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Curso de Formação de Bombeiro Combatente

Lição 01 – Introdução à ciência do fogo

LIÇÃO 01

Introdução à

Ciência do Fogo

LIÇÃO 01

Introdução à

Ciência do Fogo

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Lição 01 – Introdução à ciência do fogo

OBJETIVOSOBJETIVOS

Ao final desta lição, os participantes serão

capazes de:

1. Conceituar corretamente os termos

“fogo” e “incêndio”;

2. Indicar os 4 componentes essenciais do

fogo (tetraedro do fogo);

3. Citar pelo menos 3 diferentes produtos

da combustão;

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OBJETIVOS (Cont.)OBJETIVOS (Cont.)

Ao final desta lição, os participantes serão

capazes de:

4. Citar os 3 mecanismos básicos para a

transferência (propagação) do calor;

5. Explicar a diferença entre ponto de

combustão e ponto de ignição.

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O queé fogo?O queé fogo?

O que é incêndio?

O que é incêndio?

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CONCEITOSCONCEITOS

O fogo (Do lat. focu) pode ser conceituado

como um processo (reação química) de

oxidação rápida, auto-sustentável,

acompanhada pela produção de luz e calor

em intensidades variáveis.

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CONCEITOSCONCEITOS

O incêndio (Do lat. incendiu) é toda e

qualquer combustão fora do controle do

homem, que pode danificar ou destruir bens

e objetos e lesionar ou matar pessoas.

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TETRAEDRO DO FOGOTETRAEDRO DO FOGO

OxigênioOxigênio

CalorCalor

CombustívelCombustível

Reaçãoem

cadeia

Reaçãoem

cadeia

Os componentes essenciais do fogo.Os componentes essenciais do fogo.

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COMBUSTÍVELCOMBUSTÍVEL

O combustível é o material ou substância que se oxida ou arde no processo da combustão (agente redutor).

De forma simplificada, podemos dizer que o combustível é toda a substância capaz de queimar-se e alimentar a combustão, ou seja, é o elemento que serve de campo de propagação ao fogo.

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COMBUSTÍVEL (Cont.)COMBUSTÍVEL (Cont.)

A grande maioria dos combustíveis precisa

passar pelo estado gasoso para, então,

combinar-se com o oxigênio.

A velocidade da queima de um combustível

depende de sua capacidade de combinar-se

com o oxigênio (estado físico do

combustível) sob a ação do calor e da sua

fragmentação (área de contato com

oxigênio).

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COMBUSTÍVEL (Cont.)COMBUSTÍVEL (Cont.)

Os combustíveis sólidos se transformam em gases combustíveis mediante a PIRÓLISE, ou seja, a decomposição química de uma substância mediante a ação do calor. No caso dos líquidos, os gases combustíveis são gerados a partir de um processo chamado vaporização.

Vaporização X PiróliseGasto de energia

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COMBUSTÍVEL (Cont.)COMBUSTÍVEL (Cont.)

Em ciências do fogo, o estudo do coeficiente

de superfície/massa dos combustíveis é

algo muito importante, pois analisa a área

de superfície do material combustível em

proporção a sua massa.

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COMBUSTÍVEL (Cont.)COMBUSTÍVEL (Cont.)

A posição do combustível sólido também afeta sua forma de queima.

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COMBUSTÍVEL (Cont.)COMBUSTÍVEL (Cont.)

A posição do fogo

dentro do

cômodo

incendiado

também afeta

seu

desenvolvimento.

Fogo no centro de um cômodo.

O ar entra por todos os lados (100%)

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COMBUSTÍVEL (Cont.)COMBUSTÍVEL (Cont.)

Fogo sobre uma parede.

O ar entra por dois lados (50%)

Fogo sobre uma parede.

O ar entra por dois lados (50%)

Fogo sobre um vértice.

O ar entra por um lado (25%)

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OXIGÊNIO (Agente Oxidante)OXIGÊNIO (Agente Oxidante)

Os agentes oxidantes são aquelas substâncias que cedem oxigênio ou outros gases oxidantes durante o curso de uma reação química. O mais comum é o oxigênio.No entanto, existem também outras substâncias, tais como os bromatos, os cloratos, os nitratos e nitritos, o ácido nítrico, os percloratos, os permanganatos, os peróxidos, etc.

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OXIGÊNIO (Cont.)OXIGÊNIO (Cont.)

Composição da atmosfera

Em ambientes com a composição normal do

ar, a queima desenvolve-se com velocidade,

de maneira completa e notam-se chamas.

Contudo, a combustão sempre irá consumir

o oxigênio do ar num processo contínuo.

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OXIGÊNIO (Cont.)OXIGÊNIO (Cont.)

Entre 16% e 8% a queima tornar-se-á mais

lenta, surgirão brasas e não mais chamas.

Menor que 8% é muito provável que a

combustão deixe de existir.

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CALORCALOR

É o componente energético do tetraedro do fogo.O calor é uma forma de energia que eleva a temperatura.

O calor pode ser descrito como a vibração das moléculas que compõem a matéria.O calor ou energia calorífica é gerado pela transformação de outras formas de energia.

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CALOR (Cont.)CALOR (Cont.)

São exemplos de formas de energia:

energia química (a quantidade de calor gerado

pelo processo de combustão), energia elétrica (o

calor gerado pela passagem de eletricidade através

de um condutor, como um fio elétrico ou um

aparelho eletrodoméstico), energia mecânica (o

calor gerado pelo atrito de dois corpos) ou ainda,

energia nuclear (o calor gerado pela fissão ou

fusão de átomos).

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CALOR (Cont.)CALOR (Cont.)

Efeitos físicos e químicos do calor:elevação da temperatura, aumento de volume do corpo aquecido, mudanças no estados físicos da matéria e mudanças no estado químico da matéria.

Efeitos fisiológicos do calor:Queimaduras, desidratação, insolação, fadiga, lesões no aparelho respiratório e, em casos mais graves a morte.

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REAÇÃO QUÍMICA EM CADEIAREAÇÃO QUÍMICA EM CADEIA

As reações geram produtos intermediários instáveis, principalmente radicais livres (O2, C, H e OH), que se combinam com outros elementos. Estes radicais livres transferem a energia necessária para a transformação da energia química em energia calorífica, decompondo as moléculas ainda intactas e provocando a propagação do fogo numa verdadeira reação em cadeia.

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REAÇÃO EM CADEIA (Cont.)REAÇÃO EM CADEIA (Cont.)

De forma simplificada, o calor irradiado das

chamas atinge o combustível que se

decompõe em partículas menores, as quais

se combinam com o oxigênio e queimam,

irradiando outra vez calor para o

combustível, formando um ciclo constante.

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REAÇÃO EM CADEIA (Cont.)REAÇÃO EM CADEIA (Cont.)

A reação em cadeia e a propagação rápida são os fatores que distinguem o fogo das reações de oxidação lentas. Estas não produzem calor suficientemente rápido para chegar a uma ignição e uma reação em cadeia. A ferrugem em metais e o amarelado em papéis velhos.

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PRODUTOS DA COMBUSTÃOPRODUTOS DA COMBUSTÃO

gases da combustão, as chamas propriamente ditas, o calor irradiado e as fumaças visíveis.

O maior risco à vida devido aos incêndios, constitui-se pela inalação de fumaça e gases aquecidos e tóxicos, assim como a deficiência de oxigênio.

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GASES DA COMBUSTÃOGASES DA COMBUSTÃO

São as substâncias gasosas que surgem durante o incêndio e permanecem mesmo após os produtos da combustão serem resfriados até alcançarem temperaturas normais.

Seus efeitos sobre as pessoas dependem do tempo de exposição, da concentração dos gases na atmosfera e também, em grande parte, das condições físicas e resistência dos indivíduos expostos.

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GASES DA COMBUSTÃOGASES DA COMBUSTÃO

Os gases narcóticos são aqueles que causam a depressão do SNC, produzindo desorientação, intoxicação, perda da consciência e até morte (monóxido de carbono (CO), o cianeto de nitrogênio (HCN) e o dióxido de carbono (CO2).

Os agentes irritantes são substâncias que causam lesões na respiração (irritantes pulmonares), além de inflamação nos olhos, VA superiores e pele (irritantes sensoriais).

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GASES DA COMBUSTÃOGASES DA COMBUSTÃO

Dos principais gases presentes nos incêndios destacamos como mais letais o monóxido de carbono, o dióxido de carbono, o ácido cianídrico, o cloreto de hidrogênio e a acroleína.

No entanto, não podemos esquecer que a falta de oxigênio também pode ser fatal.

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AS CHAMASAS CHAMAS

O contato direto com as chamas, assim como a irradiação direta do calor das mesmas pode produzir graves queimaduras.

As queimaduras se classificam em diferentes graus (profundidade) e também podem ser avaliadas pela extensão da área atingida (extensão).

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CALOR IRRADIADOCALOR IRRADIADO

A exposição ao ar aquecido aumenta o ritmo cardíaco, provoca desidratação, esgotamento, bloqueio do trato respiratório e queimaduras. Pessoas expostas a ambientes com excesso de calor podem morrer se este ar quente entrar nos pulmões. A PA diminuirá, a circulação do sangue ficará debilitada e a temperatura do corpo aumentará até danificar centros nervosos do cérebro.

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FUMAÇAS VISÍVEISFUMAÇAS VISÍVEIS

São constituídas por partículas sólidas e

líquidas transportadas pelo ar e por gases

desprendidos dos materiais que queimam.

Madeira, papel e gasolina desprendem

minúsculas partículas pretas de carbono

chamadas de fuligem ou pó de carvão que

são visíveis na fumaça e se acomodam sob

superfícies por deposição.

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FUMAÇAS VISÍVEISFUMAÇAS VISÍVEIS

A fumaça é a principal causa de mortes em incêndios, sendo responsável por cerca de 50 a 75% das mortes.

A fumaça irrita os olhos e os pulmões e normalmente cria pânico.

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TRANSFERÊNCIA DE CALORTRANSFERÊNCIA DE CALOR

O calor pode propagar-se a partir de três

diferentes formas:

Por condução, a qual ocorre principalmente

nos sólidos;

Por convecção, em líquidos e gases e;

Por radiação, onde não há necessidade de

um meio material para a propagação dessa

energia.

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CONDUÇÃOCONDUÇÃO

Condução é a transferência de calor através

de um corpo sólido de molécula a molécula.

O calor passa de molécula a molécula, mas

nenhuma molécula é transportada com o

calor.

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CONVECÇÃOCONVECÇÃOÉ a transferência de calor que ocorre nos fluidos (gases e líquidos) através do movimento de massas de gases ou de líquidos dentro de si próprios.

Na convecção a propagação do calor se dá através do movimento do fluido envolvendo o transporte de matéria.

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RADIAÇÃORADIAÇÃO

A radiação ou irradiação térmica é a

transmissão de energia através do espaço

em forma de ondas eletromagnéticas (como

ondas de luz visível, de raio X, ondas de

rádio, microondas, radiação ultravioleta –

UV, raios gama).

Não depende da presença de um meio

material, podendo ocorrer através do

vácuo.

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TRANSFERÊNCIA DE CALORTRANSFERÊNCIA DE CALOR

Convecção

Radiação

Convecção

Radiação

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ISOLANTES TÉRMICOSISOLANTES TÉRMICOS

O que determina se um material será bom ou mau condutor térmico são as ligações em sua estrutura atômica ou molecular.

Metais são excelentes condutores de calor.A lã, a madeira, o vidro, o papel, o isopor e o gesso, que são maus condutores de calor (isolantes térmicos).Os líquidos e gases, em geral, são maus condutores de calor.O ar, por exemplo, é um ótimo isolante térmico.

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PONTOS DE TEMPERATURAPONTOS DE TEMPERATURA

Com o aquecimento de um combustível,

chega-se a uma temperatura em que o

material começa a liberar vapores, que se

incendeiam caso houver uma fonte externa

de calor.

Neste ponto, chamado de Ponto de Fulgor,

as chamas não se mantêm, devido à

pequena quantidade de vapores, só

produzem um flash, que logo se apaga.

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PONTOS DE TEMPERATURAPONTOS DE TEMPERATURA

Prosseguindo no aquecimento, atinge-se uma temperatura em que os gases desprendidos do material, ao entrarem em contato com uma fonte externa de calor, iniciam a combustão, e continuam a queimar sem o auxílio daquela fonte (Ponto de Combustão).

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PONTOS DE TEMPERATURAPONTOS DE TEMPERATURA

Continuando o aquecimento, atinge-se um ponto no qual o combustível, exposto ao ar, entra em combustão sem que haja fonte externa de calor (Ponto de Ignição).

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OBJETIVOSOBJETIVOS

Ao final desta lição, os participantes serão

capazes de:

1. Conceituar corretamente os termos

“fogo” e “incêndio”;

2. Indicar os 4 componentes essenciais do

fogo (tetraedro do fogo);

3. Citar pelo menos 3 diferentes produtos

da combustão;

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OBJETIVOS (Cont.)OBJETIVOS (Cont.)

Ao final desta lição, os participantes serão

capazes de:

4. Citar os 3 mecanismos básicos para a

transferência (propagação) do calor;

5. Explicar a diferença entre ponto de

combustão e ponto de ignição.