A Selagem de atravessamentos em paredes / pavimentos resistentes ao fogo, normalmente designada por Proteção Passiva Contra Incêndios, é uma preocupação premente para qualquer pessoa responsável não só pelo projeto, especificação e construção de novos edifícios, mas também pela manutenção continua de instalações.

Na aplicação deste tipo de produtos devem ser utilizados sistemas especialmente aprovados ou certificados e, para além disso, a instalação deve ser realizada por mão-de-obra devidamente qualificada.

A maioria dos produtos existentes baseia-se numa tecnologia de base conhecida como intumescência. Mas como é que funciona? Qual o segredo? Porque é que é tão importante na construção moderna?

Figura 1 - Produtos intumescentes quando submetidos a fogo (ex. Hilti)

1. Intumescência, o que é?

Do modo geral, o fogo necessita de três componentes para iniciar: combustível, oxigénio e uma fonte de calor. Quando aceso, o fogo desenvolve calor, chamas, gás e fumo. O fogo pode ser extinto pela inibição de qualquer um dos componentes referidos anteriormente.

Os princípios básicos da proteção contra incêndios são a deteção, a supressão e a contenção - a intumescência desempenha um papel primordial na área de contenção, ou seja, destina-se a ajudar a isolar as áreas não afetadas da fonte de calor.

A palavra intumescência tem a sua origem no latim “intumescere” – o termo deriva do domínio médico e significa dilatação sob inflamação; quimicamente, corresponde à expansão de certas substâncias devido ao impacto do calor.

Existem dois princípios intumescentes diferentes:

• Primeiro: há uma reação intumescente que resulta em pressão. O material expande quando exposto ao calor e exerce pressão, preenchendo orifícios e juntas, forçando tubos de plástico derretidos a fecharem-se.
• Segundo: a intumescência de isolamento. O material expande quando exposto ao calor e cria uma espuma carbonizada que isola, protegendo aço e cabos.

2. Como é que esta Tecnologia Funciona?

Os sistemas intumescentes consistem numa composição de materiais “inteligentes”, que reagem a uma mudança de temperatura do ambiente circundante, como a variação causada por um incêndio. Quando uma determinada temperatura é ultrapassada, o material produz uma camada volumosa, que protege as partes subjacentes da envolvente. As temperaturas de expansão podem variar entre 150°C e 350-400°C e a expansão tende a ser controlada, podendo expandir até 700% ou mesmo mais.

Figura 2 - Material intumescente: Espuma Hilti

O resultado real baseia-se em diversas reações químicas importantes dependentes da temperatura. Conforme referido anteriormente, a maioria dos materiais intumescentes consiste numa mistura de diferentes produtos, entre os quais:

• componentes básicos poliméricos;
• agentes aglutinantes;
• agentes criadores de gás;
• fontes de carbono; e
• alguns catalisadores que aceleram as reações de outros ingredientes.

Na grande maioria dos sistemas passivos de proteção contra incêndios, a matéria-prima chave é a Vermeculite, uma vez que atua como agente de expansão. Nas imagens abaixo é possível observar as diferentes fases deste material, antes e após ser submetido a temperaturas altas.

Figura 3 – a) Vermiculite no microscópio (não expandido); b) Vermiculite no microscópio (expandido); c) Intumescência a atuar

3. Porque é que esta Tecnologia é Utilizada na Proteção Contra Incêndios?

Os regulamentos normativos de construção, atualmente em vigor, exigem que o edifício cumpra requisitos de compartimentação.

A compartimentação consiste na capacidade um material conservar, durante um determinado período, diversas características intrínsecas, entre os quais a estabilidade, a estanquidade, o isolamento térmico e a resistência mecânica.

De uma forma muito genérica, esta contenção / compartimentação corresponde a uma área delimitada por paredes e/ou pavimentos resistentes ao fogo, que, por sua vez, ajudam a garantir a existência de barreiras físicas para restringir o movimento do fogo e do fumo.

Normalmente, estas paredes / pavimentos com resistência ao fogo são atravessados por múltiplos serviços – tubagens, caminhos de cabos, entre outros – que têm como principal objetivo o correto funcionamento do edifício.

Estes serviços, reagem de forma diferente num incêndio, consoante o tipo de material de que são feitos, por exemplo:

• o elemento amolece, derrete e queima, deixando um buraco, uma fenda ou simplesmente um ponto de fuga;
• o elemento, quando submetido a fogo e fumo, pode também destruir ou danificar o substrato durante o processo de fusão ou combustão.

As soluções de corta-fogo passivas utilizam produtos constituídos por materiais intumescentes que, ao dilatarem ou expandirem diretamente na estrutura da parede ou do pavimento, ajudam a parar o processo destrutivo causado pelos elementos combustíveis.

Por conseguinte, os sistemas de proteção contra incêndios são concebidos para ajudar a conter, eficazmente, o fogo numa determinada área.

Para o efeito, é necessário restringir rapidamente este processo. Este é o domínio de aplicação dos sistemas corta-fogo passivos. Porquê passivos? Estes sistemas são integrados na estrutura de um edifício durante o processo de construção e não reagem até que haja um incêndio ou uma produção significativa de calor. Além disso, não necessitam de quaisquer outros elementos, como alarmes ou métodos de deteção externos, para funcionar. Simplesmente, com um aumento de calor, iniciam o processo de compartimentação.

Figura 4 – Atuação de um produto intumescente

4. Os Principais Desafios na Utilização desta Tecnologia

No desenvolvimento e teste de determinadas aplicações de tubagens e caminhos de cabos, o processo depende não só do material dos serviços e das respetivas dimensões, mas também da espessura do material base, uma vez que a combinação destes fatores pode ter reações muito diversas quando submetidas ao fogo.

Exemplo: Tubo de plástico PVC, com um diâmetro de 160 mm e espessura da parede do tubo superior ou igual a 6 mm

Devido à espessura do tubo, o processo de combustão é demorado e caracteriza-se por um processo contínuo ao longo do tempo – ou seja, a reação intumescente também não pode ser demasiado rápida. Por outro lado, deve ainda restar material intumescente suficiente para colmatar o orifício resultante da combustão da tubagem. Por último, devido à espessura do tubo, é necessária uma certa pressão para comprimir qualquer material do tubo.Demasiado material intumescente de reação rápida pode levar a uma expansão descontrolada.

Assim, o desafio para um fabricante de soluções de proteção contra incêndios é desenvolver sistemas capazes de abranger uma vasta gama de materiais de tubagens e caminhos de cabos. Os fabricantes que são capazes de pesquisar, desenvolver e testar aplicações podem também fornecer soluções mais adequadas, que não só foram certificadas, mas também são mais simples de instalar.

Assim, o desafio para um fabricante de soluções de proteção contra incêndios é desenvolver sistemas capazes de abranger uma vasta gama de materiais de tubagens e caminhos de cabos. Os fabricantes que são capazes de pesquisar, desenvolver e testar aplicações podem também fornecer soluções mais adequadas, que não só foram certificadas, mas também são mais simples de instalar.

A estratégia para encontrar a melhor composição para os ingredientes intumescentes é utilizar uma tecnologia de base que permita abranger o maior número possível de materiais. No entanto, por vezes são necessários compromissos, daí existirem diversos sistemas que permitem dar resposta aos diferentes serviços.

Figura 5 – Soluções Hilti com material intumescente

Para além dos desafios descritos neste artigo, a Hilti, com a sua própria investigação e desenvolvimento, está empenhada em fornecer soluções de corta-fogo mais fáceis de utilizar, fornecendo sistemas de ponta totalmente integrados e testados.

A Hilti, com mais de 30 anos de experiência em Proteção Passiva Contra Incêndios, assume o papel de parceiro, ajudando ao longo de todo o ciclo de vida de um edifício – desde a fase de projeto até à fase de manutenção.

O serviço técnico da Hilti oferece um apoio altamente especializado aos prescritores, gabinetes técnicos e instaladores através de:

1. Consultoria de projeto gerida pelo departamento técnico, suportada pelos técnicos sediados e pelos engenheiros que trabalham diretamente com os projetistas e/ou empresas;
2. Consultoria no local para responder a problemas específicos encontrados durante os trabalhos em obra;
3. Documentação detalhada sobre a solução mais adequada, que inclui relatórios técnicos, desenhos detalhados, instruções de aplicação e listas de materiais;
4. Engineering Judgements, realizados por uma equipa de especialistas, para aplicações que não se enquadram nas soluções standard (para mais informação pode consultar o artigo ENGINEERING JUDGMENT)

Ao proporcionar maior segurança e melhor eficiência de custos, a Hilti dá os próximos passos para continuar a ser o líder em soluções contra incêndios, garantido inovação constante.

Se necessitar de algum esclarecimento adicional, pode contactar a nossa Equipa de Engenharia de Apoio Técnico para assistência e apoio, através do e-mail: engenharia.pt@hilti.com

Também é possível deixar um comentário neste artigo, fazer sua pergunta na comunidade, ou aperfeiçoar os seus conhecimentos e competências através dos nossos Webinars ou sessões técnicas de formação.

Para obter as últimas notícias sobre soluções de engenharia e inovações, siga-nos no LinkedIn, Instagram, Facebook e Youtube.