Incêndio em prédios: como o projeto estrutural influencia um colapso

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Recentemente São Paulo registrou mais um incêndio de grandes proporções. Como em outros casos, a ausência de sistemas preventivos e alguns detalhes estruturais favoreceram o rápido alastramento do fogo até que o edifício, Wilton Paes Almeida, colapsou.

Com a intenção de que se compreenda melhor as características estruturais e de combate a incêndio em prédios, que devem ser observadas pelo projetista, compartilho esse podcast em que fui entrevistado.

 Ouça aqui o podcast:

Importância da verificação da estrutura em situação de incêndio para a segurança estrutural

Sistemas de prevenção de incêndio em prédios

Uma das condições indispensáveis ao ser humano é a segurança em seu local de moradia e de trabalho. Muitas pessoas ainda guardam na memória as imagens de tragédias provocadas por incêndios de grandes proporções em edifícios, como o Andraus (1972) e Joelma (1974), com dezenas de vítimas.

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Após essas tragédias, medidas foram tomadas para aumentar a segurança contra incêndios em prédios já na etapa de desenvolvimento dos projetos arquitetônicos, hidrossanitários e elétricos, visando minimizar o risco à vida, provocado especialmente pela exposição severa ao calor e à fumaça, que é a principal causa dos óbitos.

Isso pôde ser observado na tragédia que ocorreu na Boate Kiss, em Santa Maria/RS, quando quase 250 jovens morreram, sendo a maior parte deles pela fumaça tóxica que ocupou o ambiente.

Solução estrutural: Dicas para um projeto de qualidade

O objetivo fundamental da segurança contra incêndio é minimizar o risco à vida. Como conseqüência, conduz-se à redução da perda patrimonial. Entende-se como risco à vida a exposição severa à fumaça ou ao calor dos usuários da edificação e o desabamento de elementos construtivos sobre os usuários ou a equipe de combate. A principal causa de óbitos, em incêndio, é a exposição à fumaça que ocorre nos primeiros momentos do sinistro. Assim, a segurança à vida depende prioritariamente da rápida desocupação do ambiente em chamas.
A inclusão de medidas de proteção e combate ao incêndio e, principalmente, de meios que permitam o rápido abandono dos ambientes em chamas deve ser conscientemente analisada pelo projetista, em conjunto com o proprietário, levando em conta as condições específicas da obra, tais como: porte da edificação, número de usuários e tipo de utilização, além das exigências do poder público, das recomendações das normas técnicas para o projeto e da especificação de equipamentos.
Um sistema de segurança contra incêndio consiste em um conjunto de meios ativos (extintores, redes de hidrantes, sistemas automáticos de detecção de fumaça, sistemas de chuveiros automáticos, brigadas contra incêndio, etc.) e meios passivos (verificação da segurança das estruturas em incêndio, rotas de saída desobstruídas, bem dimensionadas e sinalizadas, compartimentação vertical e horizontal, uso de materiais que evitem a propagação das chamas, etc..)

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Os sistemas de proteção e combate a incêndios em prédios no Brasil vem sendo aperfeiçoados ao longo dos anos nas diversas áreas da construção civil, envolvendo desde o projeto arquitetônico, instalações hidráulicas de combate a incêndio, projeto elétrico, estrutural, entre outras disciplinas da engenharia.
No caso dos projetos arquitetônicos, é possível observar estes cuidados na prevenção de incêndio, observando, por exemplo, a criação de rotas de fuga através da utilização de escadas protegidas, onde o usuário pode percorrer da cobertura do edifício até a saída na base, mesmo no caso das outras áreas do edifício estar incendiadas. Este mesmo caminho também facilita o acesso para operações de combate ao incêndio. Outro exemplo de aplicação para prevenção na etapa de definição da arquitetura é a utilização de materiais com menor potencial de pegar fogo, reduzindo o risco de incêndio.

Segurança das estruturas contra o incêndio em prédios

Hoje em dia sabe-se que a condição de verificação da segurança contra incêndio, que antes era feita somente sob o ponto de vista arquitetônico, hidráulico e elétrico deve ser estendida ao projeto de estruturas das edificações, a fim de evitar a ruína prematura parcial ou total da estrutura, permitindo a fuga dos usuários e as operações de combate ao incêndio.
Se o desabamento das torres gêmeas de Nova Iorque pudesse ter sido evitado, milhares de pessoas não teriam morrido por falta de tempo para deixar o edifício em chamas, atingido pelos ataques aéreos.

Desta forma, a prevenção e combate a incêndio são realizados através diversos sistemas inter-relacionados, que tem por objetivo:

  • Reduzir o risco de incêndio;
  • Controlar o fogo em estágios iniciais;
  • Limitar a área exposta ao fogo (compartimento corta-fogo);
  • Criar rotas de fuga; Facilitar a operação de combate ao incêndio;
  • Evitar a ruína prematura da estrutura, permitindo a fuga dos usuários e as operações de combate ao incêndio.

Este último tópico representa o principal papel da verificação da estrutura em situação de incêndio.

Verificação da estrutura em situação de incêndio

Durante a ocorrência de um incêndio, o aumento da temperatura dos elementos estruturais em decorrência do fogo (ação térmica), causa redução da resistência e aumento das deformações dos elementos, bem como, eventualmente, o aparecimento de esforços solicitantes adicionais decorrentes das restrições às deformações de origem térmica.

A verificação da estrutura em situação de incêndio consiste, basicamente, em verificar as dimensões e condições de proteção dos elementos estruturais para que cada um, individualmente, tenha um Tempo de Resistência ao Fogo (TRF) superior ao Tempo Requerido de Resistência ao Fogo (TRRF), aplicando-se métodos para verificação dessa condição em diversas situações de projeto.
De uma forma simplista, o Tempo Requerido de Resistência ao Fogo (TRRF) pode ser entendido como o tempo mínimo (descrito em minutos e fruto do consenso de uma dada sociedade) que os elementos construtivos devem resistir (com respeito à integridade, estanqueidade e isolamento, onde aplicável) a uma ação térmica padronizada, em um ensaio laboratorial.
O objetivo dessa verificação é, portanto, garantir que o Tempo de Resistência ao Fogo (TRF) do elemento estrutural seja suficiente para que as pessoas deixem a edificação e haja tempo para extinguir o fogo antes que a estrutura entre em colapso.

Projeto em conformidade com as normas:

Caso a peça estrutural atenda às condições mínimas exigidas, não há qualquer alteração a ser feita na peça ou em seu detalhamento.
Caso as dimensões da peça sejam inferiores aos mínimos exigidos, deve-se aumentar a dimensão do elemento estrutural, aumentar os cobrimentos das armaduras ou criar condições externas de proteção do elemento (revestimentos ou forros).
A verificação de incêndio é um método de verificação e não um dimensionamento!
Edifícios de pequeno porte, de fácil desocupação, exigem menos dispositivos de segurança e a verificação da estrutura em situação de incêndio pode ser dispensada. Edifícios de maior porte, em que há dificuldade de se avaliar o tempo para desocupação e que um eventual desabamento pode afetar a vizinhança ou a equipe de combate exigem maior segurança e verificação das estruturas em incêndio.

Normatização referente à verificação de incêndio

Em 2004, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) lançou a norma “NBR 15200 – Projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio”, tendo feito uma atualização dessa norma em 2012, em substituição a norma de 2004. Essa norma é complementada pela “NBR 14432:2001 – Exigências de resistência ao fogo de elementos construtivos de edificações”
A NBR 14432:2001 estabelece as condições a serem atendidas pelos elementos estruturais e de compartimentação que integram os edifícios para que, em situação de incêndio seja evitado o colapso estrutural. Devem ser atendidos requisitos de estanqueidade e isolamento por um tempo suficiente para possibilitar:

  1. A fuga dos ocupantes da edificação em condições de segurança;
  2. Segurança das operações de combate a incêndio;
  3. Minimização de danos a edificações adjacentes e à infra-estrutura pública.

Já a NBR 15200:2012 estabelece os critérios de projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio e a forma de demonstrar o seu atendimento, conforme requisitos de resistência ao fogo estabelecidos na NBR 14432.

A verificação da estrutura em situação de incêndio é obrigatória, exceto para as edificações de pequeno porte segundo as condições previstas no Anexo A da NBR 14432:2001.

Mais do que a obrigatoriedade exigida pelo Código de Defesa do Consumidor, que impõe obediência às normas da ABNT, a verificação da estrutura em situação de incêndio é uma medida de grande importância a ser cumprida pelos projetistas da estrutura, pois influencia na segurança e no risco à vida de todas as pessoas que farão uso da edificação.

Se você quer saber mais sobre o assunto, acesse os posts:

Sistemas de sprinklers: atenção para a norma de projetos
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