Sistema water mist

Revista Emergência

Por Edgard Lyncoli


Sistema water mist

A tecnologia de combate à incêndio por sistema water mist, conhecido como sistema de água em névoa, se originou há mais de 30 anos e foi inicialmente introduzido ao mercado como uma opção em substituição aos sistemas para extinção de incêndio por agentes químicos, como o Halon 1301, que causavam danos à camada de ozônio, seguindo o protocolo de Montreal. No entanto, para a época era considerado um sistema muito caro,

principalmente para atender projetos em grandes ambientes, portanto, devido aos

extensivos e onerosos testes de aprovação à época, foi quase abandonado Com isto, seu foco começou a tomar outra direção que era o dimensionamento do sistema para uso em aplicação local, destinado a proteger máquinas e equipamentos, em que sistemas autônomos, mantidos por pressurização com cilindros seriam economicamente viáveis

para estas aplicações. Ao longo do tempo, a tecnologia foi se aprimorando por empenho dos fabricantes, permitindo, atualmente, encontrar diferentes sistemas e aplicações,

atendendo a projetos em grandes ou pequenos equipamentos com aplicação local, assim  como pequenos ou grandes ambientes com inundação total. O sistema water mist detém tecnologia para formação de micropartículas de água entre 200 e 10 mícrons de tamanho,

enquanto uma gota de sprinkler tradicional em média tem o tamanho de mil mícrons. Esta capacidade de geração de micropartículas garante uma maior quantidade de gotas suspensas e, consequentemente, maximiza a capacidade para troca de calor durante um incêndio. Em uma comparação direta, enquanto mil gotas de sprinkler têm uma área de superfície de 0.314m² para absorção de calor, o mesmo disparo de um sprinkler water mist gera 1 milhão de micropartículas, criando uma área de superfície de 314m² para absorção de calor. Este é o grande segredo que permite a um sistema  water mist utilizar um reservatório muito menor de água comparado a sistema de sprinkler tradicional, ou como

conseguir combater incêndios extremamente complicados como ocorrências em fritadeiras industriais com uma velocidade incrível, e de forma muito mais eficiente comparado a outros sistemas, evitando reignição, danos irreversíveis ou riscos de reação térmica. A tecnologia water mist utiliza bombas de incêndio específicas, que precisam ter uma resposta de pressurização sobre baixo fluxo de água, ou em alguns casos para baixa demanda de reservatório convém a utilização de sistema de cilindros pressurizados. Em ambos

os casos, precisam ser dimensionados corretamente para gerar a pressão adequada necessária à sua aplicação. No entanto, somente o sistema de pressurização não é  suficiente para proporcionar a formação das micropartículas de água, o sprinkler water mist desempenha um papel fundamental e detêm a tecnologia necessária para formação das gotas de água em micropartículas. O sistema em si será capaz de gerar um spray em forma

de névoa necessária para controlar o incêndio em sólidos ou incêndios de profundidade (tipo Classe A), ou extinguir incêndios em ambientes com líquidos lubrificantes ou combustíveis (tipo Classe B e Classe F).

DESEMPENHO

O total desempenho do sistema de water mist em combate ao incêndio é realizado pela ação conjunta de abafamento e resfriamento. O abafamento ocorre quando as micropartículas de água entram em contato com a superfície do fogo, no qual as micropartículas em superaquecimento se expandem em até 16x de tamanho pela transformação do estado líquido para vapor. Esta ação cria uma zona de baixa concentração de oxigênio em volta da superfície em combustão, reduzindo o tamanho do fogo e permitindo que as demais micropartículas do water mist tenham maior poder de penetração e capacidade de reduzir a temperatura do incêndio, permitindo o seu controle ou supressão. Adicionalmente ao combate das superfícies em combustão pelas micropartículas

de água do sistema water mist, a descarga da névoa de água permite o resfriamento da fumaça e vapores liberados durante o incêndio, de forma a reduzir os  efeitos de difusão do calor no ambiente e para fora dele, isto ocorre devido ao efeito da névoa de água em suspensão. Diferente dos sprinklers tradicionais, o sprinkler water mist irá trabalhar sob pressão bem superior, sendo por um sistema de bomba elétrica, bomba diesel ou por baterias de cilindros carregados com agente inerte que opera como propelente a um reservatório proprietário. As tecnologias desenvolvidas são classificadas como sistemas de baixa pressão, sistemas de alta pressão e sistemas híbridos. Na maioria dos sistemas presentes no mercado, podemos encontrar sistemas de baixa pressão que operam entre 7 e

17 bar de pressão e sistemas de alta pressão  que operam entre 70 e 200 bar de pressão. Pela NFPA 750 é exigido que sejam considerados como sistemas water mist, os sistemas  que operem acima de 12.1 bar de pressão ou sistemas em que a pressão seja definida pelo fabricante quando o sistema for listado/certificado no uso de reserva de água individualizada, casos em que nos deparamos com sistemas híbridos. Já as normas CEN

(European Committee for Standardization) e BS (British Standards) removeram esta exigência de pressurização mínima para definição de sistemas water mist, tomando

como base o tamanho das micropartículas de água geradas pelo desempenho dos sistemas. No entanto, é comum surgir a dúvida de qual sistema é mais eficiente: alta

pressão? baixa pressão? híbrido? Em todos os testes similares realizados com sistemas distintos foi verificado que a resposta ao combate foi eficiente, não deixando dúvidas de que um sistema é melhor ou pior, porém devem ser observadas as limitações estabelecidas por

cada fabricante e suas respectivas aprovações de “Fire Tests” definidos pelas organizações

certificadoras reconhecidos nas normas relacionadas. Os “Fire Tests” definem área de proteção, distância do sprinkler water mist para a superfície a ser protegida, aplicação local ou inundação do ambiente, etc. Porém, não será encontrado “Fire Tests” específico para

todas as aplicações, para alguns casos será necessária uma análise profunda por um especialista para definir se a aplicação de uma solução water mist é viável. Na maioria das vezes, estas consultas precisam ser orientadas à engenharia dos fabricantes para tomada de decisão e desenho do projeto. E isto é extremamente sério e importante, pois não é

difícil encontrar casos em que sistemas water mist estão sendo especificados indevidamente em projetos.

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APLICAÇÃO

Para se ter conhecimento, o sistema water mist tem restrições de aplicação. Um exemplo é para casos como incêndios  com gases liquefeitos em que o uso da água irá promover uma vaporização mais rápida do gás, ocasionando mais incêndio, ou como casos em que o uso

da água pode reagir violentamente, como ocorre quando é aplicada água na presença de potássio metálico. Também deve ser observado que em ambientes abertos, o sistema water mist não deve ser utilizado, pois a ação do vento pode impactar seriamente e impedir o funcionamento do sistema. Estas informações estão difusas nas normas, assim como

informações que limitam algumas aplicações, como em casos em que houver reservatórios contendo mais que 208L de líquidos lubrificantes/combustíveis. São muitas variáveis que devem ser observadas ao longo de sua definição de uso.

Atualmente, nota-se que vem sendo crescente o desenvolvimento de projetos em ambientes comerciais, não só no Brasil como em muitos outros países, com o uso de sistemas de combate por water mist em datacenter, bibliotecas, hotéis e museus. O mesmo ocorre em proteções específicas no ambiente industrial para proteção de cabines de pintura, laboratório para testes de motores à combustão, transformadores a óleo enclausurados, turbinas, geradores e fritadeiras industriais. Uma outra utilização especial e cada vez mais estudada é no combate a incêndio em túneis e galerias de cabos. O sistema de water mist pode ser projetado em aplicações distintas, conforme as seguintes arquiteturas listadas, como sistemas de dilúvio, sistemas de pré-ação, sistemas secos e sistemas molhados.

O sistema de dilúvio (Deluge Water Mist System), por exemplo, é voltado para aplicações

como “Machinery Spaces”, salas de máquinas, salas hidráulicas, geradores, transformadores a óleo enclausurados, turbinas e fritadeiras industriais e outros ambientes e/ou equipamentos envolvendo líquidos lubrificantes e combustíveis que podem apresentar incêndios em spray ou em superfície, como prensas hidráulicas ou injetoras. Além do conjunto de sistema de pressurização water mist, reservatório, válvulas de bloqueio/ manutenção e de dilúvio, é necessário que seja compreendido um sistema de detecção e alarme de incêndio para detectar o incêndio e acionar a válvula de dilúvio para liberação da água. Os detectores automáticos poderão ser térmicos ou termovelocimétricos pontuais ou lineares, ou detectores de chama (é importante para casos que utilizam detector de chama, que a opção seja por um dispositivo imune a falsos alarmes gerados por um processo de solda ou algo similar) que quando indicarem alarme a uma central de incêndio certificada

para controle e supervisão de sistemas de combate irá por seu módulo de release acionar a solenóide da válvula de dilúvio. A água então será liberada até ser despejada em forma de névoa pelos water mist sprinklers abertos. O Sistema de Pré-Ação (Preaction Water

Mist System) é aplicado para ambientes com riscos elétricos, em que exista a preocupação de descarga de água dentro de um ambiente energizado ou de sala limpa, casos como salas elétricas, salas de data centers ou laboratórios. Quando utilizado em ambientes como salas elétricas, é imprescindível o desligamento prévio da sala intertravado com a liberação

da água. No entanto, para um ambiente de data centers, que segue determinadas certificações específicas, não é  exigido o desligamento do sistema de ventilação e alimentação local. Com arquitetura similar ao sistema de dilúvio, sua diferença está no sistema de detecção de incêndio que usualmente é realizada por detectores pontuais de fumaça e o water mist sprinkler é do tipo fechado, permitindo que a rede seca seja pressurizada a ar e monitorada para verificação de vazamentos.  O Sistema Tubo Seco (Dry Pipe Water Mist System) ou sistema Tubo Molhado (Wet Pipe Water Mist System) é para maioria das ocupações de Risco Leve e Risco Ordinário (Grupos 1 e 2). Este dimensionamento é muito similar aos sistemas convencionais de sprinklers, válvulas de

alarme e governo, chaves de fluxo, water mist sprinklers do tipo fechado. Não dependem de um sistema de detecção para sua ativação, porém devido a ser incêndio classe A, acabam por exigir uma demanda de reserva de água muito maior comparado a riscos em “Machinery

Spaces”. É observada que a decisão do uso de sistemas water mist é influenciada para

casos em que existem limitações de estanqueidade no uso de sistemas de agentes

limpos, assim como por não causar danos a equipamentos que outras soluções de combate a incêndio à base de água causariam devido a choque térmico, ou para reduzir os danos causados pelo volume de água liberado por um sprinkler convencional. Outros fatores

que influenciam seu uso é o custo de manutenção extremamente baixo, ou casos como definido no datasheet FM 0504 em que salas de transformadores protegidos com water mist podem ter suas paredes com resistência ao fogo reduzido para uma hora ao invés de três horas. Mas é extremamente importante uma análise criteriosa no estudo de impactos aos

bens a serem protegidos, pois como sabemos, esta solução é baseada com o uso de água para combate a incêndio que pode trazer danos e riscos quando aplicados em ambientes com documentos ou equipamentos eletrônicos sensíveis e valiosos.

As normas não são restritivas ao uso de novas tecnologias, porém é de extrema importância que os critérios de projeto e padronização de instalação sigam orientações das normas NFPA750 – Standard on Water Mist Fire Protection Systems, FMDS0402 – Water Mist Systems, BS8489 – 1:2016 – Fixed fire protection systems – industrial and commercial water mist systems ou CEN/TS 14972 – Fixed firefighting systems – Water mist systems – Design

and installation. As normas definem os padrões mínimos requeridos para desenvolvimento de projetos, e também o uso de equipamentos e sistemas certificados, os quais sua aplicação deve ser limitada dentro dos protocolos de “Fire Tests” estabelecidos pelos laboratórios IMO, FM, UL e VDS. Também é extremamente importante que seu dimensionamento, projeto e instalação sigam os critérios definidos pelos fabricantes

que regularmente exigem que sua execução seja realizada por instaladores treinados

e capacitados. Vale ressaltar que cada fabricante domina uma tecnologia e devido à complexidade dos projetos com sistema water mist a escolha do seu futuro sistema seja definido por uma boa tomada de decisão.

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