Ver a imagem completa

9 julho 2020 Kingspan Isolamento
Ver a imagem completa

 

A proibição do governo inglês de usar materiais combustíveis nos sistemas de revestimento de certos tipos de edifícios altos na Inglaterra pode parecer uma decisão simples. No entanto, como os profissionais sabem, as realidades dos incêndios raramente são simples. É um fenómeno complexo e  a confiança em ideias preconcebidas baseadas em experiências isoladas pode não ser o melhor caminho a seguir.

Na verdade, há uma variação considerável na reacção ao fogo (Contém um link para o texto sobre o significado da reacção ao fogo) dos materiais classificados como "combustíveis". O programa de testes do governo britânico, e a pesquisa adicional realizada desde então, mostrou que o impacto dos painéis de materiais compostos de alumínio (ACM) com núcleos de polietileno (PE) na propagação do fogo é várias ordens de magnitude superior à do isolamento "combustível" normalmente utilizado, tal como o isolamento com espuma fenólica. Os testes também destacaram que a classificação de produtos individuais não é um indicador confiável do desempenho de um sistema de revestimento completo e que sistemas com materiais combustíveis podem funcionar tão bem quanto aqueles sem.

Para entender porque é este o caso, é útil entender como um dos materiais testados, o isolamento de espuma fenólica, funciona quando exposto ao fogo.


Carbonização protectora

Quando exposto ao calor, o isolamento de espuma fenólica  sofre um processo chamado pirólise (decomposição térmica). Isto resulta em dois produtos: gases combustíveis quentes (gases de pirólise) e um carvão preto que se forma na superfície do material. É importante notar que a pirólise é uma reacção endotérmica, o que significa que ela absorve calor.

A figura 1 mostra uma amostra de isolamento de espuma fenólica exposta a uma chama de maçarico. No primeiro meio minuto de exposição, as chamas (para além das da tocha) tornam-se visíveis. Estes são o resultado de uma reacção exotérmica (combustão) entre os gases quentes e o oxigénio. As chamas extinguem-se após os primeiros 30 segundos de exposição, à medida que se forma um carbono preto. Este carvão protege o isolamento por baixo da chama (Contém link para vídeo e texto sobre  Why does phenolic insulation char and how does it benefit fire performance?)(e o calor da combustão dos gases da pirólise).

The Facts matter
Imagem 1: Quando o isolamento de espuma fenólica é exposto ao fogo da tocha é formada uma carbonização protectora.
Como a superfície do carvão continua a pirólise, a taxa de emissão de gases diminui, e a natureza desses gases muda à medida que se forma a carbonização. O efeito líquido é que a taxa de produção de gases combustíveis, e a intensidade da chama produzida, é reduzida após a formação da camada de carbonização inicial.

Quando a chama é retirada da tocha, a energia da combustão destes gases é insuficiente para suportar mais pirólise, e o isolamento torna-se auto-extinguível.

Isto mostra que os materiais classificados como "combustíveis" não queimarão necessariamente ou serão queimados em todos os casos. Portanto, "combustível" não significa automaticamente "inflamável". A "inflamabilidade" é específica do cenário, enquanto a "combustibilidade" é uma propriedade intrínseca baseada unicamente no conteúdo térmico de um material.


Uma abordagem completa do sistema

Na prática, o que importa não é como um produto individual é rotulado ou classificado. Por exemplo, mesmo quando os materiais de isolamento e revestimento de um sistema de fachada são classificados como Euroclasse A1 ou Euroclasse A2, ainda haverá uma quantidade surpreendente de material combustível em toda a construção, tais como quebras térmicas, vedantes, barreiras de vapor e fitas. É a interação entre os diferentes componentes, a sua disposição espacial e como são instalados que determinará, em última análise, como um sistema de fachada se comporta quando exposto ao fogo.

Portanto, embora os testes de produtos individuais utilizados dentro do sistema Euroclasses para determinar o desempenho de reacção ao fogo possam fornecer uma medida de referência útil, têm limitações severas ao avaliar o desempenho de um sistema completo. Estas limitações têm sido reflectidas por testes recentes que demonstraram que mesmo quando o revestimento e o isolamento são "combustíveis limitados", podem não passar num teste em grande escala como parte de um sistema.

É por isso que é tão importante testar toda a montagem da fachada para garantir que o comportamento desejado seja alcançado.


Testar

A Kingspan Insulation encomendou recentemente testes com construções que coincidiram com as do programa de segurança de edifícios do governo britânico. Os testes foram realizados de acordo com a norma ISO 13785:1, um teste de reacção ao fogo em escala intermédia para sistemas de fachadas. Tal como o BS 8414 (Teste em larga escala utilizado dentro do programa do Governo), foi concebido para simular um incêndio que começa num edifício, que se estende através da janela e afeta a fachada.
iso-13785-1-article-image-q
Imagem 2: Estrutura de teste ISO 13785: 1
O teste ISO 13785:1 consiste numa parede de canto de 2,4 m de altura. É essencialmente um terço do tamanho do BS 8414 com uma carga de incêndio inferior para compensar a escala mais reduzida. Durante o teste, um queimador a gás é aceso na base da parede e permanece a 100 kW por um período de 30 minutos ou até que apareçam chamas na parte superior da amostra.


Resultados do ensaio

O primeiro conjunto de teste continha isolamento em fibra de lã de rocha da classe A2 e espuma fenólica e ACM com um núcleo FR (resistente ao fogo). A construção que compreende o isolamento em fibra de lã de rocha e o ACM com núcleo sólido A2  é o único sistema que cumpriria com a nova proibição do uso de materiais combustíveis em sistemas de revestimento de fachadas com mais de 18 m. 

Os sistemas comportaram-se de forma muito semelhante ao longo de todo o teste. Apesar de todas as construções contendo elementos classificados como "combustíveis", a propagação do fogo foi limitada. Houve alguns danos no revestimento ACM quando este se desintegrou nos ensaios, mas os materiais de isolamento não espalharam o fogo.

Foram realizados testes adicionais com construções de três materiais de isolamento: poliisocianurato (PIR), isolamento de fibra de lã de rocha mineral e espuma fenólica, com um ACM com núcleo de PE como o tipo instalado na Torre Grenfell. O sistema PIR continha o material de isolamento e o painel ACM que foi utilizado em mais de 90% da Torre Grenfell.

A diferença em relação ao conjunto de testes anteriores foi clara. As figuras 3 e 4 mostram as diferentes configurações do sistema com uma duração de teste de 5 minutos. Enquanto as configurações com ACMs de núcleo A2 e FR mostram apenas uma propagação de fogo limitada, todos os painéis ACM de núcleo PE estão a arder. Em 10 minutos, os HMCAs cor de PE tinham-se queimado completamente, deixando para trás o material de isolamento, que nos três casos se tinha tornado auto-extinguível.
 
iso-13785-1-article-image-q
Image 3 : Fire extent on ISO 13785: 1 test rigs with phenolic and rock mineral fibre insulation with A2 and FR cored ACMs after 5 minutes test duration
iso-13785-1-article-image-q
Image 4 : Fire extent on ISO 13785: 1 test rigs with PE core ACMs after 5 minutes test duration
Conhecimento mais completo

Os testes ilustram claramente que o impacto do uso de ACM em PE nestas construções foi muito mais significativo para o desenvolvimento do incêndio do que a escolha do material de isolamento. Esta é uma demonstração clara de que o rótulo "combustível" é demasiado vago e que os sistemas com materiais "combustíveis" podem funcionar tão bem como os sistemas com materiais “incombustíveis”. 

Se quisermos melhorar a segurança contra incêndios é vital que adotemos uma abordagem mais abrangente, como sugerido no relatório "Building a safer future", proveniente da revisão independente da segurança contra incêndios em edifícios. Não foi recomendada uma proibição total, mas a "necessidade de repensar radicalmente todo o sistema e como ele funciona".

A estrutura proposta pelo relatório é baseada em resultados, o que significa que os regulamentos se concentrariam em deixar claro o que a indústria precisa alcançar, em vez de dizer-lhe como deve alcançá-lo. Isto não significa que os regulamentos estejam a tornar-se mais laxistas,muito pelo contrário. Uma parte importante da reforma proposta é a definição de linhas mais claras de responsabilidade, uma supervisão muito mais eficaz e consequências graves para o incumprimento. Deve-se sempre lembrar que o sistema utilizado na Torre Grenfell não cumpria os regulamentos. O que uma abordagem baseada em resultados permite é uma maior flexibilidade, inovação futura e um reconhecimento do valor da investigação e da experiência que a indústria já possui.


Todos juntos

É vital que a indústria de construção e segurança contra incêndios não veja a proibição do uso de materiais combustíveis em certas aplicações em arranha-céus na Inglaterra como um fim em si mesmo. Como os testes aqui discutidos demonstraram, a base científica para focar na classificação da reacção ao fogo de produtos de revestimento individuais é questionável, na melhor das hipóteses.

Se queremos realmente elevar os padrões de segurança contra incêndios, é imperativo que os profissionais de todas as indústrias afetadas comecem a "viver a mudança cultural que é necessária". Isto significa trabalhar activamente para identificar e implementar melhorias em todas as áreas da nossa prática e assegurar uma monitorização abrangente.