A madeira, uma excelente proteção contra o fogo

Contrariamente à crença popular, a madeira é um material particularmente interessante face ao fogo. Capaz de manter suas propriedades mecânicas por mais tempo que o concreto, o aço e o alumínio.

Graças a sua baixa condutividade térmica, ela representa uma efetiva garantia adicional na evacuação dos ambientes atingidos.

Como isso sucede:

Durante a combustão, forma-se uma camada carbonizada na superfície da madeira, que é 8 vezes mais isolante que a madeira natural. Essa camada é capaz de retardar a combustão do material em torno de 0,7mm/face/minuto. Treliças, colunas e vigas, de madeira, conservam sua integridade física por longo tempo. Uma margem de segurança adicional oferecida pela madeira; Os elementos estruturais, antes de atingirem seus pontos de ruptura emitem sons (estalos) fortes, funcionando assim, como sinal de alarme.

Uma estrutura de madeira nos permite um tempo de intervenção mais longo que uma estrutura de concreto ou de aço, por sua baixa condutividade térmica, ou seja: A transmissão de calor da madeira é 12 vezes menor que a do concreto, 250 vezes menor que a do aço, e 1.500 vezes menor que a do alumínio.

Incêndios

As causas dos incêndios não se encontram nos materiais estruturais, sejam eles madeira, concreto ou metal.

Os incêndios têm, normalmente, origem na instalação elétrica ou de gás, nos aquecedores e fogões, nas cortinas, entre outros.

Estudos realizados na POLI-USP mostram que, com o aumento da temperatura, a perda percentual de resistência em corpos-de-prova de concreto é mais acentuada que nos corpos-de-prova de madeira. Portanto, desde que sejam bem projetadas, as estruturas de madeira apresentam ótimo desempenho em situação de incêndio.

Após um incêndio, observamos o colapso das vigas de aço, enquanto a viga de madeira sustenta sua carga – EESC-USP

Condutividade Térmica para diversos materiais:

W/m.K (watt por metro por kelvin) é uma unidade de medida de condutividadetérmica.

A opção pela utilização da madeira na construção de uma maneira geral e, particularmente, como elemento estrutural deve levar em conta os aspectos específicos relacionados à obtenção do material. A exploração e a utilização indiscriminada desse recurso natural é hoje motivo de grande preocupação. Assim, ao optar pela utilização da madeira devemos buscar o produto oriundo de manejo florestal licenciado e fiscalizado.

Devemos sempre utilizar a madeira certificada, o que é garantia de que sua extração foi efetuada de forma sustentável, dos pontos de vista social e ambiental.

O uso estrutural da madeira baseia-se na composição de peças industrializadas, compostas de forma a apresentar um desempenho calculado. A madeira a ser utilizada na estrutura deve ter recebido tratamento adequado, que a proteja de agentes agressivos como fungos e insetos, e da umidade em casos particulares.

Assim como em concreto ou aço, os projetos estruturais em madeira devem ser elaborados por Arquitetos, ou por Engenheiros especializados. Tal providência assegura o uso racional da madeira, e o cumprimento dos requisitos de resistência e segurança da edificação.

Como associamos a estrutura construída em madeira à lenha que queimamos nas nossas lareiras, o senso comum leva-nos a concluir que um edifício com estrutura em madeira resiste menos a um incêndio que as estruturas metálicas, ou de concreto armado. Esta idéia pode estar muito longe da realidade, é o que a física e a química nos permitem entender sobre os fenômenos associados aos incêndios em edifícios.

Reação do material: Comportamento físico-químico ao ataque inicial do fogo, e inclui parâmetros como Tempo de ignição, Taxa de propagação do fogo, Calor total libertado, Taxa de propagação de Fumos, entre outros. O domínio destes principais fatores nos permite atender aos requisitos essenciais da proteção contra incêndio:

• Garantir a estabilidade ao fogo das estruturas durante um tempo determinado.
• Limitar o desenvolvimento do fogo e de fumos.
• Limitar a propagação do fogo a edifícios vizinhos.
• Garantir a evacuação dos ocupantes dos edifícios.
• Garantir que as equipes de salvamento não correm riscos.

Resistência ao Fogo: Tempo (min) durante o qual um determinado sistema construtivo, sob condições de fogo normalizado – ISO 834-1:1999, cumpre as exigências que lhe são solicitadas, em termos de:

• Estabilidade / Capacidade portante.
• Ausência de emissão de gases inflamáveis pela face não exposta ao fogo.
• Estanqueidade à passagem de chamas e gases quentes.
• Resistência térmica suficiente para impedir que na face não exposta se alcancem temperaturas superiores às estabelecidas pela Norma (140 °C – Média e 180 °C – Máxima).

Os revestimentos de paredes e tetos também têm um papel importante na eclosão e desenvolvimento do fogo, especialmente nos caminhos de fuga e, particularmente, nos edifícios multipisos. Nas Normas e nos regulamentos nacionais, são impostos limites ao grau de reação ao fogo desses revestimentos.

Os materiais de revestimento das superfícies interiores, dos caminhos de evacuação, devem ter uma reação ao fogo das classes a seguir (ISO 834-1:1999):

• Materiais de revestimento de pavimentos – M3
• Materiais de revestimento de paredes – M2
• Materiais de revestimento de tetos – M1

Há vários processos de tratamento com Retardantes de Fogo e que podem ser classificados genericamente em três classes:

a) Os que são Incorporados na madeira durante o ciclo de produção, como resinas e películas.

b) Os que são impregnados em autoclave, após o ciclo de fabricação, em madeira sólida, contraplacados e outros painéis, como as soluções de sais minerais.

c) Os que são aplicados na montagem ou instalação dos produtos, como tintas, vernizes e placas minerais.

Destacamos dois pontos que podem gerar falsas conclusões:

1. Os Retardantes de Fogo não tornam, de modo algum, a madeira incombustível.

2. Os produtos fungicidas não são retardantes de fogo, apenas não aumentam a carga térmica, uma vez que não alimentam a combustão. Entretanto, eles não evitam que a madeira arda.

Os Retardantes de Fogo têm diversas formulações e atuam de diferentes maneiras, sempre com o objetivo de conter a ignição, a propagação das chamas através das superfícies e diminuir a taxa de liberação de calor do substrato, isto é; reforçando a capacidade de reação da madeira ao fogo, como segue:

• Promovem ou facilitam a carbonização.
• Convertem os gases voláteis em não inflamáveis, tais como vapor de água e CO_2.
• Formam uma barreira vitrificada nas superfícies.
• Produzem uma barreira intumescente nas superfícies.
• Libertam radicais livres que inibem a reação de combustão.

Esses Retardantes são submetidos a Ensaios de Reação ao Fogo, em diferentes substratos, gerando uma classificação segundo o tipo de proteção que devem proporcionar ao substrato. A escolha desses produtos e processos depende de vários fatores. É importante discutir em detalhe com os fabricantes ou fornecedores, de modo a eliminar ou minimizar eventuais riscos do projeto. Esses fatores incluem:

• Cumprir as Normas e Recomendações vigentes para o nível de proteção a que se destina.
• Exigências e especificações arquitetônicas.
• Tipo de madeira (espécie) do substrato.
• Natureza do trabalho: edificação nova / conservação / reconstrução / restauração.
• Condições do ambiente.
• Condições de trabalho durante a aplicação / instalação.
• Requisitos de conservação, prevenção e manutenção.
• Efeitos do tratamento na aparência do substrato ou nas propriedades inerentes.
• Interferência do tratamento, por impregnação, em posterior aplicação de revestimentos.
• Disponibilidade do produto no mercado, e condições de fornecimento.

Conclusão:

Um dos aparentes paradoxos da madeira é o de ter uma altíssima resistência ao fogo, sendo um material inflamável. Entretanto, sua combustão é muito lenta, regular, e tem o desempenho altamente previsível.

Esperamos, com esta breve síntese, ter contribuído para esclarecer uma das dúvidas mais freqüentes sobre a utilização da madeira em edificações. Tão controversa quanto atual para a nossa sociedade.

Referências Bibliográficas:

> Construções em Madeira-Dr. Luis Augusto Conte Mendes Veloso – UFPA
> Projecto de Estruturas de Madeira – Amorim Faria e João Negrão
> Tria – Protecção Passiva contra Incêndios – António Lourenço Ferreira
> Bois.com – Construction bois et incendie
> The structure and mechanical behaviour of wood – U. Cambridge
> A Madeira: um Material Construtivo Resistente ao Fogo – EESC-USP

Texto do Eng. Élcio Ielpo do blog (www.madeirambiente.com.br)