ESPUMA MECÂNICA

Autor: Teodorio Arão Santos de Oliveira

Engenheiro de Segurança contra Incêndio e Pânico

(71) 99237-2739

O extrato formador de espuma (EFE) é utilizado no atendimento de ocorrências através da espuma mecânica pelas guarnições do Corpo de Bombeiros. O EFE também é conhecido como líquido gerador de espuma (LGE). O LGE é utilizado no combate a incêndio em combustíveis líquidos, em instalações como aeroportos, navios, refinarias, indústrias de petróleo, petroquímicas, químicas e outras onde haja o manuseio, estocagem ou produção de combustíveis líquidos utilizados em suas atividades.

A espuma para finalidade de proteção a incêndio é um agregado de bolhas preenchidas com ar, proveniente de uma solução aquosa, e possui densidade menor do que qualquer líquido inflamável, por mais leve que seja. Ela é capaz de formar um consistente colchão de espuma sobre a superfície de combustíveis líquidos, com densidade menor que a da água.

Para ser eficiente, a espuma, para incêndio, deve ter determinadas características:

1. Fluidez: a espuma deve cobrir toda a superfície em chamas com rapidez;
2. Resistência ao calor: o volume de espuma aplicado tem que ser capaz de resistir aos efeitos destrutivos do calor irradiado pelo fogo remanescente do vapor de líquidos inflamáveis ou de qualquer tipo de material metálico;
3. Resistência ao combustível: a espuma deve resistir às ações dos combustíveis, não se desfazendo ou perdendo a sua capacidade extintora;
4. Contenção de vapores: a cobertura produzida deve ser capaz de conter os vapores inflamáveis, provocando uma selagem do combustível, minimizando os riscos de um novo incêndio;
5. Densidade baixa: a espuma deve flutuar sobre o combustível formando a cobertura;
6. Dupla ação de combate a incêndio: A extinção do incêndio por meio da espuma é feita por isolamento do combustível do ar (abafamento) e resfriamento, conforme visto na Figura 1.

As espumas mecânicas formam um colchão estável por um determinado tempo e, quando aplicadas a taxas adequadas, possuem a capacidade de extinguir o incêndio gradativamente. Com a aplicação contínua, a espuma flui facilmente através da superfície em chamas formando uma camada densa, prevenindo a reignição na superfície já extinta. A espuma flutua, devido ao baixo peso específico, sobre os líquidos produzindo uma cobertura que impede o contato do ar (oxigênio), extinguindo o incêndio por abafamento, conforme visto na Figura 2.

Com a utilização somente de água, a extinção em hidrocarbonetos é muito demorada, pois possuem peso específico tão baixo, que flutuam sobre a água. A extinção em solventes polares (álcool, acetona, metanol, etc.), que são miscíveis à água, exige atenção quanto ao aumento do volume, pois pode ocasionar o alastramento do fogo.

O resfriamento ocorre por intermédio da água que drena da espuma e, portanto, auxilia na extinção do fogo.

Os líquidos liberam vapores inflamáveis. A espuma deve ser suficientemente compacta e densa para impedir a passagem desses vapores e evitar reignição.

As espumas possuem limitação de uso, são elas:

1. Recomenda-se não usar espuma em materiais que sejam armazenados como líquidos, mas que em condições ambientes são gasosos, tais como o GLP (gás liquefeito de petróleo), o butano, o propano, o butadieno, etc.;
2. Também não são apropriadas para incêndios em líquidos criogênicos (de temperatura muito baixa) e outros produtos incompatíveis com água, exemplo, carbureto, o magnésio, o potássio, o lítio, o cálcio, o zircônio, o sódio e o zinco;
3. A espuma é boa condutora de eletricidade, portanto, não deve ser usada em equipamentos elétricos energizados;
4. Determinados agentes umectantes e alguns tipos de pós químicos são incompatíveis com as espumas e se utilizados simultaneamente, podem desfazer a cobertura de espuma imediatamente. Portanto, quando se usar simultaneamente dois agentes extintores, deve-se estar seguro que ambos sejam inteiramente compatíveis.
5. O seu emprego pode ser conciliado com a água ou com alguns tipos de pó químico seco, desde que estes sejam aplicados na extinção antes da espuma, que por sua vez complementaria a ação de combate.
6. As espumas em geral e a de alta expansão, em particular, não devem ser usadas para combate de incêndios em materiais oxidantes que liberam suficiente oxigênio para sustentar a combustão como, por exemplo, o nitrato de celulose;
7. Uso da espuma na extinção de incêndios em óleos comestíveis e de fritura, bem como em outros processos de produtos alimentares, deve ser analisado com critério, pois a espuma contaminará todos esses produtos inutilizando-os e causando grandes prejuízos, o que poderá ser minimizado com a escolha de outros agentes.

A espuma mecânica é um aglomerado de bolhas formado pela mistura de água, extrato formador e ar.

O extrato é adicionado à água através de um aparelho proporcionador, formando a solução (água e extrato). Ao passar pelo esguicho a solução sofre batimento e o ar é, dessa forma, a ela acrescentado, formando a espuma. As características de cada extrato, de acordo com o fabricante, definirão sua proporção na solução (de 1% a 6%), conforme visto na Figura 3. O aparelho proporcionador pode ser visto na Figura 4.

A expansão das espumas é a taxa que compreende a razão do volume de solução utilizado para a formação da espuma e o volume de espuma formada. A solução (ou pré-mistura) pode gerar espuma de baixa, média ou alta expansão. Quanto maior a taxa de expansão, mais leve será a espuma, menor será sua capacidade de resfriamento e menor será sua resistência. A Tabela 01 caracteriza as taxas de expansão da espuma.

O extrator formador de espuma (EFE) ou líquido gerador de espuma (LGE) pode ser classificado em:

1. HC: para extinção de incêndios em hidrocarbonetos;
2. AV: utilização em aeroportos, para extinção de incêndios em hidrocarbonetos; e
3. AR: para a extinção de incêndios em solventes polares

O LGE pode atender aos requisitos de um ou mais classes. Os possíveis tipos de LGE podem ser vistos na Figura 5.

O LGE, conforme a sua classe deve atender ao desempenho de extinção e resistência à reignição especificado na Figura 6. A verificação destes requisitos deve ser através do ensaio de fogo.

O ensaio de fogo requer condições e equipamentos adequados e devem ser realizados por laboratório competente conforme ABNT NBR ISO/IEC 17025.

A escolha do LGE deve ser feita em função dos tipos de combustíveis líquidos e dos equipamentos proporcionadores, geralmente para prover dosagens de 1%, 3% ou 6% de LGE. É importante verificar se a dosagem de uso do LGE é compatível com os equipamentos a serem utilizados, por exemplo, para o uso de LGE 1%, os equipamentos devem estar dimensionados para essa dosagem.

Os parâmetros de ensaio utilizados conforme a ABNT NBR 15511, tais como taxa de aplicação e tempo de aplicação, são intencionalmente baixos, com o propósito de avaliar o desempenho de um LGE nos limites críticos de aplicação, portanto não podem ser utilizados no dimensionamento do sistema. Em projetos de sistemas de espuma, as taxas e tempos de aplicação são relativamente maiores devido a coeficientes de segurança empregados.

O EFE é classificado conforme a sua composição química, podendo ser de origem proteínica ou sintética. Pode ser usada com água doce ou salgada.

Se o EFE for adequado ao uso com água salgada, a dosagem para uso com água doce e água salgada deve ser igual. Além disso, deve ser submetido aos ensaios de fogo aplicáveis, utilizando-se água salgada na preparação da solução de EFE. A água salgada deve ser preparada dissolvendo os componentes de acordo com a Figura 7.

A realização dos ensaios de fogo com solução preparada com água salgada não exclui a necessidade da realização de ensaios de fogo com água doce.

O EFE deve ser armazenado em ambientes que não excedam a temperatura de 45°C e não recebam raios solares diretamente. É recomendado seu uso na faixa de 1°C a 27°C para que a espuma formada seja mais estável.

EFEs diferentes não devem ser misturados, pois a mistura prejudica a formação e a qualidade da espuma. O ensaio de miscibilidade mostra que se houver incompatibilidade entre EFE de diferentes origens a sua mistura pode reagir em um determinado período de tempo, por exemplo, em alguns meses. A mistura ao ser submetida a uma temperatura elevada envelhece e provoca a reação em um período de tempo curto, permitindo a verificação da sua influência no desempenho.

O EFE proteínico é composto de proteínas animais e vegetais, às quais são adicionados (dependendo do tipo de extrato) outros produtos. Esse EFE produz somente espuma de baixa expansão. Os tipos de EFE nessa categoria são: proteínico comum, proteínico polivalente, fluorproteínico e fluorproteínico com formação de filme (FFFP), as características podem ser vista na Tabela 02.

O EFE sintético é composto de substâncias sintéticas. Esse tipo de EFE produz espuma de baixa, média e alta expansão. Eficiente para controle e extinção de classe B, também pode ser utilizada com sucesso nos incêndios de classe A, onde o resfriamento e o efeito penetrante da solução da espuma são importantes.

Nos EFE para espuma de baixa expansão, forma-se uma película protetora que previne a liberação de vapores do combustível e impede a reignição. A água drenada da espuma atua por resfriamento. Tem capacidade superior de extinção e resistência a reignição quando comparado às espumas proteínicas ou fluorproteínicas.

O EFE sintético é compatível com o pó químico seco, isto é, pode haver ataque ao incêndio utilizando os dois agentes extintores.

O EFE sintético para espuma de baixa expansão pode ser: AFFF 3%, AFFF 6%, AFFF-ARC 3% – 3% e AFFF-ARC 3% – 6%.

A sigla AFFF significa “Aqueous Film Forming Foam” (espuma formadora de filme aquoso), sendo um extrato à base de substâncias fluoretadas, solventes e hidrocarbonos. Pode ser utilizada para incêndios em hidrocarbonetos na dosagem de 3% (AFFF 3%) e 6% (AFFF 6%).

Já a sigla AFFF – ARC significa “Aqueous Film Forming Foam – Alcohol Resistent Compounds” (espuma formadora de filme aquoso – resistente a álcool), sendo um extrato à base de substâncias fluoretadas, solventes, hidrocarbonos e polímero polissacarídeo. Pode ser usado a 3% tanto para combustíveis hidrocarbonetos quanto para solventes polares (AFFF-ARC 3%-3%) e usados a 3% para hidrocarbonetos e 6% para solventes polares (AFFF-ARC 3%-6%).

A Tabela 03 ratifica que o EFE AFFF – ARC 3% – 3% é o mais adequado para uso no combate ao incêndio, pois podem ser aplicados tanto em hidrocarbonetos quanto em solventes polares.

O EFE sintético para espuma de média e alta expansão consiste numa concentração que é uma mistura de agentes ativos com agentes espumantes do tipo detergente sintético.

Para o seu uso adequado, devem ser consultadas as especificações do fabricante para se conhecer suas características técnicas, porém a regra geral é:

• Para espuma de média expansão deve ser utilizado com a dosagem de 3%; e
• Para espuma de alta expansão deve ser utilizada uma dosagem de 1% ou 3%.

A embalagem do LGE deve conter no mínimo, as seguintes informações:

1. fabricante;
2. classe(s), seguida da indicação de uso conforme Figura 5;
3. tipo de LGE (Figura 5)
4. dosagem de uso especificada pelo fabricante (em porcentagem);
5. faixa de temperatura recomendada para armazenamento (em graus Celsius).
6. inscrição: “uso indicado em água doce e água salgada” ou “uso não indicado com água salgada”;
7. número da norma (ABNT NBR 15511);
8. lote e data de fabricação; e
9. volume (em litros) e peso bruto (em quilogramas).

A ficha de informações de segurança de produtos químicos (FISPQ), conforme a ABNT NBR 14725, deve ser fornecida com o LGE.

As espumas podem ser aplicadas através de sistemas fixos, sistemas portáteis ou através de equipamentos que permitam que elas fluam suavemente pela superfície do combustível em chamas. Podem também ser aplicadas através de linhas manuais, com uso de mangueiras e esguichos formadores de espuma, torres portáteis ou canhões monitores, inclusive os de alta vazão. As espumas podem ser aplicadas através de sistemas com tubulações aéreas e aspersores para proteção de incêndio em locais suscetíveis a vazamentos de combustíveis líquidos. A aplicação da espuma para este tipo de risco é na forma de spray ou de névoa densa.

Incêndios em grandes derramamentos de combustíveis líquidos podem ser extintos com equipamentos móveis do tipo viaturas usadas em aeroportos ou indústrias, equipadas com reservatório de LGE e equipamentos com capacidade de formar espuma em altas vazões e alcance, por um tempo de aplicação adequado.

Embora outros agentes extintores sejam considerados para uso em incêndios de combustíveis líquidos, para grandes tanques de armazenamento de combustíveis líquidos, a espuma tem se demonstrado eficiente para o combate deste tipo de incêndio.

A inspeção em equipamentos do sistema de espuma deve ser realizada:

1. quanto à eficácia do combate ao fogo;
2. em equipamentos proporcionadores (dosadores), reservatórios de LGE e respectivos acessórios;
3. em câmaras de espuma;
4. em canhões monitores, esguichos, equipamentos de detecção e atuação das válvulas de controle; e
5. na tubulação.

Quanto à eficácia do combate ao fogo é em função de vários fatores, entre os quais o LGE e os equipamentos que geram e aplicam a espuma na superfície do líquido em chamas. Os equipamentos ou o sistema de espuma devem ser inspecionados por pessoal qualificado, no mínimo uma vez por ano, para garantir a sua adequada operação.

Para equipamentos proporcionadores (dosadores), a dosagem adequada durante condições normais de operação é fundamental, considerando-se que:

1. uma dosagem menor que a nominal compromete a eficácia do combate; e
2. uma dosagem maior que a tolerada também compromete a eficácia do combate, aumentando o gasto de LGE e, consequentemente, o tempo de aplicação disponível.

A dosagem de LGE em condições normais de operação deve ser no mínimo igual ao valor nominal e no máximo 30% acima do valor nominal ou 1 ponto percentual acima do valor nominal, o que for menor. A verificação da dosagem deve ser realizada utilizando-se o método do refratômetro, conforme NFPA 11.

Os reservatórios de LGE e respectivos acessórios devem ser inspecionados quanto à possível corrosão, vazamentos e demais funcionalidades de todos os componentes do sistema.

As câmaras de espuma devem ser inspecionadas quanto à possível corrosão, integridade do selo de vidro e estado das vedações internas da câmara.

Os canhões monitores, esguichos, equipamentos de detecção e atuação e válvulas de controle devem ser verificados quanto à operação normal.

Já as tubulações devem ser inspecionadas visualmente quanto à corrosão ou danos mecânicos. Caso haja suspeita, deve ser realizado um ensaio hidrostático. A tubulação enterrada deve ser inspecionada, por amostragem, contra deterioração no mínimo a cada cinco anos.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 14725-1: Produtos químicos – Informações sobre segurança, saúde e meio ambiente – Parte 1 – Terminologia. Rio de Janeiro: ABNT, 2009 Versão corrigida: 2010.

___ NBR 14725-2: Produtos químicos – Informações sobre segurança, saúde e meio ambiente – Parte 2 – Sistema de classificação de perigo. Rio de Janeiro: ABNT, 2019.

___ NBR 14725-3: Produtos químicos – Informações sobre segurança, saúde e meio ambiente – Parte 3 – Rotulagem. Rio de Janeiro: ABNT, 2017.

___ NBR 14725-4: Produtos químicos – Informações sobre segurança, saúde e meio ambiente – Parte 4 – Ficha de informações de segurança de produtos químicos (FISPQ). Rio de Janeiro: ABNT, 2014.

___ NBR 15511: Líquido gerador de espuma (LGE), de baixa expansão, para combate a incêndios em combustíveis líquidos. Rio de Janeiro: ABNT, 2008.

___NBR ISO/IEC 17025: Requisitos gerais para a competência de laboratórios de ensaio e calibração. Rio de Janeiro: ABNT, 2017.

NFPA, National Fire Protection Association. NFPA 11 – Standard for Low-, Medium-, and High-Expansion Foam

SÃO PAULO, Corpo de Bombeiros da Polícia Militar do Estado de, Coletânea de Manuais Técnicos de Bombeiros nº 43: Emprego de espuma mecânica no combate a incêndios, 1ª edição, 2006.