Mesmo sem normas nacionais, uso de tintas de proteção passiva contra incêndio registra avanço

Um grande incêndio sempre chama a atenção. A potência impressionante das chamas prenuncia a dor causada pelas perdas de vidas e pelos prejuízos econômicos decorrentes. Felizmente, existem estratégias bem desenvolvidas para reduzir o risco dessas ocorrências e, caso elas se iniciem, há produtos capazes de retardar o avanço do fogo ou, na pior das hipóteses, de minorar os danos dos incêndios às estruturas das construções.

As tintas podem apresentar sua contribuição em três frentes distintas. A mais conhecida é a incorporação de aditivos retardantes nas formulações, fazendo com que esses revestimentos parem de queimar tão logo deles se afaste a chama. Sem eles, a propagação inicial do fogo seria bem mais rápida. É possível também formular tintas de baixo poder de combustão, que não contribuam para a formação do incêndio. Outra contribuição possível está no campo das tintas intumescentes, produtos especiais, cuja composição é ativada por temperaturas acima de 200°C, desencadeando reações químicas que resultam em uma camada incombustível de dez a 100 vezes mais espessa que a película seca aplicada originalmente. Essa camada é suficiente para impedir ou retardar o aquecimento das estruturas metálicas por ela isoladas durante intervalo de tempo suficiente para permitir a evacuação segura das instalações atingidas, permitir a entrada de equipes de combate ao incêndio e, em muitos casos, impedir o colapso das estruturas atingidas. Foto: Marcelo Fairbanks

Foto: Marcelo Fairbanks
Berto com amostra de piso após ensaio de resistência à chama

“As tintas podem atuar nessas três frentes ou, ao contrário, contribuir para piorar a reação ao fogo dos materiais que revestem”, comenta Antonio Fernando Berto, pesquisador do laboratório de segurança ao fogo do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT). Ele explica que todo incêndio pode ser representado por uma curva, definida pela produção de calor em relação ao tempo decorrido (ver gráfico). A fase inicial gera pouco calor e representa o intervalo de tempo no qual o fogo pode ser contido. A segunda fase começa ao se atingir o ponto de inflamação generalizada e vai durar até que aproximadamente 80% do material combustível tenha sido consumido. Nessa fase, é praticamente impossível deter o incêndio. “Nesse ponto, os bombeiros se esforçam para evitar que o fogo se espalhe por outros ambientes ou outros prédios vizinhos”, comenta Berto. A terceira fase é a da extinção do fogo.

Como explica o especialista, caso as construções usem materiais de acabamento que tenham boa reação ao fogo (pouco contribuam ao desenvolvimento do incêndio), é possível prolongar a fase inicial do incêndio aumentando as chances de controlá-lo. “Quando se opta, por exemplo, pelo uso de um forro de madeira, será necessário promover o seu tratamento superficial, adotando as pinturas com tintas ignífugas”, comentou. A madeira, na construção civil, é o grande cliente dessas tintas (ou vernizes). Ele comenta que as tintas de parede geralmente têm base aquosa e são aplicadas em baixa camada, não constituindo uma carga combustível importante. Porém, algumas tintas são aplicadas em alta camada e podem contribuir para o incêndio.

Berto explica que os estudos relativos à reação ao fogo dos materiais empregados na construção de edificações começaram nos Estados Unidos na década de 1940, quando começaram a ser definidos os métodos de ensaio para a sua avaliação. O desenvolvimento desses estudos e a sua aplicação nas construções têm contribuído para evitar tragédias. Casos como os dos edifícios Joelma e Andraus, famosos em São Paulo, poderiam ter sido evitados se os materiais de acabamento fossem mais adequados. “Naquela época, era comum o uso de forros feitos de material celulósico altamente inflamável e isso contribuiu muito para a instalação desses incêndios”, comentou Berto.

Fonte: Antonio Fernando Berto

Ele defende a adoção de medidas que impeçam ou dificultem muito o início do fogo. Apesar disso, o uso de alternativas que melhorem a resistência ao fogo, quando já instalado, não pode ser ignorada. Um incêndio em um prédio comercial chega a atingir temperaturas de 750ºC a 1.100ºC, como informou. “Em situação de incêndio, o aço da estrutura tem sua resistência mecânica comprometida e pode não mais suportar a carga aplicada, entrando em colapso”, salientou.

Ele comenta que os estudos sobre a resistência das estruturas começaram ainda antes, na década de 1920. “Há muito tempo se sabe que isso precisa ser resolvido na fase do projeto das edificações”, comentou. Como explicou, o aquecimento da estrutura metálica depende do tempo, da temperatura e do fator de forma da peça metálica (relação entre o perímetro exposto e a área da seção do perfil). Os ensaios de resistência determinam por quanto tempo, pelo menos, a amostra suporta uma temperatura. Daí ser comum se referir ao tempo como parâmetro de avaliação das medidas de proteção.

Berto explica ser necessário estabelecer previamente o fator de risco para cada situação, correspondente ao tipo de construção e à quantidade de material combustível presente em cada ambiente. Uma residência difere de um escritório comercial, que também é diferente de um galpão de armazenamento ou uma indústria. A altura e o número de pavimentos também são considerados. Existem orientações, elaboradas pelo Corpo de Bombeiros do Estado de São Paulo, exigidas para a aprovação de construções, bem como normas oficiais a respeito.

“De modo geral, as estruturas metálicas precisam ser protegidas, seja pela cobertura com alvenaria, ou pela aplicação de mantas isolantes, argamassa leve projetada, ou pela pintura intumescente”, recomendou. A escolha dos revestimentos deve ser orientada pelo desempenho técnico e econômico em cada caso. São formas de proteção passiva contra incêndio, eficientes quando bem dimensionadas e aplicadas.

As tintas intumescentes representam uma alternativa interessante, especialmente por apresentar baixo peso e fácil aplicação. “A partir de 200ºC, essas tintas começam a se expandir e formam uma camada que proporciona isolamento térmico para a estrutura metálica, de modo que retarde o seu aquecimento, com a intenção de preservá-la”, explicou.

Ele entende que o mercado das tintas ignífugas e das intumescentes tende a crescer no Brasil. “É um mercado que precisa ser desenvolvido, mas não explorado, a normalização é absolutamente necessária”, afirmou. As aplicações industriais seguem normas estabelecidas pelos usuários (Petrobras, por exemplo), ou internacionais, como UL, ASTM e ISO. O laboratório de segurança ao fogo do IPT está equipado para desenvolver os ensaios necessários para avaliar o comportamento de materiais sob fogo, e também tem sido mais procurado por empresas que pretendem exportar seus produtos, como pisos, divisórias e portas. Os ensaios também avaliam a geração de fumaça, em volume e em constituição química, a fim de prevenir a formação de obstáculo visual e a intoxicação das pessoas presentes.

Berto também é coordenador do subcomitê de proteção passiva do CB-24 (segurança contra incêndio) da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Já existem normas nacionais nesse quesito para pisos, divisórias e portas corta-fogo. “Gostaríamos muito de contar com a participação de todos os envolvidos nessa cadeia produtiva, principalmente os fabricantes de tintas”, afirmou, embora reconheça que a produção de tintas intumescentes ainda seja incipiente no país, dependendo de importações. Ele recomenda que os ensaios sejam feitos em conformidade com normas específicas, nas condições estipuladas para cada aplicação. “Queimar uma peça pintada com maçarico não quer dizer nada, isso não reproduz as condições de incêndio em ambiente confinado”, salientou.

O custo de implantação de medidas de proteção passiva contra incêndios em obras civis representa entre 1% e 4% do investimento total em edificações novas, enquanto a adaptação de prédios antigos a essas medidas pode consumir entre 10% e 40%. “O montante envolvido em relação aos incêndios representa 1% do PIB nos Estados Unidos. Desses recursos, em números aproximados, a proteção contra incêndios fica com 30%, os
seguros com 15% e as perdas com mais 30%”, informou o pesquisador do IPT. No Brasil, faltam estatísticas, mas estima-se que ocorram entre 50 mil e 60 mil incêndios (de toda a natureza e tamanho) por ano apenas no estado de São Paulo, numa contabilidade conservadora. “É provável que o valor das perdas econômicas seja muito superior ao dos investimentos em proteção, sem falar nas vidas perdidas”, criticou.

Proteção estrutural – Estruturas metálicas contam com a proteção de tintas intumescentes para que o calor dos incêndios não as aqueça acima de 500ºC, comprometendo a sua resistência. Diferentemente dos Estados Unidos e da Europa, as construções prediais no Brasil usam com mais frequência estruturas de vergalhões de aço recobertas de concreto. Talvez pelo custo das vigas de aço, a técnica de construção em frame (molduras) demorou a ganhar espaço por aqui, mas está sendo cada vez mais empregada nos prédios novos.

Além disso, as estruturas comerciais e industriais usam com mais frequência elementos metálicos. Isso inclui uma gama ampla de modalidades construtivas, dos shopping centers aos complexos petroquímicos, passando pelas plataformas de exploração de petróleo offshore. É preciso dividir esse mercado em duas categorias, conforme o tipo de carga combustível presente.

A primeira delas se ocupa de materiais como madeira, cartonados, tecidos e papéis, formadores do chamado “fogo celulósico”. A outra se afirma quando há presença majoritária de derivados de petróleo, gerando o “fogo de hidrocarboneto”. É preciso diferenciá-las porque a velocidade da segunda para atingir a temperatura máxima de incêndio é muito mais elevada do que no fogo celulósico, exigindo proteção compatível.
Em ambos os casos, o modo de ação das tintas intumescentes será o mesmo (veja box), mas o tipo de espuma desejado e a capacidade de suportar a severidade das diferentes situações terão influência direta nas formulações. “Diria que 99% das tintas para fogo celulósico são feitas com base em resina acrílica, enquanto 99% das usadas contra fogo hidrocarboneto são epóxis. Ninguém usa acrílicos nessa situação”, comentou
Gabriel Esteban Zenobi, gerente de proteção contra fogo para a América do Sul da AkzoNobel, divisão International. Ele avalia que a queima de hidrocarbonetos atinja a temperatura final do incêndio em apenas quatro minutos, contra 20 minutos dos celulósicos.

Foto: Divulgação/AkzoNobel International
Zenobi: tintas intumescentes conquistam aplicações onshore

Jefferson Silva, gerente global da conta Petrobras na Sherwin-Williams divisão Sumaré, informa que o uso de tintas intumescentes para fogo celulósico é recente no país e não conta com o estímulo de uma legislação eficaz para alastrar seu uso. “Não há clareza normativa, há recomendações dos bombeiros, que aceitam as certificações internacionais das tintas”, comentou.

Ambos preveem um aumento na demanda por esse tipo de produto para satisfazer exigências de segurança nas construções que estão sendo erguidas para a Copa do Mundo de 2014 e para a Olimpíada de 2016. Berto, do IPT, informa que as diretrizes da Fifa, por exemplo, não impõem esse tipo de exigência, aceitando as normas locais existentes (inexistentes, no caso). Zenobi também avalia que os estádios usarão muito mais concreto do que aço exposto, mas também haverá uma demanda atraente por revestimentos anticorrosivos.

O especialista da Sherwin-Williams acredita que locais com grande circulação de pessoas devem contar com esse tipo de proteção estrutural, para garantir tempo suficiente para a saída dos eventualmente presentes e permitir a entrada segura das equipes de combate ao incêndio.

Zenobi, por sua vez, considera que o mercado de produtos para fogo celulósico não tem o mesmo grau de exigência requerido no caso do fogo de hidrocarbonetos, permitindo a presença de muitos players, nem sempre capazes de satisfazer as necessidades reais sob fogo.

Foto: Divulgação/Sherwin-Williams
Silva: 2 mm de tinta substituem 50 mm de concreto

Ele explica que, embora várias aplicações já estejam normalizadas e os produtos tenham certificação internacional, ainda há riscos descobertos. “As normas exigem ensaios para uma situação de tempo e temperatura crítica, completando a tabela das demais situações por interpolação”, informou. “Se as normas forem seguidas, geralmente dá tudo certo.” Há exceções, explica. Em alguns casos, a carga real de incêndio – quantidade e tipo de material combustível presente – pode ser maior que a projetada. Então, o revestimento falhará. “Cada caso precisa ser avaliado por um especialista que determinará a proteção passiva adequada”, recomendou.

A AkzoNobel oferece a linha Interchar de tintas de proteção passiva intumescente para fogo celulósico, com nove produtos diferentes, sendo apenas um deles com base em epóxi e o restante com acrílicos. “Esse epóxi só é indicado quando o ambiente é corrosivo, classe C4 ou pior, na norma ISO”, informou Zenobi. Ele recomenda usar uma camada de acabamento sobre os tipos acrílicos, para proporcionar o selamento contra a água. Esse acabamento não é crítico: em caso de incêndio, ele é consumido rapidamente (burn out).

A Sherwin-Williams oferece a tinta Firetex M-95 para fogo celulósico, elaborada com base em epóxi, devendo ser protegida por uma camada de acabamento adequada para dar a cor desejada e garantir proteção contra intemperismo. A linha Firetex foi criada pela britânica Leighs Paints, fundada em 1860 e adquirida pela Sherwin-Williams em 2011 (a SW foi fundada em 1866). “Quase todos os prédios de Londres usam tintas de proteção Firetex”, comentou. Silva recomenda preparar cuidadosamente a superfície a ser tratada, aplicando um primer compatível, se necessário. Ele informou que existe um tipo de Firetex específico para aço galvanizado e há fórmulas com base em água disponíveis.

A Sherwin-Williams desenvolveu com um parceiro tecnológico um programa capaz de calcular rapidamente a área exposta de estrutura metálica e calcular a quantidade de tinta necessária para cobri-la. “Basta que o cliente nos envie a planta digitalizada”, disse Silva.

Foto: Divulgação/AkzoNobel International
Bunker para testar tinta intumescente sob fogo

Plataformas e refinarias – Na classe de fogo hidrocarboneto, os especialistas apontam duas situações diferentes de aplicação de proteção estrutural: estruturas onshore e offshore. O primeiro grupo é formado por refinarias de petróleo, tanques, esferas, petroquímicas e indústrias que operam com hidrocarbonetos. Nesse caso, o mercado nacional ainda dá preferência aos revestimentos cimentícios.

“A aplicação de concreto ou argamassa sobre metal é mais barata, mas o epóxi dura mais e protege melhor contra a corrosão, além de representar menos peso aplicado sobre a estrutura”, comentou Silva, da Sherwin-Williams. Segundo ele, a Petrobras está adotando a tendência mundial de substituir o concreto refratário pelo epóxi intumescente. Com o epóxi, as peças podem ser pintadas na fábrica antes da montagem, enquanto o concreto precisa ser aplicado no local, com a construção de formas.

“De cinco anos para cá, todas as novas construções onshore estão usando tintas intumescentes no setor de petróleo”, comemora Zenobi, da AkzoNobel International. Apenas alguns itens, como válvulas, usam proteções feitas de material flexível. Segundo informou, essas tintas ganharam espaço por atender a situações como ambientes corrosivos e também pela vida útil mais longa dos revestimentos, em comparação com os cimentícios. Nas unidades mais antigas, o concreto predomina.

Zenobi explica que o concreto piora a proteção anticorrosiva pelo fato de curar por alcalinização. “Porém, com o passar dos anos, o pH do revestimento vai se acidificando e começa a corroer o aço que deveria proteger”, comentou. Além disso, como o isolamento térmico promovido por essa alternativa é derivado da evaporação da água residual, quando há um acúmulo grande de umidade na massa a geração de vapor é tão intensa que racha o revestimento e o derruba.

Silva, da Sherwin-Williams, aponta casos de esferas de armazenamento de gás cujas pernas metálicas revelaram alto grau de corrosão mesmo estando sob grossa camada de concreto fire proof revestida com elastômero. “O concreto não tem boa aderência ao aço e permite a entrada de água em contato com o metal”, afirmou.

A abertura do mercado onshore depende de uma aproximação com o cliente final antes mesmo da elaboração do projeto, para apresentar o conceito de proteção. No Brasil, o maior usuário é a Petrobras, cuja norma interna respectiva ao tema é a N-1756, atualmente na revisão C. A revisão B, anterior, nem admitia revestimentos outros que os cimentícios. A norma atual incluiu o item 6.3 para outros tipos de revestimento, que precisam atender às normas API 2218 e Ansi/UL 1709 (ensaios de fogo), estabelecendo que a temperatura média na superfície metálica não pode passar de 538ºC, em nenhum ponto superior a 649ºC. “Essa norma não fala em tempo de proteção, mas, para onshore, usa-se duas horas como padrão”, comentou Zenobi. Ele disse que a norma está em fase de revisão.

A vantagem é clara. Segundo Silva, da Sherwin-Williams, uma proteção de 50 mm de espessura de concreto pode ser substituída por uma camada de 2 mm de epóxi. A linha Firetex para fogo de hidrocarbonetos destaca os tipos M-90 (duas horas de proteção) e M-93 (três horas). A seleção dos produtos deve levar em conta vários aspectos adicionais, entre eles se há previsão de a estrutura ser atingida por um jato de fogo (jet fire) ou pelas chamas alimentadas por uma poça ou piscina de combustíveis (pool fire). “São situações diferentes que precisam ser bem avaliadas”, comentou.

A AkzoNobel oferece a linha Chartek, iniciada em 1974 pela Texlon, pioneira em epóxi intumescente, segundo Zenobi. “O Chartek 59 foi criado pela Texlon a pedido da Nasa para proteger a cápsula espacial durante a reentrada na atmosfera terrestre”, informou. A AkzoNobel comprou essa divisão de produtos mais tarde. Para fogo de hidrocarbonetos, a linha compreende os tipos 7, 8 e 1709, todos eles epóxis bicomponentes.

O Chartek 7 é o mais versátil, podendo suportar até duas horas em pool ou jet fire, oferecendo intumescência de cinco a oito vezes a camada inicial, com aplicações também em corpos de esferas, vasos de pressão e outros. O Chartek 8 suporta uma hora de pool fire a 400ºC, com a vantagem de constituir uma camada única inicial de até 7,2 mm sem malha de reforço. Sua expansão chega a 18 vezes a espessura inicial. Os tipos 7 e 8 são mais adequados para uso offshore, contando com certificação Norsok M-501. O tipo 1709 tem certificação UL 1709, suportando pool fire por quatro horas, com intumescência de 18 vezes. “Temos tintas com intumescência até 70 vezes para fogo celulósico”, comentou Zenobi.

Offshore exige mais – Plataformas e navios usados na exploração e produção de petróleo e gás natural offshore (longe da costa) carregam um risco adicional considerável, exigindo critérios mais rígidos de prevenção e de reação ao fogo. A proteção passiva de estruturas metálicas precisa atender a esses requisitos.

Gabriel Zenobi, da AkzoNobel International, aponta diferenças marcantes entre os mercados onshore e offshore, ambos para fogo de hidrocarbonetos. “As instalações offshore não contam com normas de proteção no desenho, o que vale são os certificados das classificadoras, como Lloyds, DNV, ABS e outras”, comentou. Enquanto as classificadoras cuidam dos projetos, os fornecedores de tintas precisam oferecer produtos certificados que supram as necessidades apontadas por elas. “As classificadoras aprovam cada tinta e em cada situação diferente de aplicação; é preciso investir tempo e dinheiro para conseguir isso.” E cada alteração ou adaptação de formulação pede nova aprovação.

Isso se explica pelas exigências das companhias seguradoras, interessadas em manter as operações no mais alto nível de segurança. “As medidas de prevenção acabam se refletindo na redução de sinistros e, indiretamente, no valor dos prêmios de seguro”, explicou Silva, da Sherwin-Williams. Dessa forma, a oferta de tintas intumescentes para offshore precisa começar pelas companhias seguradoras.

Foto: Divulgação/AkzoNobel International
Pistola de alta pressão aplica tinta com rapidez

Apesar de as exigências das classificadoras muitas vezes superarem os requisitos das normas usuais para onshore, a aceitação das tintas intumescentes nas plataformas offshore é mais fácil. “A redução do peso sobre a estrutura é facilmente percebida nas plataformas, bem como a melhor proteção anticorrosiva”, afirmou Silva.

A aplicação das tintas também é vantajosa, podendo ser feita em instalações adequadas (paint shops) antes da montagem final. Os fabricantes pedem que seja feito o preparo adequado da superfície a proteger, jateando-a até quase o metal branco, proporcionando ancoragem suficiente para um primer (quando necessário) e a camada de tinta intumescente. O preparo mecânico manual é aceito apenas para pequenas áreas. “O primer precisa ser compatível com a tinta que o recobrirá e também com a aplicação, porque ele não pode descolar do substrato sob alta temperatura”, considerou. A International testa ambos antes de recomendá-los. Segundo Zenobi, a cotação é geralmente feita do conjunto completo, incluindo ou não o acabamento.

A AkzoNobel inaugurou em 2011 um centro de excelência na Inglaterra que conta com um moderno laboratório de produtos contra fogo. “Lá se consegue simular curvas de fogo para cada ensaio específico de cada norma, com controle computadorizado, podendo testar o produto também com carga sobre a viga, para avaliar o comportamento do revestimento com deformação”, informou Zenobi.

A linha Chartek, para fogo de hidrocarbonetos, só é vendida para empresas qualificadas para a sua aplicação, realizada normalmente por meio de pistolas. “Como a tinta é viscosa, é preciso usar um equipamento de alta pressão”, explicou Zenobi. A camada mínima aplicada de tinta intumescente é de 2 mm, mas ela tem tixotropia baixa, permitindo produzir camadas de 5 mm em uma única demão. Ele explicou que essas tintas também podem ser aplicadas com colher de pedreiro e espátula, mas essa operação não é recomendada por apresentar baixa produtividade.

A linha Firetex, da Sherwin-Williams, conta com uma lista de primers pré-aprovados, para uso quando necessário. Os acabamentos, idem. Segundo Silva, o preparo da superfície, no caso do aço, é o convencional.

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