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20 de fevereiro de 2017 / Por / One Comment

Noções básicas de sprinklers

Trabalho premiado no setor de chuveiros automáticos ressalta a forma correta de desenvolvimento dos projetos

Sprinklers Skop

Num passado não muito distante, no Brasil existia a ideia de que a tecnologia de chuveiros automáticos era difícil, cara e complicada, e que deveria ser deixada nas mãos de poucos especialistas que entendiam do assunto e que não faziam questão de eliminar esta aura de mistério. Atualmente, o uso de chuveiros automáticos aumentou de modo substancial no país, mas a falta de bibliografias em português e a falta de profissionais preparados trouxeram consigo um problema crucial: projetos e instalações, muitas vezes, feitos sem atender aos requisitos mínimos das normas. Apesar de extremamente confiável, a tecnologia de chuveiros automáticos depende do cumprimento estrito dos requisitos mínimos, mas é comum nos depararmos no campo com sistemas subdimensionados, dimensionados de forma equivocada e instalações mal executadas que comprometem o funcionamento efetivo do sprinkler.

Diante dos fatos, a equipe de engenheiras e sócias Aline Andrade, Mariele Ribeiro, Thaís Sousa e Thaisa Leão se empenharam durante anos num estudo aprofundado sobre proteção por sprinklers com base na NBR 10897 – Proteção Contra Incêndio por Chuveiros Automáticos – e NFPA 13 – 13 Standard for the Installation of Sprinkler Systems – e tendo em vista o concurso promovido pelo ISB (Instituto Sprinkler Brasil), a equipe decidiu criar uma bibliografia simples e didática para a aplicação da tecnologia com base nestas normas.

Um dos principais objetivos desta bibliografia foi impulsionar a produção de conhecimento sobre sprinklers no Brasil e familiarizar os profissionais do ramo sobre sprinklers em edificações em geral e armazenagem, definindo os critérios corretos de projeto, dimensionamento e instalação de sistema de sprinkler. Dado o vasto leque de assuntos que envolvem esta temática, foram focados apenas os pontos relevantes e que se consideram fundamentais para a eficiência do sistema de sprinkler, tendo como principal referência a norma americana NFPA 13.

Estudo

Ao longo do trabalho houve a preocupação em transmitir informações sobre os vários tipos de sistemas, de modo a facilitar a melhor escolha do sprinkler, em função da classe de risco e utilização-tipo, de acordo com a legislação. Por meio do estudo é possível compreender como é realizado todo o processo de concepção de um projeto de sprinkler, desde os principais componentes constituintes do sistema, como é realizada a classificação das edificações, espaçamento entre os bicos, como escolher o critério correto de dimensionamento de vazões e pressões mínimas nos bicos, como distribuir os bicos de forma a não ficarem obstruídos, como calcular reservatório e bomba, como dimensionar válvulas de governo. Para simplificar e agilizar a análise de critérios das edificações e armazenamento foram elaborados guias rápidos e fluxogramas.

O texto não responde todas as dúvidas e não esgota o tema por completo, mas é uma ferramenta auxiliar e importante para abordagem do assunto. Basicamente, o trabalho responde às questões como: qual tipo de sistema adotar – tubo molhado, seco, pré-ação ou dilúvio; quais os componentes do sistema e suas características; como classificar uma edificação; como classificar um armazenamento; quais os espaçamentos exigidos pela norma; qual a área máxima de cobertura; quais as regras de obstrução; e quais os critérios de vazão e pressão para a classificação da edificação.

A dissertação está organizada em sete capítulos e anexos, percorrendo os diferentes objetivos já mencionados anteriormente. O capítulo um tem como ideia servir como introdução ao tema da dissertação, relatando os objetivos e a estrutura do trabalho. No capítulo dois é abordada a temática de Segurança Contra Incêndio. Seguidamente, o capítulo três está apresentando as exigências do sistema de sprinklers.O uso do sistema de sprinkler, geralmente, é definido pela legislação local, ou seja, cada estado brasileiro possui decretos ou legislação específica que determina o uso de tal sistema. O quarto capítulo é dedicado ao estudo em particular dos sistemas de sprinklers, no qual é feita uma análise às diferentes configurações dos sistemas automáticos de extinção de incêndios por água. Neste capítulo é explicado os tipos de sistemas, que são: sistemas molhados, sistemas secos, sistema pré-ação e sistema dilúvio.

O sistema tubo molhado é toda tubulação contendo água sob pressão. O sistema tubo seco consiste em tubulações que contêm ar comprimido ou nitrogênio acima da válvula de governo; a água entra no sistema após a abertura do bico. Pré-ação são as tubulações acima da válvula de governo que contêm ar comprimido ou nitrogênio e a água entra nas tubulações após o acionamento do sistema de detecção que está interligado ao sistema de sprinkler (existe a possibilidade de a água entrar nas tubulações após o acionamento da detecção e o rompimento de um bico de sprinkler). E no sistema dilúvio as tubulações são secas e os bicos de sprinkler não possuem elemento termossensível. A água entra nas tubulações após o acionamento do sistema de detecção.

No capítulo cinco são enumerados todos os componentes e equipamentos necessários para o perfeito funcionamento do sistema de sprinkler. Foram evidenciadas as características de posição, tipo de acionamento, distribuição de água, velocidade de operação, temperatura e fator K do chuveiro automático; são relatadas também as características da válvula de governo e alarme; as tubulações e suas aplicações de acordo com a norma; os suportes das tubulações; as bombas e o reservatório. Os sprinklers podem ser classificados segundo: posição (pendente, upright ou lateral); acionamento (automático ou aberto); distribuição de água (CMSA, CMDA e ESFR); velocidade de operação (padrão e rápida); temperatura (ordinária,intermediária e alta); e fator K. A válvula de governo é composta por válvula de bloqueio com haste ascendente, válvula de retenção e alarme (pode ser hidráulico ou elétrico). Em relação a edificações de múltiplos pavimentos, deverá existir uma conexão setorial em cada pavimento, chamada de válvula de controle seccional (conexão setorial de dreno).No caso das tubulações temos recalque, geral, subidas, descidas, subgeral, ramais, tubulações de teste e dreno. Já o suporte é o componente que fixa toda a tubulação em elementos estruturais (paredes, tetos, vigas, terças e etc.). Além disto, o sistema deve possuir uma bomba principal e uma jockey para garantir a vazão e a pressão. E por último, os reservatórios que podem ser elevados, subterrâneos e ao nível do solo.

No capítulo seis foi abordada a classificação dos riscos das edificações. Cada ocupação pode ser classificada como risco leve, ordinário, extraordinário e armazenamento. É importante ressaltar que uma edificação pode possuir mais de um risco. Sobre o armazenamento está esclarecido sobre os tipos de mercadorias, embalagens e formas de armazenamento. Um erro comum é considerar a mercadoria isoladamente, desconsiderando sua embalagem e afins, pois o correto é considerar o conjunto: mercadoria, embalagem e elemento de suporte. Outro ponto importante sobre armazenamento é a altura do teto e altura de estoque que influencia diretamente na escolha dos critérios de projeto.

Altura do telhado conforme armazenamento

Espaçamentos permitidos para o risco de armazenagem

Riscos

Os riscos são classificados da seguinte forma: risco leve; risco ordinário I e II; risco extraordinário I e II; e armazenagem. São exemplos de risco leve: escritórios, igrejas, hospitais, escolas e restaurantes. Nestes casos, os bicos de sprinklers devem ser de resposta rápida com espaçamento mínimo de 1,8m e máximo de 4,6m, espaçamento mínimo até a parede de 10cm e máximo de 2,30m, área máxima de 20,9m² e área máxima por VGA de 4.831m².

Em relação ao risco ordinário I podemos citar como exemplos fábricas, restaurantes (áreas de serviço) e estacionamentos, e risco ordinário II shoppings, supermercados, gráficas e correios. Nestes casos, podem ser utilizados bicos de resposta rápida ou padrão com espaçamento mínimo de 1,8m e máximo de 4,6m, espaçamento mínimo até a parede de 10cm e máximo de 2,30m, área máxima de 12,1m² e área máxima por VGA de 4.831m².

No que diz respeito ao risco extraordinário I temos como exemplos serrarias e estofamentos de móveis com espuma, e risco extraordinário II processamento de plásticos, saturação com asfalto e limpeza com solventes. Nestes casos, podem ser utilizados bicos de resposta padrão com espaçamento mínimo de 1,8m e máximo de 3,7m ou 4,6m (depende da densidade adotada), espaçamento mínimo até a parede de 10cm e máximo de 1,85cm ou 2,30m (depende da densidade adotada), área máxima de 12,1m² e área máxima por VGA de 3.716m².

No que diz respeito ao risco de armazenagem é necessário conhecer a mercadoria estocada e respectiva embalagem, forma de armazenamento, altura de armazenagem e altura do teto para classificação.

A mercadoria estocada e respectiva embalagem podem ser classificadas como: Classe I, produtos incombustíveis armazenados em paletes de madeira ou diretamente sobre o piso, podendo estar embaladas em caixas de papelão simples. Classe II, mercadorias incombustíveis armazenadas em paletes ou diretamente sobre o piso, podendo estar embalados em caixas de papelão multicamadas ou caixas de madeira. Classe III, produto formado a partir de madeira, papel ou plásticos do Grupo C, armazenados em paletes ou diretamente sobre o piso; é limitada a quantidade de plásticos do Grupo A ou B a 5% em peso ou volume. Classe IV, produtos armazenados em paletes ou não, formados a partir de plásticos do Grupo B ou Grupo A sujeito a derramamento ou mercadorias que contêm em si ou na sua embalagem plástico do Grupo A (limitado de 5% a 15% em peso e 5% a 25% em volume). Plásticos do Grupo A envolvem acrílico, borracha natural, PET e etc., podendo ser cartonados (embalados em papelão), não cartonados, expandidos (baixa densidade como isopor) ou não expandidos; do Grupo B são os derivados da celulose, borracha natural não expandida, nylon e borracha de silicone; e do Grupo C são os plásticos fluorados, fenólicos e etc. E existem os riscos especiais como bobinas de papel, pneus, paletes vazios e fardo de algodão.

A forma de armazenamento das mercadorias pode ser definida como: pilhas sólidas, pilhas paletizadas, porta bins, prateleiras, prateleira backtoback e rack (porta paletes).

É essencial também identificar a altura de estocagem e altura de telhado, pois elas estão diretamente relacionadas aos critérios de projeto que deverão ser adotados (tipo de bico, posição do bico, pressão, vazão e etc). A altura do telhado depende de cada tipo de armazenamento, conforme Quadro 1. Vale ressaltar que a altura máxima de telhado pode ser menor dependendo da altura de armazenagem e fator K do bico a ser utilizado, portanto, é necessário verificar as tabelas da NFPA 13 para precisão. O Quadro 1 estabelece limites de altura do telhado em que é possível encontrar critérios para proteção sem a necessidade de utilização de bicos dentro dos racks (proteção somente no teto).

Tendo em mãos estas quatro informações é possível consultar a NFPA 13 para definição do critério de proteção correto para a configuração de armazenagem. Os capítulos da NFPA 13 são divididos pela mercadoria estocada e forma de estocagem. Portanto, uma vez definido estes dois pontos, já saberemos qual capítulo utilizaremos para consulta. Já no capítulo coerente com a mercadoria e forma de armazenamento, encontraremos as opções de critério de proteção conforme a altura de armazenamento e altura de teto. No trabalho foram realizados fluxogramas que norteiam esta escolha.

O espaçamento entre bicos fica condicionado ao tipo de bico adotado. Os bicos podem ser CMDA, CMSA e ESFR, conforme Quadro 2.

Conclusão

Fica claro que classificar corretamente uma edificação é primordial para o desenvolvimento do projeto. Erros grosseiros de classificação estão espalhados por todo o Brasil. Temos o exemplo de supermercados atacadistas, que, na sua maioria, possuem estruturas porta paletes, serem classificados como supermercados comuns que, normalmente, são do risco ordinário. O correto nesta situação seria a classificação de armazenagem.

A análise da instalação, posicionamento, obstruções das diferentes tecnologias dos chuveiros automáticos, CMDA, CMSA e ESFR são mencionados no capítulo sete.Abordaram-se também os parâmetros para cálculo hidráulico: cálculo de vazão e pressão mínima, escolha da densidade, área de operação e número de bicos na área de operação. Os Anexos do trabalho são constituídos por cartilhas com fluxogramas que podem ser utilizados para análises e elaboração de projeto e vistoria.

As cartilhas são resumos didáticos dos principais pontos de exigência para elaboração de projeto conforme a NFPA 13. Os fluxogramas direcionam para a classificação e definição de critérios de uma forma simples e completa. Os fluxogramas terminam com indicação das tabelas da NFPA 13 que devem ser consultadas para elaboração dos projetos. Eles são representações esquemáticas dos capítulos da NFPA 13.

São quatro cartilhas divididas nos seguintes temas: Guia Rápido para Conceitos Gerais, com Fluxograma do esquema dos componentes do sistema de sprinklers; Guia Rápido para Análise de Projeto do Risco Leve, Ordinário e Extraordinário, com Fluxograma para orientar os passos de um projeto do sistema de sprinkler do risco leve, ordinário ou extraordinário; Guia Rápido para Análise de Projeto do Risco Armazenagem, com os Fluxogramas para orientar os passos de um projeto do sistema de sprinkler de armazenagem de materiais Classes I a IV, Plásticos e Pneus; e Check List de Vistoria de instalação. Apesar de não estar esclarecendo os procedimentos para vistoria no trabalho, acredita-se que seja de grande valia apontar os principais quesitos a serem analisados em uma vistoria. O check list foi desenvolvido com base em vivência nas obras e nos quesitos que são importantes para instalação do sprinkler. Nas visitas realizadas tanto em obras quanto em edificações do dia a dia foram identificados os erros mais comuns encontrados nas instalações e estas informações estão compiladas em um documento prático de conferência.

É comum encontrar em obras sprinklers pendentes instalados em pé ou vice e versa. Este erro clássico afeta significativamente o funcionamento correto do bico para o qual ele foi projetado para desempenhar. Também é comum identificar a instalação de sprinklers de resposta padrão em riscos leves e por norma, em riscos leves é obrigatório o uso de bicos de resposta rápida. Quantos hotéis existem no Brasil com sprinklers de resposta padrão? A falta de critérios da instalação dos bicos de sprinklers com relação ao teto também é um ponto crítico. As normas trazem afastamentos mínimos e máximos entre o defletor e o teto que, muitas vezes, não são respeitados. Não é difícil encontrar bicos instalados a uma distância muito superior ao permitido na legislação. Outro ponto importante, é que os bicos de sprinklers devem sempre ser instalados paralelos ao teto.

Com o check list em mãos é muito mais fácil fazer uma verificação das instalações em obras sem deixar passar despercebidos erros críticos e que comprometem a eficiência do sistema.

As cartilhas, fluxogramas e check list são os pontos chaves deste trabalho, pois foram pensados de modo a facilitar a análise dos projetos e liberação de obras pelos Corpos de bombeiros de todo o Brasil, bem como pelos profissionais que atuam na área.

Trabalhos técnicos, baseados em normas que ampliam o conhecimento dos profissionais, são importantes para impulsionar a qualidade dos projetos e instalações dos sistemas de sprinklers no Brasil.

Autores

Thaisa Soares Leão – Engenheira Civil (Faculdade Pitágoras);
Gerente de Projetos da Ipê Fire Protection Consultoria.

Mariele Ribeiro Guimarães – Engenheira Civil (Faculdade Pitágoras);
Gerente de Projetos da Ipê Fire Protection Consultoria.

Raquel Aline Andrade Rizzatte – Engenheira Civil (Faculdade Pitágoras);
Gerente de Projetos da Ipê Fire Protection Consultoria.

Thais Cássia de Oliveira Sousa – Engenheira Civil (UFMG – Universidade Federal de Minas Gerais);
Gerente de Projetos da Ipê Fire Protection Consultoria.

Fonte: Revista Emergência

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1 Comentário

  • AS noções básicas aqui descritas mostram a realidade brasileira com falta de profissionais no mercado que entendam desse tipo de sistema de combate. As noções básicas de sprinkler dão de uma forma geral o que deve ser visualizado para um cálculo e dimensionamento correto, principalmetne para quem uma pequna noção de sistema de sprinkler. Parabens

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