Para terminar o estudo foi simulado um incêndio nas instalações com a ajuda da interface gráfica da Thunderhead Engineering que permite simular incêndios e obter o diagnóstico do movimento de fumo, temperatura e concentração de toxinas durante o incêndio, através dos modelos FDS e Smokeview.
Convém recordar que o FDS é um modelo de dinâmica de fluidos computacional que permite a simulação do incêndio através da dinâmica de escoamento de fluidos. O software resolve numericamente uma série das equações apropriadas para fluxo termicamente dirigido de baixa velocidade, com ênfase no transporte de calor e na névoa de incêndios. O Smokeview é um programa de visualização empregue para apresentar o resultado das simulações do FDS, podendo-se dizer que é o módulo de simulação de evacuação para o FDS. Este software é usado para simular o movimento de pessoas em situações de evacuação, podendo as simulações de evacuação ser totalmente acopladas com as simulações de incêndio.
Como entrada de dados importou-se a planta das instalações em formato 3D no modelo de AutoCAD.dwg. Seguidamente foram definidos os materiais das superfícies envolvidas na simulação – chão e paredes – como inertes, cimento e tijolos, respetivamente. Face a planta importada contemplar a maquinaria e restantes equipamentos, não houve necessidade de se atribuir mobiliário no programa embora, este o permita. Por último, foi escolhido o local e o material causador do incêndio. O material foi escolhido de acordo com os materiais
-10,0 10,0 30,0 50,0 70,0 90,0 110,0 TEM PO DE EV AC UA ÇÃ O (s)
LOCAIS A EVACUAR: EFETIVO (por ordem de saida)
LOCAL DE EVACUAÇÃO: TAPETE PANNON - CAMPANHÃ STAND-UPS
Tempo de deslocação (s) 5% Diminuição do tempo de deslocação (s)
Tempo de evacuação atraso 0,5s (5% diminuição) (s)
Tempo de espera na porta 0,5s (5% diminuição)(s)
Tempo de evacuação atraso 1,0s (5% diminuição) (s)
Tempo de espera na porta 1,0s (5% diminuição)(s)
10% Aumento do tempo de deslocação (s)
Tempo de evacuação atraso 0,5s (10% aumento) (s)
Tempo de espera na porta 0,5s (10% aumento)(s)
Tempo de evacuação atraso 1,0s (10% aumento) (s)
Tempo de espera na porta 1,0s (10% aumento) (s)
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40 Discussão dos Resultados
disponíveis, na própria livraria que o modelo contempla, e que apresentasse maior índice de carga térmica, isto é, o mais próximo possível do papel. Por seu turno, o local escolhido foi a prateleira de papel e autocolante que está assinalada na figura 17 a laranja enquanto na figura 18 está evidenciada a taxa de queima obtida.
Figura 17 – Visualização do piso 0 da nave industrial no programa de simulação
A próxima figura representa a taxa de queima que se tornou constante a partir dos 9.0s de simulação.
Figura 18 – Taxa de queima durante o incêndio simulado
0,0 20000,0 40000,0 60000,0 80000,0 100000,0 120000,0 140000,0 160000,0 180000,0 Taxa de Queima (kg/s) Taxa de Queima (kg/s)
Avaliação da Sensibilidade dos Tempos de Evacuação
5 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Neste estudo foi avaliado um edifício industrial, utilização-tipo XII de 4ª categoria de risco.
Os tempos obtidos pela equação da Corporação de Bombeiros de Coimbra são incrivelmente grandes quando comparados com o tempo real de deslocação entre os diferentes locais e uma das saídas de emergência. Esta disparidade chega mesmo a atingir 500% de diferença, por exemplo, na evacuação dos ocupantes da zona de colagem até à saída do Tapete Pannon. Pela definição das variáveis da equação dos tempos de evacuação depreende-se que o cálculo destes tempos foi projetado para edifícios com construção em altura.
Quanto aos tempos de evacuação obtidos, quando há um atraso de 0.5 s (evacuação de duas pessoas por segundo) à saída por cada ocupante que chegue à porta, verificou-se não haver grande influência nos resultados finais uma vez que as áreas a evacuar se encontram dispersas pelo edifício e, apesar de haver congestionamento pontual em determinados momentos, estes não afetam o tempo final de evacuação.
Porém, se a frequência de passagem através das portas diminuir de 0.5 s para 1.0 s por pessoa, os resultados já não são tão satisfatórios e, em situação de perigo grave e iminente, poderão fazer a diferença. Os tempos de evacuação sofrem também um ligeiro aumento durante as campanhas de Stand-Ups/Antenas.
O tempo de evacuação mais elevado é registado na saída do Tapete Pannon durante o aumento de 10% ao tempo de deslocação e deve-se ao facto de haver congestionamento da saída a partir do momento em que os trabalhadores do setor Comercial chegam a esta saída, figura 19.
Relativamente à simulação de incêndio, os resultados são diminutos uma vez que o tempo de simulação era bastante elevado não se tendo concluído o seu cálculo. Dezanove horas decorridas após o seu início, os resultados obtidos rondavam os 100s de simulação sendo que a cada resultado parcial obtido, maior era o incremento ao tempo total de simulação. Dado o tempo inicialmente estipulado para a simulação ser 600s, optou-se por interromper a simulação visto o tempo de cálculo ultrapassar largamente uma semana. Sendo assim e uma vez que a taxa de queima se tornou constante a partir dos 9.0 s optou-se por evidenciar essa informação no trabalho agora apresentado.
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42 Discussão dos Resultados
Figura 19 – Sensibilidade dos tempos de evacuação à saída do Tapete Pannon
-10,0 10,0 30,0 50,0 70,0 90,0 110,0 TEM PO DE EV AC UA ÇÃ O
LOCAIS A EVACUAR: EFETIVO (por ordem de saida)
LOCAL DE EVACUAÇÃO: TAPETE PANNON - CAMPANHÃ STAND-UPS
Tempo de deslocação (s) Novo tempo deslocação c/ atraso 10% (s)
Tempo de evacuação atraso 1,0s (10% aumento) (s) Tempo de espera na porta 1,0s (10% aumento) (s)
Análise das Condições de Segurança Contra Incêndios num Edifício Industrial
6 CONCLUSÕES
Os tempos de evacuação calculados através da equação da Corporação de Bombeiros de Coimbra apresentam lacunas, acabando por originar valores incomparavelmente superiores aos tempos de evacuação retirados no terreno.
Por exemplo, a referida equação atribui importância idêntica ao tempo de evacuação pelas saídas do edifício e ao tempo de escoamento máximo de um piso. Tratando-se de um edifício industrial, a equação teve de ser reajustada de forma a poder ser aplicada à situação em concreto de uma unidade fabril.
Um grande número de unidades fabris apenas contempla um piso de referência portanto, a equação proposta pela Corporação de Bombeiros de Coimbra devia ser refeita atribuindo percentagens parcelares aos tempos de percurso nos diferentes troços dos caminhos de evacuação. Por exemplo, a importância do número de ocupantes num piso bastante acima do piso de referência (construção em altura) será bem diferente da importância de apenas existir um piso acima do piso de referência. Da mesma forma, a evacuação de uma unidade comercial de grandes dimensões é bastante díspar da evacuação de uma habitação familiar.
Os tempos de evacuação mais influenciados pelo atraso provocado pela chegada dos ocupantes à saída são os tempos durante as campanhas de Stand-Ups/Antenas. Tal deve-se ao facto de vários trabalhadores se centrarem em áreas muito próximas umas das outras e, principalmente, pela saída dos comerciais por esta porta. Para os trabalhadores dos setores comercial (5 trabalhadores), administrativo-financeiro (3 trabalhadores), técnico (6 trabalhadores) e qualidade (1 trabalhador) aquela é a porta mais distante da sua área de trabalho pelo que, após a chegada dos primeiros, de acordo com a ordenação anterior, haverá sempre congestionamento à saída.
Torna-se de extrema importância referir que os estudos realizados contemplaram a saída dos ocupantes por cada uma das portas isoladamente, isto é, primeiro avaliou-se a saída de todos pela porta de emergência do Cais; em seguida, a da ETAR; depois, a do Tapete Pannon e, por último, a da Entrada Principal. Na realidade, os trabalhadores poderão dividir-se por estas saídas de emergência consoante o local onde se encontrem a trabalhar e a zona afetada pelo perigo.
Do questionário informal depreende-se que, pelo menos uma das saídas de emergência mais próxima ao trabalhador é facilmente reconhecida pelo mesmo. Paralelamente, a conclusão retirada por Averill et al. (2011) em que há uma clara ligação entre o comportamento humano e os códigos construtivos do edifício é evidenciada no momento
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44 Conclusões
em que os ocupantes recordam consistentemente a porta de saída de emergência como sendo a porta pela qual deram entrada no edifício.
As expetativas depositadas na possibilidade de comparação dos resultados obtidos no terreno com os resultados obtidos pelo software foram defraudadas em resultado do elevado tempo de computação da simulação em causa. Tal como Tan (2011) afirmou, esta poderia ser considerada uma das desvantagens da utilização deste tipo de software. É relevante também poder confirmar que a construção do modelo requer do utilizador um certo nível de competência para completar esta tarefa.
Numa perspetiva mais abrangente, é crucial dar início à incorporação dos programas de simulação da evacuação na formação-base de um engenheiro civil e despertar não só estes como também os técnicos de segurança para a problemática da deflagração de um incêndio em áreas bastante diversas.
Ganha relevância a consciência social da importância do conhecimento legislativo e da sua análise, contribuindo para a diminuição de lacunas de cumprimento das exigências normativas e para uma maior perceção do risco.
Programas com a funcionalidade do FDS são fundamentais para apelar a construções seguras num futuro próximo.
Até ao momento, os programas de projeção de edifícios apenas contemplam a segurança da obra em termos arquitetónicos na ocorrência de sismos, acústica, isolamento, entre outros. Em termos de segurança contra incêndio o projetista cinge-se, em regra, a cumprir com a legislação nuclear, isto é, cumprimento do número de saídas de emergência, colocação de sinalética e iluminação, largura das vias de evacuação. Não tendo em conta, por exemplo, os locais destinados a cargas térmicas mais elevadas, os produtos mais inflamáveis e o número de ocupantes destinados (Ando et al. 1998) a cada área de trabalho.
Análise das Condições de Segurança Contra Incêndios num Edifício Industrial
7 PERSPETIVAS FUTURAS
Numa perspetiva macro, a melhoria das condições em matéria de SCIE encontrará eco no avanço da legislação visando incluir instrumentos práticos que permitam tornar as normas mais facilmente concretizáveis por parte das empresas.
Alguns países entre os quais os Estados Unidos da América, o Reino Unido e a Nova Zelândia complementaram a legislação prescritiva com modelos computacionais disponibilizados, nomeadamente, pelos serviços governamentais, com vista a favorecer a compreensão da lei e a induzir o seu cumprimento de modo mais fácil e seguro.
É neste caminho que igualmente se aponta.
Por exemplo, o estudo dos tempos de evacuação em conjunto com a formação de gases tóxicos ou com a diminuição do grau de visibilidade perante a evolução do fogo poderá ser importante para se compreender a (in)suficiência dos meios de intervenção perante as variáveis em causa.
Entende-se ser relevante realçar a necessidade da adoção em Portugal, de instrumentos, complementares da legislação prescritiva, de natureza mais prática, mais exatamente de natureza computacional capazes de simular diversas situações e estudar os limites aplicáveis a cada indústria em particular. Deste modo, o estudo efetuado permitiria avaliações em casos extremos e balizaria os eventuais prejuízos patrimoniais e ambientais e, acima de tudo, garantiria a segurança dos trabalhadores e visitantes dos edifícios, determinando todas as medidas necessárias à sua salvaguarda.
Estes instrumentos podem, deste modo, contribuir para facilitar o estudo casuístico, de forma célere e fundamentada, garantindo segurança, individualização e uma maior flexibilidade na tomada de decisão e marcando a diferença entre a simples aplicação da legislação e a sua aplicação face às condições reais do edifício.
Constituiria, sem dúvida, uma mais-valia se, em futuro próximo, a legislação de Segurança Contra Incêndios em Edifícios pudesse ser complementada com a possibilidade de Regulamentos Computacionais/Notas Técnicas para a aplicação do RJ-SCIE através de modelos informáticos, viabilizando a análise e estudo das características dos meios de intervenção e das medidas de autoproteção a adotar nas instalações.
A existência de um modelo computacional que acompanhasse normativos de elevada complexidade como é o caso da SCIE, contribuiria para uma maior efetividade das leis e para a melhoria das condições de segurança das pessoas em geral e dos trabalhadores de uma organização em concreto, de defesa do ambiente e de salvaguarda do património.
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1 ANEXOS
Cálculo da carga de incêndio modificada;
Cálculo dos tempos de evacuação através da equação da Corporação de Bombeiros;
Determinação dos tempos de deslocação;
Cálculo dos tempos de evacuação com atraso de 0.5 s por ocupante à saída;
Cálculo dos tempos de evacuação com atraso de 1.0 s por ocupante à saída;
Cálculo da sensibilidade da diminuição em 5% dos tempos de evacuação;
Cálculo da sensibilidade do aumento em 10% dos tempos de evacuação;