Motor de incêndio

Fundo

O termo “carro de bombeiros” é normalmente usado como uma expressão genérica para descrever um veículo de combate a incêndios. Tecnicamente, um “caminhão de bombeiros” é um veículo equipado com escadas e é usado principalmente para obter acesso a porções elevadas de uma estrutura ou para fornecer um meio de aplicação de um fluxo elevado de água. O “carro de bombeiros” é um veículo com uma bomba e é utilizado principalmente para bombear água. Um “vagão de incêndio” transporta grandes quantidades de mangueira e é usado principalmente para colocar a mangueira como complemento de um pára-lamas. “Aparelho de incêndio” é o termo genérico apropriado para todos estes veículos. Esta entrada irá focar a fabricação de um carro de bombeiros. Desde os nossos primeiros brinquedos e livros para crianças até aos noticiários diários que mostram os bombeiros em acção, o aparelho de bombeiros continua a ser um dos exemplos mais familiares e impressionantes de tecnologia nas nossas vidas. O fogo incontrolado era um dos maiores medos até há pouco tempo. As primeiras tentativas de apagar incêndios eram apenas brigadas de baldes, ou seja, linhas de cidadãos entregando baldes de água ao fogo, o que muitas vezes era ineficaz contra um edifício totalmente envolvido. Algumas tentativas de aumentar a aplicação de água eram bombas de pistão operadas manualmente, cujas mangueiras bombeavam água de um tanque de retenção ou de um lago. (Estas primeiras mangueiras eram feitas de couro com rebites de cobre; as mangueiras de algodão entraram em uso no século XIX). Eventualmente foram adicionadas rodas ao aparelho, mas este ainda era puxado e operado pelos bombeiros. Com o aparecimento do seguro de propriedade, as companhias de seguros criaram os corpos de bombeiros e passaram um tempo considerável a melhorar o aparelho de bombeiros. Na década de 1860, a máquina a vapor era usada para operar a bomba de pistão, e era puxada para o incêndio por cavalos. Outras tentativas de pressurizar a mangueira eram tanques químicos, que utilizavam ácido combinado com soda dissolvida em água para iniciar uma reação química que produziria dióxido de carbono. Neste processo, o dióxido de carbono expandiu-se, pressurizando o tanque e impulsionando toda a mistura para fora da mangueira e para o fogo. Todos estes projetos foram praticamente obsoletos após a introdução da bomba centrífuga, no início de 1900. Após o avanço do automóvel, o motor de combustão interna tornou-se a principal fonte de energia para o motor de incêndio. A adaptação da estrutura do camião para acomodar a bomba e o tanque completou a transição para o aparelho de bombeiros do dia anterior.

Design

O design básico do aparelho de bombeiros começa com uma revisão completa da carga de incêndio e do terreno geográfico da área a que o corpo de bombeiros irá responder. A facilidade de operação do veículo, a velocidade de resposta adequada e o armazenamento e implantação do equipamento são fatores importantes a serem considerados. A Associação Nacional de Proteção contra Incêndios (NFPA) compilou diretrizes para o projeto de aparelhos com base nestas e outras variáveis. Além disso, os bombeiros responsáveis pelo aparelho também contribuem para o projeto do veículo.

A maioria dos aparelhos de combate a incêndio é adquirida por governos, cidades, vilas, vilas e municípios apoiados por impostos. Em departamentos pequenos, o processo de concepção e aprovação pode levar até um ano, principalmente por causa de questões de financiamento. Quando departamentos médios e grandes escolhem um novo aparelho, o financiamento geralmente já está estabelecido, e os projetos podem ser aprovados e comprados em menos tempo. Um carro de bombeiros pode custar de $50.000 a mais de $750.000,

O aparelho básico de combate a incêndios evoluiu para unidades especializadas para determinados tipos de incêndios e resposta. Nos anos 50, bombeadores, caminhões escada e outros projetos diversos, como pequenos caminhões-tanque e caminhões mangueiras eram comuns, embora caminhões de acidente de aeroporto e grandes caminhões-tanque rurais também estivessem em uso. Hoje em dia, os aparelhos de incêndio são feitos sob medida para atender a muitos tipos de perigos específicos. Devido a esta grande variedade, o resto deste artigo irá discutir a fabricação de aparelhos básicos de bombeiros combinados para comunidades de pequeno e médio porte.

O processo de fabricação

A fabricação de um carro de bombeiros continua a ser uma operação personalizada, quase única. Normalmente, um grupo de trabalhadores é designado para a fabricação da carroceria e montagem da estrutura do caminhão. Um grupo separado executa o acabamento da carroçaria, depois o aparelho é cablado, equipado e testado por um terceiro grupo, ou “equipamento”. Além da carroceria, a fabricação do aparelho de incêndio é tipicamente um processo de montagem.

O fogo foi uma praga em muitas cidades americanas primitivas. Os americanos responderam com uma variedade de armas: as dos bombeiros voluntários; invenções que preveniam, retardavam ou combatiam o fogo; e cooperativas de seguros e planos que protegiam contra as perdas causadas pelo fogo. Durante as primeiras e médias décadas do século 1°fh, um grande incêndio foi uma calamidade, mas também uma questão social.

As empresas de bombeiros voluntários da cidade muitas vezes ilustravam a composição social, étnica e demográfica da cidade. As empresas de bombeiros representavam a lealdade e os corwaderies de grupos especiais. O orgulho dos bairros, rivalidades políticas, hostilidade étnica e animosidade de classe eram evidentes nas empresas de bombeiros voluntários. As companhias receberam aclamação pública por seus esforços e competiram entre si por esses elogios públicos. Ao primeiro sinal de um incêndio, as empresas corriam para o local puxando seus carrinhos de mangueira e motores bombeados manualmente – não necessariamente para pegar o fogo em seus estágios iniciais. O comandante da primeira companhia a chegar ficaria encarregado de toda a operação com controle absoluto sobre as companhias rivais. Os membros lutavam uns com os outros no caminho e no local, às vezes esquecendo-se até de combater o incêndio! Uma vez no local, mais lutas podiam ocorrer e os voluntários eram ameaçados tanto por outros bombeiros quanto pelo próprio incêndio.

Os membros tinham muito orgulho de seus uniformes e equipamentos porque estes representavam o status social do grupo tanto quanto sua competência no combate ao fogo. Equipamentos e uniformes eram dtspfayed durante cerimônias e desfiles públicos onde a competição pelo status social era particularmente evidente na América pré-Guerra Civil. Os carrinhos de mangueiras e motor! eram peças de exposição, bem como equipamento funcional.

William S. Pretzer

Chassis

• 1 A selecção e compra do chassis do camião é baseada na aplicação táctica do aparelho. O chassi do caminhão pode estar “nu”, tendo apenas o motor, eixos, molas, membros do chassi, direção e sistemas de freio instalados. O construtor do aparelho pode optar, no entanto, por utilizar uma “cabine e chassi”, onde o quadro tem o motor, cabine, assentos, chapa de metal frontal e fiação já concluída. Em ambos os casos, a estrutura do camião é normalmente encomendada a um construtor de camiões bem estabelecido como a General Motors, Ford, International, Freightliner, ou Peterbilt. O construtor do aparelho aconselha o fabricante do camião sobre o design pretendido, para que possam ser feitas opções especiais relativas ao desempenho da estrutura. É fundamental que a seleção adequada da suspensão seja feita para suportar a média de 35.000 libras (15.890 kg) de carro de bombeiros. No nosso exemplo, escolhemos o desenho da estrutura da cabina e do chassis.

Corpo

• 2 Após a recepção e inspecção da estrutura do camião, inicia-se a fabricação da carroçaria (ou “autocarro”, como por vezes é chamada). Principalmente a chapa de aço é utilizada para painéis e suportes da carroceria, embora alumínio e alguns aços inoxidáveis também sejam incorporados. A chapa de aço tem aproximadamente 0,06 polegadas (1,5 mm) de espessura e vem em chapas de 48 polegadas (1,2 m) e 96 polegadas (2,4 m) de comprimento. Também pode ser fornecida em rolos da mesma largura e pesando 908 kg (2.000 libras) ou mais. Cada painel de porta, suporte, painel de carroceria e bandeja de equipamento é cortado e dobrado usando máquinas de cisalhamento e freios de prensa. Os furos para equipamentos elétricos e tubulações também são perfurados neste momento. A carroceria é tipicamente de gás inerte metálico (Mig) soldado, com as portas e painéis de acesso aparafusados para facilitar a substituição. Muitos fabricantes protegem a carroceria contra a corrosão mergulhando cada painel em um selador inibidor de ferrugem. O interior e outras áreas escondidas das portas e armários são pré-pintados antes da montagem. Enquanto a construção do corpo está em andamento, a bomba e o tanque são montados na estrutura.

Bomba

• 3 A bomba é selecionada para funcionar especificamente para as práticas do corpo de bombeiros. Essencialmente, a bomba é a única razão para o corpo de bombeiros. Todas as outras características são praticamente inúteis se a bomba não tiver um desempenho adequado. A maioria das bombas de incêndio hoje em dia são bombas centrífugas, e são fabricadas por empresas separadas e adquiridas pelo construtor do aparelho. Uma bomba de incêndio típica pode bombear 1.000 galões (3.785 1) de água por minuto. Este fluxo pode fornecer com segurança água suficiente para combater um incêndio residencial ou num pequeno edifício comercial. O tamanho da bomba pode ser limitado pelo fornecimento de água disponível, particularmente em áreas rurais onde não há hidrantes de incêndio. As bombas são normalmente de ferro fundido, com bronze para o rotor rotativo e engrenagens de aço na unidade de acionamento. Nosso caminhão deve ter a bomba de 1.000 galões por minuto parafusada ao quadro próximo ao centro, e acionada por um eixo de saída auxiliar (ou “tomada de força”) a partir da transmissão do caminhão. Este tipo de arranjo é referido como um aparelho de bomba “midship”. A bomba se assenta sobre o quadro do caminhão, e é aparafusada através das peças fundidas de suporte à flange do quadro superior. O alinhamento com a transmissão é importante para reduzir a vibração.

Cisterna

• 4 O tanque de água para este aparelho de exemplo seria tipicamente um tanque de polipropileno contendo 500-1.000 galões (1.892-3.785 1) de água. Este é aparafusado a suportes especiais antes de ser fixado ao quadro imediatamente atrás da bomba. Também são instalados tubos de ligação à bomba e aberturas de enchimento, tipicamente de construção em aço galvanizado. Os tanques podem ser quadrados, redondos ou ovais, e muitos são “soldados a quente” juntos a partir de material em chapa. O processo de soldagem a quente utiliza um fluxo de ar de alta temperatura para fundir as peças plásticas na sua junta, onde o material se mistura e se funde. A maioria dos tanques contém placas perfuradas ou “deflectores” para reduzir o sloshing da água enquanto se conduz.

  Ocasionalmente, um “despejo rápido” é instalado no tanque de um aparelho projetado para uso em locais rurais. Esta grande válvula “despeja” a água do tanque principal para um tanque portátil dobrável, transportada para o fogo num camião-cisterna separado. Isto permite que os caminhões-tanque transportem água de longas distâncias e esvaziem para o tanque portátil, onde grandes mangueiras de sucção alimentadas diretamente na bomba permitem que o fluxo seja aumentado até a capacidade máxima. Estas válvulas de descarga rápida esvaziam os 1.500 galões (5.677 1) de água em 45 segundos.

Montagem

• 5 Quando o corpo é completado, ele é montado no quadro sobre a bomba e o tanque, e aparafusado usando tiras de vibração em neoprene ou borracha. Ao longo de cada lado e por cima do tanque estão os compartimentos do equipamento e da mangueira. Eles são formados dentro do corpo com portas e tampas para proteção. Equipamentos relacionados, tais como bicos de mangueira, bem como equipamentos táticos, tais como ferramentas de entrada forçada e unidades de respiração autónomas, são armazenados nos compartimentos laterais dos equipamentos. Eles são dimensionados e equipados para permitir a mais rápida e fácil implantação do equipamento.

  Os leitos de mangueira carregam a mangueira de incêndio. A cama superior geralmente contém seções de mangueira de 2,5 polegadas (76 cm) de diâmetro de 50 pés (15 m) de comprimento, conectadas entre si para formar mangueiras que chegam até 305 m (1.000 pés). Esta mangueira é dobrada de forma a permitir que seja puxada do seu leito com facilidade e rapidez. As secções mais curtas das mangueiras de sucção também são transportadas no aparelho. Estas mangueiras de sucção são feitas de um material firme para que não desabem devido à pressão reduzida quando acopladas à sucção da bomba. Elas não podem ser dobradas, por isso são normalmente colocadas em mangueiras especialmente concebidas para mangueiras de sucção. Todos os outros tipos de mangueiras de incêndio são desmontáveis e para uso apenas no lado da pressão da bomba.

  Em frente do tanque, e acima da bomba, estão as camas de mangueiras de ataque. Estas camas contêm mangueiras de 1,5 polegadas (3,8 cm) de diâmetro, pré-conectadas à saída da bomba com os bicos prontos para a acção. Duas ou quatro camas de “pré-camadas” são comuns. Estas serão as primeiras mangueiras usadas no incidente, portanto são as mais importantes. Atrás do tanque está o impulsionador de carretéis. Aqui, uma mangueira de uma polegada (2,5 cm) de diâmetro em um carretel de enrolamento de energia é armazenada. Esta mangueira booster é usada para limpar o aparelho e o equipamento, e para arrefecer o exterior do aparelho quando este se encontra perto de um grande incêndio. Também é usada ocasionalmente para apagar pequenos fogos de lixo ou relva. Este carretel é útil porque a mangueira pode ser rebobinada rapidamente pressionando simplesmente um botão. Todas as outras mangueiras do caminhão de bombeiros devem ser lavadas e embaladas de volta em suas camas manualmente após o incidente do incêndio.

  Ladders for the fire service are extra heavy duty. Embora feitas de alumínio, elas são fisicamente pesadas, por isso são normalmente transportadas em prateleiras acima dos compartimentos de equipamentos do lado direito. Os racks foram desenvolvidos para baixar a escada até a altura da cintura, mas o mais comum é que os bombeiros simplesmente levantem a escada para fora do rack e prossigam para o fogo. As escadas, tal como as bombas, também são compradas a outros fornecedores e instaladas pelo construtor do aparelho.

Pintura

• 6 Uma vez montada a carroçaria na estrutura do camião, os furos de montagem do equipamento são localizados e perfurados, e quaisquer furos ou passagens adicionais são cortados nos painéis. Isto permite a operação de pintura para selar as bordas expostas dos furos e outras aberturas. O exterior do aparelho é lavado e lixado na preparação para a pintura. O interior das portas e compartimentos já foi pintado. O lado exterior pode ser pintado nas cores correspondentes. O processo de pintura inclui um primer surfacer para preencher pequenas marcas de lixagem e defeitos superficiais e um selador para melhorar a aderência da tinta. Os caminhões de bombeiros costumavam ser todos vermelhos, mas algumas experiências com amarelo, azul e branco foram feitas para aumentar a identificação visual. Hoje, a NFPA recomenda o amarelo ou o vermelho padrão do Motor de Incêndio. O tipo de tinta é normalmente um esmalte resistente ou sintético para resistir à queima de brasas e ao desgaste do serviço de combate a incêndios. Agentes de endurecimento são adicionados à tinta para melhorar o brilho e a durabilidade. Após a pintura, as escadas e acessórios podem ser instalados usando fixadores de aço inoxidável.

Instalando fios

• 7 O moderno aparelho de incêndio pode ser complicado. Os sistemas de rádio, telefones celulares, computadores e aparelhos de fax celular estão todos encontrando seu caminho para o serviço de incêndio. Mesmo nosso aparelho de exemplo exigirá várias centenas de metros de fiação para operar as luzes de advertência, sirene, rádios, bay lights, gerador, luzes de inundação, bombas elétricas, e outros sistemas. A maioria dos aparelhos tem dois sistemas de baterias independentes, que devem ser ligados ao aparelho após a pintura. O painel de controle do operador da bomba, contendo os manômetros e válvulas usadas para controlar a bomba, também será instalado.

Controle de Qualidade

Após os últimos acessórios serem instalados e testados individualmente, o construtor do aparelho submete o caminhão acabado a uma agência de inspeção independente. A agência recebe a entrega do camião equipado tal como seria colocado em serviço. Ele opera e inspeciona todos os sistemas de aparelhagem. A bomba é operada na capacidade máxima durante duas horas para garantir que este componente vital funcione adequadamente. Após a conclusão com sucesso, o aparelho e o construtor recebem um certificado de desempenho. Em muitas áreas, o aparelho não pode ser legalmente entregue sem este certificado.

O Futuro

Muitas novas tecnologias estão sendo aplicadas ao moderno aparelho de incêndio. Novos materiais do tanque estão a aumentar em resistência enquanto reduzem o peso, permitindo uma maior capacidade de água. Alguns grandes departamentos estão usando computadores e comunicações celulares para lidar com informações sobre materiais perigosos, projeto de estrutura e geografia do distrito do incêndio. Perhaups a mais excitante das novas tecnologias nos aparelhos de incêndio é o uso crescente de soluções de espuma Classe A para atacar a estrutura e os incêndios de vegetação. Isto envolve um tanque de concentrado de espuma separado a bordo e um doseador de mistura para combinar o concentrado de espuma com a água na quantidade adequada. A espuma Classe A reveste as superfícies ardentes e absorve o calor significativamente melhor do que a água. Quando utilizada com ar comprimido de um compressor de ar separado no veículo, esta tecnologia é conhecida como Sistema de Espuma de Ar Comprimido, ou CAFS. O ar comprimido empurra o fluxo de água/espuma para uma distância muito maior, e a espuma resultante agarra-se como creme de barbear. Além desses avanços, os bombeiros estão se tornando mais bem treinados e estão customizando seus equipamentos para se adaptarem aos tipos de incêndios que encontram.

Where To Learn More

Books

Buff, Sheila. Motores de Incêndio: Aparelhos Motorizados desde 1900. Longmeadow Press, 1994.

Manual de Protecção Contra Incêndios, 17ª Ed., 1991. National Fire Protection Association, Quincy, Mass.

Periódicos

Cottet, Jack L. “Enclosed Cabs for Fire Apparatus”. Fire Engineering, Outubro 1990, p. 50-52.

“Agile Fire Engine Borrows from Racing Car Design”. Engenharia, Setembro 1990.

-Douglas E. Betts