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Ignição de Combustíveis Florestais por Partículas com Elevada Temperatura

Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra Departamento de Engenharia Mecânica. Ignição de Combustíveis Florestais por Partículas com Elevada Temperatura. Mário António Fonseca Loureiro Orientadores: Professor Doutor Domingos Xavier Viegas

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Ignição de Combustíveis Florestais por Partículas com Elevada Temperatura

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Presentation Transcript

  1. Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra Departamento de Engenharia Mecânica Ignição de Combustíveis Florestais por Partículas com Elevada Temperatura Mário António Fonseca Loureiro Orientadores: Professor Doutor Domingos Xavier Viegas Professor Doutor António Rui A. Figueiredo 21/5/2008

  2. Estrutura • Introdução • Metodologia • Resultados e discussão • Conclusões 2/66

  3. Introdução • Há muitos incêndios em Portugal • Alguns desses incêndios são causados acidentalmente pelo uso de maquinas • Estudamos as condições de ignição de combustíveis florestais por partículas com elevada temperatura 3/66

  4. Ocorrências de incêndios florestais em Portugal Fonte: DGRF15/10/2007 4/66

  5. Área ardida total. Fonte: DGRF15/10/2007 5/66

  6. Distribuição da área ardida por espécies Fonte – DGF (2002) 6/66

  7. Comportamento extremo do fogo Fonte - http://sic.sapo.pt Perto da meia-noite de 22/8/2005, Joel Vale, captou a imagem 1.2 de Coimbra. 7/66

  8. Causas dos incêndios Causas de incêndios entre 2000 a 2006 Fonte DGRF Janeiro de 2007 8/66

  9. Ignições causadas de forma acidental Fonte - Resumo Técnico da Determinação das causas dos incêndios florestais em 2002, elaborado pelo Corpo Nacional da Guarda Florestal 9/66

  10. incêndios provocados por viaturas Os incêndios originados pela libertação de partículas incandescentes de viaturas, provocam geralmente múltiplos focos. O máximo de focos por incêndio nesta tabela foi de 11 e a distancia entre o primeiro e o último foco foi de cerca de 16 km; também a distância máxima do ponto de ignição à linha da estrada foi de cerca de 11 m. Fonte - Industrial Operations Fire Prevention Field Guide, página 140 10/66

  11. Pneu de camião ao desfazer-se provoca incêndio A1 km 168 sentido N-S, Julho de 2004 11/66

  12. Calços de comboio Fonte - Railroad Fire Prevention Field Guide, (1999), Department of Forestry and Fire Protection, US. 12/66

  13. Auto-limpeza do escape

  14. Fonte - Spark Arresters and the Prevention of Wildland Fires, video NFES2237(1998) 14/66

  15. Comboio com retenção de fagulhas “spark arrester” www.lvrrmodeler.net 15/66

  16. Colector de partículas em comboio Fonte - Railroad Fire Prevention Field Guide, 1999 16/66

  17. Escape de locomotiva Esta imagem mostra uma grande quantidade de fuligem acumulada. Esta fuligem contém muito óleo, além de gasóleo mal queimado, denominado Particulate. Quando esta fuligem se liberta em combustão ela poderá originar vários focos de incêndio ao longo da linha, incêndios que poderão ser difíceis de combater se originarem extensas frentes. 17/66

  18. Vegetação inadequada A quantidade de ocorrências durante o verão de 2005 nesta via foi de tal modo tão elevada, que houve uma ocorrência em média por cada 3km. A92 ao km 70, sentido Granada-Sevilha,16/8/2005 18/66

  19. Partículas em combustão originam focos secundários Fonte - Chisholm, DogRib, and Lost Creek FiresPost-Fire Research Workshop 27/4/2005 19/66

  20. Partículas redondas Partícula depositada, disco de 25mm de diâmetro Manzello, Samuel L (2006) 20/66

  21. Gerador de partículas em combustão A ignição das partículas em combustão é feita por queimadores de propano. Manzello, Samuel L (2007) 21/66

  22. Ensaios com partículas Manzello, Samuel L (2007) 22/66

  23. Secagem dos combustíveis O aquecimento solar dos combustíveis florestais faz aumentar a pressão parcial do vapor de água, tornando-a superior à do vapor presente na atmosfera envolvente. Esta diferença de pressões provoca a passagem de vapor para o ar perdendo progressivamente água até que se atinja um estado de equilíbrio, sendo normal o teor ser inferior a 5%. Imagem de caruma (Lousã) exposta ao sol captada pelo Engº Luís Paulo no dia 20/9/2005, pelas 12h09. Oponto sp1 encontra-se a 57.9ºC 23/66

  24. Metodologia • Combustíveis • Partículas • Método de aquecimento • Medição da temperatura 24/66

  25. Combustíveis • Caruma • Feno • Eucalipto 25/66

  26. 26/66

  27. Distribuição da área ocupada por espécies florestais Fonte - Educação para a Cidadania (2006), Ministério da Educação 27/66

  28. Partículas • Troços de borracha e de calços • Esferas metálicas 28/66

  29. Amostras de calço de comboio Amostras de ensaios iniciais Amostras de ensaios finais 29/66

  30. Esferas utilizadas 30/66

  31. Método de aquecimento • Resistência eléctrica (disco cerâmico do epiradiador) • Metal fundido • Chama de gás 31/66

  32. Metodologia - Partículas aquecidas - esferas Aquecimento por imersão em metal líquido 32/66

  33. Aquecimento a propano 33/66

  34. Medição da temperatura • Câmara infra-vermelho • Termopar 34/66

  35. Medição da temperatura por infra-vermelhos 35/66

  36. 13/6/2005 36/66

  37. Aquisição de temperatura por IR inadequada - Ensaio nº164 com esfera de 14,3mm 37/66

  38. Aquisição de temperatura por termopar Pormenor da junção 38/66

  39. Aquecimento da esfera de 37mm 39/66

  40. Sistema de aquisição inicial por multímetro 14/7/2005 40/66

  41. Aquisição de temperatura por interface PICO TC08 19/9/2005 41/66

  42. Panorama da metodologia utilizada 42/66

  43. Ensaios com partículas do corte abrasivo 9/11/2005 43/66

  44. Ensaios com fuligem projectada por explosão 21/10/2005 44/66

  45. Resultados e Discussão • Inflamabilidade de partículas • Calços de comboio e partículas de borracha • Ignição de leitos por Esferas de aço 45/66

  46. Ensaios de inflamabilidade de partículas de borracha Experiências realizadas a 600ºC no epiradiador com chama piloto acesa e ventilação ligada 46/66

  47. Ensaios de inflamabilidade de partículas de calços de travões de comboios (modelo antigo de 32cm) Experiências realizadas a 600ºC no epiradiador com chama piloto acesa e ventilação ligada 47/66

  48. Ensaios de inflamabilidade de partículas de calços de travões de comboios (modelo moderno de 32cm) Experiências realizadas a 600ºC no epiradiador com chama piloto acesa e ventilação ligada 48/66

  49. Ensaios de ignição de combustíveis por esferas Inflamabilidade do feno com cerca de 10% de teor de humidade G4.2.2 Ensaios de ignição com esfera de 14,3mm em feno a 9,9%humidade Quantidade de ensaios total - 24 Condições ambientais: Humidade máxima do ar 50%; Humidade mínima do ar 45% Temperatura mínima do ar 29ºC; Temperatura máxima do ar 30ºC 49/66

  50. Resultados com registo do temperatura/tempo de ignição T4.2.2 - Tempo de ignição com esfera de 14,3mm em feno a 9,9%humidade 50/66

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