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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
Curso de Formação de Bombeiro Combatente
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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Lição 01 – Introdução à ciência do fogo
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.