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Capítulo 1: Resistência à chama

Neste capítulo, o nosso especialista explica de forma super simples "como" e "porque" as coisas pegam fogo!

 

Desde que eu comecei a fazer apresentações sobre Proteção Térmica pela DuPont eu tenho notado que antes mesmo de começar a falar sobre a tecnologia da DuPont ou sobre tecidos resistentes à chama eu deveria responder uma pergunta:

Por que as coisas pegam fogo?

Parece uma pergunta boba, mas se não soubermos responder a essa pergunta, não vamos entender como um material pode ser resistente à chama e porque ele nos protege. Sendo assim, como esse é o meu primeiro texto no blog, nada mais justo do que começar com essa explicação.

Primeiramente, antes de falarmos sobre como as coisas queimam, vamos recapitular sobre o fogo. Ao observarmos o triângulo do fogo, temos que esse fogo somente continuará se todos os lados do triângulo estiverem presentes.

Esses lados são: Combustível, Comburente e Calor.

grafico1

Combustível: é qualquer sustância que reage com o comburente liberando energia;

Comburente: elemento que possibilita a combustão, para o nosso dia a dia podemos considerar como sendo o gás oxigênio presente na atmosfera terrestre;

Calor: Energia térmica. Pode ser advinda de fontes externas ou da própria combustão.

Então, para mantermos a combustão de um determinado material devemos ter sempre presente o oxigênio – que está disponível no ar –, calor e o próprio material (combustível). Ou seja, se pensarmos o contrário, para apagar este fogo, devemos retirar o oxigênio, o material ou então diminuir o calor emitido.

Agora vamos voltar à primeira pergunta, por quê os materiais pegam fogo?

Visualizem o esquema abaixo por um tempo.

grafico2

 

Parece complicado? Pode parecer no começo, mas não é!

Vale ressaltar aqui que esse esquema é genérico, ou seja, vale para qualquer material que você pensar (o seu computador, tênis, papel de mesa, enfim, tudo queima segundo esse mecanismo).

Antes de qualquer coisa, precisamos ter um calor vindo de uma fonte externa para começar a reação. Neste caso vamos dizer que é uma chama.

Essa chama vai emitir energia suficiente para “quebrar” o material (1). Essa “quebra” pelo calor é o que chamamos de pirólise (2). Do grego, pyr, pyrós = fogo e lýsis = quebra. Como resultado dessa reação, teremos a formação de alguns produtos dentre eles alguns materiais não inflamáveis, tais como cinzas, condensados e alguns gases, mas também haverá a formação de gases inflamáveis que, ao entrarem em contato com o oxigênio do ar (3), reagirão em uma reação que chamamos de Combustão (4).

Note uma coisa, até o momento antes da combustão todo o processo é Endotérmico, ou seja, absorve energia da chama. Isso significa que, se não houver uma fonte de energia, não há reação!

Com a reação de combustão vapores de água, CO e CO2 serão produzidos (se a combustão for completa haverá formação de CO2, se for incompleta CO). Como a combustão é uma reação exotérmica, ela libera calor. E essa é a chave da questão! Esse calor liberado pela reação de combustão é suficientemente alto para “pirolisar” o material e continuar com a reação em cadeia (5) independentemente da chama anterior que iniciou todo o processo.

Para ficar mais fácil, vamos pensar em números. Vamos dizer que um tal material, inflamável, necessite de 100 kJ (kilo Joules – unidade de energia) para iniciar a sua pirólise. Ao fornecermos 100 kJ através de uma chama externa, ele seguirá por todo o processo que descrevemos anteriormente e a sua reação de combustão produzirá mais do que 100 kJ (vamos supor 150 kJ). Então temos que essa energia produzida pelo material será suficiente para continuar com a reação e a combustão somente será terminada se retirarmos o oxigênio ou então se o material acabar.

Se pensarmos em um material inerentemente resistente à chama (por exemplo, o Nomex®), a energia produzida na sua reação de combustão será menor do que 100 kJ, de forma que ela não será suficiente para manter a reação em cadeia e a combustão cessará.

E agora? Conseguiram entender como um material queima e por quê?

Nos próximos posts eu vou explicar um pouco melhor sobre como tudo isso está relacionado à tecnologia da DuPont e como ela se compara com outras tecnologias existentes.

Um abraço a todos,

Lucas Loureiro

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