Mangueira de incêndio

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Antecedentes

O termo mangueira de incêndio refere-se a vários tipos diferentes de mangueiras projetadas especificamente para uso no combate a incêndios. O mais comum consiste em uma ou mais camadas externas de tecido com uma camada interna de borracha. Geralmente é fabricado em comprimentos de 50 pés (15,3 m) com conexões de metal roscadas em cada extremidade. Ao contrário de outras mangueiras, a maioria das mangueiras de incêndio é projetada para ser armazenada na horizontal para minimizar o espaço necessário. Por exemplo, um bombeiro comum nos Estados Unidos pode carregar 1.200 pés (366 m) de mangueiras forradas de borracha com 2,5 pol. (64 mm) de diâmetro em um espaço do tamanho de uma cama king-size.

O primeiro uso registrado de mangueira de incêndio foi na Grécia antiga. De acordo com o autor grego Apolodoro, uma extremidade do intestino de um boi estava ligada a uma bexiga cheia de água. Quando a bexiga era pressionada, a água era forçada através do longo intestino do boi e era direcionada "para lugares altos expostos a dardos inflamados".

O precursor da mangueira de incêndio moderna foi inventado em 1672 em Amsterdã, Holanda, por Nicholas e Jan van der Heiden (Heides). A mangueira de descarga era feita de couro com costuras bem costuradas. Acessórios de latão foram fixados em cada extremidade para permitir que várias seções fossem acopladas entre si. Em 1698, eles fizeram uma mangueira de sucção de lona pesada revestida com tinta ou cimento para torná-la estanque. A mangueira foi reforçada com anéis de metal internos para evitar que entre em colapso sob o vácuo.

As primeiras mangueiras de couro vazavam muito e suas costuras costuradas estavam sujeitas a se romper sob pressão. A primeira mangueira de couro rebitada foi desenvolvida em 1808 na Filadélfia por um grupo de bombeiros voluntários. A mangueira tinha costuras unidas por 20-30 rebites de metal por pé (65-100 rebites por metro) para eliminar vazamentos. Dois membros do grupo patentearam este projeto em 1817 e começaram a fabricá-lo. Embora mangueiras retorcidas de algodão e linho também tenham sido introduzidas no início de 1800, e mangueiras revestidas de borracha tenham sido introduzidas em 1827, nenhum desses projetos foi desenvolvido o suficiente para substituir as mangueiras de couro rebitadas até cerca de 1870.

As mangueiras de incêndio modernas usam uma variedade de tecidos naturais e sintéticos e elastômeros em sua construção. Esses materiais permitem que as mangueiras sejam armazenadas úmidas sem apodrecer e resistam aos efeitos prejudiciais da exposição à luz solar e a produtos químicos. As mangueiras modernas também são mais leves do que os designs mais antigos, o que ajudou a reduzir o desgaste físico dos bombeiros.

Tipos e tamanhos de mangueira de incêndio

Existem vários tipos de mangueiras projetadas especificamente para o serviço de bombeiros. Aqueles projetados para operar sob pressão positiva são chamados de mangueiras de descarga. Eles incluem mangueira de ataque, mangueira de abastecimento, mangueira de retransmissão, mangueira de silvicultura e mangueira de reforço. Aqueles projetados para operar sob pressão negativa são chamados de mangueiras de sucção.

A mangueira de ataque é uma mangueira flexível coberta com tecido usada para levar água da bomba de incêndio para o bico. Esta mangueira varia em diâmetro interno nominal de 1,5 pol. (38 mm) a 3,0 pol. (76 mm) e é projetada para operar a pressões de até cerca de 400 psi (2.760 kPa). O comprimento padrão é de 50 pés (15,3 m).

As mangueiras de suprimento e retransmissão são mangueiras flexíveis de grande diâmetro, cobertas por tecido, usadas para levar água de um hidrante distante para o bombeiro ou para retransmitir a água de um bombeador para outro em uma longa distância. Essas mangueiras variam em diâmetro interno nominal de 3,5 pol. (89 mm) a 5,0 pol. (127 mm). Eles são projetados para operar a pressões de até cerca de 300 psi (2.070 kPa) para diâmetros menores e até 200 psi (1.380 kPa) para diâmetros maiores. O comprimento padrão é 100 pés (30,6 m).

A mangueira florestal é uma mangueira flexível coberta com tecido usada para combater incêndios em grama, arbustos e árvores onde uma mangueira leve é ​​necessária para manobrá-la em terrenos íngremes ou acidentados. A mangueira florestal vem em diâmetros internos nominais de 1,0 pol. (25 mm) e 1,5 pol. (38 mm) e é projetada para operar a pressões de até 450 psi (3.105 kPa). O comprimento padrão é 100 pés (30,6 m).

A mangueira de reforço é uma mangueira flexível com paredes grossas e revestida de borracha, usada para combater pequenos incêndios. Ele retém sua seção transversal redonda quando não está sob pressão e geralmente é carregado em uma bobina no bombeiro, em vez de ser armazenado na horizontal. A mangueira de reforço vem em diâmetros internos nominais de 0,75 pol. (19 mm) e 1,0 pol. (25 mm) e é projetada para operar a pressões de até 800 psi (5.520 kPa). O comprimento padrão é 100 pés (30,6 m).

A mangueira de sucção, às vezes chamada de sucção rígida, é geralmente uma mangueira semirrígida coberta de borracha com reforços de metal internos. É usado para sugar água de fontes não pressurizadas, como lagoas ou rios, por meio de vácuo. A mangueira de sucção varia em diâmetro interno nominal de 2,5 pol. (64 mm) a 6,0 pol. (152 mm). O comprimento padrão é 10 pés (3,1 m).

Outra mangueira de sucção, chamada de sucção suave, é na verdade um pequeno comprimento de mangueira de descarga flexível, coberta com tecido, usada para conectar a entrada de sucção da bomba de incêndio a um hidrante pressurizado. Não é uma mangueira de sucção verdadeira, pois não resiste a uma pressão negativa.

Matérias-primas

No passado, o algodão era a fibra natural mais comum usada em mangueiras de incêndio, mas a maioria das mangueiras modernas usa uma fibra sintética como poliéster ou filamento de náilon. As fibras sintéticas fornecem força adicional e melhor resistência à abrasão. Os fios de fibra podem ser tingidos em várias cores ou podem ser deixados naturais.

Os revestimentos e forros incluem borrachas sintéticas, como estireno butadieno, etileno propileno, cloropreno, poliuretano e nitrila butadieno. Esses compostos fornecem vários graus de resistência a produtos químicos, temperatura, ozônio, radiação ultravioleta (UV), mofo, bolor e abrasão. Diferentes revestimentos e revestimentos são escolhidos para aplicações específicas.

A mangueira de sucção dura consiste em várias camadas de borracha e tecido que encapsula uma hélice interna de fio de aço. Algumas mangueiras de sucção rígidas muito flexíveis usam uma capa fina de cloreto de polivinila com uma espiral de plástico de cloreto de polivinila.

As conexões de mangueira podem ser feitas de latão, embora as conexões de alumínio endurecido sejam especificadas com mais frequência devido ao seu peso leve.

Design

Uma mangueira de incêndio coberta com tecido tem uma ou mais camadas de tecido como material de reforço. Uma mangueira com uma camada é chamada de mangueira de camisa única e é usada onde o peso leve é ​​importante ou onde se espera que a mangueira tenha manutenção pouco frequente. Uma mangueira florestal é uma jaqueta única para peso leve. Uma mangueira de incêndio industrial é de camisa única porque tem uso infrequente. Uma mangueira com duas camadas é chamada de mangueira de jaqueta dupla e é usada onde o peso não é tão crítico e onde se espera que a mangueira tenha uso frequente, às vezes severo, como no serviço de bombeiros urbano.

Uma mangueira encamisada geralmente é forrada com um tubo de borracha extrudado de parede fina ou outro material de elastômero que é ligado ao interior da mangueira. Isso evita que a água vaze pela camisa da mangueira. Algumas mangueiras florestais são feitas com um revestimento de borracha perfurado para permitir que "drene" um pouco de água pela camisa como proteção contra brasas que poderiam queimar a mangueira.

Outro tipo de construção de mangueira de tecido é chamada de extrusão através da trama. Neste projeto, uma única jaqueta de tecido é alimentada por uma extrusora de borracha. A extrusora reveste tanto o Quando o tear começa, as bobinas de enchimento enrolam o fio de enchimento em um círculo através dos fios de urdidura. As jaquetas internas e externas são tecidas separadamente. Se a jaqueta externa tiver que ser revestida, ela é puxada através de um tanque de imersão cheio com o material de revestimento. dentro e fora do tecido com um composto de borracha para formar um forro interno e um revestimento externo ao mesmo tempo. A extrusora força a borracha para dentro e através da malha de revestimento para formar uma ligação interligada. Esta construção produz uma mangueira mais leve e é usada principalmente para mangueiras de abastecimento de diâmetro maior.

O processo de fabricação

A mangueira de incêndio geralmente é fabricada em uma fábrica especializada no fornecimento de mangueiras para departamentos de incêndio municipais, industriais e florestais. Aqui está uma sequência típica de operações usadas para fabricar uma mangueira de incêndio revestida de borracha de dupla camisa.

Preparando o fio

• 1 Existem dois fios de fibra diferentes que são entrelaçados para formar uma camisa de mangueira. Os fios que percorrem a mangueira no sentido do comprimento são chamados de fios de urdidura e geralmente são feitos de poliéster fiado ou de filamento de náilon. Eles formam as superfícies interna e externa da camisa e fornecem resistência à abrasão para a mangueira. Os fios que são enrolados em uma espiral apertada ao redor da circunferência da mangueira são chamados de fios de enchimento e são feitos de poliéster de filamento. Eles estão presos entre os fios de urdidura entrecruzados e Uma vez que o revestimento externo é revestido, ele passa por uma estufa onde o revestimento é seco e curado. O revestimento de borracha é extrudado. Jaquetas e revestimento são unidos para criar a mangueira. fornecem força para resistir à pressão interna da água.
  Os fios de urdidura de poliéster fiado são especialmente preparados por um fabricante de fios e enviados para a fábrica de mangueiras. Nenhuma outra preparação é necessária.
  
• 2 As fibras de poliéster de filamento contínuo são reunidas em um feixe de 7-15 fibras e são torcidas em uma estrutura de torção para formar os fios de enchimento. O fio dobrado e torcido é então enrolado em um carretel chamado bobina de enchimento.

Tecendo as jaquetas

• 3 Os fios da urdidura são colocados em uma gaiola, que os alimentará longitudinalmente através de um tear circular. Duas bobinas de enchimento com o fio de enchimento são colocadas no tear.
• 4 Quando o tear começa, as bobinas de enchimento enrolam o fio de enchimento em um círculo através dos fios de urdidura. Assim que as bobinas passam, o tear cruza cada par de fios de urdidura adjacentes para prender o fio de enchimento entre eles. Este processo de tecelagem continua em alta velocidade conforme a extremidade inferior do Pjacket é lentamente puxada para baixo através do tear, e as bobinas continuam a enrolar os fios de enchimento ao redor da circunferência da jaqueta em uma espiral apertada. A jaqueta de tecido é enrolada em uma bobina de recolhimento.
• 5 As jaquetas interna e externa são tecidas separadamente. A jaqueta interna é tecida com um diâmetro ligeiramente menor para caber dentro da jaqueta externa. Dependendo da demanda esperada, vários milhares de metros de jaqueta podem ser tecidos ao mesmo tempo. Após uma inspeção, as duas jaquetas são armazenadas.
• 6 Se o revestimento externo for revestido, ele é passado por um tanque de imersão cheio com o material de revestimento e, em seguida, passado por um forno onde o revestimento é seco e curado.

Extrusão do revestimento

• 7 Blocos de borracha amolecida, pegajosa e não curada são alimentados em uma extrusora. A extrusora aquece a borracha e a pressiona para fora através de uma abertura entre uma peça circular sólida interna e externa para formar um revestimento tubular.
• 8 O revestimento de borracha é então aquecido em um forno onde sofre uma reação química chamada vulcanização ou cura. Isso torna a borracha forte e flexível.
• 9 O liner curado passa por uma máquina chamada calendário de borracha, que forma uma fina folha de borracha não curada e envolve a parte externa do liner.

Formando a mangueira

• 10 As jaquetas e o forro são cortados no comprimento desejado. A jaqueta interna é inserida na jaqueta externa, seguida pelo forro.
• 11 Uma conexão de vapor é conectada a cada extremidade da mangueira montada e o vapor pressurizado é injetado na mangueira. Isso faz com que o forro inche contra a jaqueta interna e faz com que a fina folha de borracha não curada vulcanize e una o forro à jaqueta interna.
• 12 As conexões de extremidade de metal, ou acoplamentos, são fixadas na mangueira. A parte externa de cada acoplamento é colocada sobre a camisa externa e um anel interno é inserido no revestimento de borracha. Uma ferramenta chamada mandril de expansão é colocada dentro da mangueira e expande o anel. Isso comprime as jaquetas e o revestimento entre o anel e os serrilhados na parte externa do acoplamento para formar uma vedação em toda a volta da mangueira.

Teste de pressão da mangueira

• 13 Os padrões definidos pela National Fire Protection Association exigem que cada comprimento da nova mangueira de ataque revestida de borracha e jaqueta dupla seja testada para pressão de 600 psi (4.140 kPa), mas a maioria dos fabricantes testa para 800 psi (5.520 kPa). Após a entrega, a mangueira é testada anualmente para 400 psi (2.760 kPa) pelo corpo de bombeiros. Enquanto a mangueira está sob pressão, ela é inspecionada quanto a vazamentos e para determinar se os acoplamentos estão firmemente fixados.
• 14 Após o teste, a mangueira é drenada, seca, enrolada e enviada ao cliente.

Controle de qualidade

Além do teste de pressão final, cada mangueira é submetida a uma variedade de inspeções e testes em cada estágio do fabricante. Algumas dessas inspeções e testes incluem inspeções visuais, testes de resistência ao ozônio, testes de envelhecimento acelerado, testes de adesão da ligação entre o revestimento e a camisa interna, determinação da quantidade de torção da mangueira sob pressão, verificações dimensionais e muito mais.

O Futuro

A tendência na construção de mangueiras de incêndio nos últimos 20 anos tem sido o uso de materiais mais leves, mais resistentes e de menor manutenção. Espera-se que essa tendência continue no futuro, à medida que novos materiais e métodos de fabricação evoluem.

Um resultado dessa tendência foi a introdução de mangueiras de alimentação leves em diâmetros nunca possíveis antes. Agora estão disponíveis mangueiras de até 12 pol. (30,5 cm) de diâmetro com classificações de pressão de até 150 psi (1.035 kPa). Espera-se que essas mangueiras encontrem aplicações em combate a incêndio industrial em grande escala, bem como em esforços de socorro em desastres e operações militares.