Pesquisa de Novos Agentes Extintores - Método Cup-Burner - Modelo padrão de Cup-Burner - Copo Queimador para combustível líquido - Copo de Vidro - Concentração mínima para extinção usando via método Cup-Burner - Estudo de Sistema Fixo de Combate a Incêndio por Agente Gasoso

Capítulo 4 – Pesquisa de Novos Agentes Extintores

Desde que os agentes de extinção de base halogênica tiveram seu uso restrito por parte do Protocolo de Montreal, busca-se o desenvolvimento de agentes de extinção que não sejam nocivos à camada de ozônio. Mais recentemente iniciou-se a busca também por agentes que também não contribuíssem para o aquecimento global.

Além dos requisitos ambientais, obviamente a elaboração de novos agentes se baseia ainda no seu potencial de extinção, nos produtos gerados na queima, na toxicidade do gás e nas suas propriedades termodinâmicas (JIN et al., 2013).

Realiza-se frequentemente o estudo do potencial de extinção do gás através do método cup-burner, descrito a seguir.

 

4.1 – Método Cup-Burner

Um dos métodos de avaliação do potencial de extinção de um agente é o modelo cup-burner (“copo queimador”). O objetivo desse método é avaliar a concentração mínima do agente de extinção para extinguir a chama de um combustível líquido ou gasoso.

Esse método consiste na adição, através de pontos separados, do agente de extinção e do ar. No interior do equipamento haverá a junção para a formação de um fluxo uniforme. O fluxo do agente de extinção variará até que a chama seja extinta.

Usualmente utiliza-se como combustível de referência o n-heptano (SENECAL, 2005; KATTA, 2005; NFPA 2001, 2012)

O equipamento utilizado no método deve ser construído conforme a Figura 4.1. A tolerância para a variação das dimensões é de ±5% das dimensões estabelecidas na norma NFPA 2001.

Figura 4.1 – Modelo padrão de Cup-Burner (NFPA 2001, 2012)

O copo deve ser circular e o seu corpo deve ser de vidro, quartzo ou metal. O diâmetro externo deve estar entre 28 mm e 31 mm, com uma espessura da parede de 1 mm até 2 mm. Deve ter um medidor de temperatura do combustível no copa numa distância de 2 mm até 5 mm do topo do copo.

O local de armazenamento do combustível gasoso ou líquido deve ter um meio de controlar a vazão do combustível para o equipamento.

A chaminé deve ser de vidro redonda ou em forma de quartzo, deve ter um diâmetro interior de 85 mm ±2 mm, a espessura da parede de 2 mm até 5 mm e uma altura de 533 mm ± 10 mm.

Os fluxos de ar e de agente extintor devem ter um meio de controle de vazão. O ar deve ser limpo, seco, isento de óleo, e sua concentração de oxigênio deve ser de 20,9 ± 0,5% volume por volume. O fluxo de ar e de gás extintor se misturam no difusor e são injetados na chaminé.

Um modelo de cup-burner utilizado para combustíveis líquidos é o apresentado na Figura 4.2. Esse modelo segue os procedimentos estabelecidos na NFPA 2001. Nele é possível visualizar a operação do equipamento (NFPA 2001, 2012)

Figura 4.2 – Copo Queimador para combustível líquido (SENECAL, 2005)

Esse equipamento de escala laboratorial possui um copo de vidro de diâmetro de 31 mm localizado no centro da chaminé, conforme a Figura 4.3, e uma chaminé de vidro com 550 mm de altura e 90 mm de diâmetro interno. Para obter um fluxo constante da mistura de ar e agente extintor, a base da chaminé foi preenchida com partículas de vidro de 6 mm e o queimador foi coberto com uma tela de 15.8-mesh/cm (SENECAL, 2005; KATTA, 2005).

Figura 4.3 – Copo de Vidro (SENECAL, 2005)

O cálculo da concentração de extinção segue a Equação 4.1.

 

 

A Tabela 4.1 apresenta os valores encontrados no método cup-burner para alguns agentes.

Tabela 4.1 – Concentração mínima para extinção usando via método Cup-Burner (NFPA 2001, 2012)