Estudo da inflamabilidade de madeiras para construção usadas na envolvente de edificios

Abstract

A presente dissertação de mestrado foca-se no estudo da reação ao fogo de três espécies de madeira (pinho bravo, pinho nórdico e garapa) utilizadas em construção e tem como objetivo determinar os respetivos parâmetros de combustão e inflamabilidade. De forma a cumprir este objetivo foram realizados procedimentos experimentais com recurso a um calorímetro de bomba de oxigénio e a um calorímetro cónico. Foi avaliada a influência da espessura das amostras e da presença de revestimento químico na reação ao fogo dos materiais em estudo. Através dos ensaios em calorímetro de bomba, foi determinado o poder calorífico superior das diferentes madeiras. Os ensaios realizados com recurso a calorímetro cónico permitiram determinar a evolução da temperatura no interior da amostra e vários parâmetros de combustão, nomeadamente o tempo até à ignição, o tempo até à extinção da chama, a taxa de perda de massa, a taxa de libertação de calor e a energia total libertada. Os procedimentos relativos à evolução da temperatura foram, posteriormente, comparados com a solução analítica encontrada na bibliografia. Da análise dos resultados obtidos concluiu-se que a garapa é a espécie que apresenta menor risco de inflamabilidade, revelando no entanto características de combustão em chama que a desfavorecem relativamente às espécies de pinho. A espessura e o revestimento químico utilizado revelaram uma influência significativa em alguns dos parâmetros de reação ao fogo estudados.

The present thesis is focused on the study of the reaction to fire of three species of wood (Pinus pinaster, Pinus sylvestris and Apuleia leiocarpa) used in building manufacture. The main goal of the study is to determine the combustion and flammability parameters of each of the wood species considered. The investigation was based on experimental procedures using an oxygen bomb calorimeter and a cone calorimeter. By modifying the thickness and the chemical treatment of the samples, it was possible to assess the influence of these factors on the fire reaction of the materials. The tests performed in the bomb calorimeter allowed to determine each species’ calorific values, while the tests performed in the cone calorimeter provided information about the evolution of temperature throughout the sample and allowed the determination of several combustion parameters such as time to ignition, time to extinction, mass loss rate, heat release rate and total energy released. The experimental procedures related to the evolution of temperature were later compared with the analytical solution for transient heat conduction found in the literature. From the analysis of the results it was concluded that Apuleia leiocarpa is the species that represents the lowest flammability risk, revealing however some flame combustion characteristics that disfavor its use when compared to both of the pine species studied. Furthermore, the thickness and chemical treatment used revealed a meaningful influence in some of the fire reaction parameters studied.