Desempenho ao Fogo da Madeira: Comportamento e Proteção Estrutural
Desempenho ao Fogo da Madeira: Comportamento e Proteção Estrutural
A madeira é um combustível sólido. Como tal, passa por um processo de degradação térmica quando
submetida à elevação da temperatura. Nesse processo, diferentes resíduos são produzidos, entre eles: compostos químicos voláteis, gases, vapor d’água, fumaça, cinzas e carvão. Combustíveis sólidos, como a madeira, são fontes compactas de armazenamento de energia que passam por um processo de gaseificação para alimentar as reações de combustão, (LEPAGE et al, 1986). Esse processo ocorre em etapas (ver Figura 46) e sua compreensão, assim como a reação e resistência ao fogo da madeira, auxilia no estudo do desempenho da madeira em situação de incêndio para uso estrutural, permitindo assim a tomada de decisões para seu emprego racionalizado e seguro.
Convém ressaltar que para o estudo da madeira destinada à aplicação estrutural, a temperatura de interesse de estudo vai até cerca de 300oC, pois acima desse valor, a madeira já se encontra carbonizada e, portanto, sem suas propriedades mecânicas e físicas de interesse.
A madeira é um material com propriedades únicas, mas quando se trata de sua reação ao fogo, é crucial entender seu comportamento e implementar medidas de proteção adequadas. Ao ser exposta a altas temperaturas, a madeira passa por um processo de degradação térmica que resulta na produção de diversos resíduos, incluindo compostos químicos voláteis, gases, vapor d’água, fumaça, cinzas e carvão. No entanto, sua combustão não ocorre de forma rápida, e é importante considerar sua temperatura de ignição, que geralmente é superior a 400ºC.
O desempenho da madeira em situação de incêndio é influenciado por diversos fatores, como a formação de uma camada superficial de carvão, que atua como isolante térmico, e a transmissão lenta de calor, que protege as camadas internas do material. Além disso, a espessura de carbonização é um aspecto crucial a se considerar, pois é função do tempo de exposição ao fogo e da taxa de carbonização.
Para proteger elementos estruturais de madeira contra o fogo, existem várias opções disponíveis. Uma delas é o cobrimento do elemento com materiais de propriedades isolantes, como gesso, lã de rocha e lã de vidro. Esses materiais envolvem o elemento estrutural, proporcionando uma barreira contra as altas temperaturas. No entanto, é importante ressaltar que essa abordagem pode não ser adequada em situações onde a estética da madeira é valorizada.
Referências: LEPAGE et al, 1986; PINTO, 2005; Eurocode 5, 2004; AS 1720.4 (1990); Shaffer (1967); White (1988).
Palavras-chave: Madeira, Desempenho ao Fogo, Proteção Estrutural, Combustão, Carbonização, Materiais de Revestimento, Segurança contra Incêndio.
Dúvidas Frequentes:
1) Como a madeira se comporta em situações de incêndio?
A combustão da madeira não ocorre rapidamente. Sua degradação térmica inicia-se entre 270ºC e 300ºC, e sua ignição requer temperaturas acima de 400ºC. A formação de uma camada de carvão atua como isolante térmico, protegendo as camadas internas do material.
2) Quais são os métodos de proteção contra incêndio para elementos estruturais de madeira?
Uma opção é o cobrimento do elemento com materiais de propriedades isolantes, como gesso, lã de rocha e lã de vidro. Esses materiais envolvem o elemento estrutural, proporcionando uma barreira contra as altas temperaturas.
3) Como é calculada a espessura de carbonização em elementos de madeira?
A espessura de carbonização é função do tempo de exposição ao fogo e da taxa de carbonização. O cálculo das propriedades da seção deve basear-se na espessura real do carvão, incluindo ou não o arredondamento dos cantos.