Um modelo de transferência de calor e de massa de tintas intumescentes na protecção ao fogo do aço
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As tintas intumescentes são utilizadas, na sua grande parte, na indústria da construção civil
para providenciar os requisitos de resistência ao fogo prescritos nos regulamentos de
dimensionamento estrutural. São aplicadas fundamentalmente em elementos estruturais com
resistência ao fogo reduzida, como é o caso das estruturas de aço e alumínio.
Quando a protecção intumescente entra em contacto com os gases quentes provenientes de
um incêndio, começa a formar bolhas, originando uma expansão volumétrica com perda de
massa. Esta camada carbonosa, de baixa densidade e porosa, proporciona uma redução da
transferência de calor à camada virgem de tinta subjacente e, portanto, para o substrato.
O modelo é baseado no pressuposto de que a reacção de decomposição térmica da tinta é
única, ocorre a uma determinada temperatura numa camada muito fina, que separa a camada
carbonosa do material virgem, originando material sólido carbonoso e gás. É assumido que os
gases da reacção se comportam idealmente e não originam reacções secundárias.
Adicionalmente, é considerado que a fracção sólida da camada carbonosa e os gases aí contidos
se encontram em equilíbrio térmico, [1].
O modelo numérico é composto pela equação de conservação da energia do substrato, da
camada virgem e da camada carbonosa, conservação da massa das fracções gasosa e sólida. Este
modelo permite determinar a posição da fronteira móvel e da fronteira livre e,
consequentemente, a variação da espessura do intumescente ao longo do tempo.
A eficiência do modelo será analisada por comparação com resultados experimentais
realizados num calorímetro de cone, [2], em placas de aço protegidas com tintas intumescentes
de dois fabricantes distintos, com diferentes valores de espessura seca e de fluxos de calor por radiação.
