O fogo sempre representou uma das principais preocupações do homem com a construção, pois envolve a vida das pessoas e o seguro dos bens capitais. Dois exemplos podem ser citados: o edifício Joelma, onde ocorreram centenas de mortes, e o edifício One Meridian Plaza, onde a paralisação das atividades teve um custo muito elevado. O edifício Joelma, com vinte e cinco andares construido em concreto armado, apresentou, em fevereiro de 1974, um incêndio de graves dimensões em número de mortes: 187. O fogo começou por de um curto circuito no sistema de ar condicionado (e, devido ao fato de as escadas não serem enclausuradas, rapidamente o fogo e a fumaça se alastraram para os andares superiores). Em fevereiro de 1991, o edifício One Meridian Plaza, na Filadélfia – EUA, passou por um incêndio de grandes proporções, que começou no 22° andar e se propagou até o 30° andar através das aberturas nos shafts. O incêndio teve longa duração, causando a morte de três bombeiros e enorme prejuízo financeiro devido ao restauro do edifício e à paralisação da empresa.
As construções em madeira são sempre apontadas como a principal fonte de problemas nas questões de proteção contra o fogo, pois as avaliações das seguradoras contam o poder calorífico do espaço relacionando a quantidades de madeira no ambiente. Entretanto, sabe-se que nem mesmo os construídos com materiais incombustíveis estão livres de sofrer um colapso perante as altas temperaturas atingidas durante um incêndio.
A mudança de paradigma em relação à madeira é tão grande que vários edifícios de uso público foram construídos com esse material na Finlândia, na Inglaterra e no Canadá. Na Inglaterra, foi construído um edifício com nove andares, rompendo com a questão consolidada contra ao uso da madeira em edifícios verticais. O edifício de apartamentos Stadthaus Murray Grove foi projetado por Waugh Thistleton com paredes constituídas por materiais como madeira maciça derivada de painéis laminados formados de lâminas orientadas em camadas perpendiculares e coladas sob uma pressão de 60 tonnes/ m². Os
painéis formam as paredes estruturais do projeto, que têm 2,95 m x 16,5 m. Nesse edificio, até a caixa de elevedor foi feita com painel de madeira maciça, e diversos testes foram realizados nos laboratórios de pesquisa para provar sua capacidade de resistência ao fogo. No caso das unidades residenciais, a resistência ao fogo foi avaliada para três situações distintas: nas paredes internas dos apartamentos, foi prevista meia hora de resistência ao fogo; nas paredes entre dois apartamentos, uma hora de resistência ao fogo; e, nas paredes entre apartamentos e circulação vertical, duas horas de resistência ao fogo (T E C H N I K E R, 2011).
Os estudos e a pesquisa sobre a forma de propagação do fogo e gases quentes permitem a correção dos projetos de construções já existentes, em especial as de múltiplos andares e locais onde existe grande circulação de pessoas.
2.3.2. Incêndio
O incêndio é gerado por uma composição de fatores. Os fenômenos da natureza, como raios e terremotos, e a ação humana, como queima balões e vandalismos, são exemplos. Quando uma fonte de calor gera temperatura suficiente para o início da combustão dos materiais de construção existentes no ambiente, inicia-se o incêndio.
A causa inicial do incêndio ocorre, em geral, por falta de manutenção da construção ao longo de sua vida útil, como sobrecargas elétricas e explosões a gás, ou negligência dos moradores, como o abandono de cigarros acesos, entre outros. Já a combustão depende de dois outros fatores: “existência de materiais combustíveis no interior da habitação e a presença do oxigênio”. A Figura 11 mostra que a intensidade do incêndio depende da presença de calor, oxigênio e material combustível (SILVA; VARGAS; ONO, 2010).
Figura 11: Ciclo de um incêndio – elementos necessários para ocorrência de um incêndio. Fonte: dos autores
Diversos pesquisadores apontam que existem três fases bem distintas durante o incêndio – entre eles, Dias (2005) e Silva; Vargas; Ono (2010):
• Fase inicial: onde se inicia a combustão, quando algum material no ambiente atinge seu ponto de combustão; ou, por meio de gases quentes e inflamáveis, os gases se acumulam, ocasionando a combustão do material e dando o início ao incêndio.
• Fase de crescimento e desenvolvimento: os gases inflamáveis, por aumento da temperatura, começam a se propagar para outros materiais combustíveis do ambiente e da construção. Nesse momento, o incêndio atinge seu ponto de combustão mais alto e, nessa fase, em geral, é diminuída a capacidade de resistência da estrutura.
• Fase de declínio: é a fase final do incêndio, onde todo o material combustível foi consumido.
O Gráfico 1 ilustra as três fases mais importantes do incêndio: a primeira fase, quando ocorre início da combustão; a segunda fase, chamada de crescimento, quando ocorre o fenômeno de flashover (que representa “o auge do incêndio no qual os materiais combustíveis presentes no ambiente foram atingidos e entram em combustão”), e a terceira fase, quando ocorre o declínio após a combustão total dos materiais (SILVA; VARGAS; ONO. 2010).
Gráfico 1: Fases de um incêndio. Fonte: Adaptado de Dias, 2005
A amplitude da ação térmica sobre as edificações depende da temperatura atingida pelo fogo e pelos gases no ambiente em chama. Depende, também, do ponto de combustão dos materiais que fazem parte da construção. Cada material tem um ponto de combustão e reage de formas diversas durante um incêndio.
Estudos realizados por laboratórios especializados em fogo, como o One Stop Shop in Structural Fire Engineering, da Universidade de Manchester, com protótipos em escala real de edifícios com seis pavimentos em aço e madeira e espaços compartimentados, demonstram que as curvas de incêndio podem variar de acordo com as características dos materiais combustíveis, sua quantidade e o grau de ventilação do ambiente em estudo (DIAS, 2002).