Otimização do uso de sistemas de aspersão a água para autoproteção de elementos expostos a incêndios rurais

Abstract

Os incêndios rurais têm se tornado cada vez mais frequentes e intensos devido ao agravamento das condições climáticas e à falta de gestão adequada das áreas florestais. Os estudos do comportamento do fogo têm ganho um grande interesse, de forma a melhorar as medidas ativas e passivas no combate aos incêndios. Neste contexto, os sistemas de aspersão revelam-se altamente eficientes no controlo dos incêndios, uma vez que aumentam a humidade na vegetação e são capazes de reduzir a intensidade e a velocidade de propagação do incêndio.O estudo e investigação realizados nesta dissertação visaram a melhoria da eficiência dos aspersores contínuos e de impacto, por meio da humidificação da área da vegetação antes da chegada do incêndio. Para compreender a capacidade de absorção e adsorção da água pelos sistemas de aspersão contínua, foram estudados quantitativamente os teores de humidade em base húmida, durante e após a aspersão de água no combustível florestal. Para os sistemas de aspersão de impacto, o objetivo foi medir a evolução da massa do combustível após a aspersão da água e calcular o teor de humidade em base húmida. O procedimento experimental dividiu-se em 4 partes: o ensaio 1 teve como objetivo estudar a redução de intensidade da chama e a redução da velocidade de propagação, com diferentes tempos de espera entre a finalização da humidificação e a ignição do fogo. Nos ensaios 2 e 3, foram estimadas e discutidas as capacidades de absorção e adsorção do combustível florestal para os dois diferentes aspersores. E, o ensaio 4 validou os resultados anteriormente obtidos.Os resultados deste estudo mostraram que a espera entre a conclusão da humidificação e a ignição do fogo tem efeitos na redução da intensidade da frente de chama. No entanto, a velocidade de propagação não foi significativamente afetada. No ensaio 3, a partir de certo momento, o teor de humidade mantém-se constante com a aspersão de água, não sendo necessário aspergir mais água. No último ensaio, o de validação de resultados, foi identificado um intervalo de valores do teor de humidade no qual o fogo se extingue ao chegar à palha humidificada.

Rural fires have become increasingly more frequent and intense due to worsening weather conditions and the lack of proper management of forest areas. The fire behavior studies have gained a huge interest, in order to improve the active and passive measures taken during firefighting. Likewise, sprinkler systems demonstrated a highly efficient in controlling fires, thanks to the increase of the humidity in the vegetation and the reduction of the intensity and speed of fire propagation.The study and investigation carried out in the present dissertation aimed to the improvement of the efficiency of continuous and impact sprinklers, through humidification of the vegetation before the arrival of the fire. Thus, in order to well estimate the absorption and adsorption capacity of water by continuous sprinkling systems, the moisture contents on a wet basis were quantitatively studied, during and after sprinkling water on the forest fuel. In the impact sprinkler systems, the aim was to measure the evolution of the fuel mass after water spraying and calculate the moisture content on a wet basis.The experimental procedure was divided into 4 parts: test 1, based on the reduction of the flame intensity and propagation speed, with different waiting times between the completion of humidification and the ignition of the fire. Tests 2 and 3, the absorption and adsorption capacity of forest fuel for the two different sprinklers were estimated and discussed. And test 4, was for the validation of the previous obtained results.The results revealed that the wait time between the completion of humidification and the ignition of the fire effected in reducing the intensity of the flame front. However, propagation speed was not significantly affected. In test 3, after certain of time, the moisture content remains constant with the spraying of water, and it is not necessary to sprinkle more water. In the last test, the validation of the results, a range of moisture content values were identified in which the fire is extinguished when it reaches the humidified straw.