Proteção de estruturas metálicas a incêndios

O uso de estruturas metálicas em construções comerciais vem crescendo significativamente no Brasil nos últimos anos. Os benefícios da utilização deste tipo de estrutura são enormes para arquitetos, projetistas e engenheiros, mas o maior beneficiário é o cliente final, que pode obter com projetos modernos, maior rapidez na construção e consequentemente a redução de custos totais, quando comparada às construções com estruturas em concreto armado, por ser até três vezes mais rápidas, a menor necessidade de mão de obra, tempo de locação de maquinários, entre outros fatores justificam este ganho. Ainda é importante considerar os ganhos dos negócios, no caso de obras especiais como shopping centers, universidades, aeroportos e hospitais. A inauguração antecipada de um empreendimento comercial é sinônimo de maior rentabilidade para o cliente final, todas estas contas são consideradas, antes de se iniciarem as obras.

Porém, casos de anormalidades, como incêndios podem acontecer, o que levam os projetos estruturais a tratarem da resistência ao fogo, pois a altas temperaturas decorrentes de um incêndio reduzem a resistência mecânica e a rigidez dos elementos estruturais da edificação, e, adicionalmente, promovem expansões térmicas diferenciais, podendo levar a estrutura ao colapso.

O propósito global da segurança contra incêndio em edificações é a redução do risco de perda de vidas e da propriedade, sendo o conceito principal a segurança das pessoas.

As medidas para promover a segurança nesses casos se dividem em dois grupos, ativas e passivas.

Medidas Ativas:

As medidas ativas são aquelas relacionadas a evacuação dos ocupantes da edificação e limitação da propagação do incêndio, tais como escadas de emergência, corredores largos com ventilação apropriada, chuveiros automáticos, extintores, sinalização adequada entre outros fatores que facilitam o trabalho dos bombeiros e evita perdas humanas.

Medidas Passivas:

As proteções passivas são aquelas voltadas a evitar probabilidade do colapso estrutural. Esta depende da resistência ao fogo, a qual compreende três aspectos, ou seja, a capacidade resistente da estrutura, a sua integridade perante ao fogo e a sua capacidade de isolamento térmico e que devem ser observados para os vários elementos da construção.

A capacidade resistente da estrutura vai depender fortemente do comportamento do material estrutural utilizado, ou seja, do grau de variação de suas propriedades físicas e mecânicas com a temperatura. O aço estrutural, em situação de incêndio, ao atingir a temperatura crítica de 550 °C, perde aproximadamente 40% da sua resistência mecânica, iniciando um processo de colapso da estrutura. Sua correta proteção, mantém pelo Tempo Requerido de Resistência ao Fogo, que varia de 30 a 240 minutos, a temperatura do aço estrutural abaixo dos 550 °C, tempo que varia de acordo com o tipo de edificação.

No Brasil a Norma que regulamenta as exigências de resistência ao fogo de elementos construtivos de edificações é a NBR – 14432 (Para acessar a norma ABNT)

A proteção das estruturas metálicas pode ser realizadas através de três métodos que o mercado ao longo do tempo aderiu. Cada método pode ser mais ou menos adequado a cada situação. Eles são as tintas intumescentes, argamassas projetadas e produtos pré-formados.

Tinta Intumescente

Tintas intumescentes são produtos reativos ao calor, que, à aproximadamente 200°C, iniciam um processo de expansão volumétrica atingindo muitas vezes seu volume inicial, dependendo da espessura aplicada e temperatura a qual sejam expostos. Neste processo são liberados gases atóxicos que atuam em conjunto com resinas especiais formando uma “espuma” rígida na superfície da estrutura, provocando o retardamento da elevação das temperaturas nos elementos metálicos, evitando que o perfil sofra colapso.

Argamassas Projetadas

São os materiais internacionalmente mais utilizados para a proteção de estruturas metálicas, devido à sua alta eficiência e baixo custo de aplicação. Aplicados por projeção pneumática de baixa pressão preferencialmente na fase inicial de construção do edifício, este tipo de proteção traz grande produtividade e rapidez, reduzindo as interferências (e os custos) no cronograma da obra, como descrito anteriormente neste blog.

Material com aparência rugosa, com alto conteúdo de aglomerantes que, quando misturados com água, geram uma massa fluida que pode ser bombeada. São apresentados como produtos de baixa, média ou alta densidade, e são constituídos basicamente de gesso (aproximadamente 80% do peso seco), cimento Portland (em materiais de média e alta densidade), resinas acrílicas e cargas inertes, tais como poliestireno expandido, celulose e preservantes.. É projetada sobre a estrutura metálica em espessuras que variam entre 1,5 a 2,5 cm. Protegem o substrato do calor por apresentarem baixa condutividade térmica. Não é recomendada para estruturas expostas pela aparência rústica que confere e fragilidade a impactos mecânicos. Possuem ainda a vantagem de proteger a estrutura contra a corrosão, eliminando a necessidade de qualquer tipo de primer, devido à composição química destes materiais.

Pré-formados

São produtos econômicos que apresentam bom isolamento térmico às altas temperaturas, mantendo a integridade da estrutura durante a evolução do incêndio. Sua durabilidade deverá ser a mesma da estrutura, dispensando manutenção, e não promovendo qualquer tipo de ataque corrosivo ao aço. Não são higroscópicos, tornando desnecessário o uso de tintas de fundo ou outros sistemas de proteção contra a corrosão em estruturas internas. Estruturas externas costumam receber proteção de um primer anticorrosivo para que não haja o desenvolvimento da corrosão sob a camada passiva.

São três os tipos de pré-formados mais utilizados:

-Mantas de Fibra Cerâmica e Painéis de Lã de Rocha

Mantas de fibra cerâmica e placas de lã de rocha são alternativas para a proteção de estruturas de edificações já em funcionamento, uma vez que estes sistemas geram menos sujeira que materiais projetados.

Estes sistemas são fixados em pinos previamente soldados à estrutura e possuem acabamento rústico, devendo ficar ocultos sobre forros ou envolvidos por materiais específicos de acabamento

-Painéis de Silicato

São placas rígidas de grande resistência à impactos e à abrasão. Os painéis são instalados de forma limpa, mesmo em edificações já em funcionamento, através de travamentos por parafusos ou grampos, sem a necessidade de soldagem na estrutura.

Este material possui acabamento similar às placas de gesso acartonado, podendo receber massas e pinturas de acabamento, posteriormente a sua aplicação.

-Placas de gesso acartonado

São placas de gesso acartonado com características específicas para a proteção contra fogo de estruturas metálicas.

Estas placas possuem custo que pode ser superior ao custo de placas “dry-wall” convencionais de acabamento, mas podem ser uma boa solução em projetos onde existam requisitos como isolamento acústico ou compartimentação com paredes corta-fogo, além da proteção passiva contra fogo

Fontes: GrupoRefrasol, CBCA