Proteção Estrutura Metálica Contra o Fogo

PROTEÇÃO ESTRUTURA METÁLICA CONTRA O FOGO

Autores: Lara Marcelino Madeira1, Guilherme Gomes de Almeida2, Wagner de Lima Gonçalves2

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Resumo

O presente trabalho estuda os sistemas de proteção para estruturas metálicas frente ao fogo. A utilização de estruturas metálicas no Brasil ainda é pequena se comparada a outros países e se considerarmos as vantagens que este tipo de material oferece em termos estruturais e econômicos. O ramo da construção que mais utiliza estruturas metálicas é o das edificações industriais. Os edifícios construídos em aço, diferentemente das construções em concreto armado, necessitam de maior proteção contra a ação de temperaturas elevadas, tornando-se assim um requisito importante na área de segurança contra incêndios. O metal é um material que quando exposto a altas temperaturas perde suas propriedades físicas e mecânicas comprometendo assim a segurança e a estabilidade estrutural da edificação, sendo este o principal problema a ser enfrentado no estudo das tipologias de proteção a incêndios.

Palavras-chave: Estrutura metálica, proteção, fogo

 Abstract

The present study shows the ways of protecting the metallic structure against fire, since its use in Brazil is still small compared to the advantages that this type of material brings. However, it has been gaining market space in the construction of the industrial sector. Buildings constructed in steel differently from constructions in reinforced concrete need greater protection against the action of high temperatures, making it an extremely important requirement in the field of fire safety. The fact that the metal is a material that when exposed to high temperatures loses its physical and mechanical properties, thus compromising the safety, since it will not support loads that previously supported; is the main reason for the need for protection.

Keywords: metallic structure, protection, fire

1-Introdução

Ao longo da história acontecimentos desastrosos levaram a evolução das proteções contra incêndios. Após avaliação destes desastres criou-se mecanismos legais, que foram impulsionados pela necessidade de construir ambientes seguros.

No quesito proteção em caso de incêndio, o aço é o material mais preocupante, pois é um material leve, com boa condutividade e atinge temperaturas elevadas mais rapidamente que outros tipos de materiais usados na estrutura de uma edificação. (FERREIRA, 2006)

Segundo Costa (2001), para que os objetivos e exigências de resistência ao fogo sejam atingidos, os modelos de proteções passivas e ativas são adotados. A associação e implementação destes modelos de proteção faz com que o projeto seja o melhor em segurança contra incêndio, pois a proteção passiva resiste ao fogo, aos elementos estruturais e de compartimentação enquanto a ativa contribui efetivamente no combate ao incêndio. O maior obstáculo encontrado hoje na elaboração deste tipo de projeto é a formação acadêmica de profissionais, pois os cursos de engenharia e arquitetura já possuem enorme grade curricular, deixando de lado esta formação.

Atualmente as indústrias da região sudeste de Minas Gerais, possuem instalados o modelo de proteção ativa, sendo o método exigido pelo corpo de bombeiros. Estes sistemas contra incêndio visam apenas apagar conter o fogo até que as pessoas saiam de dentro do recinto em chamas.

2-Objetivos

O objetivo deste trabalho é mostrar maneiras de como proteger a estrutura metálica frente a incêndio (fogo) e opções para os projetistas desta prática de proteção.

3-Metodologia

        A metodologia de pesquisa foi através de revisões bibliográficas sobre o assunto. Para comprovar a eficácia do sistema de proteção escolheu-se o material que mais se adequa as construções dos edifícios industriais da região e calculado o tempo que a estrutura em chamas resiste, com e sem proteção.

 4- Desenvolvimento

        Com o avanço da construção em aço no Brasil e a crescente preocupação com a segurança das pessoas que habitam ou frequentam esses prédios é necessário trazer para o país, maneiras de proteção para as estruturas construídas. Como pode ser visto nos gráficos abaixo, o aço possui deformação muito maior que o concreto armado a altas temperaturas. (SILVA, 1997)        [pic 3]

A Figura (1) mostra o diagrama da tensãoxdeformação do aço ASTM A-36 exposto a temperaturas acima de 400°C.[pic 4]

A Figura (2) exemplifica a deformação do concreto exposto a temperaturas entre 20°C e 796°C.

A uma temperatura de 400°C por exemplo, o aço tem uma deformação de 0,16 a uma tensão de 25MPa até cair bruscamente; em 0,2 já não aguenta tensão nenhuma, se rompeu. A esta mesma temperatura o concreto exposto a uma tensão de 30MPa possui uma deformação de 0,008. Portanto o concreto armado possui resistência maior que o aço, logo se vê a necessidade de proteção nas estruturas metálicas.

Devido a essa grande deformação e a facilidade de se romper, foram estudadas e elaboradas as proteções ativa e passiva para as estruturas metálicas. As medidas de proteção ativas visam reduzir a probabilidade de ocorrência de incêndios severos. O próprio projeto arquitetônico deve seguir normas de segurança ao incêndio e prever a existência de elementos adequados para fuga dos ocupantes, como escadas e corredores amplos, regiões livres de fumaças e materiais de revestimento pouco combustíveis. Caracterizam-se também como medidas de proteção ativa meios que extinguem o incêndio em sua fase inicial (pulverizadores automáticos e manuais), limitadores ou atenuadores das causas de incêndio acidentais. (COSTA, 2001)

Ainda de acordo com COSTA (2001), as medidas de proteção passiva entram em vigor quando ocorre um acidente severo, fazendo com que haja a redução da probabilidade de colapso estrutural, sendo esta dependente da resistência ao fogo, compreendendo a capacidade resistente da estrutura, capacidade de isolamento térmico e a integridade perante ao fogo. Estes três componentes devem ser observados em todos os elementos da construção. A capacidade de resistência da estrutura depende do grau de variação das propriedades físicas e mecânicas do material estrutural com a temperatura. Sendo assim, aplicação de materiais de proteção e aços resistentes a altas temperaturas se enquadram nas proteções passivas.