MEDIDAS DE SEGURANÇA PARA
AS EDIFICAÇÕES
1.
SEGURANÇA ESTRUTURAL NAS
EDIFICAÇÕES
Definição e conceitos
básicos
A
segurança estrutural nas edificações em situação de incêndio está relacionada à
capacidade de resistência ao fogo das estruturas, e esta é definida como sendo
a característica dos elementos construtivos de resistirem à ação do fogo por um
determinado período de tempo (especificado em normas técnicas oficiais),
mantendo sua integridade e características de vedação aos gases e chamas ou de
isolação térmica. O Corpo de Bombeiros regulamentou este assunto na área de
segurança contra incêndio por meio da IT nº 08 (segurança estrutural nas
edificações – resistência ao fogo dos elementos de
construção), contida no Decreto Estadual 46.076/2001 (regulamento de segurança
contra incêndio das edificações e áreas de risco do estado de São Paulo).
As
estruturas de um edifício são compostas basicamente pelos pilares, vigas e
lajes, sendo responsáveis pela estabilidade física do edifício. O tempo
requerido de resistência ao fogo das estruturas (TRRF) é determinado por normas
e varia geralmente de 30 a 240 minutos, sendo que os tempos mais freqüentes são
30, 60, 90 e 120 minutos.
Este
período, teoricamente, seria aquele em que a estrutura se mantém íntegra e
estável.
Após
este tempo admite-se, em tese, sua ruína (colapso estrutural). Assim as ações
de resgate e combate ao incêndio devem ter sucesso dentro deste período.
Os
métodos para se comprovar os tempos requeridos de resistência das estruturas
são baseados em:
a) ensaios laboratoriais: onde se
utiliza a curva de tempo-temperatura padronizada (como por exemplo a curva da
norma ISO-834). Neste ensaio leva-se a peça até um forno apropriado onde será
submetida a uma simulação de incêndio padronizado;
b) métodos analíticos: que são
formulações matemáticas, levando-se em consideração as variáveis de um incêndio
natural (considerando ventilação, carga de incêndio e outros) e as próprias
propriedades físicoquímicas da estrutura e de seu isolante térmico (quando
usado).
Finalidade
A
finalidade da segurança estrutural é manter a integridade e estabilidade do
edifício dentro do período de tempo estabelecido em normas técnicas. No estado
de São Paulo a norma a ser seguida é a IT nº 08 e esse período de tempo mínimo
estipulado por normas entende-se universalmente suficiente para:
a) possibilitar a saída dos ocupantes
da edificação em condições de segurança;
b) garantir condições razoáveis para o
emprego de socorro público que permita o acesso operacional de viaturas,
equipamentos e seus recursos humanos, com tempo hábil para exercer as
atividades de salvamento (pessoas retidas) e combate a incêndio (extinção);
c) minimizar danos ao próprio prédio,
às edificações adjacentes e ao meio ambiente.
Tipos de estruturas e seu
comportamento ao fogo:
a) estrutura de concreto armado: é o
tipo de estrutura mais usada pela construção civil no Brasil devido
principalmente a abundância de matéria prima e mão-de-obra, sendo composto
basicamente por areia, brita, cimento e água. O concreto armado é a união do
concreto com a armadura em aço. O aço utilizado no concreto armado é
responsável pela resistência mecânica à tração e à torção. Já o concreto tem a
finalidade principal de suportar as ações de compressão. O conjunto concreto
mais armadura chama-se “concreto armado”;
b) concreto protendido: apresenta uma peculiaridade em relação ao concreto armado
convencional, pois a sua armadura (cordoalhas de aço), durante a confecção da
peça (vigas, pilares ou placas), sofre uma tração inicial (por meio de macacos
hidráulicos), ou seja, a peça é pré-tensionada. Este processo resulta em uma
maior resistência da estrutura, vencendo maiores vãos e reduzindo a secção e o
peso da peça.
O
efeito do calor prolongado na estrutura do concreto provoca uma desidratação do
mesmo, fazendo com que as moléculas de água saiam de sua composição, causando
uma desfragmentação e lascamento do concreto, chamado também “efeito spalling”,
vindo a comprometer a armadura do concreto. Quando a armadura do concreto for
exposta, pela ação do calor, sua resistência mecânica será brutalmente afetada.
A
NBR-15200 (projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio) prescreve
que o tempo de resistência ao fogo do concreto está diretamente ligado a
espessura do “recobrimento” da armadura de aço, sendo que quanto maior o
recobrimento da armadura, maior a resistência da estrutura do concreto. A norma
citada apresenta tabelas com a espessura de recobrimento em função do tempo de
resistência ao fogo requerido.
Estruturas metálicas
O
uso de perfis metálicos como estrutura vem crescendo bastante nos últimos anos
no mercado da construção civil. O aço absorve rapidamente a variação de
temperatura do ambiente, sendo que suas características físico-químicas são
alteradas com o aumento da temperatura. Conclui-se por meio de testes e ensaios
que a uma temperatura de aproximadamente 550º C o aço perde 50% de sua
resistência mecânica.
Perfis
metálicos sem revestimento contra a ação do calor apresentam uma resistência ao
fogo muito baixa quando submetido a ensaios normalizados (curva ISO-834).
Para
compensar a baixa resistência do aço em relação ao calor utiliza-se produtos de
proteção nos perfis. A resistência do conjunto (perfil mais revestimento
retardante) será em função das propriedades fisico-químicas do isolante e da
massividade do perfil. Quanto mais robusto o perfil, menor será a espessura do
isolante adotado. A massividade do perfil está relacionada com o perímetro e a
área da secção transversal do mesmo. A relação entre o perímetro e área da
secção transversal do perfil (Ps/As) chamas e “fator de forma” ou “fator de
massividade”) com unidade métrica (m-1).
Os
materiais resistentes ao fogo mais comuns para revestimento de estruturas
metálicas são:
a)
materiais projetados (tipo argamassa cimentícia);
b)
placas e mantas de lã de rocha;
c)
mantas cerâmicas;
d)
tinta intumescente (tinta que expande com calor);
e)
argamassa de vermiculita (argamassa);
f)
alvenaria e concreto.
Estrutura de madeira
A
madeira é bastante empregada como estrutura de coberturas e forros, porém, como
estruturas de edificações, devido sua característica de alta combustibilidade,
os códigos de edificações permitem o seu uso em edifícios de pequena área e
pequena altura.
A
resistência ao fogo da madeira varia conforme a qualidade da mesma e a sua
robustez, sendo certo que madeiras de lei têm demonstrado na prática e em
ensaios, uma boa resistência ao fogo, pois a parte superficial da madeira
(atingida pelas chamas e calor) cria uma película carbonizada protegendo o seu
miolo, que é o responsável pela resistência mecânica da peça. Para se alcançar
o tempo de uma determinada peça estrutural de madeira deve-se conhecer então
sua taxa de queima específica (expressa em milímetro por minuto – mm/min)
assim, calcula-se o tempo que o fogo comprometerá a secção da peça estrutural
responsável pela resistência mecânica dimensionada em projeto. Para se aumentar
a resistência ao fogo, aumenta-se então a secção da peça.
Aspectos operacionais
As
estruturas antes de entrar em colapso apresentam alguns sinais característicos
que são fundamentais para se tomar uma medida durante o combate ao fogo. Abaixo
listamos alguns destes sinais:
a)
estalos;
b)
lascamento do concreto e exposição da armadura (“efeito spalling”) – semelhante
a uma pequena explosão na face da peça estrutural;
c)
deformação da peça (flexão e flambagem);
d)
trincas e rachaduras acentuadas;
e)
aumento significativo das juntas de dilatação.
Ressaltamos
também que toda estrutura deve ser periodicamente inspecionada por técnico
habilitado quanto às suas características de projeto e, sempre que necessário,
deve-se realizar os reparos por meio da manutenção preventiva. O mesmo cuidado
deve ser observado com relação aos revestimentos contra fogo das estruturas que
necessitam deste tratamento. Cada material de proteção contra a ação do fogo
possui metodologias de inspeção e manutenção apropriadas.
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