Introdução
A engenharia de proteção contra incêndios baseia-se em grande parte na definição de critérios de habitabilidade para pessoas que se encontram num recinto afetado pelo fogo. Estes critérios estabelecem, entre outros parâmetros, a visibilidade mínima e a radiação térmica máxima admissível para que se considere que os ocupantes podem evacuar ou permanecer com segurança durante um período determinado.
Diversos guias de design prestacional e normativas, tanto nacionais como internacionais, têm usado historicamente valores como 10 m de visibilidade e 2,5 kW/m² de radiação máxima para definir a aceitabilidade das condições de um incêndio para o público geral e 5 kW/m² para bombeiros. No entanto, os guias prestacionais da Catalunha introduziram critérios mais conservadores:
- 20 m como visibilidade mínima para a evacuação.
- 1,7 kW/m² como radiação térmica máxima tolerável para a evacuação.
- 3,0 kW/m² como radiação térmica máxima tolerável para bombeiros.
Este artigo apresenta os fundamentos técnicos que justificam por que estes valores mais rigorosos oferecem maior segurança e se alinham com outros estudos e recomendações internacionais. Os modernos sistemas de deteção de incêndios trabalham em harmonia com estes critérios para garantir a máxima proteção.
O impacto da radiação na sobrevivência
O calor proveniente da camada de fumos e das chamas transmite-se fundamentalmente por radiação e convecção. Algumas normas ou guias, como a UNE 23585, assumem até 200 °C na camada de fumos a 2,5 m sobre o chão para assegurar que não há contacto com os ocupantes, com a ideia de que a radiação resultante —da ordem de 2,4 kW/m²— ainda se considera tolerável sob certas condições e tempos de exposição.
No entanto, existem estudos (por exemplo, os referenciados na PD 7974 ou em ensaios de Simms & Hinkley) que indicam que 2,5 kW/m² pode produzir dor (eritema) na pele em menos de 60 segundos.
Isto revela um risco significativo para pessoas com mobilidade reduzida ou em cenários com evacuações mais prolongadas. Por isso, reduzir o limiar de radiação para 1,7 kW/m² proporciona mais tempo para a evacuação especialmente se ocorrerem complicações (humidade alta, contacto direto com a pele, etc.).
Evidência científica sobre limites de radiação
O tempo de exposição a partir do qual se produz dor a diferentes níveis de radiação sobre a pele exposta pode observar-se claramente na figura 68.6 que aparece no Handbook da SFPE 5ª edição, mostrando que com 2,5 kW/m² a dor ocorre entre os 30 e os 50 segundos e nas figuras 68.4 e 68.5 produzem-se queimaduras de primeiro e segundo grau aos 100 segundos.
Assim, não é muito sensato admitir que ocorra esta situação durante a evacuação que seguramente durará mais tempo. No texto diz-se que um estudo considera 1,7 kW/m² o limite abaixo do qual ninguém experimenta dor independentemente do tempo de exposição e que aparece neste gráfico como “limite de fluxo de calor crítico”.
Comparativa com padrões internacionais para bombeiros
É de destacar também o facto de que a norma NFPA 921 sobre investigação de incêndios ao tratar o assunto do efeito do fluxo radiante em diferentes elementos considera 2,5 kW/m² como o valor máximo para exposição de bombeiros, já que explica que a pele exposta experimenta queimaduras de segundo grau em 79 segundos.
Assim cabe perguntar por que alguns usam o valor que se considera máximo para bombeiros nos EUA como o admissível para o público geral. Também o Australian Fire Authorities Council segundo indica a Society of Fire Safety (2014) tem um valor inferior para bombeiros pois considera 3 kW/m² como o valor máximo de exposição para estes.
Relevância da visibilidade de 20 metros
Tradicionalmente, muitos documentos estabeleceram 10 m de visibilidade como aceitável para a evacuação. No entanto, os guias catalães recomendam 20 m em situações onde os ocupantes dependem da leitura de sinais ou elementos refletores para guiar a sua saída. Por que reconsiderar esse valor?
Diferença no cálculo da visibilidade a partir do coeficiente de extinção
Ferramentas de simulação, como o FDS, utilizam o fator de relação entre visibilidade e coeficiente de extinção de C = 3 para sinais refletores, mas o valor real encontra-se entre 2 e 4.
Experimentalmente chegou-se a estabelecer um coeficiente de extinção de 0,15 1/m, como valor de referência para a evacuação de pessoas e para este a visibilidade calculada em FDS por defeito é de 20 m, o que indica que “10 m” pode ficar aquém para o público geral. De facto, aplicando um fator de C = 2 a visibilidade calculada necessária seria de 30 m.
Na literatura às vezes expressa-se a densidade ótica (em base log10) ou como coeficiente de extinção (em base neperiana). A tabela seguinte esclarece a relação entre elas e a visibilidade segundo a constante C:
Perfil dos ocupantes
Se se trata de público geral, pessoas idosas ou com mobilidade reduzida, é preferível dar maior margem de visibilidade, sobretudo ao considerar eventuais atrasos de evacuação.
Maior variabilidade da densidade de fumos
A visibilidade em 10 m pode ver-se rapidamente reduzida se o incêndio cresce minimamente ou se os fumos se tornam mais densos do que estimado. Ao exigir 20 m, dá-se uma margem para que outros aspetos como a tenacidade do fumo, a possível corrosão da sinalização ou o escurecimento por fuligem não comprometam a evacuação.
Alinhamento com outras referências internacionais
Embora ainda haja normativas que aceitem 2,5 kW/m² e 10 m de visibilidade, existem precedentes e estudos que avalizam valores mais prudentes:
PD 7974-6:2019
Diferencia entre “exposição zero ao fumo e calor” (critério 10.2) e “exposição mínima” (critério 10.3) segundo se existe ou não um sistema de controlo de fumos efetivo. Em ambos os casos, a norma faz hincapé em que, se o fumo desce à altura dos ocupantes, a radiação deveria ser <2,0 kW/m² e a temperatura <115 °C.
Cita-se que em situações de calor e humidade elevados, a tolerância das pessoas diminui ainda mais.
NFPA 130 (Sistemas de transporte ferroviário)
Requer condições rigorosas de visibilidade e temperatura em plataformas subterrâneas, reconhecendo a necessidade de limiares conservadores para a segurança de um grande número de usuários, expressando que o limite de habitabilidade é de 1,7 kW/m².
Estudos de Simms & Hinkley
Situam em torno de 2,5 kW/m² o ponto onde se produz dor cutânea em poucos segundos. Baixar para 1,7 kW/m² oferece uma janela de exposição segura mais ampla.
Em consequência, o Guia de Bombers da Generalitat da Catalunha não faz senão alinhar-se com as posturas mais conservadoras, ao pedir maior visibilidade e menor radiação.
Conclusões
Maior segurança em condições de incêndio
A adoção de 20 m de visibilidade e 1,7 kW/m² de radiação máxima reduz a probabilidade de que os ocupantes sofram irritações, queimaduras ou desorientações precoces.
Coeficientes de segurança e variabilidade humana
Os modelos de simulação nunca são exatos; a fisiologia humana varia segundo idade, saúde ou stress. Utilizar valores mais conservadores minimiza o risco de erro ou imprevistos.
Reflexo de estudos e guias externos
Embora 2,5 kW/m² e 10 m de visibilidade sejam valores consolidados em alguns documentos, cada vez há mais referências —incluída a PD 7974— que recomendam valores inferiores de radiação e superiores de visibilidade, especialmente em ambientes com muitos ocupantes ou com tempos de evacuação prolongados.
O papel da humidade e dos aspersores
A presença de água pulverizada ou vapor pode agravar a situação do ponto de vista da pele e da respiração, embora também ajude a arrefecer o fumo. Isto sublinha a importância de não se cingir só a temperaturas na camada de fumos ou a critérios simplificados de visibilidade e radiação.
Em resumo, a decisão da Catalunha de exigir condições mais restritivas para a visibilidade e a radiação nos cenários de incêndio é coerente com os últimos avanços em investigação e com a experiência prática acumulada em distintos sectores. Com esta medida, pretende-se reforçar a proteção dos ocupantes e robustificar as margens de segurança que, em casos reais, podem marcar a diferença entre uma evacuação bem-sucedida ou um acidente.
Referências resumidas
- PD 7974-6:2019, “Application of fire safety engineering principles to the design of buildings — Part 6: Human factors: Life safety strategies — Occupant evacuation, behaviour and condition (Sub-system 6)”.
- SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, vários capítulos sobre critérios de habitabilidade (visibilidade, radiação, toxicidade).
- UNE 23585:2017. “Requisitos e métodos de cálculo e design para projetar um sistema de controlo de temperatura e de evacuação de fumos (SCTEH)”.
- Guia de Bombers da Generalitat da Catalunha e Cluster de Segurança Contra Incêndios.
- Simms & Hinkley (vários estudos sobre tolerância térmica e radiação).
