturas são mais baixas, os compostos tóxicos menos concentrados e o oxigénio mais presente.
Perigos para os bens
Os fumos desempenham um papel importante na propagação do incêndio. Expostos a temperaturas elevadas num ambiente pobre em oxigénio, os materiais combustíveis decompõem-se e produzem gases combustíveis que alimentam as chamas: é a pirólise. Os fumos são, além disso, corrosivos, pois contêm nomeadamente ácido clorídrico, perigoso para as estruturas do edifício e para os bens situados na zona sinistrada.
As funções e os objetivos da extração de fumo
Extrair o fumo para salvar vidas
A maior ameaça para uma pessoa apanhada num incêndio é a intoxicação pelos fumos. É, por isso, crucial evacuar os fumos do edifício sinistrado: é esse o papel da extração de fumo. Durante um incêndio, o fumo e o calor ficam retidos no interior do edifício, impedindo os ocupantes de sair em segurança. A extração de fumo visa evacuar uma parte dos fumos para criar uma zona de ar livre sob a camada de fumo.
As vantagens são múltiplas: facilita a evacuação dos ocupantes ao manter a visibilidade e o ar fresco; limita a propagação do incêndio ao evacuar gases quentes e partículas; permite aos bombeiros aceder ao foco; e reduz o risco de colapso do edifício ao limitar a subida de temperatura.
As restrições da extração de fumo
Limitar os volumes e dominar a estratificação
Para atingir estes objetivos, devem respeitar-se várias restrições. A primeira consiste em limitar os volumes a desenfumar pela compartimentação, com paredes e portas corta-fogo, a fim de reduzir a propagação. As grandes superfícies de venda, não compartimentáveis, são tratadas com écrans de cantonamento que canalizam os fumos para os sistemas de evacuação.
Em seguida, é preciso respeitar a estratificação, evitando as turbulências que devolveriam os fumos quentes para o chão: as velocidades de insuflação nunca devem exceder 5 m/s. Para um varrimento eficaz, as tomadas de ar novo situam-se na parte baixa e as evacuações de fumo na parte alta, evitando qualquer zona morta onde uma bolsa de fumo possa estagnar. Por fim, importa respeitar as regulamentações térmicas para garantir o conforto sem recorrer a aberturas permanentes para o exterior.
Os princípios da extração de fumo
Existem dois grandes princípios:
- O varrimento: fazer circular ar fresco na parte baixa do volume a desenfumar e extrair os fumos na parte alta, natural ou mecanicamente consoante o tipo de evacuação;
- A hierarquia das pressões: estabelecer uma pressão mais baixa no volume sinistrado do que nos locais adjacentes, criando um equilíbrio que impede a propagação dos fumos. Este método, muitas vezes utilizado nos edifícios de grande altura, exige uma extração de fumo mecânica.
Os diferentes modos de extração de fumo
Extração de fumo natural
É o tipo mais comum: utiliza exutores ou aberturas telecomandadas na fachada para evacuar o fumo, bem como portas ou aberturas para introduzir o ar. Os comandos devem atuar simultaneamente sobre as evacuações e as admissões de ar.
Extração de fumo mecânica / natural
Configuração menos frequente, que recorre a um ventilador para a admissão de ar quando o volume a desenfumar é semienterrado ou de difícil acesso. As bocas de admissão de ar respeitam uma velocidade inferior a 5 m/s e as evacuações de fumo fazem-se por exutores montados na cobertura.
Extração de fumo natural / mecânica
Aqui, a extração é assegurada por um ou vários ventiladores, enquanto as admissões de ar são realizadas por portas ou aberturas telecomandadas. As dimensões das admissões de ar são calculadas a partir do caudal total de extração.
Extração de fumo mecânica / mecânica
Este modo exige simultaneamente ventiladores de insuflação e de extração. A velocidade nas bocas de insuflação não deve ultrapassar os 5 m/s para evitar a desestratificação dos fumos, e o caudal de insuflação mantém-se inferior ao caudal de extração, geralmente da ordem de 0,6 vezes o caudal extraído, para respeitar a hierarquia das pressões.
A noção de engenharia de extração de fumo
A portaria de 22 de março de 2004 introduziu a engenharia de extração de fumo, utilizada quando a aplicação estrita da regulamentação não é possível, por exemplo em edifícios classificados como monumentos históricos, onde certas modificações são impossíveis. Esta abordagem visa simular a evolução dos fumos durante um incêndio e o seu controlo por sistemas de extração de fumo naturais e/ou mecânicos.
Estes estudos devem ser realizados por organismos reconhecidos como competentes pelo ministério do Interior. Incluem uma apresentação exaustiva das hipóteses adotadas, simulações que demonstram um controlo satisfatório dos fumos, bem como uma apresentação dos resultados e das conclusões sobre a eficácia dos sistemas recomendados.
Em 2017, o Guia de boas práticas para os estudos de engenharia de extração de fumo foi publicado pelo laboratório central da prefeitura de Paris. Clarifica os papéis e as responsabilidades dos intervenientes, harmoniza as definições, formaliza o processo, define cenários de incêndio impostos, harmoniza os critérios de aceitabilidade e estabelece os métodos de ensaios de fumo no local.