Sistemas de extinção por gases

Tendências Futuras

• Segurança humana

• Questões ambientais

• Gases alternativos

• Mecanismos e concentrações de extinção,

tempo de descarga, espaço ocupado e investimento

ÍNDICE • Halon e a sua proibição

Combustível

Oxidante

Energia

Reacção em cadeia

• Aplicações

Cloro (Cl) e Bromo (Br) destroem o Ozono

(O3) quando chegam à estratosfera.

Destruição da camada de Ozono (O3)

•Halon e a sua

proibição

•Gases

alternativos

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Halon e o meio ambiente

+ Radiação UV

+

+

CF3Br CF3 Br

BrO O2

O

O3

Resultado: Aumento das radiações UV-B

Ozone Depletion Potential = ODP

É o “potencial” que uma substância tem

para destruir a camada de ozono

quando comparado com o CFC-11, ao

qual foi dado o valor 1.

Halon ODP=12

Protocolo Montreal R.EU 2037/2000

>> 16 Set

Assinatura

>> 31 Dez

Obrigatoridade

de retirada dos

Halons na CE

>> 29 Jun

Regulamentam

as operações de

recuperação,

reciclagem e

valorização e as

qualificações

minimas do

pessoal

envolvido nas

operações

>> 1 Jan

Paragem de

produção de

Halons

1987 1994 2000 2003

Protocolo de Montreal

Objectivo: Protecção da camada de ozono.

Aplicação:

- Halons (Halogenated hydrocarbon)

- HCFCs (Hidro-cloro-fluoro-carbonetos)

•Halon e a sua

proibição

•Gases

alternativos

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

1987

1979

2011

Halon 1211: Sistemas de extinção portáteis

Halon 1301: Sistemas de extinção fixos

Tipos de Halon •Halon e a sua

proibição

•Gases

alternativos

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

• Efetivo para um grande número de riscos.

• Adequado para equipamentos sobre tensão.

• Facilidade para aceder a fogos ocultos.

• Não deixa resíduos após aplicação.

• Seguro para as pessoas.

• Espaço de armazenamento limitado.

Características do Halon •Halon e a sua

proibição

•Gases

alternativos

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Agentes gasosos alternativos

• Gases químicos:

– HFCs: Hidro-fluoro-carbonos.

– FK: Fluorocetonas.

• Gases inertes:

– Árgon

– Azoto

– Misturas dos anteriores (incluindo CO2)

• CO2

•Halon e a sua

proibição

•Gases

alternativos

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Normas de projeto:

Agentes químicos e Inertes:

ISO 14520

NP EN 15004

NFPA 2001

CO2: NFPA 12

ISO 6183

Enquadramento Regulamentar:

- DL 220/2008

- Portaria 1532/2008

- Nota Técnica 17 ANPC

Normas e Regulamentos •Halon e a sua

proibição

•Gases

alternativos

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

•Halon e a sua

proibição

•Gases

alternativos

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Pontos de Paridade e Diferenciação

• ODP=0

• Efetivos para um grande número de riscos.

• Adequados para equipamentos sobre tensão.

• Facilidade para aceder a fogos ocultos.

• Não deixam resíduos após aplicação

MECANISMOS DE EXTINÇÃO

CONCENTRAÇÃO EXTINÇÃO & TEMPO DE DESCARGA

INVESTIMENTO

PRESSÕES DE ARMAZENAMENTO

ESPAÇO OCUPADO

QUESTÕES AMBIENTAIS

SEGURANÇA HUMANA

Mecanismos de extinção

• O fogo é uma serie complexa de reacções químicas onde

intervêm:

– Combustível.

– Oxidante.

– Energia.

• Geram-se radicais livres que criam um mecanismo de reacção

em cadeia.

• Para extinguir um fogo:

– Remover ou reduzir qualquer um ou a combinação dos

elementos intervenientes.

– Parar a reacção em cadeia.

•Halon e a sua

proibição

•Gases

alternativos

•Mecanismos

de extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações Combustível

Oxidante

Energia

Reacção em cadeia

Agentes Inertes:

• IG-01

• IG-100

• IG-55

• IG-541

• “CO2”

Agentes Químicos:

• Novec™ 1230 / FK-5-1-12

• FM–200® / HFC-227ea

• FE-13® / HFC-23

Redução do nível de oxigénio

para valores inferiores a 15%

- Absorção de calor

- Quebra da reacção em cadeia

- A mistura agente extintor/ar tem uma

capacidade calorifica muito maior que o ar

por si só.

- Inibição dos radicais livres

Normal Inert

21%

~12%

15% O2 para existir combustão

Extinção

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos

de extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Mecanismos de extinção

126 kg - 1 x 120 ltr.

FE-13® (42 bar): 18% = 0,8 kg/m³ 160 kg - 2 x 120 ltr.

156 kg - 1 x 180 ltr.

CO2 (50 bar): 50% = 1,33 kg/m³

Comparação para um risco classe A de 200 m³

IG-541 (300 bar): 39,9% = 0,51 m³/m³ 102 m³ - 5 x 80 ltr.

FM-200® (42 bar): 7,9% = 0,63 kg/m³

Novec™1230 (25 bar): 5,3% = 0,78 kg/m³

266 kg - 6 x 45 kg

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos

de extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Concentração de projeto vs Espaço ocupado

5,3%; 10

5,00%; 10 7,90%; 10

39,90%; 60

50,00%; 60

18%; 10 -

10

20

30

40

50

60

70

80

0,0% 10,0% 20,0% 30,0% 40,0% 50,0% 60,0%

A dimensão da esfera representa o espaço ocupado

Concentração de projeto Classe A (%)

Tem

po

de

des

carg

a (s

) IG-541 CO2

FM-200® Halon 1301

Novec™1230

FE-13®

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos

de extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Eficiência

Ensaios •Halon e a sua

proibição

•Gases

alternativos

•Mecanismos

de extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Ensaio de tabuleiro com heptano:

Agentes químicos:

O risco para as pessoas é o efeito da sensibilidade cardíaca (cardio-

toxicidade) a determinadas concentrações.

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Segurança Humana

Agentes inertes:

O risco para as pessoas é formação de atmosferas com

baixo nível de oxigénio (hipóxia).

CO2:

O CO2 regula a actividade respiratória. A concentrações elevadas

impede a sua eliminação e a absorção de oxigénio no sangue.

Definições para agentes químicos:

NOAEL: Concentração mais alta de agente à qual não se observa resposta cardiotóxica.

LOAEL: Concentração mais baixa de agente à qual se observa

resposta cardiotóxica.

Introdução do conceito PBPK para halocarbonados

- Integração como parte informativa na versão de 2006.

- Modelo que estabelece limites de tempo de exposição aos gases halocarbonados.

- Para agentes químicos, devem ser criadas condições para ser evacuado o compartimento em 5 minutos, quando projectados abaixo do LOAEL (inclusive para valores abaixo do NOAEL)

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Segurança Humana

Definições para agentes inertes:

NEL: Concentração cuja aplicação numa sala reduz o oxigénio para 12%.

LEL: Concentração cuja aplicação numa sala reduz o oxigénio para 10%.

Introdução do conceito de tempo de exposição para inertes

- Integração como parte informativa na versão de 2006.

- Para agentes inertes, devem ser criadas condições para ser evacuado o compartimento em 5 minutos, quando projetados abaixo do NEL e em 3 minutos quando projetados entre o NEL e o LEL

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Segurança Humana

% CO2 Tempo de exposição Efeitos

2 Várias horas Dor de cabeça, dispneia com

actividade física reduzida

3 1 hora Dispneia em repouso

4-5 Vários minutos Aumento da pressão arterial

Dispneia incómoda

6

1-2 minutos

16 minutos

Várias horas

Visão e audição afectadas

Dor de cabeça, dispneia

Tremores

7-10 Poucos minutos

Menos de 1 hora

Vertigens, aumento ritmo cardiaco,

Inconsciência

10-15 Vários minutos Sonolência, espasmos

17-30 1 minuto Convulsões, coma, morte

Segurança Humana •Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Concentração de

projeto NOAEL LOAEL Ranking

Novec™ 1230 5,3% - 6,0% * 10% >10% ████

HFC-23 18% - 18%* 30% >30% ████

FM-200® 7,9% - 9,0% * 9% 10,5% ████

IG-541 39,9% - 41,2% * 43% 52% ████

IG-55 40,3% - 47,5% * 43% 52% ████

HFC-125 11,2% - 12,1% 7,5% 10% ████

Halon 1301 5% - 5% - ████

CO2 35% - 65% ** 5% n.a. ████

██ ██ ██ ██ Ranking

+ - * ISO 14520 – Classe A – B

**NFPA 12 – Superficial - Profundo

Segurança Humana •Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Margem de Segurança

5,3%; 10%

5%; 5%

7,9%; 9%

18,00%; 30%

39,9%; 43%

-10%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

-10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

Concentração de Projeto Classe A (%)

A dimensão da esfera representa a margem de segurança

NO

AE

L (

%)

IG-541

FM-200®

Halon 1301

Novec™1230

FE-13®

Sol

Atmosfera

Terra

A radiação Solar

passa através da

atmosfera limpa

Alguma radiação solar é refletida pela Terra e pela

atmosfera

A maioria da radiação é absorvida pela

superfície terrestre aquecendo-a A radiação infravermelha é emitida

pela superfície terrestre

Gases com efeito de estufa Alguma da radiação

infravermelha é absorvida e

reemitida pelos gases com

efeito de estufa. Como

resultado a atmosfera inferior e

a superfície da terra é aquecida

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Efeito de Estufa

Ozone Depletion

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

GWP e ALT

GWP = Global Warming Potential

)(CO referencia de gás do unidade 1

estufa de efeito com gás de unidade 1GWP

2

(1) CO

(21) MetanoGWP

2

1 kg de Metano tem o mesmo impacto para

o aquecimento global que 21 kg de CO2

Exemplo:

Contribuição de um gás para o aquecimento global

Atmospheric Life Time = ALT

Tempo que um gás com efeito de estufa permanece na

atmosfera como um poluente, até ser convertido noutro

composto químico ou até desaparecer.

O potencial de um gás com efeito de estufa é função:

- Absorção de IR (Global Warming Potential)

- Vida atmosférica (Atmospheric Life Time)

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

0 ; 0,014

0 ; 3.500

0 ; 12.000

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16

A dimensão da esfera representa a ATL

FM-200®

Halon 1301

Novec™1230

“Ozone Depeletion Potencial” (ODP)

“Glo

bal

War

min

g P

ote

nci

al”

(GW

P)

FE-13®

12; 7.140

Comparação ambiental

Objetivo: Evitar o aquecimento global.

Ações: Redução (não eliminação) das emissões de gases

com efeito de estufa.

Metodologia: Identificação das aplicações e planeamento dum

uso racional e eficiente.

Regulamento CE 842/2006 (Gases fluorados)

HFCs em proteção contra incêndios:

- Utilização permitida.

- Implementação do controlo de fugas de acordo com o Regulamento

1497/2007 (perda de 10% da pressão ou 5% da carga, serão os parâmetros

normalmente a controlar)

- Certificação de técnicos e empresas / APSEI

- Etiquetado com informação do conteúdo, Regulamento 1494/2007.

Protocolo de Kyoto •Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

A Tendência

- Segurança Humana

Seg

uran

ça A

mbi

enta

l

+

$$

$$$ $$$

$

FM-200®

IG-541, IG-55

Novec™1230

Halon 1301

CO2

Segurança Humana +

-

Seg

uran

ça A

mbi

enta

l

A dimensão da circulo

representa a eficiência

$$

FE-13®

• Datacenters

• Cofres

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Aplicações

• Salas elétricas

• Quadros elétricos

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Aplicações

• Telecomunicações

• Sala de quadros

• Sala de UPS

• Sala de baterias

• Call centers

Aplicações •Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

• Centros de produção de energia

• Salas de controlo

• Tuneis de cabos

• Turbinas

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Aplicações

• Contentores de telecomunicações

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Aplicações

• Hospitais

• Salas CT scan

• Salas MRI

• Datacenter

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Aplicações

• Torres de controlo

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Aplicações

• Salas de arquivo

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Aplicações

• Video de Descarga

•Halon e a sua

proibição

•Gases e

tecnologias

alternativas

•Mecanismos de

extinção…

•Segurança

Humana

•Questões

ambientais

•Aplicações

Aplicações

Obrigada

pela vossa atenção!