LIÇÃO 01 Introdução à Ciência do Fogo.

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1 LIÇÃO 01 Introdução à Ciência do Fogo

2 OBJETIVOS 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;

3 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.

4 O que é fogo? O que é incêndio?

5 CONCEITOS 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.

6 CONCEITOS 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.

7 TETRAEDRO DO FOGO Os componentes essenciais do fogo. Oxigênio Calor
Combustível Reação em cadeia Os componentes essenciais do fogo.

8 COMBUSTÍVEL 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.

9 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).

10 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 Pirólise Gasto de energia

11 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.

12 COMBUSTÍVEL (Cont.) A posição do combustível sólido também afeta sua forma de queima.

13 Fogo no centro de um cômodo. O ar entra por todos os lados (100%)
COMBUSTÍVEL (Cont.) Fogo no centro de um cômodo. O ar entra por todos os lados (100%) A posição do fogo dentro do cômodo incendiado também afeta seu desenvolvimento.

14 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%)

15 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.

16 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.

17 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.

18 CALOR 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.

19 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).

20 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.

21 REAÇÃO 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.

22 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.

23 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.

24 PRODUTOS 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.

25 GASES 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.

26 GASES 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).

27 GASES 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.

28 AS 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).

29 CALOR 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.

30 FUMAÇAS 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.

31 FUMAÇAS 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.

32 TRANSFERÊNCIA 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.

33 CONDUÇÃO 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.

34 CONVECÇÃO É 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.

35 RADIAÇÃO 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.

36 TRANSFERÊNCIA DE CALOR

37 ISOLANTES 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.

38 PONTOS 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.

39 PONTOS 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).

40 PONTOS 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).

41 OBJETIVOS 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;

42 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.