CASE STUDY OF PRESSURIZED STAIRCASES IN A COMMERCIAL BUILDING LOCATED IN LONDRINA, PARANÁ (BRAZIL).
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/cs10202505190947
Otávio Fonseca Maraston1
André Luís Nocêra Mansour2
Sabrina Aguiar da Silva3
Resumo
A fumaça é o principal fator responsável por mortes em incêndios por conta da inalação de gases tóxicos e da perda da visibilidade que dificulta a evacuação. Diante disso, as escadas de emergência são responsáveis por garantir uma rota de fuga protegida contra os efeitos do fogo e da fumaça nas edificações com múltiplos pavimentos. A escada à prova de fumaça pressurizada é o tipo mais eficaz de escada de emergência, porém ela necessita de manutenção e inspeção para garantir o bom funcionamento, quando comparada aos outros tipos de escada. Por isso, este trabalho realizou uma vistoria técnica em uma edificação comercial, localizada no município de Londrina/ PR, para avaliar as condições de funcionamento do sistema de pressurização da escada. Para tanto, foi realizada uma visita técnica, acompanhada de oficiais do Corpo de Bombeiros Militar do Estado do Paraná. Na visita técnica foi realizada a medição da velocidade média do ar através da abertura de uma porta corta-fogo, utilizando um anemômetro de fio quente, obtendo-se o valor de 3,77 m/s, atendendo ao valor mínimo de 1 m/s prescrito pela NPT 013/2014. Já a medição dos diferenciais de pressão entre os espaços pressurizados e os espaços não pressurizados adjacentes foi realizada por meio de um manômetro, cujo valor foi de 63,2 Pa, ligeiramente acima do valor máximo permitido de 60 Pa pela NPT 013/2014. Portanto, este estudo contribuiu com a segurança contra incêndios ao avaliar a eficiência de escadas pressurizadas existentes em edificações comerciais.
Palavras-chave: Escadas pressurizadas. Saídas de emergência, Prevenção contra incêndio, Rota de fuga.
1. INTRODUÇÃO
O domínio do fogo pelos primeiros hominídeos possui importância fundamental para a sobrevivência da espécie humana, proporcionando calor, proteção contra animais selvagens e possibilitando o cozimento de alimentos, causando uma melhoria na nutrição e na saúde das populações. À medida que a sociedade evoluiu, o uso controlado do fogo possibilitou avanços importantes, como a fabricação de ferramentas de metal, a criação de cerâmicas e o desenvolvimento de diversas indústrias, sendo um motor de progresso em várias civilizações (FILHA, 2023).
Embora o fogo seja utilizado de maneira controlada em diversas atividades humanas, sua manifestação descontrolada resulta em incêndios, que são caracterizados pela propagação rápida e descontrolada das chamas, geralmente acompanhada pela emissão de calor intenso, gases tóxicos e fumaça (CBPM/SC, 2018).
Na década de 1970 no Brasil, os incêndios nos edifícios Joelma e Andraus localizados em São Paulo tiveram um impacto profundo nas normas de segurança contra incêndio. O incêndio no edifício Andraus, em 1972, resultou em 16 mortos e 336 feridos (LISBÔA, 2017). Apenas dois anos depois, em 1974, o incêndio no edifício Joelma acarretou a morte de 181 pessoas e deixou mais de 300 feridos (PADOVAN, 2024). Esses dois incidentes expuseram a fragilidade das edificações brasileiras em emergências, principalmente às de múltiplos pavimentos, levando ao surgimento das primeiras regulamentações de saída de emergência, tendo em vista que as duas edificações não possuíam escadas de segurança (SANTOS, 2021).
A falta de escadas de segurança nos edifícios Joelma e Andraus não só comprometeu as rotas de fuga, como também expôs os ocupantes à fumaça, que de acordo com Wexler (2014) é o principal fator responsável por mortes em incêndios em edificações residenciais, sendo a causa de cerca de 80% dos óbitos. Com uma temperatura superior à do ambiente, a fumaça tende a subir rapidamente dentro dos edifícios, propagando-se de forma mais veloz no sentido vertical do que no horizontal. Isso faz com que ela invada corredores, reduza a visibilidade e exponha as pessoas a gases tóxicos, afetando também as rotas de fuga. Esses riscos fomentaram o desenvolvimento de sistemas de proteção, como as escadas pressurizadas (CORTAFOGO, 2019).
De acordo com a NPT 011 (2024), a escolha do tipo de escada de emergência vai depender da ocupação, da altura e da carga de incêndio do edifício. Os tipos de escadas de emergência podem ser classificados da seguinte forma: escada não enclausurada; escada enclausurada protegida; escada à prova de fumaça e escada à prova de fumaça pressurizada. Dentre os tipos de escadas citadas, a pressurização se apresenta como uma opção para proteger o compartimento em que a escada se encontra em edifícios altos, e o princípio é relativamente simples. Um sistema de pressurização tem como objetivo evitar que a fumaça dos pavimentos ultrapasse as portas das escadas, mesmo que estejam abertas por um curto período. Isso ocorre, pois o sistema irá injetar ar no compartimento da escada, de forma que a pressão dentro dela seja superior em relação ao compartimento adjacente onde ocorre o incêndio (LAY, 2014).
Considerando que o sistema de pressurização necessita de manutenção periódica para seu perfeito funcionamento, Bonfante (2023) realizou um estudo sobre escadas pressurizadas de edifícios residenciais multifamiliares altos em Londrina-PR, construídos há mais de um ano antes da realização do estudo, e constatou que todas as escadas analisadas apresentaram várias irregularidades quanto ao acionamento, operação e manutenção dos sistemas de pressurização, comprometendo a eficácia dessas escadas em situações de incêndio. Diante deste cenário, surgem preocupações com relação ao funcionamento das escadas pressurizadas executadas em outras tipologias de edificações.
Portanto, este trabalho se propõe a realizar uma vistoria técnica, em conjunto com o Corpo de Bombeiros Militar do Estado do Paraná, em uma edificação comercial, localizada no município de Londrina-PR, para verificação das condições de funcionamento das escadas pressurizadas, no âmbito prescrito na NPT 013 (2014).
2. METODOLOGIA
Para o desenvolvimento desse trabalho, será realizada uma vistoria técnica à edificação, juntamente com oficiais do Corpo de Bombeiros Militar do Estado do Paraná. Tal visita terá como objetivo a verificação das condições de funcionamento da escada pressurizada, no âmbito da NPT 013 (2014). Embasado nesta normativa serão aferidas a velocidade média de escape do ar por meio de uma porta corta-fogo aberta, utilizando-se um anemômetro de fio quente, e os diferenciais de pressão existentes entre os espaços pressurizados e os espaços não pressurizados adjacentes, por meio de um manômetro adequadamente calibrado.
2.1 Área de estudo
O objeto de estudo deste trabalho é uma edificação comercial localizada na cidade de Londrina-PR, com área construída de 126.724 m². O projeto é constituído por 8 pavimentos, no entanto somente 5 pavimentos permitem acesso à população geral, os demais pavimentos são áreas de não permanência de pessoas ou áreas de equipamentos e manutenção.
De acordo com a classificação do Código de Segurança Contra Incêndio e Pânico do estado do Paraná (CBPM/PR, 2021), a edificação se enquadra como edifício comercial de grupo C-3, e tipo IV – Edificação de média altura por possuir altura entre 12 e 23 metros. Quanto ao risco, é classificado como moderado, de acordo com a NPT-014 (2021).
A partir da descrição acima, a NPT-011 (2024) estabelece que o tipo de escada de emergência necessária é a escada enclausurada à prova de fumaça. No entanto, nesta edificação, todas as escadas foram substituídas por escadas à prova de fumaça pressurizadas, conforme permitido pela referida normativa.
O edifício possui 11 escadas de emergência, todas pressurizadas. No entanto, as medições deste estudo foram realizadas em apenas uma das escadas da edificação.
2.2 Coleta de Dados
Para mensurar a velocidade média do ar através de uma porta corta-fogo aberta, foi utilizado um anemômetro de fio quente, fabricado pela Instrutherm, modelo TAFR-190, demonstrado na Figura 1.
Realizaram-se 12 medições em pontos uniformemente distribuídos no vão de uma porta corta-fogo aberta, conforme locados no croqui apresentado na Figura 2. A partir dos valores obtidos pôde-se calcular a média aritmética das velocidades de escape do ar.
De acordo com a NPT 013 (2014), ao considerar edifícios comerciais, deve haver duas portas corta-fogo abertas durante a realização das medições, incluindo na contagem a porta onde será feito a medição. Portanto, além da porta em que foram obtidas as velocidades, outra porta corta-fogo foi mantida aberta durante o ensaio.
Figura 1: Anemômetro de fio quente – Fabricante: Instrutherm / Modelo TAFR-190.
Figura 2: Locação dos pontos mensurados na porta corta-fogo aberta.
Para a medição dos diferenciais de pressão foi utilizado um manômetro de pressão e fluxo adequadamente calibrado, fabricado pela Instrutherm, modelo PRF-100, conforme a Figura 3.
Figura 3: Manômetro de pressão e fluxo – Fabricante: Instrutherm / Modelo PRF-100.
Com o sistema de pressurização em funcionamento, a medição foi realizada do lado externo da escada, mantendo a porta corta-fogo fechada. O manômetro utilizado possuía dois conectores na parte superior, aos quais foi acoplado um tubo flexível com sondas em ambas as extremidades. Uma das sondas permaneceu do lado de fora da escada, medindo a pressão do ambiente não pressurizado, enquanto a outra foi inserida sob a porta corta-fogo, adentrando pelo menos 50 mm no interior do compartimento da escada, para medir a pressão do ambiente pressurizado.
De acordo com NPT 013 (2014), o valor diferencial de pressão mínimo e máximo entre os espaços pressurizados e os espaços não pressurizados adjacentes deve ser de 50 Pa e 60 Pa, respectivamente.
2.3 Limitações metodológicas
De acordo com a NPT 013 (2014) às seguintes variáveis também devem ser analisadas durante a vistoria para verificação das condições de funcionamento das escadas pressurizadas:
- Funcionamento dos sistemas de pressurização através dos detectores de fumaça;
- Funcionamento dos sistemas de pressurização através dos acionadores manuais de alarme de incêndio;
- Desligamento dos motoventiladores somente por meio do acionador manual;
- Funcionamento dos detectores de fumaça localizados nos compartimentos dos grupos motoventiladores, quanto ao impedimento do funcionamento do sistema de pressurização.
Porém, como a vistoria foi realizada enquanto permaneciam funcionários e clientes na edificação, os itens descritos acima não foram verificados.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
3.1 Velocidade média do ar
As medições de velocidade do ar foram realizadas pontualmente, com uma leitura registrada para cada um dos 12 pontos indicados na Figura 2. Os ensaios foram conduzidos no Pavimento 04 e, para atender às exigências da NPT 013 (2014), a porta corta-fogo do pavimento imediatamente superior (Pavimento 05) foi mantida aberta durante a realização dos testes.
O resultado das 12 medições realizadas pode ser visualizado no Quadro 1. Os valores correspondem à velocidade do ar na porta corta-fogo do Pavimento 04, imediatamente após sua abertura. Ao final, apresenta-se a média das velocidades registradas nos 12 pontos.
Observa-se que os valores variaram entre 2,25 m/s, no ponto 7, e 4,86 m/s, no ponto 9. Na média, a velocidade de escape do ar foi de 3,77 m/s. Portanto, a edificação atendeu à velocidade média mínima exigida pelo item 5.1.6.5 da NPT 013 (2014), que é de 1 m/s.
O resultado sugere que o sistema de pressurização da edificação avaliada neste trabalho está adequadamente dimensionado e operando de maneira eficaz, garantindo a renovação de ar necessária para evitar a infiltração de fumaça na escada de emergência.
Quadro 1: Valores obtidos de velocidade do ar nos 12 pontos de medição.
Quando comparados com os valores relatados por Bonfante (2023), que analisou a velocidade média do ar em escadas pressurizadas de quatro edifícios residenciais altos em Londrina/PR, nota-se uma diferença nos valores encontrados. No estudo citado, o mesmo procedimento adotado neste trabalho foi realizado em quatro edifícios residenciais, os resultados obtidos indicaram velocidades variando entre 0,06 m/s e 0,48 m/s, ou seja, todos foram inferiores ao observado neste estudo e, inclusive, menores do que estipulado pela NPT 013 (2014).
A diferença entre os resultados desta pesquisa e de Bonfante (2023) pode estar relacionada à tipologia das edificações analisadas. Enquanto a edificação comercial é um edifício com fluxo constante de pessoas e rigorosos padrões de segurança, os edifícios residenciais podem ter menor frequência de inspeções e manutenção, o que impacta diretamente no desempenho do sistema de pressurização.
3.2 Diferencial de pressão
O valor do diferencial de pressão foi obtido na mesma porta corta-fogo utilizada nos testes de velocidade média do ar. Para garantir a precisão dos dados, a sonda do manômetro foi inserida sob a porta corta-fogo, mantendo-a completamente fechada durante o procedimento. Essa metodologia permitiu a aferição da diferença de pressão entre o interior da escada pressurizada e o ambiente externo, conforme recomendado em normas técnicas para avaliação da eficiência do sistema de pressurização.
O resultado da medição dos diferenciais de pressão entre os espaços pressurizados e os espaços não pressurizados adjacentes foi de 63,2 Pa (Pascal). Portanto, a edificação atendeu o nível de pressurização mínima, de 50 Pa, previsto na Tabela 1 do Anexo A da NPT 013 (2014), que tem como objetivo garantir uma pressurização suficiente para impedir a entrada da fumaça na escada, em caso de incêndio. No entanto, não atendeu o nível de pressurização máximo de 60 Pa, previsto no item 5.1.5.1 da referida norma.
Portanto, os resultados obtidos indicam que a pressurização da escada atende ao requisito mínimo estabelecido pela NPT 013 (2014), assegurando a proteção contra a entrada de fumaça e, consequentemente, a segurança dos ocupantes durante uma evacuação. Contudo, por exceder ligeiramente o limite máximo recomendado, pode ocasionar uma resistência adicional à abertura da porta corta-fogo. Esse fator é particularmente relevante em situações emergenciais, onde indivíduos com mobilidade reduzida, como crianças, idosos ou pessoas com deficiência, podem encontrar dificuldades para acessar a escada.
Deste modo, para garantir a conformidade total com a normativa e otimizar a acessibilidade, recomenda-se a realização de ajustes no sistema de pressurização, como a calibração dos ventiladores ou a instalação de dispositivos de alívio de pressão, visando equilibrar a segurança contra fumaça com a facilidade de uso das portas corta-fogo.
No estudo realizado por Bonfante (2023) em edifícios residenciais, os diferenciais de pressão obtidos variaram entre 1 Pa e 19 Pa, a depender do edifício, ou seja, todos valores inferiores ao observado neste estudo e na NPT 013 (2014). Isso reforça a importância das inspeções e manutenções rigidamente controladas, para que os valores estejam dentro dos parâmetros estabelecidos pela normativa e permitam a evacuação segura das pessoas em caso de incêndio.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este estudo realizou ensaios na escada pressurizada de uma edificação comercial, localizada no município de Londrina/ PR, com base na NPT 013 (2014) e nos ensaios necessários dessa normativa.
No ensaio da medição da velocidade de ar em uma porta corta-fogo aberta, os valores obtidos estavam de acordo com o permitido pela norma, apresentando um valor médio de 3,77 m/s, ou seja, superior a 1 m/s, estipulado pela NPT 013/2024.
Quanto ao diferencial de pressão, o resultado obtido de 63,2 Pa, que atendeu ao valor mínimo permitido pela norma, que é de 50 Pa, porém extrapolou ligeiramente o limite máximo, de 60 Pa, o que pode dificultar a abertura das porta corta-fogo por pessoas idosas ou crianças.
Recomenda-se que futuras pesquisas ampliem a análise para as demais escadas do empreendimento, a fim de verificar a uniformidade do desempenho do sistema de pressurização em toda a edificação. Além disso, é interessante que sejam conduzidas investigações em diferentes tipologias de edificações e em outras regiões do país, permitindo uma avaliação mais abrangente do funcionamento e da manutenção desses sistemas em distintos contextos construtivos. Essa abordagem contribuiria para a identificação de boas práticas, desafios recorrentes e possíveis aprimoramentos nas normas e diretrizes de segurança contra incêndios.
REFERÊNCIAS
BONFANTE, Elder. Escada à prova de fumaça pressurizada em edificações residenciais multifamiliares altas localizadas na cidade de Londrina-PR – um estudo de caso. Corpo de Bombeiros Militar do Paraná. 2023, 20 p.
CBPM/PR – Corpo de Bombeiros Militar do Paraná. CSCIP – Código de Segurança contra Incêndio e Pânico. Paraná. 2021.
_______. NPT 011: Saídas de emergência. Paraná, 2016.
_______. NPT 013: Pressurização de escada de segurança. Paraná, 2014. _______. NPT 014: Carga de incêndio nas edificações e áreas de risco. Paraná, 2018.
CBPM/SC – Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina. Tópicos introdutórios: ciências do fogo. 1. ed. Florianópolis: Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina, 2018.
CORTAFOGO. Pressurização de Escadas. 2019. Disponível em: http://www.cortafogo.com.br/pressurizacao. Acesso em: 12 set. 2024.
FILHA, Lindomar et al. O ser humano e o domínio do fogo. Revista Gestão & Tecnologia, v. 1, n. 36, p. 4-16, 2023.
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PADOVAN, Elaine. Incêndio no Edifício Joelma mudou regras de segurança predial. Disponível em: https://agenciabrasil.ebc.com.br/geral/noticia/2024-01/incendio-no-edificio joelma-mudou-regras-de-seguranca-predial. Acesso em: 12 set. 2024.
SANTOS, Marcelo Oliveira. A evolução das normas NR23 e NBR9077 no Brasil e suas consequências devido à falta de vistoria. 2021. Dissertação de Mestrado. Universidade Fernando Pessoa (Portugal).
WEXLER, Philip et al. Encyclopedia of Toxicology. 3a ed. p. 1009-1019. Cambridge: Academic Press, 2014.
1Discente do Curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Londrina e-mail: otaviofonsecamaraston@gmail.com
2Docente do Curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Maringá Campus Umuarama. Doutor em Engenharia Civil (PPGECiv/UEL). e-mail: alnmansour@uem.br
3Docente do Curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Maringá Campus Umuarama. Doutoranda no Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil da Universidade Estadual de Maringá (PCV/UEM). e-mail: sasilva2@uem.br