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Proteção passiva em estruturas de aço

19/04/2016 | Notícia | Revista Finestra - Edição 97 - Março/Abril 2016

As tecnologias de proteção passiva aplicadas às estruturas confinam e isolam o fogo, a fumaça e gases quentes. Também limitam a propagação de chamas e a emissão excessiva de fumaça durante o incêndio, impedindo que as estruturas atinjam temperaturas críticas e, em consequência, sejam prematuramente comprometidas.

Sem proteção passiva, a temperatura crítica de vigas e pilares de aço, de 550º C, pode ser atingida aproximadamente 20 minutos após o início do incêndio, impedindo a evacuação completa e o resgate em segurança dos ocupantes das edificações. "Hoje, no Brasil, a grande maioria das construções e edifícios tem de receber a proteção passiva e contar com um projeto que detalha o que foi protegido e qual é o TRRF [Tempo Requerido de Resistência ao Fogo] a ser atendido", lembra Rogério Lin, diretor da CKC do Brasil.

As exceções, segundo ele, são válidas apenas para prédios com área inferior a 750 metros quadrados ou altura menor que 12 metros. "Deve-se sempre duvidar de um projeto que não apresenta um lastro de cálculos com materiais de proteção passiva e as certificações e documentações que precisam ser obedecidas", observa Lin, acrescentando que o projetista de proteção passiva estrutural assina a Anotação de Responsabilidade Técnica (ART).

COMO FUNCIONA

A maioria dos edifícios metálicos que recebe proteção passiva utiliza argamassas projetadas de baixa densidade - material de menor custo e maior velocidade de aplicação para atingir o objetivo - ou as tintas intumescentes para essa finalidade (leia o quadro com as principais soluções). As argamassas criam camadas isolantes de aproximadamente dois a cinco centímetros de espessura que contêm rochas (como a vermiculita) responsáveis por promover um elevado grau de isolamento térmico.

Como não possuem resistência a abusos mecânicos, são utilizadas em estruturas que permanecerão ocultas, como vigas sobre forros, ou colunas que receberão algum acabamento arquitetônico. A aplicação é realizada por meio de equipamentos de projeção pneumática, o que gera um acabamento rústico, porém uniforme.

"As argamassas projetadas agem como um isolamento térmico convencional, evitando o aumento da temperatura no aço. A diferença é que a maioria dos isolamentos térmicos não resiste a um incêndio e essas argamassas foram criadas especificamente para essa função", explica Fabrício Anias, CEO da PCF Soluções.

Já as tintas intumescentes, muito mais caras que as argamassas projetadas, permitem que os elementos metálicos fiquem expostos, gerando flexibilidade ao projeto arquitetônico. São materiais com a aparência de uma pintura convencional que, quando aquecidos acima de 200º C, passam por um processo de expansão volumétrica e formam uma espuma isolante, evitando que o perfil metálico atinja temperaturas críticas, comprometedoras da sua estabilidade estrutural. Podem ser aplicadas manualmente, embora a produtividade e o acabamento sejam melhores quando isso é feito através de equipamentos de pintura do tipo airless.

O tempo de resistência varia de 30 minutos a quatro horas e é determinado pela espessura do material aplicado, dimensionada para cada perfil metálico do projeto, respeitando-se o período de proteção exigido. Quanto maior a espessura, maior o tempo de proteção, dentro dos limites testados para cada produto. "À medida que o calor continua, novas camadas isolantes vão se formando e a estrutura fica protegida do calor por até 180 minutos. Para as placas de silicato de cálcio (leia o quadro), a ação é muito similar à das argamassas, mas o uso desse tipo de tecnologia é ultrapassado", explica Lin.

Em geral não existem diferenças entre as exigências de resistência ao fogo dos diferentes elementos estruturais. Em alguns casos, as vigas secundárias podem ser protegidas por um tempo 30 minutos menor que o das vigas principais e pilares.

NORMAS E LEGISLAÇÃO

No Brasil, cada estado possui legislação e instruções técnicas que tratam especificamente do assunto. Em São Paulo, o decreto 56.819/2011 (regulamento de segurança contra incêndio das edificações e áreas de risco) é complementado pelas diversas instruções técnicas do Corpo de Bombeiros, entre elas a IT 8, que trata da resistência ao fogo dos elementos de construção. Minas Gerais (IT 6), Paraná (IT 8) e Goiás (IT 8) também possuem instruções técnicas específicas para a proteção de estruturas.

Nos estados que não possuem essas instruções, podem ser usadas para balizar os requisitos de proteção ao fogo em edificações as normas NBR 14.323 (Dimensionamento de Estruturas de Aço de Edifícios em Situações de Incêndio), que fixa as exigências para o dimensionamento em situação de incêndio de estruturas de aço e de estruturas mistas aço-concreto de edifícios; e NBR 14.432 (Exigências de Resistência ao Fogo dos Elementos Construtivos das Edificações), que estabelece as condições a serem atendidas pelos elementos estruturais e de compartimentação para que, em situação de incêndio, seja evitado o colapso estrutural.

Baseadas em similares europeias, principalmente na britânica BS 476 (partes 21, 22 e 23), essas normas trazem os ensaios que carregam as vigas e colunas separadamente com simulação de cargas e, em um forno (vertical ou horizontal), adotam a curva de incêndio padrão para testar o tempo que resistem até o colapso. Com os registros realizados, os documentos são emitidos para cada fabricante de materiais de proteção passiva estrutural.

De acordo com Lin, as normas e a legislação estão sendo aplicadas, sobretudo em grandes obras. "Há uma cobrança forte por parte dos responsáveis pela aprovação de projetos e vistorias", observa. Ele lembra, no entanto, que em âmbito nacional muitos projetos continuam sendo executados sem proteção ou com produtos de baixa qualidade e sem funcionalidade testada.

QUALIDADE DA EXECUÇÃO

O diretor da CKC do Brasil também destaca que ainda se utiliza com frequência mão de obra não qualificada, erro capaz de comprometer a estrutura em casos de incêndio. Por se tratar de um processo complexo, que pode incluir mais de cem variáveis para cada projeto, a capacitação e o treinamento são fundamentais para garantir a qualidade da aplicação. No entanto, no Brasil são poucas as empresas que executam projetos de forma especializada e certificada do início ao fim.

"Cada obra deve ser executada de modo minucioso. É preciso, inclusive, realizar medições no pós-obra com um instrumento de precisão magnético capaz de determinar se o revestimento intumescente de proteção passiva foi aplicado na espessura adequada para cada tipo de pilar", salienta Lin.

Além da qualidade, garantir a produtividade na etapa de aplicação é outro desafio para as empresas do setor. A PCF, por exemplo, conta com equipamentos similares aos utilizados nos Estados Unidos e em países da Europa, mas enfrenta dificuldades para obter os mesmos níveis de produtividade devido à baixa industrialização da construção civil brasileira.

PERSPECTIVAS

Apesar dos gargalos, a expectativa é que o cenário melhore em curto prazo. Com a inserção da pauta de segurança de incêndio nas grades curriculares e a intensificação das vistorias a estabelecimentos, o uso de produtos certificados de proteção passiva tende a aumentar, observam os especialistas. "Desconsiderando a crise econômica, o setor está razoavelmente consolidado e progredindo. São utilizados no Brasil os materiais mais avançados do mundo nessa área, com custo competitivo", relata Anias.

O executivo da PCF lembra, no entanto, que a adesão de mais empresas de aplicação ao programa de certificação do serviço de aplicação de proteção passiva contra fogo em estruturas de aço (PE‑043.02), da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), ainda é um avanço esperado. "Dessa forma haveria mais empresas comprometidas com a excelência da aplicação desses materiais. Cabe também às construtoras e gerenciadoras exigir da concorrência essa certificação", observa.

No país, a principal referência para a certificação dos produtos é o Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT), mas qualquer laboratório que tenha reconhecimento internacional pode ser aceito pelas autoridades competentes. "No exterior, o UL [Underwriters Laboratories], nos Estados Unidos, é o mais conhecido e utilizado", acrescenta Anias.

Foto: divulgação CKC
Reportagem: Gisele Cichinelli

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