Como projectar com PROINERTE
1. Filosofia de extinção
Todos nós fizemos no ensino secundário uma experiência que se resumia a colocar um copo invertido sobre uma vela a arder
Quando o oxigénio dentro daquele espaço fechado era consumido pela chama, reduzindo a concentração dos normais 21,5% existentes na atmosfera para uma taxa inferior a 14%, a vela apagava-se
Estudos médicos, realizados pela EPA (Environmental Protection Agency) dos Estados Unidos da América e outros Institutos de reconhecida autoridade a nível mundíal, impõem que para suporte de vida humana deveremos garantir uma taxa de oxigénio no ambiente da sala após descarga, de no mínimo 10%. ( Note-se que o nosso alpinista João Garcia quando atingiu o cume do Everest sobreviveu com concentrações inferiores a 10%)
Da conjugação destas duas necessidades ( reduzir a concentração de oxigénio abaixo dos 14% para apagar um eventual incêndio e garantir suporte de vida com concentrações de oxigénio acima dos 10%) resulta a taxa de concentração a utilizar. De uma forma geral procura-se apontar para uma concentração de cerca de 12%
Este princípio de extinção foi utilizado pelos fabricantes de agentes de extinção por gases inertes. Assim e para se ter uma ideia simplista mas aproximada de como se faz o projecto damos o seguinte exemplo:
Se tivermos uma sala com 1000 metros cúbicos de ar a taxa de oxigénio será cerca de 21,5%. Para que possamos extinguir um eventual incêndio será necessário tornar a concentração de oxigénio inferior a 14%.
Se dentro desta sala introduzirmos 1000 metros cúbicos de ar isento de oxigénio então a concentração de oxigénio tornar-se-à 10,75% pelo que se dará o processo de extinção do incêndio.
2. Concentrações de extinção de acordo com a NFPA e LPCB
Para determinar as quantidades mínimas de concentração necessárias à extinção, a NFPA 2001 procedeu a ensaios de laboratório, tendo estabelecido 3 fogos tipo:
- Wood Grip – Fogos da classe A para os quais determinou uma concentração mínima de 28,7%
- nHepthane – Fogos específicos da classe B para os quais determinou uma concentração mínima de 35%.
- Plastic Fuel – Fogos em locais com plásticos ( tais como salas de computadores e quadros eléctricos) para os quais determinou uma concentração mínima de 31,5%
A NFPA 2001 estabelece ainda que aos valores mínimos encontrados nos ensaios tipo, deverá ser acrescido um factor de segurança de 20%.
Levando em consideração a LPCB (mais desfavorável) para o projecto de IG55 (Proinerte), deveremos utilizar:
2.1. Classe A
- Concentração de cálculo a utilizar em cálculo manual = 0.72 Kg de Proinerte por metro cúbico de volume da sala.
- Concentração de Proinerte a utilizar no cálculo automático = 39.7% (imposto pela NFPA como mínimo)
- Concentração de oxigénio no local após descarga (Considerando uma descarga efectiva de 39.7% de Proinerte) = 12,64% aproximadamente
2.2. Classe B
- Concentração de cálculo a utilizar em cálculo manual = 0,87 Kg de Proinerte por metro cúbico de volume da sala.
- Concentração de Proinerte a utilizar no cálculo automático = 46%
- Concentração de oxigénio no local após descarga (Considerando uma descarga efectiva de 46% de Proinerte) = 11,29% aproximadamente
2.3. Classe de fogos em produtos plásticos (Chão falso de salas de computadores e quadros eléctricos, por exemplo)
- Concentração de cálculo a utilizar em cálculo manual = 0,82 Kg de Proinerte por metro cúbico de volume da sala.
- Concentração de Proinerte a utilizar no cálculo automático = 43,7%
- Concentração de oxigénio no local após descarga (considerando uma descarga efectiva de 43,7% de Proinerte) = 11,8% aproximadamente.
Após ter definido a concentração a utilizar em função do local a proteger, poderá utilizar o software de cálculo automático para escolher o sistema de extinção a utilizar.
Ao utilizar este software deverá ter o cuidado de, ao introduzir os dados, separar as unidades das décimas por vírgulas e não por pontos.
Após ter introduzido os dados obrigatórios, o software calculará automaticamente a quantidade de Proinerte a utilizar bem como a concentração de oxigénio resultante para cada uma das situações e ainda a área estimada para a abertura de ventilação de modo a que a pressão dentro do compartimento não exceda os 500 Pascais ( recomendado), e a quantidade de cilindros a utilizar para cada uma das pressões de trabalho.
Se tiver utilizado o cálculo automático que deixamos à vossa disposição, deverá optar então entre um sistema com cilindros pressurizados a 200 ou a 300 Bar ( deverá ter o cuidado de estar atento ao alerta que o software de cálculo apresenta para não exceder o NOAEL).
Poderá fazer experiências, picando no quadrado relativo aos cilindros cálculados automaticamente, alterando o número de cilindros a utilizar. Irá verificar que a concentração de ProInerte dentro da sala irá variar em concordância. Deverá ter em atenção que a concentração final de IG-55 deverá ser aproximadamente igual ou superior à concentração de projecto de acordo com LPCB.
No cálculo manual, tendo encontrado a quantidade de agente extintor e feito a opção dos cilindros que entende como mais adequados, deverá então calcular a quantidade de cilindros a utilizar, levando em consideração a seguinte tabela:
| Volume do cilindro | Enchimento nominal | |
|---|---|---|
| @200 BAR | @300 BAR | |
| 10 Litros | N/A | 4.0 Kg |
| 67 Litros | 19.2 Kg | N/A |
| 80 Litros | 22.8 Kg | 32. Kg |
| 140 Litros | N/A | 56.2 Kg |
3. Exemplos de cálculo
3.1. Sala de informática
Consideremos uma sala com uma área de 5x4 metros quadrados e com um chão falso de 0,25m, um tecto falso com 0,30m e o ambiente com um pé direito de 2,5 metros.
O volume total da sala é o somatório de 3 volumes:
- V.Chão Falso = 5x4x0,25 = 5 metros cúbicos
- V.Tecto Falso = 5x4x0,30 = 6 metros cúbicos
- V.Ambiente = 5x4x2,5 = 50 metros cúbicos
Se recorremos ao cálculo manual poderemos considerar uma descarga de ProInerte de 0,82 Kg por metro cúbico para o chão falso e sala (devido aos cabos eléctricos e equipamentos) e de 0,72 Kg de ProInerte por metro cúbico para o tecto falso pelo que a quantidade a descarregar será de:
- Qtd. de Proinerte no chão falso = 5 x 0,82 = 4.1 Kg
- Qtd. de Proinerte no tecto falso = 6 x 0,72 = 4,32 Kg
- Qtd. de Proinerte no ambiente = 50 x 0,82 = 41 Kg
- Quantidade total de Proinerte necessária = 49.42 Kg
De acordo com a tabela apresentada anteriormente, deveremos então escolher o sistema (todos os cilindros deverão ter a mesma pressão).
Sugerimos então que se escolha o sistema constituído por 2 cilindros de 80 Litros a 200 Bar com uma carga total de 45,6 Kg (2 x 22,8 Kg).
Deverão ser previstos 3 difusores (Chão falso; Tecto falso; Ambiente).
3.2. Sala de arquivo
Consideremos o arquivo histórico de uma cidade Portuguesa com 3 salas próximas umas das outras mas não contíguas (independentes).
O volume total de cada sala é:
- V.Sala 1 = 5x10x5 = 250 metros cúbicos
- V.Sala 2 = 7.8x8x5 = 312 metros cúbicos
- V.Sala 3 = 5x8x5 = 200 metros cúbicos
De acordo com a NFPA, poderemos utilizar um sistema de extinção centralizado uma vez que a probabilidade de um incêndio simultâneo em duas salas não necessita de ser considerado.
O sistema de extinção deverá ser dimensionado para o maior dos sistemas a proteger.
Se recorremos ao cálculo manual deveremos considerar uma descarga de 0,72 Kg de Proinerte por metro cúbico pelo que a quantidade a descarregar será de:
- Qtd. de Proinerte na sala 1 = 250 x 0,72 = 180 Kg
- Qtd. de Proinerte na sala 2 = 312 x 0,72 = 224.64 Kg
- Qtd. de Proinerte na sala 3 = 200 x 0,72 = 144 Kg
O sistema deverá então ser carregado com uma quantidade igual ou ligeiramente superior a 224.64 Kg pelo que de acordo com a tabela apresentada anteriormente, deveremos então escolher o sistema ( todos os cilindros deverão ter a mesma pressão).
Sugerimos então que se escolha o sistema constituído por 7 cilindros de 80 Lt a 300 Bar com uma carga total de 224,7 Kg (7 x 32,1 Kg).
Dado que por uma questão de custo e de atravancamento optamos por um sistema centralizado, então serão utilizadas 3 válvulas direccionais.
Tendo a modulação do sistema sido já escolhida anteriormente ( cilindros de 80 litros a 300 Bar, então o sistema deverá ser constituído de modo a que para:
- A sala de arquivo 1 sejam descarregados 6 cilindros (180 Kg/32.1 Kg)
- A sala de arquivo 3 sejam descarregados 5 cilindros (144 Kg/32.1 Kg)
Dada a quantidade total de Proinerte a descarregar para cada uma das salas será necessária a utilização de três a quatro difusores por sala.
Poderá seguidamente consultar os catálogos do equipamento que projectou.
Apresentamos também um estudo comparativo entre os agentes de extinção mais comuns em Portugal.