Técnica e Maneabilidade em Combate a Incêndio - Estudo da Combustão

Constituição e Propriedades da Matéria

• A matéria é formada por partículas minúsculas chamadas átomos, compostos de prótons, nêutrons e elétrons.
• Os protones têm carga positiva, os nêutrons não têm carga e os elétrons têm carga negativa.
• Os nêutrons estabilizam o núcleo do átomo.
• Os átomos se combinam para formar moléculas.

Estados Físicos da Matéria

• A matéria pode existir em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso.
• No estado sólido, as moléculas têm força de interação forte, são fixas e não compressíveis.
• No estado líquido, as moléculas têm força de interação menor, são variáveis e pouco compressíveis.
• No estado gasoso, as moléculas têm força de interação muito fraca, são variáveis e muito compressíveis.

Fenômeno da Combustão

• A combustão é uma reação química entre combustível e comburente.
• A combustão é uma reação exotérmica, isto é, libera calor.
• A luz produzida pela combustão recebe o nome de chama.
• A combustão não pode existir sem combustível e comburente (oxigênio).

Combustível e Comburente

• Combustível: substância que reage no seu seio com o comburente (oxigênio).
• Comburente: corpo gasoso ou atmosfera que envolve o combustível e reage com ele na combustão.

Triângulo do Fogo

• O triângulo do fogo é uma representação didática dos três elementos básicos necessários para a combustão: combustível, comburente e energia de ativação.

Tetraedro do Fogo

• O tetraedro do fogo é uma representação didática dos quatro elementos básicos necessários para a combustão: combustível, comburente, energia de ativação e reação em cadeia.

Energia de Ativação

• A energia de ativação é o componente energético que faz com que o combustível atinja a temperatura de ignição.
• A energia de ativação pode ser gerada por fontes elétricas, mecânicas, térmicas, químicas, entre outras.
• Exemplos de fontes de energia de ativação: resistência elétrica, arco voltaico, fricção mecânica, compressão, radiação solar, entre outros.

Efeitos Físico-Químicos do Calor

• O calor é uma forma de energia que aumenta a temperatura e é gerada pela transformação de outras formas de energia.
• O calor pode produzir efeitos físicos, como aumento ou diminuição da temperatura, dilatação ou contração térmica.
• O calor pode também produzir efeitos químicos, como a decomposição de materiais.

Efeitos Fisiológicos da Combustão

• A combustão pode produzir gases nocivos ou letais, como monóxido de carbono, dióxido de carbono, dióxido de nitrogênio, entre outros.

• A inalação desses gases pode causar danos graves ou morte.

• O Equipamento de Proteção Respiratória (EPR) é fundamental para proteger os bombeiros dos efeitos da combustão.### Efeitos da Inalação de Compostos Químicos em Incêndios

• A inalação de compostos químicos em incêndios pode ser corrosiva para o trato respiratório superior e causar necrose do epitélio bronquial.

Efeitos de Alguns Compostos Químicos

• Acroleína: produz irritação do trato respiratório, aumenta a resistência das vias aéreas e diminui a freqüência respiratória. Exposições ao vapor de acroleína podem levar a edema pulmonar e morte.
• Amônia: é um agente irritante e pode causar queimaduras na pele, olhos e trato respiratório. A inalação pode levar à morte.

Importância dos Equipamentos de Proteção Individual (EPI)

• Os EPI são fundamentais para o resgate em incêndios, pois permitem que os bombeiros trabalhem de forma segura, protegidos dos compostos químicos tóxicos.

Tabela de Efeitos de Gases Presentes na Fumaça

• Dióxido de carbono (CO2): diminui o oxigênio respirável
• Monóxido de carbono (CO): veneno asfixiante
• Óxidos de nitrogênio (NO2 e NO): irritante respiratório
• Ácido cianídrico (HCN): veneno asfixiante
• Ácido sulfúrico (H2S): tóxico, com cheiro repugnante
• Ácido clorídrico (HCl): irritante respiratório
• Ácido bromídrico (HBr): irritante respiratório
• Ácido fluorídrico (HF): tóxico e irritante
• Dióxido de enxofre (SO2): irritante muito forte
• Isocianatos: irritante respiratório
• Acroleína e outros aldeídos: irritante respiratório
• Amônia (NH4): irritante
• Hidrocarbonetos aromáticos (benzeno e derivados): cancerígeno

Combustão e Incêndios

Concentração de Oxigênio

• A concentração de oxigênio é essencial para a combustão;
• A redução da concentração de O2 afeta a combustão;
• Em locais fechados, a concentração de O2 pode diminuir rapidamente;
• Para uma atmosfera com menos de 15% de O2, não há mais chamas no local.

Efeito da Redução da Concentração de O2

• 21,00%: Condição normal;
• 17,00%: Alguma perda de coordenação motora e aumento na frequência respiratória;
• 12,00%: Vertigem, dor de cabeça e fadiga;
• 9,00%: Inconsciência;
• 6,00%: Morte em poucos minutos por parada respiratória e consequente parada cardíaca.

Comburentes

• Existem combustíveis que liberam oxigênio durante sua queima, como celulose, pólvora, nitratos, etc.;
• Outros gases, como hidrogênio, cloro, vapor d'água, etc., podem comportar-se como comburentes para determinados combustíveis.

Combustíveis

• Podem ser classificados como combustíveis e incombustíveis;
• A temperatura de 1000°C é utilizada como parâmetro para dividir as substâncias em combustíveis e incombustíveis;
• Todas as substâncias podem entrar em combustão teoricamente.

Características dos Combustíveis

Condutividade Térmica

• A condutividade térmica está relacionada à capacidade de uma substância conduzir calor;
• Materiais combustíveis maus condutores de calor, como madeira, queimam com mais facilidade que materiais bons condutores de calor, como metais.

Estado de Divisão

• O estado de divisão pode ser definido como a área disponível para a queima;
• Quanto mais finamente dividido for o combustível, mais facilmente entrará em combustão;
• Exemplos: diesel e farinha de trigo.

Densidade

• A densidade de um material pode ser definida pelo quociente entre a massa de uma determinada substância e o volume que ele ocupa;
• Exemplos: água, gasolina e GNV.

Miscibilidade

• A miscibilidade está relacionada à mistura de duas substâncias;
• Exemplos: mistura de nitrato de amônia com óleo diesel, formando uma substância explosiva chamada ANFO.

Pontos Notáveis da Combustão

• Ponto de fulgor: temperatura mínima na qual o corpo combustível começa a desprender vapores, que se incendeiam em contato com uma fonte de calor;
• Ponto de combustão ou inflamação: temperatura mínima na qual o corpo combustível começa a desprender vapores, que se incendeiam em contato com uma fonte de calor, e mantêm-se queimando, mesmo com a retirada desta fonte;
• Ponto de ignição: temperatura na qual os gases desprendidos do combustível entram em combustão apenas pelo contato com o oxigênio do ar, independentemente de qualquer contato com uma fonte de calor.

Tendência para Liberar Vapores (Combustíveis Líquidos)

• A tendência para liberar vapores é importante para a classificação dos combustíveis líquidos;
• Existem três categorias, levando em conta o ponto de fulgor: 1ª categoria, ponto de fulgor inferior a 210°C; 2ª categoria, ponto de fulgor maior ou igual a 210°C e inferior a 550°C; 3ª categoria, ponto de fulgor maior ou igual a 550°C.

Tipos de Chamas

• Chamas de pré-mistura: processo de combustão em que o gás combustível e o oxigênio são misturados antes da ignição e propagação; não é afetada pelo ambiente; exemplos: chamas de maçarico, equipamentos de oxi-acetileno, bicos de Bunsen, chamas de fogão.
• Chamas difusas ou de difusão: processo de combustão em que as moléculas de combustível não reagem perfeitamente com o ar; produz resíduos de combustão; exemplo: chamas de palito de fósforo, fogueira, vela.

Características da Fumaça

• Quente: libera calor e transmite-o a outras áreas; propaga calor por radiação.
• Opaca: seus produtos, principalmente a fuligem, permanecem suspensos na massa gasosa, dificultando a visibilidade.
• Móvel: é um fluido que está sofrendo uma convecção constante, movimentando-se em qualquer espaço possível.
• Inflamável: por possuir em seu interior combustíveis que podem reagir com o oxigênio.
• Tóxica: seus produtos são asfixiantes e irritantes, prejudicando a respiração.

Produtos da Combustão

• Fumaça: produto da combustão que pode ser visível ou não; características: quente, opaca, móvel, inflamável e tóxica.
• Chama: gases incandescentes, visíveis ao redor da superfície do material em combustão.
• Calor: energia liberada pela combustão, que propicia o aumento de temperatura e dá continuidade à combustão.
• Gases: resultam da modificação química do combustível, associada com o comburente; exemplos: monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), ácido cianídrico (HCN).

Toxicidade de Gases de Combustão

• Dióxido de carbono (CO2): 1000 a 1500 ppm (partes por milhão) são admissíveis por várias horas; 3500 a 4000 ppm são perigosos em meia hora; 60000 a 70000 ppm são mortais.
• Monóxido de carbono (CO): 100 ppm são admissíveis por várias horas; 1500 a 2000 ppm são perigosos em meia hora; 10000 ppm são mortais.
• Outros gases: vapores nitrosos (NO/NO2), ácido cianídrico (HCN), ácido clorídrico (HCL), ácido sulfídrico (H2S), amoníaco (NH3), cloro (Cl2), fosgênio (COCl2).