Figura 2 - Modelo de campo
Fonte: FORNEY (2005).
O FDS pode ser utilizado para modelar a grande maioria dos cenários de incêndio e prever quase qualquer quantidade que seja de interesse, mas a previsão pode não ser precisa devido às limitações na descrição da física do fogo e também devido a informações limitadas sobre os combustíveis, geometria entre outros ((MCGRATTAN, 2017B).
Com o modelamento computacional de incêndio é possível buscar estratégias que permita a melhoria da segurança contra incêndio por meio da avaliação da integridade estrutural, pois permite a análise da temperatura das paredes ou dos gases aquecidos, e da avaliação das condições de proteção da vida, como a análise da visibilidade no ambiente, bem como a temperatura, composição e diluição da fumaça (ver figura 3 abaixo).
Figura 3 - aplicação da simulação computacional
Fonte: adaptado de CORSANEGO (2005)
Apesar de existirem diversos modelos para simulação computacional de incêndio, vamos nos discutir mais o FDS, por ele ser gratuito e ter larga utilização pelo mundo.
2.2. Modelamento de abandono
A modelamento de abandono, também conhecido como evacuação ou fuga, também vem tendo grande desenvolvimento nas últimas décadas. Apesar de matematicamente por vezes o modelo ser muito mais simples que o modelamento de incêndio, em especial quando tratamos de modelos de escoamento, diversos sistemas tentam modelar também a tomada de decisão das pessoas, bem como a interação entre elas.
Uma das formas mais simples de cálculo, e que pode ser feito a mão, é baseado nas equações dadas pelo manual da Sociedade de Engenheiros de Proteção Contra Incêndio dos Estados Unidos/SFPE (GWYNNE e ROSENBAUM, 2008). Este cálculo assume que todos os ocupantes estão parados na frente da porta do ambiente em que eles se encontram no momento do início do abandono. Este modelo leva em consideração, basicamente, os pontos de constrição no percurso até a saída da edificação, como as portas e os pontos de confluência das rotas, bem como a densidade de pessoas no caminho, sendo basicamente um modelo de fluxo.
Para conseguir atingir cálculos mais realísticos, ou soluções mais eficientes, cientistas e engenheiros vêm buscando modelos computacionais de abandono. Esses modelos podem ser de uma implementação computacional do modelo de cálculo da SFPE, até mesmo modelos com equações mais complexas ou mesmo modelos que permitam aos ocupantes possuírem capacidade de tomada de decisão.
Para melhor compreender as abordagens e capacidades de diversos modelos computacionais de abandono, Gwynne e outros (1999) fizeram uma revisão de 22 modelos existentes até 1988. Os autores colocaram os modelos de abandono existentes em duas categorias: aqueles que consideram apenas o movimento humano e aqueles que tentam juntar o movimento com o comportamento humano. Os modelos que se enquadram na primeira categoria concentram-se principalmente na capacidade de carga da estrutura e dos seus diversos componentes. Na segunda categoria, os modelos levam em consideração não apenas as características físicas do ambiente, mas tratam cada indivíduo como um agente ativo, levando em consideração comportamentos individuais, como preferência de rota de saída, tempo de reação, etc., bem como, dependendo do modelo, até mesmo os riscos associados ao incêndio.
Eles mostram também que os modelos existentes procuram tratar o problema do abandono por meio de três abordagens diferentes: optimização, simulação e de análise de risco. Os modelos de optimização geralmente assumem que os ocupantes irão abandonar a edificação da maneira mais eficiente possível, tratando os ocupantes como um conjunto homogêneo e, portanto, não considerando comportamentos individuais. Os modelos de simulação buscam representar o comportamento e movimento observados no abandono, de forma a representar realisticamente os caminhos e decisões tomados. Os modelos de análise de risco vão mais além, buscando identificar os riscos existentes devido aos incêndios ou outros incidentes que estejam correlacionados com o abandono. De acordo Gwynne e outros (1999), para que um modelo de abandono possa atingir sua maior eficiência, ele deveria levar em consideração aspectos de configuração, de ambiente, de comportamento e de procedimento (ver figura 4 abaixo). As considerações de configuração são, geralmente, aquelas existentes nas normas de saídas de emergência e envolve o layout da edificação, número de saídas, largura das saídas, distância para as escadas, etc. No caso de ocorrência de um incêndio, aspectos sobre o
consideradas. Os aspectos de procedimento incluem as ações dos brigadistas, nível de treinamento dos ocupantes para o abandono, etc. Para finalizar, e provavelmente o aspecto mais importante, deve-se levar em consideração a resposta comportamental dos ocupantes, tais como a resposta inicial dos ocupantes ao alarme de incêndio, velocidade de caminhada, interação entre grupos e família, etc.
Figura 4 - Os quatro principais aspectos de interação a serem considerados em projeto ideal de abandono.
Fonte: Adaptado de Gwynne e outros, 2002
Uma evolução do trabalho realizado por Gwynne e outros publicado em 1999 foi realizado por KULIGOWSK e outros autores em 2010. Eles fizeram uma revisão atualizada de dos modelos de abandono, desta vez em um total de 26. Neste trabalho os autores procuram compilar informações que permitam aos usuários, e potenciais usuários, a encontrar o modelo mais apropriado ao seu projeto. Foram revisados os seguintes modelos:
Modelos disponíveis ao público:
x EVACNET4, x Pathfinder 2009 x WAYOUT x SimWalk x STEPS x PEDFLOW x PedGo x buildingEXODUS x PEDROUTE x Legion x Simulex x SpaceSensor
x GridFlow x Evacuation Planning Tool (EPT)
x ASERI x MassMotion
x FDS+Evac
Modelos disponíveis de forma como consultoria:
x PathFinder x CRISP x Myriad II x EGRESS x ALLSAFE x SGEM Comportamental Configuracional Procedural Ambiental