BR112019015089A2 - Produto retardante de chamas, método para produção deste, produto diluído obtido por diluição em água de um produto retardante de chamas, dispositivo extintor, e método para combater um incêndio - Google Patents
Produto retardante de chamas, método para produção deste, produto diluído obtido por diluição em água de um produto retardante de chamas, dispositivo extintor, e método para combater um incêndio Download PDFInfo
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Abstract
a presente invenção diz respeito a um produto retardante de chamas consistindo em uma solução aquosa compreendendo: - um componente de carbono hidroxilado, - um agente intumescente apropriado para desidratar pelo menos parcialmente, ou de fato completamente, o componente de carbono hidroxilado, de modo a gerar, sob o efeito do calor, uma espuma carbonada, - um agente tixotrópico, escolhido por ter uma viscosidade que aumente em consequência da adição de água na ausência de cisalhamento, em que a solução possui uma concentração suficiente do componente de carbono hidroxilado e do agente intumescente, de tal modo que, quando água é adicionada à referida solução, a viscosidade desta aumente na ausência de cisalhamento.
Description
PRODUTO RETARDANTE DE CHAMAS, MÉTODO PARA PRODUÇÃO
DESTE, PRODUTO DILUÍDO OBTIDO POR DILUIÇÃO EM ÁGUA DE UM
PRODUTO RETARDANTE DE CHAMAS, DISPOSITIVO EXTINTOR, E
MÉTODO PARA COMBATER UM INCÊNDIO
Campo técnico [0001] A presente invenção diz respeito a produtos retardantes de chamas para combate a incêndio, métodos para preparação desses produtos e dispositivos extintores de incêndio.
Estado da técnica [0002] Para combater o alastramento de um incêndio, um produto retardante de chamas que retarda o alastramento do incêndio, ou até mesmo reduz sua intensidade, é convencionalmente dispersado nos suportes a serem protegidos, por exemplo, por meio de uma mangueira de incêndio, uma cabeça de aspersão do tipo sprinkler, uma aeronave de extinção de incêndios ou um helicóptero de extinção de incêndios.
[0003] Um produto retardante de chamas de “curto prazo” é líquido e geralmente compreende mais de 99% em peso de água. A capacidade de retardamento de chamas do produto de curto prazo deriva principalmente do consumo da energia liberada pelo incêndio para evaporar a água. Devido à sua baixa viscosidade, semelhante à da água, um produto retardante de chamas de curto prazo é facilmente dispersado. Ele pode ser utilizado para proteger uma ampla variedade de suportes. No entanto, sua baixa viscosidade limita sua adesão.
[0004] Um produto retardante de chamas de “longo prazo” é convencionalmente utilizado para proteger suportes de madeira. Para essa finalidade, ele compreende um agente intumescente, por exemplo, fosfato de amônio ou sulfato de amônio em uma solução aquosa.
[0005] A uma temperatura acima de 80 °C, a reação do agente intumescente com a celulose na madeira produz tanto amônia quanto ácido fosfórico, resultando na acidificação do meio em que a reação ocorre. Essa
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2/31 acidificação promove a desidratação da celulose. Tudo o que resta em seguida da celulose original é uma estrutura com um alto teor de carbono, referida como uma camada carbonizada, cujas propriedades térmicas possibilitam reduzir os gradientes térmicos na massa da madeira e retardar sua combustão. Além disso, o gás de combustão produzido pela reação de fosfato de amônio com a celulose causa intumescência, ou seja, a produção de uma espuma carbonada, em razão da expansão das cavidades na camada carbonizada.
[0006] O produto retardante de chamas de longo prazo geralmente possui uma alta viscosidade que permite que ele adira ao suporte por vários dias, ou até mesmo várias semanas, para impedir que um incêndio se alastre. Para dispensar um tal produto viscoso, são necessários dispositivos específicos capazes de alcançar altas pressões. Um tal produto é, portanto, inadequado para dispersão utilizando-se dispositivos convencionais como, por exemplo, uma mangueira de incêndio ou uma cabeça de aspersão do tipo sprinkler. Em um produto retardante de chamas de longo prazo, a água age como um solvente e/ou como um vetor para transportar os componentes do produto.
[0007] Há, portanto, uma necessidade de um produto retardante de chamas que possa ser dispersado sem utilizar altas pressões e que seja capaz de aderir de forma efetiva a um suporte, por exemplo, uma árvore, uma parede de tanque de armazenamento, particularmente uma parede de tanque de armazenamento de hidrocarbonetos, ou uma parede de construção.
[0008] O objetivo da invenção é atender a essa necessidade.
Sumário da invenção [0009] O objeto da presente invenção, de acordo com uma primeira modalidade, é um produto retardante de chamas, referido como concentrado, consistindo em uma solução aquosa compreendendo:
- um componente baseado em carbono hidroxilado,
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- um agente intumescente apropriado para desidratar pelo menos parcialmente ou até mesmo completamente o componente baseado em carbono hidroxilado de modo a gerar, sob o efeito do calor, uma espuma carbonada,
- um agente tixotrópico selecionado para possuir uma viscosidade que aumente em consequência da adição de água na ausência de cisalhamento, em que a solução aquosa possui uma concentração suficientemente alta do componente baseado em carbono hidroxilado e do agente intumescente de tal modo que uma adição de água à referida solução aumente sua viscosidade na ausência de cisalhamento da referida solução.
[0010] Como será discutido em maior detalhe na descrição a seguir, um produto concentrado de acordo com a invenção é de fácil armazenamento, apresenta comportamento tixotrópico, e possui uma viscosidade que, após a adição de água, pode ser vantajosamente reduzida por cisalhamento simples quando da dispersão, e que, assim que o cisalhamento é removido, geralmente assim que o produto tiver sido colocado no suporte a ser protegido, apresenta uma maior viscosidade em razão da adição de água, facilitando assim vantajosamente sua adesão ao suporte.
[0011] A baixa viscosidade durante a dispersão, resultante do cisalhamento, vantajosamente permite a dispersão a baixa pressão.
[0012] Além disso, ao contrário dos produtos retardantes de chamas conhecidos, que são eficazes apenas em suportes compreendendo celulose, um produto retardante de chamas de acordo com a invenção compreende um componente baseado em carbono hidroxilado que pode reagir com o agente intumescente para formar uma espuma carbonada. Em outras palavras, um produto retardante de chamas de acordo com a invenção compreende todos os componentes necessários para gerar a espuma carbonada e pode, vantajosamente, ser utilizado em suportes que
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4/31 não compreendem celulose ou apenas pequenas quantidades desta, por exemplo, em árvores resinosas, ou até mesmo em hidrocarbonetos, ou para retardar incêndios de origem elétrica. Ele também pode ser utilizado em resíduos industriais ou domésticos.
[0013] Notavelmente, um produto retardante de chamas de acordo com a invenção pode, assim, se aplicado universalmente.
[0014] Um produto retardante de chamas concentrado de acordo com a invenção também pode incluir uma ou uma pluralidade das características opcionais a seguir:
- o componente baseado em carbono hidroxilado é selecionado a partir do grupo composto de carboidratos, polióis, osaminas e misturas destes e/ou o agente intumescente compreende um elemento selecionado a partir do grupo composto de halogênios, fósforo, nitrogênio, enxofre, zinco, alumínio, magnésio e misturas destes e/ou o agente tixotrópico é selecionado a partir do grupo composto de goma xantana, goma arábica, goma Senegal, bentonita, éteres de celulose e misturas destes, em que o componente baseado em carbono hidroxilado é preferencialmente selecionado a partir do grupo composto de sacarose, glicose, xilose, sorbitol, pentaeritritol, maltose, arabinose e misturas destes, e/ou o agente intumescente e desidratante é selecionado a partir do grupo composto de polifosfato de amônio, diamônio fosfato, monoamônio fosfato, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido bórico, fosfato de ureia, fosfato de melamina, sulfato de amônio, borato de amônio e misturas destes, e/ou o agente tixotrópico é o xantano;
- o agente tixotrópico é selecionado a partir do grupo composto de goma xantana, goma arábica, goma Senegal, éteres de celulose e misturas destes;
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- o componente baseado em carbono hidroxilado é selecionado a partir do grupo composto de sacarose, glicose, frutose, xilose, sorbitol, pentaeritritol, maltose, arabinose e misturas destes;
- o componente baseado em carbono hidroxilado compreende sacarose e glicose;
- o componente baseado em carbono hidroxilado compreende sacarose e glicose e frutose;
- o teor total em peso de sacarose, glicose e frutose é superior a 5%, preferencialmente superior a 10%, preferencialmente superior a 15%, ou até mesmo superior a 20% por porcentagem em peso com base no peso do produto retardante de chamas;
- o teor de glicose é superior a 5% por porcentagem em peso com base no peso do produto retardante de chamas;
- o teor de sacarose é superior a 5% por porcentagem em peso com base no peso do produto retardante de chamas;
- o teor de frutose é superior a 5% por porcentagem em peso com base no peso do produto retardante de chamas;
- o componente baseado em carbono é derivado de um processo de extração de açúcar de uma planta, e/ou o agente intumescente é polifosfato de amônio;
- o componente baseado em carbono compreende açúcar, menos de 10%, preferencialmente menos de 5%, preferencialmente menos de 1% em peso do açúcar do referido componente baseado em carbono sendo cristalizável;
- o produto retardante de chamas compreende, em peso, mais de 5% e menos de 20% de goma xantana;
- menos de 20% em peso do agente tixotrópico é hidratado;
- o produto retardante de chamas concentrado compreende, em peso, menos de 0,5% de um agente antimicrobiano e/ou um agente fungicida;
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- o produto retardante de chamas concentrado compreende, em peso, menos de 0,5% de um agente anticorrosivo.
[0015] A invenção também diz respeito a um método para produção de um produto retardante de chamas concentrado de acordo com a invenção. De acordo com esse método, o agente tixotrópico é adicionado a uma solução aquosa compreendendo o componente baseado em carbono hidroxilado e o agente intumescente, com o teor total em peso do componente baseado em carbono hidroxilado e o agente intumescente sendo superior a 80%, superior a 90% ou superior a 95% do teor em peso de saturação para o qual a saturação é alcançada.
[0016] Como será discutido em maior detalhe na descrição a seguir, esse método vantajosamente limita a quantidade de água que pode interagir com o agente tixotrópico com sua adição. O agente tixotrópico presente no produto retardante de chamas concentrado está, portanto, disponível para aumentar a viscosidade do produto retardante de chamas quando esse produto é diluído.
[0017] Vantajosamente, o agente tixotrópico permanece, portanto, substancialmente inativo com relação a seu efeito na viscosidade antes dessa diluição. No entanto, uma simples adição de água, em particular imediatamente antes do uso do produto retardante de chamas, é suficiente para ativar o agente tixotrópico, e assim aumentar a viscosidade do produto retardante de chamas e aumentar sua capacidade de adesão. O cisalhamento provisório, no entanto, possibilita limitar a viscosidade do produto retardante de chamas quando de sua aplicação.
[0018] Além disso, o método reduz a quantidade de água disponível para a proliferação de micro-organismos e fungos no produto retardante de chamas concentrado obtido pelo método, e a corrosão dos receptáculos em que está contido o produto retardante de chamas concentrado.
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7/31 [0019] Portanto, a invenção também diz respeito a um produto retardante de chamas concentrado, particularmente de acordo com a invenção, obtido ou obtenível pelo método de produção de acordo com a invenção.
[0020] A invenção também diz respeito a um produto retardante de chamas, referido como diluído, preferencialmente pronto para uso, obtido por diluição em água de um produto retardante de chamas concentrado de acordo com a invenção, em que a proporção em peso de água adicionada ao peso total do produto diluído é preferencialmente superior a 0,8.
[0021] O produto retardante de chamas diluído preferencialmente compreende mais de 1% e/ou menos de 8% em peso de um emulsificante.
[0022] A invenção também diz respeito a um dispositivo extintor de incêndio compreendendo:
- um reservatório contendo um produto retardante de chamas diluído ou concentrado de acordo com a invenção,
- um dispositivo de aspersão conectado ao referido reservatório, e
- opcionalmente, um dispositivo para diluir o produto proveniente do reservatório e sendo alimentado ao dispositivo de aspersão.
[0023] O dispositivo extintor pode, particularmente, ser selecionado a partir de um grupo composto de uma aeronave de extinção de incêndios, um helicóptero de extinção de incêndios, particularmente do tipo convencionalmente utilizado para extinção de incêndios florestais, um caminhão de combate a incêndio, ou uma cabeça de aspersão estacionária do tipo sprinkler, particularmente fixada a uma parede ou ao teto de um edifício.
[0024] A invenção também diz respeito a um método para combater um incêndio compreendendo as seguintes etapas:
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i) diluição de um produto retardante de chamas concentrado de acordo com a invenção a fim de se obter um produto retardante de chamas diluído de acordo com a invenção, ii) aplicação de cisalhamento ao produto retardante de chamas diluído de modo a reduzir sua viscosidade, iii) aplicação do produto retardante de chamas diluído e cisalhado ao suporte.
[0025] O método para combate de um incêndio de acordo com a invenção pode, particularmente, ser implementado por meio de um dispositivo extintor de incêndio de acordo com a invenção. Ele pode ser utilizado particularmente para proteger um suporte compreendendo menos de 50%, menos de 40%, menos de 30%, menos de 20%, ou menos de 10% de celulose, por porcentagem em peso, ou até mesmo sem celulose.
[0026] O suporte pode ser selecionado a partir de uma árvore, uma parede de tanque de armazenamento, particularmente uma parede de tanque de armazenamento de hidrocarbonetos, uma parede de construção, e resíduos, particularmente resíduos domésticos e/ou industriais.
[0027] O cisalhamento pode resultar da mistura ou simples deslocamento, por exemplo, em um tubo, ou da passagem através de um bocal.
Definições [0028] A espuma carbonada é uma estrutura celular contendo mais de 80%, mais de 90%, ou até mesmo substancialmente 100% de carbono por peso.
[0029] O melaço é um resíduo da indústria do açúcar obtido ao final do estágio de cristalização do açúcar (particularmente sacarose, glicose ou frutose). Em particular, o açúcar de melaço é substancialmente não cristalizável. O melaço é na forma de uma solução aquosa saturada com carboidratos. Em particular, ele pode conter glicose, sacarose e frutose. Ele geralmente contém, em peso, um mínimo de 30% de
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9/31 carboidratos, mais geralmente entre 40% e 55%, bem como sais minerais e proteínas. O teor de carboidratos por peso de melaço pode ser superior a 60%. Melaço de cana de açúcar ou de beterraba se refere ao melaço obtido no método de produção de sacarose cristalizada a partir de cana-de-açúcar ou beterrabas, respectivamente.
[0030] Um material apresentando comportamento reológico “tixotrópico” é um material cuja viscosidade diminui ao longo do tempo quando é cisalhado e cuja viscosidade aumenta e se estabiliza depois de um período de repouso, depois que o referido cisalhamento para, para um valor menor ou igual ao seu valor inicial antes do referido cisalhamento. Um agente tixotrópico é uma substância apropriada para modificar o comportamento reológico de um material para torná-lo tixotrópico, possivelmente após a ativação por adição de água.
[0031] O agente tixotrópico de um produto retardante de chamas concentrado de acordo com a invenção possui uma viscosidade que aumenta em consequência da adição de água na ausência de cisalhamento. Agentes tixotrópicos, particularmente aqueles com uma viscosidade que aumenta em consequência da adição de água na ausência de cisalhamento, são conhecidos ao versado na técnica.
[0032] Uma solução saturada é uma fase líquida compreendendo um solvente, por exemplo, água, e um soluto, em que a adição de um componente contendo o soluto interrompe sua diluição. O versado na técnica sabe como determinar o estado saturado de uma solução, com a adição do soluto levando à formação de precipitados.
[0033] Um agente “hidratado” se refere a um agente cujas moléculas ou íons, após colocação em uma solução aquosa, interage com a moléculas da água da solução aquosa. Em uma solução saturada, o excesso de soluto não é hidratado.
[0034] A viscosidade de um material se refere ao coeficiente que relaciona a tensão à qual este material, seja sólido ou líquido, é sujeito
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10/31 quando é cisalhado a uma taxa de deformação específica. A viscosidade é expressa em Pa-s e é convencionalmente medida utilizando-se um reômetro ou um viscosímetro. Subsequentemente, as medições de viscosidade foram realizadas utilizando um viscosímetro do tipo Brookfield comercializado sob o nome de marca DV-I pela empresa LABOMAT.
[0035] A velocidade de rotação corresponde à velocidade, expressa em rotações (ou giros) por minuto (ou rpm), da haste do reômetro Brookfield imersa na solução para a qual o viscosímetro mede uma viscosidade.
[0036] A taxa de deformação é definida como uma variação na velocidade relativa à variação no comprimento. Por exemplo, no caso de um cisalhamento referido como planar, um produto sólido ou líquido é posicionado entre duas placas paralelas separadas por uma altura h, em que uma das placas é estacionária e a outra se move a uma velocidade s. A taxa de deformação é, então, igual a s/h. Como resultado, há confusão entre a taxa de deformação e a taxa de cisalhamento. A “tensão” corresponde à força por unidade de superfície da placa exercida sobre a placa móvel ou estacionária na direção de movimento da placa.
[0037] O termo impurezas se refere aos componentes inevitáveis que são necessariamente introduzidos com os materiais base.
[0038] O açúcar de um componente baseado em carbono não é considerado como sendo cristalizável se não puder ser cristalizado pelos métodos convencionalmente utilizados na indústria do açúcar. Tais métodos são descritos, por exemplo, no artigo Extraction of beet sugar (Extração do açúcar de beterraba), por Alfa ARZATE, de 27 de outubro de 2005, publicado pelo Maple Syrup Research, Development and Technological Transfer Center, ou no artigo The extraction of sugar (A extração do açúcar), por Prof. Mathlouthi e Ms. Barbara Rogé (CEDUS File). O melaço, que ainda contém açúcar, mas em uma forma não
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11/31 cristalizável, é assim convencionalmente considerado como um produto residual dessa indústria.
[0039] A menos que especificado de outra forma, os teores dos diferentes componentes são dados em porcentagem em peso.
Descrição detalhada
Produto concentrado [0040] O componente baseado em carbono hidroxilado pode, preferencialmente, compreender um conteúdo molar de C e/ou O e/ou H, considerando apenas átomos de O e H na forma de grupos hidroxil OH, de mais de 40%, mais de 50%, mais de 60%, mais de 70%, mais de 80%, ou mais de 90%, in percentagem molar com base no número total de rnols de átomos do componente baseado em carbono hidroxilado.
[0041] No componente baseado em carbono hidroxilado, a proporção do número de rnols de grupos hidroxil OH em relação ao número de rnols de C é preferencialmente superior a 0,2, superior a 0,5, superior a 1, superior a 2, superior a 3 e/ou inferior a 10.
[0042] O componente baseado em carbono hidroxilado pode ser selecionado a partir do grupo composto de carboidratos, polióis, osaminas, e misturas destes. Ele pode ser selecionado a partir de um grupo composto de sacarose, glicose, xilose, sorbitol, pentaeritritol e seus derivados, maltose, arabinose e misturas destes. Preferencialmente, o componente baseado em carbono hidroxilado é derivado de um processo de extração de açúcar de uma planta, preferencialmente uma planta de açúcar. The componente baseado em carbono hidroxilado preferencial é selecionado a partir do grupo composto de sacarose, glicose, pentaeritritol e seus derivados, e misturas destes.
[0043] O agente intumescente é apropriado para modificar as condições de pirólise do componente baseado em carbono hidroxilado e/ou dos materiais do suporte a ser protegido se estes materiais compreenderem uma substância hidroxilada, por exemplo, celulose, a fim de promover a
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12/31 intumescência do produto retardante de chamas. O agente intumescente pode compreender um elemento selecionado a partir de um grupo composto de halogênios, fósforo, nitrogênio, enxofre e misturas destes. Preferencialmente, ele compreende um elemento selecionado a partir do grupo composto de fósforo e nitrogênio, e misturas destes.
[0044] Ele pode ser selecionado a partir do grupo composto de polifosfato de amônio, diamônio fosfato, monoamônio fosfato, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido bórico, fosfato de ureia, fosfato de melamina, sulfato de amônio, borato de amônio e misturas destes.
[0045] O agente intumescente preferencial é polifosfato de amônio.
[0046] As quantidades de componente baseado em carbono hidroxilado e agente intumescente são ajustadas de acordo com a natureza do componente baseado em carbono hidroxilado e a natureza do agente intumescente a fim de se obter um sistema intumescente capaz de gerar, sob o efeito do calor, uma espuma carbonada. A produção de um sistema intumescente a partir de um componente baseado em carbono hidroxilado e um agente intumescente é bem conhecida ao versado na técnica. Todos os sistemas intumescentes conhecidos podem ser utilizados de acordo com a presente invenção.
[0047] As quantidades do componente baseado em carbono hidroxilado e do agente intumescente dependem da sua natureza. O produto concentrado pode, por exemplo, compreender de 2 a 40% de um componente baseado em carbono hidroxilado e de 30 a 60% de um agente intumescente.
[0048] Um produto concentrado de acordo com a invenção preferencialmente possui um teor em peso do componente baseado em carbono hidroxilado de mais de 5%, mais de 10%, até mesmo mais de 12,5%, até mesmo mais de15% e/ou menos de 30%, menos de 25%, menos de 22,5%, ou até mesmo menos de 20%.
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13/31 [0049] Um teor em peso do componente baseado em carbono hidroxilado inferior a 5% não permite a formação de uma camada carbonizada suficiente. Um teor em peso do componente baseado em carbono hidroxilado de mais de 10% facilita a formação de uma camada carbonizada considerável que retarda o alastramento do incêndio.
[0050] De acordo com uma variante, o teor do componente baseado em carbono hidroxilado pode ser superior a 20%, ou até mesmo superior a 25%. O teor em peso do agente intumescente é preferencialmente superior a 35%, superior a 40%, ou até mesmo superior a 50%, e/ou inferior a 55%.
[0051] Preferencialmente, a proporção do teor em peso do agente intumescente em relação à do componente baseado em carbono hidroxilado no produto concentrado é superior a 0,9, superior a 1,5, superior a 2, superior a 2,5, superior a 3, e/ou inferior a 20, menos de 10, ou menos de 4.
[0052] O agente tixotrópico é apropriado para modificar o comportamento reológico do produto retardante de chamas. Ele pode ser selecionado a partir do grupo composto de goma xantana, goma arábica, goma guar, goma de semente de alfarroba, bentonita, argila sepiolita, montmorillonita, atapulgita, a família das algas, derivados da celulose (carboximetilcelulose, CEC, CHC), poliacrilato de sódio e seus derivados, Rhodopol, comercializado pela empresa RHODIA, e misturas destes. Ele pode ser selecionado a partir do grupo composto de goma xantana, goma arábica, goma guar, goma de semente de alfarroba, argila sepiolita, montmorillonita, atapulgita, a família das algas, derivados da celulose (carboximetilcelulose, CEC, CHC), poliacrilato de sódio e seus derivados, Rhodopol, comercializado pela empresa RHODIA, e misturas destes. The agente tixotrópico preferencial é goma xantana.
[0053] O produto retardante de chamas concentrado compreendendo goma xantana é particularmente adequado para combater
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14/31 incêndios de hidrocarbonetos, uma vez que as partículas de goma xantana não se expandem mediante contato com os compostos de álcool produzidos pelo incêndio de hidrocarbonetos. O produto retardante diluído pode, assim, formar uma espuma carbonada que flutua nos hidrocarbonetos.
[0054] O agente tixotrópico não deve ser completamente hidratado no produto retardante de chamas concentrado. Preferencialmente, menos de 20%, menos de 10%, menos de 5%, menos de 1%, menos de 0,1%, ou até mesmo substancialmente 0% em peso do agente tixotrópico é hidratado.
[0055] A presença do agente tixotrópico modifica o comportamento reológico do produto retardante de chamas sem modificar substancialmente o sistema intumescente supramencionado. De acordo com a invenção, no entanto, o sistema intumescente deve estar presente em uma quantidade suficiente a fim de que a solução aquosa esteja próxima da saturação, ou até mesmo saturada, de modo a limitar a quantidade de água disponível ao agente tixotrópico. Por conseguinte, o produto compreende um agente tixotrópico que é livre, ou seja, disponível para reagir com a água adicionada de modo a aumentar, por meio desta reação, a viscosidade do produto na ausência de cisalhamento.
[0056] No produto retardante de chamas concentrado, a adição do agente tixotrópico possui, portanto, apenas um efeito mínimo, ou até mesmo nenhum efeito, na viscosidade.
[0057] As quantidades de agente tixotrópico dependem da natureza deste. O produto concentrado pode, por exemplo, compreender de 5 a 20% de um agente tixotrópico.
[0058] Preferencialmente, o teor em peso do agente tixotrópico é superior a 7,5%, superior a 10%, superior a 12%, e/ou inferior a 17,5%, ou inferior a 15%.
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15/31 [0059] Os componentes, que não o componente baseado em carbono hidroxilado, o agente intumescente e o agente tixotrópico, são preferencialmente água e impurezas, por exemplo, sais minerais tais como cloreto de sódio NaCI.
[0060] A quantidade de água é determinada de acordo com a quantidade e a natureza do componente baseado em carbono hidroxilado e do agente intumescente para garantir que o agente tixotrópico livre (ativável por adição de água) esteja presente. Para produzir o produto retardante de chamas concentrado, pode-se, por exemplo, adicionar de 5 a 30% de água às fontes do componente baseado em carbono hidroxilado, do agente intumescente, e do agente tixotrópico.
[0061] Um teor em peso de impurezas inferior a 3% não é considerado como substancialmente modificando os resultados. Preferencialmente, o teor em peso de impurezas é de menos de 2%, e preferencialmente de menos de 1%.
[0062] O produto retardante de chamas concentrado de acordo com a invenção pode apresentar uma diluição tixotrópica e/ou de cisalhamento, ou preferencialmente comportamento reológico newtoniano. Preferencialmente, para uma velocidade rotativa entre 20 rpm (rotações por minuto) e 100 rpm, a viscosidade é substancialmente constante. Preferencialmente, a viscosidade é superior a 100 cP (centipoises), superior a 300 cP, superior a 600 cP e/ou menos de 3000 cP, menos de 2000 cP, ou menos de 1000 cP. Preferencialmente, para uma velocidade rotativa entre 4 rpm (rotações por minuto) e 100 rpm, a viscosidade varia menos de 20%, ou até mesmo menos de 10%, em relação ao valor máximo de viscosidade medido nessa faixa de velocidades rotativas.
Produto diluído [0063] O produto diluído é obtido por diluição em água do produto retardante de chamas concentrado de acordo com a invenção.
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16/31 [0064] A proporção em peso de água adicionada ao peso total do produto diluído de mais de 0,8 é preferencialmente para redução da viscosidade. A proporção em peso de água adicionada ao peso total do produto após diluição de mais de 0,99 reduz a eficácia do produto diluído.
[0065] Preferencialmente, a proporção em peso de água adicionado ao peso total do produto diluído é superior a 0,85, superior a 0,9, superior a 0,92 e/ou inferior a 0,99, inferior a 0,98, ou inferior a 0,97. A proporção preferencial do peso de água adicionado ao peso total do produto diluído é igual a 0,94.
[0066] A diluição por adição de água ao produto concentrado hidrata o agente tixotrópico disponível. O comportamento tixotrópico do produto diluído pode, então, se desenvolver.
[0067] Em particular, a proporção de uma viscosidade do produto concentrado em relação à do produto diluído, com as viscosidades sendo medidas a uma velocidade rotativa inferior a 4 rpm (rotações por minuto) após a diluição e antes da diluição, é preferencialmente superior a 2, superior a 5, superior a 10, ou superior a 20. Após a diluição, a proporção de uma viscosidade medida a uma velocidade inferior a 4 rpm em relação a uma viscosidade medida a uma velocidade de mais de 100 rpm é preferencialmente superior a 2, superior a 5, superior a 10, ou superior a 20. Uma tal proporção é particularmente vantajosa para se aprimorar a capacidade de retardamento de chamas, pois a alta viscosidade em repouso promove a adesão do produto diluído aos suportes a serem protegidos e limita vazamento do produto diluído sobre o solo.
[0068] A viscosidade do produto diluído, medida a uma velocidade rotativa inferior a ou igual a 4 rpm, pode ser superior à viscosidade do produto concentrado medida com a mesma velocidade rotativa. A viscosidade do produto diluído a uma velocidade rotativa inferior a ou igual a 4 rpm é preferencialmente superior a 800 cP, superior a 2000
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17/31 cP, superior a 3000 cP, superior a 4000 cP, superior a 5000 cP e/ou inferior a 50000 cP, ou inferior a 20000 cP.
[0069] A viscosidade do produto diluído, medida a uma velocidade rotativa superior ou igual a 100 rpm, pode ser inferior à viscosidade do produto precursor concentrado com a mesma velocidade rotativa. A viscosidade a uma velocidade rotativa superior ou igual a 100 rpm é preferencialmente inferior a 700 cP, inferior a 500 cP, inferior a 300 cP e/ou superior a 10 cP, ou superior a 20 cP.
[0070] Além de um efeito vantajoso de combate a incêndio, as propriedades tixotrópicas do produto diluído limitam a sedimentação e melhoram a preservação do produto diluído.
[0071] O produto retardante de chamas diluído também pode compreender mais de 1% e/ou menos de 8% em peso de um emulsificante.
[0072] O emulsificante pode, particularmente, ser um surfactante contendo proteína, ou seja, que contenha proteínas hidrolizadas, ou um surfactante sintético, ou um desenvolvimento destes surfactantes, particularmente um desenvolvimento de AR (resistente a álcool), AFFF (agente de formação de uma película flutuante), FFFP (agente de formação de uma película flutuante de proteína), APPPP (agente de produção de uma película protetora polivalente), ou AMM (agente molhante espumante). O emulsificante pode ser particularmente fluorina.
Método de produção [0073] O método de produção de um produto concentrado de acordo com a invenção pode compreender as seguintes etapas sucessivas: a) preparação de uma solução compreendendo um agente intumescente e um componente baseado em carbono hidroxilado, e opcionalmente água, a fim de formar um sistema intumescente que gere, sob o efeito do calor, uma espuma carbonada,
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b) mistura de um agente tixotrópico com a solução obtida na etapa a), a solução obtida ao final da etapa a) sendo tal que o teor total em peso do componente baseado em carbono hidroxilado e do agente intumescente é superior a 80%, superior a 90%, ou superior a 95%, e preferencialmente superior a 99%, do teor em peso de saturação no qual a saturação é alcançada, ou até mesmo igual a ou de fato superior a referido teor de saturação, em que o agente tixotrópico é selecionado de tal modo que uma adição de água à solução obtida ao final da etapa b) aumente sua viscosidade na ausência de cisalhamento, e de tal modo que o cisalhamento aplicado à solução obtida ao final da etapa b) diminua sua viscosidade.
[0074] Um componente baseado em carbono hidroxilado pode ser em forma líquida ou, de outro modo, na forma de um pó. Preferencialmente, ele é em forma líquida, preferencialmente em uma solução aquosa, preferencialmente saturada com o componente baseado em carbono hidroxilado. Um material base compreendendo um componente baseado em carbono hidroxilado preferencial é um resíduo derivado de um processo de extração de açúcar de uma planta, preferencialmente uma planta de açúcar, por exemplo, melaço. Preferencialmente, o material base compreendendo um componente baseado em carbono hidroxilado é selecionado a partir do grupo composto de melaço de cana-de-açúcar, melaço de beterraba, e misturas destes.
[0075] O melaço confere excelente estabilidade ao produto retardante de chamas concentrado obtido pelo método de produção de acordo com a invenção.
[0076] Em outras palavras, após um período de armazenamento em um receptáculo vedado hermeticamente de mais de 1 mês, mais de 3 meses, mais de 6 meses, ou mais de 1 ano, os açúcares contidos no melaço não são decantados no produto retardante concentrado. Esse efeito
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19/31 é atribuído ao fato de que, uma vez que os açúcares contidos no melaço são minimamente cristalizáveis ou até mesmo substancialmente não cristalizáveis, a perda de água por evaporação do produto retardante de chamas concentrado não induz a precipitação dos açúcares.
[0077] Preferencialmente, o material base compreendendo o componente baseado em carbono hidroxilado é na forma de uma primeira composição líquida compreendendo um primeiro solvente que é preferencialmente aquoso e está preferencialmente em água, em que o componente baseado em carbono hidroxilado é dispersado.
[0078] Preferencialmente, o teor em peso do componente baseado em carbono hidroxilado da primeira composição líquida é superior a 90%, preferencialmente superior a 95%, preferencialmente superior a 99%, ou até mesmo superior ao teor em peso a partir do qual a composição líquida é saturada com o componente baseado em carbono hidroxilado.
[0079] Preferencialmente, o material base compreendendo o componente baseado em carbono hidroxilado é uma solução aquosa contendo açúcares que compreende, em peso, menos de 10%, preferencialmente menos de 5%, ou até mesmo menos de 1% de açúcares cristalizáveis.
[0080] Preferencialmente, o material base compreendendo o componente baseado em carbono hidroxilado compreende glicose, frutose e sacarose.
[0081] Preferencialmente, o material base compreendendo o componente baseado em carbono hidroxilado compreende, em peso, mais de 30%, e preferencialmente mais de 40% do componente baseado em carbono hidroxilado. Ele pode compreender mais de 50%, até mesmo mais de 60%, ou até mesmo mais de 70% em peso do componente baseado em carbono hidroxilado.
[0082] Preferencialmente, o material base compreendendo o componente baseado em carbono hidroxilado é melaço.
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20/31 [0083] Um agente intumescente e desidratante pode ser em forma sólida, ou na forma de um pó, ou preferencialmente em forma líquida, preferencialmente em uma solução aquosa, e preferencialmente saturada com um agente intumescente. Um material base compreendendo urn agente intumescente pode ser selecionado, por exemplo, a partir de fertilizantes para fertilização do solo, particularmente um fertilizante na forma de uma solução líquida de polifosfato de amônio, referido como polifosfato de amônio 10-34-0 líquido.
[0084] O material base compreendendo o agente intumescente, preferencialmente em forma líquida, pode compreender, em peso, menos de 20%, preferencialmente menos de 10%, preferencialmente menos de 3% de água, ou preferencialmente menos de 1% de água, ou pode até mesmo ser livre de água.
[0085] O material base compreendendo o agente intumescente pode ser uma segunda composição líquida compreendendo um segundo solvente, preferencialmente aquoso, particularmente água, em que o agente intumescente é dissolvido. Preferencialmente, o teor em peso do agente intumescente na segunda composição é superior a 90%, preferencialmente superior a 95%, preferencialmente superior a 99%, ou até mesmo superior ao teor em peso do agente intumescente a partir do qual a segunda composição líquida é saturada com o agente intumescente. Um agente tixotrópico pode ser na forma de um pó ou um líquido, preferencialmente pastoso, ou uma goma. Um material base preferencial compreendendo um agente tixotrópico é uma goma xantana.
[0086] O versado na técnica sabe, por exemplo, com base em sua experiência de rotina, como selecionar o agente tixotrópico e ajustar a quantidade de agente tixotrópico necessária para ajustar a viscosidade do produto diluído a fim de que ele seja é apropriado para dispersão sobre as superfícies a serem protegidas, de tal modo que uma adição de água à solução obtida ao final da etapa b) aumente sua viscosidade na ausência
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21/31 de cisalhamento, e de tal modo que o cisalhamento aplicado à solução obtida ao final da etapa b) diminua a sua viscosidade.
[0087] Agentes tixotrópicos convencionais podem ser particularmente apropriados.
[0088] Preferencialmente, quando o agente tixotrópico é goma xantana, seu teor em peso no produto concentrado é superior a 5%, superior a 7,5%, superior a 10%, superior a 12%, e/ou inferior a 17,5%, menos de 15%, ou menos de 20%.
[0089] Preferencialmente, na etapa a), a solução é preparada por mistura de um material base compreendendo o componente baseado em carbono hidroxilado com um material base compreendendo o agente intumescente.
[0090] Preferencialmente, o material base compreendendo o componente baseado em carbono hidroxilado é melaço, por exemplo, melaço de cana-de-açúcar e/ou melaço de beterraba. Preferencialmente, o material base compreendendo o agente intumescente é polifosfato de amônio, por exemplo, polifosfato de amônio 10-34-0 líquido.
[0091] Se uma solução preparada na etapa a) for obtida por mistura de um material base compreendendo um componente baseado em carbono hidroxilado, por exemplo, melaço de cana-de-açúcar ou melaço de beterraba, com um material base compreendendo um agente intumescente, por exemplo, polifosfato de amônio 10-34-0 líquido, a proporção em peso do material base compreendendo o agente intumescente em relação ao peso do material base compreendendo o componente baseado em carbono hidroxilado é preferencialmente superior a 0,3, superior a 0,6 e/ou inferior a 2, ou inferior a 1,6.
[0092] Preferencialmente, uma primeira solução aquosa é preparada por saturação com um material base compreendendo um componente baseado em carbono hidroxilado, e uma segunda solução aquosa é preparada por saturação com um material base compreendendo
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22/31 um agente intumescente, após o que as referidas primeira e segunda soluções são misturadas para preparar a solução obtida na etapa a).
[0093] O versado na técnica sabe como ajustar as proporções dos materiais base de acordo com sua qualidade para se obter um produto concentrado de acordo com a invenção. Em particular, ele sabe como ajustar as proporções do componente baseado em carbono hidroxilado e do agente intumescente para se obter um produto concentrado que desenvolva uma espuma carbonada por combustão.
[0094] Preferencialmente, na etapa a), menos de 10%, e preferencialmente menos de 3% de água livre é adicionado em porcentagem em peso com base no peso do sistema intumescente. Água livre se refere a um componente aquoso compreendendo, em peso, mais de 80%, preferencialmente mais de 90%, preferencialmente mais de 95%, ou até mesmo mais de 99% de água.
[0095] Um produto diluído de acordo com a invenção pode ser vantajosamente utilizado em dispositivos extintores convencionais que cisalhem os produtos retardantes de chama de combate a incêndio a altas taxas de deformação.
[0096] O produto retardante de chamas de acordo com a invenção, particularmente o produto concentrado, pode, vantajosamente, ser embalado de tal modo que esteja disponibilizado ao pessoal de combate a incêndio, por exemplo, na forma de receptáculos ou cilindros ou qualquer outro tipo de embalagem que seja facilmente transportável, particularmente a mão. Por exemplo, ele pode ser transportado ao local de um incêndio em um reservatório rebocado por um caminhão.
[0097] O sistema de diluição do dispositivo extintor pode, por exemplo, compreender uma bomba de dosagem que alimente o conteúdo desejado do produto concentrado e água e um misturador para se obter um produto diluído de acordo com a invenção. A bomba de dosagem pode, por exemplo, ser conectada ao dispositivo extintor por uma mangueira de
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23/31 incêndio, para aspersão do produto diluído. O produto retardante de chamas pode ser armazenado em um reservatório de forma diluída, por exemplo, no reservatório de um caminhão de combate a incêndio.
[0098] O reservatório do dispositivo extintor pode ser o reservatório de lançamento aéreo de um meio de uma aeronave de extinção de incêndios ou de um helicóptero de extinção de incêndios. Esse meio aéreo pode compreender, além do reservatório de lançamento aéreo, um reservatório contendo o produto concentrado que pode ser conectado ao reservatório de lançamento aéreo. Desse modo, a diluição pode ser realizada no reservatório de lançamento aéreo, por exemplo, após enchimento após aterrisagem da aeronave de extinção de incêndios em um corpo de água.
[0099] O dispositivo extintor de acordo com a invenção possibilita combater um incêndio de forma eficaz, particularmente por retardamento da ignição dos materiais a serem protegidos, e por redução da taxa máxima de liberação de calor durante o incêndio, bem como da quantidade total de calor liberada pelo incêndio.
[00100] Para aplicar um produto retardante de chamas de acordo com a invenção a um suporte a ser protegido, o usuário pode proceder como segue:
[00101] Ele seleciona um produto concentrado, armazenado, por exemplo, em um cilindro. Ele mede uma quantidade desse produto, a qual ele despeja, por exemplo, em um reservatório. Então, ele prepara um produto diluído procedendo-se com uma adição de água nas proporções especificadas acima. De modo alternativo, ele pode, primeiramente, despejar a água no reservatório, seguido pelo produto retardante de chamas concentrado, ou, de outro modo, também pode adicionar o produto retardante de chamas concentrado e a água juntos. Preferencialmente, o usuário pode proceder com a homogeneização do produto diluído, por exemplo, por mistura utilizando-se um misturador elétrico, ou, de outro
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24/31 modo, a mão utilizando uma espátula durante ou, de outro modo, após despejar a água e o produto concentrado.
[00102] Ao final dessa etapa de preparação, a viscosidade do produto diluído aumenta por tixotropia, uma vez que o agente tixotrópico disponível do produto concentrado sofre hidratação mediante contato com a água adicionada. As ligações químicas criadas entre o agente tixotrópico e a água facilitam o aumento na viscosidade do produto diluído. O usuário pode notar esse aumento de forma simples observando a consistência do produto diluído, que é convertido de um estado substancialmente líquido imediatamente após despejar o produto concentrado e a água a um estado substancialmente pastoso minutos após a diluição.
[00103] Utilizando um dispositivo de aspersão, por exemplo, a bomba de alimentação conectada a uma mangueira de incêndio, o usuário aplica um abaixa pressão ao produto diluído, que é cisalhado em consequência disso. A viscosidade do produto diluído é, então, reduzida conforme algumas das ligações químicas entre o agente tixotrópico e a água são temporariamente quebradas. O produto diluído transita, então, facilmente do reservatório, onde ele se encontra em repouso, para uma abertura de aspersão do dispositivo.
[00104] O produto diluído de baixa viscosidade é dispersado sobre um suporte a ser protegido, por exemplo, um tronco de árvore. Devido à esta baixa viscosidade, ele se espalha facilmente sobre a superfície do suporte para cobri-la. Conforme a taxa de cisalhamento cai a zero, com o produto estando, então, em repouso, a viscosidade do produto aumenta por tixotropia. A adesão do produto diluído ao suporte é facilitada em consequência disso.
[00105] Durante um incêndio, o calor liberado ativa a pirólise do produto retardante de chamas. O agente intumescente reage com o componente baseado em carbono hidroxilado. O componente baseado em carbono hidroxilado é desidratado, criando uma camada carbonizada, e o
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25/31 gás de combustão produzido pela reação facilita a intumescência dessa camada protetora sobre a superfície do suporte a ser protegido.
Exemplos [00106] Os exemplos a seguir, que não são limitantes, são apresentados para fins ilustrativos.
[00107] Para se produzir produtos retardantes de chamas concentrados, foram utilizados os seguintes materiais base:
• solução of líquido polifosfato de amônio 10-34-0 líquido, referido anteriormente como APP, fornecido pela empresa P RAYON, • sorbitol em forma sólida fornecido pela empresa GPR RECTAPUR, • xilose em forma sólida fornecida pela empresa GPR RECTAPUR, • melaço de beterraba fornecido pela empresa GOLDSAFT, • melaço de beterraba fornecido pela empresa FRANCE MELASSE.
• melaço de cana-de-açúcar, • sacarose em forma sólida fornecida pela empresa GPR RECTAPUR, • glicose em forma sólida fornecida pela empresa GPR RECTAPUR.
• goma xantana fornecida pela empresa JUNGBUNZLAUER. [00108] As composições dos produtos concentrados são mostradas na tabela 1.
[00109] Para se preparar os produtos concentrados, os materiais base são primeiramente pesados separadamente. Os materiais base sólidos compreendendo componentes baseados em carbono hidroxilado são diluídos em água em um receptáculo até a saturação de uma solução aquosa. A solução de polifosfato de amônio 10-34-0 líquido (APP) é, então,
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26/31 despejada no receptáculo. A mistura é, então, homogeneizada utilizando-se um agitador. A tabela 1 mostra as quantidades relativas de APP e da solução aquosa saturada com o componente baseado em carbono hidroxilado despejada no receptáculo nesta etapa (coluna APP/S).
[00110] Na etapa seguinte, goma xantana é adicionada ao receptáculo contendo a mistura obtida para se obter o teor em peso desejado no produto concentrado, e a mistura é, então, homogeneizada.
[00111] A solução de polifosfato de amônio, a solução aquosa saturada com o componente baseado em carbono hidroxilado, e a goma xantana representam 100% da composição dos diferentes exemplos.
[00112] Os exemplos 13 e 14, que não são parte da invenção, são apresentados para fins comparativos. O produto diluído de exemplo 13 consiste em uma composição com base em 80% de água e 20% de APP convencionalmente utilizado para se combater incêndios florestais. O produto retardante de chamas de exemplo 14 é água.
[00113] Para se preparar um produto diluído, água e um produto retardante de chamas concentrado são pesados separadamente e, então, despejados em um receptáculo, em que a ordem de despejamento não tem nenhum efeito nas propriedades do produto retardante de chamas diluído.
[00114] As viscosidades dos produtos retardantes de chamas concentrados e diluídos dos diversos exemplos são medidas utilizando-se um reômetro Brookfield.
[00115] A capacidade de adesão de um produto diluído sobre um suporte é estimada por medição em gramas (g) do peso colocado sobre uma chapa de madeira de choupo de 100 g. Para isso, a chapa de madeira é imersa verticalmente por 30 segundos em um receptáculo contendo um produto retardante de chamas diluído e, então, pesada. O aumento no peso da chapa de madeira antes e após a imersão permite que a adesão do produto diluído seja avaliada.
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27/31 [00116] As propriedades de proteção contra incêndios de um produto retardante de chamas diluído são avaliadas como segue: uma chapa de madeira é imersa verticalmente em um receptáculo contendo um produto retardante de chamas diluído por 30 segundos e, então, testada utilizando-se um dispositivo de combustão por calorimetria de cone que mede os parâmetros a seguir, que indicam a eficácia de proteção contra incêndios:
1. o tempo até a ignição TTI, expresso em segundos (s), corresponde ao tempo decorrido desde o início do teste até a chapa de madeira entrar em combustão,
2. a taxa de liberação de calor de pico PHHR, expressa em kW/m2, corresponde ao valor máximo do calor liberado pela combustão da chapa de madeira,
3. a liberação total de calor THR em razão da combustão da chapa de madeira, expressa em kJ/m2.
[00117] O teste de combustão por calorimetria de cone pode, por exemplo, ser realizado utilizando-se o dispositivo desenvolvido pelo NIST (National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, USA).
[00118] O teste de combustão é realizado como segue. Uma chapa de madeira impregnada com um produto retardante de chamas diluído de acordo com o protocolo descrito acima é posicionado horizontalmente em um copo, em que o copo é colocado sobre uma balança que mede a perda de peso da chapa de madeira como uma função do tempo. A chapa de madeira é exposta em sua superfície superior a um fluxo de calor de 35 kW/m2 gerado por um cone de aquecimento, correspondente ao fluxo de calor liberado por um incêndio em andamento, que causa um aumento na temperatura da chapa de madeira. Uma fagulha é produzida de uma forma regular sobre a superfície exposta até a chapa de madeira entrar em combustão. O tempo até a ignição TTI é medido quando a primeira chama aparece. Os gases produzidos pela combustão
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28/31 são coletados e analisados por um sensor localizado verticalmente acima da amostra e do cone de aquecimento. A quantidade de oxigênio contido nos gases produzidos pela combustão é medida para se avaliar a quantidade de calor liberada como uma função do tempo.
[00119] Em comparação ao exemplo 14, em que apenas água é utilizada como um produto retardante de chamas, um produto retardante de chamas é considerado como eficaz quando a PHHR e a THR são reduzidas, e quando o TTI aumenta.
[00120] Os exemplos da tabela 2 indicam que todos os produtos retardantes de chamas de acordo com a invenção são eficazes contra um incêndio florestal. Para todos esses exemplos, o TTI aumenta e a HHR e THR diminuem em comparação ao exemplo de referência 14.
[00121] Todos os exemplos de acordo com a invenção apresentam um TTI superior àquele medido no exemplo 13, correspondente a um produto retardante de chamas do estado da técnica.
[00122] Os exemplos 4, 9, 10 e 11 apresentam um maior TTI, uma menor PHHR, e uma THR inferior às do exemplo 13.
[00123] O exemplo 8 gera uma espuma carbonada, mas em uma quantidade insuficiente para retardar o alastramento das chamas de forma eficaz.
[00124] Testes conduzidos sob condições reais de aplicação confirmaram a surpreendente eficácia de um produto retardante de chamas de acordo com a invenção.
[00125] Agora já se pode notar claramente que a invenção provê um produto que apresenta eficácia surpreendente e é de fácil implementação. Em particular, a adição de água a um produto concentrado de acordo com a invenção possibilita ativar o agente tixotrópico e, portanto, aumentar a viscosidade na ausência de cisalhamento, ou seja, após aplicação ao suporte a ser protegido. No entanto, a aplicação de
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29/31 cisalhamento quando da aplicação facilita vantajosamente a manipulação do produto diluído.
[00126] Além disso, após armazenamento por um período de dois anos, os receptáculos fechados dos exemplos de acordo com a invenção não apresentam nenhum sinal de corrosão visível a olho nu. Além disso, nenhuma ocorrência de micro-organismos é observada no produto retardante de chamas concentrado. Ademais, para os exemplos de 1 a 5, 9 e 10, nenhuma decantação dos componentes, e particularmente dos açúcares fornecidos, é observada no produto retardante de chamas concentrado.
[00127] Evidentemente, a invenção não se limita às modalidades descritas e mostradas, que são para fins ilustrativos, não limitantes. Em particular, podem ser utilizados outros componentes baseados em carbono hidroxilado, agentes intumescentes e agentes tixotrópicos.
[00128] Além disso, é preferível utilizar um único produto para se obter a propriedade intumescente e a propriedade hidratante, particularmente um fosfato. No entanto, um agente intumescente apropriado para desidratar pelo menos parcialmente o componente baseado em carbono hidroxilado também cobre uma mistura de um produto intumescente e um produto hidratante.
| Produto retardante de chamas concentrado (CP) | |||||||
| Material base compreendendo um componente baseado em carbono hidroxilado | Proporção de APP/S (*) | Teor de goma xantana | Teor de componente baseado em carbono hidroxilado (CC) | Proporção de APP/CC | Viscosidade a 4 rpm | Viscosidade a 100 rpm | |
| Ex. | % | % | (cP) | (cP) | |||
| 1 | Melaço de beterraba0 * | 1,5 | 8,3 | 19,5 | 2,82 | 400 | 420 |
| 2 | Melaço de | 1,5 | 12,5 | 18,6 | 2,82 | 810 | 810 |
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| beterraba*1* | |||||||
| 3 | Melaço de beterraba*1* | 1,5 | 12,5 | 18,6 | 2,82 | 810 | 810 |
| 4 | Melaço de beterraba0* | 1,5 | 12,5 | 18,6 | 2,82 | 810 | 810 |
| 5 | Melaço de beterraba0* | 1,5 | 16,7 | 17,6 | 2,84 | 1520 | 1500 |
| 6 | Sorbitol | 0,667 | 12,5 | 35,2 | 0,99 | 890 | 890 |
| 7 | Sorbitol | 0,667 | 16,7 | 35,2 | 0,99 | 970 | 970 |
| 8(3) | Xilose | 1,5 | 12,5 | 3,2 | 16,41 | / | / |
| 9 | Melaço de beterraba*2* | 1,5 | 12,5 | 18,6 | 2,82 | / | / |
| 10 | Melaço de cana-de-açúcar | 1,5 | 12,5 | 16,8 | 3,13 | / | / |
| 11 | Sacarose | 1,5 | 12,5 | 18,6 | 2,82 | / | / |
| 12 | Sacarose e glicose | 1,5 | 12,5 | 16,8 | 3,13 | / | / |
| 13<3) | N.A. | - | / | 0 | - | / | / |
| 14<3> | Água | - | / | 0 | - | / | / |
Tabela 1 (*) proporção do teor em peso da solução de APP em relação ao teor em peso da solução saturada do componente baseado em carbono hidroxilado (S) (1) Melaço da marca GOLDSAFT (2) Melaço da marca FRANCE MELASSE (3) O produto não faz parte da invenção
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| Produto retardante de chamas diluído (DP) | |||||||
| Peso de CP/peso de DP | Viscosidade a 4 rpm | Viscosidade a 100 rpm | Capacidade de adesão | TTI | PHHR | THR | |
| Ex. | (%) | (cP) | (cP) | (g) | (s) | (kW/m2) | (kJ/m2) |
| 1 | 6 | 375 | 150 | ||||
| 2 | 2 | 220 | 220 | ||||
| 3 | 4 | 250 | 250 | ||||
| 4 | 6 | 3300 | 450 | 84,5 | 174 | 155,4 | 14,7 |
| 5 | 6 | 8500 | 1000 | ||||
| 6 | 6 | 350 | 350 | 66,7 | 138 | 186,6 | 17,9 |
| 7 | 6 | 3320 | 400 | ||||
| 8(3) | 6 | / | / | 64,7 | 148 | 177,1 | 17,4 |
| 9 | 6 | / | / | / | 138 | 157,4 | 15,8 |
| 10 | 6 | / | / | / | 174 | 146,6 | 12,2 |
| 11 | 6 | / | / | / | 189 | 168,9 | 11,3 |
| 12 | 6 | / | / | / | 182 | 181,1 | 11,4 |
| 13<3) | 20 | / | / | / | 110 | 169,1 | 16,8 |
| 14<3> | 100 | / | / | 27,5 | 86 | 209,4 | 21,1 |
Tabela 1 (cont.)
Claims (31)
- REIVINDICAÇÕES1. Produto retardante de chamas consistindo em uma solução aquosa, caracterizado pelo fato de que compreende:um componente baseado em carbono hidroxilado, um agente intumescente apropriado para desidratar pelo menos parcialmente ou até mesmo completamente o componente baseado em carbono hidroxilado de modo a gerar, sob o efeito do calor, uma espuma carbonada, um agente tixotrópico selecionado para possuir uma viscosidade que aumente em consequência da adição de água na ausência de cisalhamento, a solução com uma concentração suficiente do componente baseado em carbono hidroxilado e do agente intumescente, de tal modo que uma adição de água à referida solução aumente sua viscosidade na ausência de cisalhamento, em que o teor em peso do componente baseado em carbono hidroxilado é superior a 10%.
- 2. Produto retardante de chamas, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o componente baseado em carbono hidroxilado é selecionado a partir do grupo composto de carboidratos, polióis, osaminas e misturas destes e/ou o agente intumescente compreende um elemento selecionado a partir do grupo composto de halogênios, fósforo, nitrogênio, enxofre, zinco, alumínio, magnésio e misturas destes e/ou o agente tixotrópico é selecionado a partir do grupo composto de goma xantana, goma arábica, goma Senegal, éteres de celulose e misturas destes.
- 3. Produto retardante de chamas, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o componente baseado em carbono é selecionado a partir do grupo composto de sacarose, glicose, xilose, sorbitol, pentaeritritol, maltose, arabinose e misturas destes, e/ou oPetição 870190069565, de 22/07/2019, pág. 38/442/6 agente intumescente é selecionado a partir do grupo composto de polifosfato de amônio, diamônio fosfato, monoamônio fosfato, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido bórico, fosfato de ureia, fosfato de melamina, sulfato de amônio, borato de amônio e misturas destes, e/ou o agente tixotrópico é xantana.
- 4. Produto retardante de chamas, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o componente baseado em carbono é derivado de um processo de extração de açúcar de uma planta, e/ou o agente intumescente é polifosfato de amônio.
- 5. Produto retardante de chamas, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o componente baseado em carbono compreende açúcar, em que menos de 10% em peso do açúcar é cristalizável.
- 6. Produto retardante de chamas, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o componente baseado em carbono hidroxilado compreende sacarose, glicose e frutose, em que o teor total em peso de sacarose, glicose e frutose é superior a 5% por porcentagem em peso com base no peso do produto retardante de chamas.
- 7. Produto retardante de chamas, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o teor de glicose é superior a 5% por porcentagem em peso com base no peso do produto retardante de chamas.
- 8. Produto retardante de chamas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 e 7, caracterizado pelo fato de que o teor de sacarose é superior a 5% por porcentagem em peso com base no peso do produto retardante de chamas.
- 9. Produto retardante de chamas, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 8, caracterizado pelo fato de que o teor dePetição 870190069565, de 22/07/2019, pág. 39/443/6 frutose é superior a 5% por porcentagem em peso com base no peso do produto retardante de chamas.
- 10. Produto retardante de chamas, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende, em peso, mais de 5% e menos de 20% de goma xantana.
- 11. Produto retardante de chamas, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que menos de 20% por peso do agente tixotrópico é hidratado.
- 12. Produto retardante de chamas, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o teor em peso do componente baseado em carbono hidroxilado é superior a 12,5%.
- 13. Produto retardante de chamas, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o teor em peso do componente baseado em carbono hidroxilado é superior a 15%.
- 14. Produto retardante de chamas, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o teor em peso do componente baseado em carbono hidroxilado é superior a 20%.
- 15. Produto retardante de chamas, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o teor em peso do componente baseado em carbono hidroxilado é superior a 25%.
- 16. Produto retardante de chamas, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o agente intumescente é polifosfato de amônio, o agente tixotrópico é goma xantana, e o componente baseado em carbono hidroxilado compreende sacarose, glicose e frutose.
- 17. Produto diluído obtido por diluição em água de um produto retardante de chamas conforme qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a proporção em peso de água adicionada ao peso total do produto diluído é superior a 0,8.Petição 870190069565, de 22/07/2019, pág. 40/444/6
- 18. Produto diluído, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que compreende mais de 1% em peso de um emulsificante.
- 19. Dispositivo extintor, caracterizado pelo fato de que compreende:um reservatório contendo um produto retardante de chamas conforme qualquer uma das reivindicações de 1 a 16, um dispositivo de aspersão conectado a referido reservatório, e opcionalmente, um dispositivo para diluir o produto proveniente do reservatório e que é alimentado ao dispositivo de aspersão.
- 20. Dispositivo extintor, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que é selecionado a partir do grupo composto de:uma aeronave de extinção de incêndios, um helicóptero de extinção de incêndios, um caminhão de combate a incêndio, uma cabeça de aspersão estacionária do tipo sprinkler, particularmente fixada a uma parede de um edifício.
- 21. Método para produção de um produto retardante de chamas conforme qualquer uma das reivindicações de 1 a 16, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas sucessivas:a) preparação de uma solução compreendendo um agente intumescente e um componente baseado em carbono hidroxilado, e opcionalmente água, de modo a formar um sistema intumescente que gere, sob o efeito do calor, uma espuma carbonada,b) mistura de um agente tixotrópico com a solução obtida na etapa a), em que a solução obtida ao final da etapa a) é tal que o teor total em peso do componente baseado em carbono hidroxilado e do agente intumescente é superior a 95% do teor em peso de saturação em que saturação é alcançada,Petição 870190069565, de 22/07/2019, pág. 41/445/6 em que o agente tixotrópico é selecionado de tal modo que uma adição de água à solução obtida ao final da etapa b) aumente sua viscosidade na ausência de cisalhamento, e de tal modo que o cisalhamento aplicado à solução obtida ao final da etapa b) diminua a sua viscosidade.
- 22. Método, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o componente baseado em carbono hidroxilado está na forma líquida, preferencialmente aquosa.
- 23. Método, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o componente baseado em carbono hidroxilado está na forma de um líquido saturado com o componente baseado em carbono hidroxilado.
- 24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 21 a 23, caracterizado pelo fato de que, na etapa a), menos de 10%, e preferencialmente menos de 3% de água livre é adicionada por porcentagem em peso com base no peso do sistema intumescente.
- 25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 21 a 24, caracterizado pelo fato de que, na etapa a), a solução é obtida por mistura de um material base compreendendo o componente baseado em carbono hidroxilado com um material base compreendendo o agente intumescente.
- 26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o material base compreendendo o componente baseado em carbono hidroxilado é melaço, por exemplo, melaço de cana-de-açúcar ou melaço de beterraba.
- 27. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 e 26, caracterizado pelo fato de que o material base compreendendo o agente intumescente é polifosfato de amônio, por exemplo, polifosfato de amônio 10-34-0.Petição 870190069565, de 22/07/2019, pág. 42/446/6
- 28. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 25 a 27, caracterizado pelo fato de que a proporção em peso do material base compreendendo o agente intumescente em relação ao peso do material base compreendendo o componente baseado em carbono hidroxilado é superior a 0,3, superior a 0,6 e/ou inferior a 2, ou inferior a 1,6.
- 29. Produto retardante de chamas, caracterizado pelo fato de que é obtido ou obtenível pelo método conforme qualquer uma das reivindicações de 21 a 28.
- 30. Método para combater um incêndio, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:i) diluição de um produto retardante de chamas concentrado conforme qualquer uma das reivindicações de 1 a 16 a fim de se obter um produto retardante de chamas diluído, preferencialmente, de acordo com a reivindicação 17, ii) aplicação de cisalhamento ao produto retardante de chamas diluído a fim de reduzir sua viscosidade, iii) aplicação do produto retardante de chamas diluído e cisalhado ao suporte.
- 31. Método para combater um incêndio, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o suporte é selecionado a partir de uma árvore, uma parede de tanque de armazenamento, particularmente uma parede de tanque de armazenamento de hidrocarbonetos, uma parede de construção, e resíduos, particularmente resíduos industriais e/ou domésticos.Método para combater um incêndio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 e 31, caracterizado pelo fato de que o suporte compreende menos de 50%, preferencialmente menos de 20%, preferencialmente menos de 10% de celulose, por porcentagem em peso, ou é até mesmo livre de celulose.
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