Comportamento hidrotérmico de vestuário impregnado com água exposto a radiação incidente

Abstract

Extremely hot thermal environments are characterized by high air temperatures, and frequently also by high incident thermal radiation, as it happens in a firefighting situation. These environments are adverse to people, as they lead to thermal stress and pathologies, such as burns, heat strokes, and even death. In order to mitigate these harmful consequences, firefighters combating fire resort to the use of protective clothing, which are not completely effective, so it is desirable to improve their performance. This study aims to evaluate the improvement of the performance of protective clothing used by firefighters in fire combat, through the impregnation of the clothing with water. These thermal protective garments are typically composed of three layers and can be impregnated with water, intentionally or not, thus changing their performance. A mathematical model of the thermophysical phenomena involved, namely heat and mass transfer through the various layers of clothing and the thermophysiological behavior of the skin, was developed and then implemented in software.In this work, the effect of the presence of water on the outer layer of two types of garments was studied, more specifically, the garments normally used in forest firefighting and those used in structural firefighting. Several amounts of water and a wide range of incident radiation were tested. It was concluded that the presence of water on the outer layer of clothing leads to an increase in the time to onset 1st and 2nd degree burns, as well as an increase in the time to pain sensation on the skin. In addition, it was possible to find that, in general, structural fire protection clothing performs better than forest fire protection clothing.

Ambientes térmicos exageradamente quentes são caraterizados por altas temperaturas do ar, e, muito frequentemente, também por uma radiação térmica incidente de valor elevado, assim como ocorre na situação de combate a incêndios. Estes ambientes são adversos para as pessoas, pois levam ao aparecimento de stress térmico e também de patologias, tais como queimaduras, golpes de calor e até a morte. De modo a mitigar estas consequências nefastas, os bombeiros em combate a incêndios utilizam vestuários de proteção, os quais não são completamente eficazes, pelo que é desejável melhorar o desempenho dos mesmos. Pretende-se com o presente trabalho avaliar a melhoria do desempenho dos vestuários de proteção utilizados pelos bombeiros no combate a incêndios, através da impregnação dos mesmos com água. Estes vestuários de proteção são, tipicamente, constituídos por três camadas, e podem ser impregnados com água, intencionalmente ou não, alterando assim a sua performance. Foi desenvolvida a modelação matemática dos fenómenos termofísicos envolvidos, nomeadamente da transferência de calor e de massa através das várias camadas do vestuário e do comportamento termofisiológico da pele, tendo sido posteriormente implementada num software.Neste trabalho foi estudado o efeito da presença de água na camada exterior de dois tipos de vestuário, mais concretamente, o vestuário normalmente utilizado no combate a incêndios florestais e o utilizado no combate a incêndios estruturais. Foram testadas diversas quantidades de água, e um leque alargado de radiações incidentes. Concluiu-se que a presença de água na camada exterior do vestuário leva a um aumento dos tempos até ao aparecimento de queimaduras de 1º e de 2º grau, bem como a um aumento do tempo até à sensação de dor na pele. Adicionalmente, foi possível constatar que, de um modo geral, o vestuário de proteção contra incêndios estruturais apresenta um melhor comportamento do que o de proteção contra incêndios florestais.