Como calcular a capacidade do cilindro SCBA: compreendendo a duração de funcionamento dos cilindros de fibra de carbono

Cilindro de aparelho respiratório autônomo (SCBA)s são essenciais para fornecer ar respirável aos bombeiros, equipes de resgate e outras pessoas que trabalham em ambientes perigosos. Saber quanto tempo umCilindro SCBAdurará durante o uso é vital para planejar operações e garantir a segurança. A duração de funcionamento de um cilindro depende do seu volume, pressão e frequência respiratória do usuário. Este artigo orientará você sobre como calcular a capacidade de umCilindro SCBA, usando uma fórmula simples, com especial atenção paracilindro composto de fibra de carbonos, que são amplamente utilizados devido ao seu peso leve e resistência.

Cilindro SCBANoções básicas: volume e pressão

Cilindro SCBAs armazenam ar comprimido em alta pressão, normalmente medida em bares ou libras por polegada quadrada (PSI). O volume de ar dentro do cilindro é geralmente expresso em litros. Os dois principais fatores que determinam a quantidade de ar disponível são:

• Volume do cilindro: Este é o tamanho interno do cilindro, geralmente expresso em litros (por exemplo, 6,8 litros ou 9 litros).
• Pressão do cilindro: A pressão na qual o ar é armazenado, normalmente entre 200 e 300 bar paraCilindro SCBAs.

Cilindro composto de fibra de carbonos são populares em sistemas SCBA porque oferecem uma capacidade de pressão mais alta (até 300 bar) e são muito mais leves que os cilindros tradicionais de aço ou alumínio. Isto os torna ideais para situações em que os usuários precisam se movimentar rapidamente ou por longos períodos.

The Fórmula para calcular a duração do SCBA

A duração de trabalho de umCilindro SCBApode ser calculado usando a seguinte fórmula:

• O “40″ na fórmula representa a frequência respiratória média de uma pessoa em condições moderadas de trabalho. Essa taxa pode variar dependendo do esforço do usuário, mas 40 litros por minuto (L/min) é um valor padrão.
• O “-10″ no final da fórmula é uma margem de segurança, garantindo que o usuário tenha tempo para sair da área perigosa antes que o ar acabe completamente.

Exemplo de cálculo:

Vamos calcular a duração de trabalho para um motor de 6,8 litroscilindro SCBA de fibra de carbono, pressurizado a 300 bar.

Neste exemplo, oCilindro SCBAforneceria aproximadamente 35 minutos de ar respirável antes de precisar ser substituído ou recarregado. Este cálculo pressupõe atividade física moderada e o tempo real de uso pode variar se o usuário estiver se exercitando mais ou menos.

Fatores AfetivosagindoCilindro SCBADuração

Embora a fórmula forneça uma estimativa básica, vários fatores podem influenciar

a duração real de umCilindro SCBAem uso. Compreender essas variáveis ​​é fundamental para garantir operações seguras.

1. Taxa de respiração

A fórmula assume uma respiração média

taxa de movimento de 40 L/min, o que corresponde a atividade moderada. Na realidade, a frequência respiratória pode variar dependendo da carga de trabalho do usuário:

• Baixa atividade: Se o usuário estiver em repouso ou realizando trabalho leve, a frequência respiratória poderá ser menor, em torno de 20-30 L/min, o que prolongaria a duração do cilindro.
• Alta atividade: Durante atividades físicas intensas, como combate a incêndios ou resgate de pessoas, a frequência respiratória pode aumentar para 50-60 L/min ou mais, reduzindo a duração do cilindro.

2. Pressão do cilindro

Cilindros de pressão mais alta fornecem mais ar para o mesmo volume.Cilindro de fibra de carbonoOs cilindros normalmente operam a pressões de até 300 bar, em comparação com cilindros de aço ou alumínio, que podem ser limitados a 200 bar. A pressão mais alta permitecilindro de fibra de carbonos para reter mais ar em uma embalagem menor e mais leve, prolongando a duração do trabalho.

3. Margem de segurança

A margem de segurança incorporada na fórmula (-10 minutos) garante que o

o usuário não fica sem ar enquanto ainda estiver em um ambiente perigoso. É importante respeitar esse buffer ao calcular o tempo de trabalho e planejar o uso do ar, especialmente em situações em que a rota de saída pode levar vários minutos para ser percorrida.

T

ele papel deCilindro Composto de Fibra de Carbonos

Cilindro composto de fibra de carbonoOs s tornaram-se a escolha preferida para sistemas SCBA devido ao seu design leve e capacidade de suportar pressões mais elevadas. Comparado aos cilindros de aço e alumínio,cilindro de fibra de carbonos oferecem vários benefícios:

• Peso: Cilindro de fibra de carbonos são significativamente mais leves que o aço, tornando-os mais fáceis de transportar e reduzindo a fadiga do usuário durante operações prolongadas.
• Pressão mais alta: Podem ser enchidos a pressões de até 300 bar, fornecendo mais ar sem aumentar o tamanho do cilindro.
• Durabilidade: Os compósitos de fibra de carbono são extremamente fortes, capazes de suportar altas pressões e ao mesmo tempo serem resistentes a impactos e fatores ambientais.

O design leve é ​​particularmente importante para equipes de resgate que precisam permanecer móveis enquanto transportam outros equipamentos, como ferramentas de combate a incêndios ou equipamentos médicos. Apesar de suas vantagens,cilindro de fibra de carbonos vêm com alguns requisitos adicionais de manutenção, como testes hidrostáticos regulares para garantir que permaneçam seguros sob pressão.

Teste Hidrostático eCilindro SCBAManutenção

Para manter a confiabilidade deCilindro SCBAs, incluindo modelos de fibra de carbono, a manutenção regular é essencial. Isso inclui:

• Inspeções Visuais: Verifique se há danos, como rachaduras ou amassados, antes de cada uso.
• Teste Hidrostático: Fibra de carbonoCilindro SCBAs normalmente exigem testes hidrostáticos a cada cinco anos para garantir que possam suportar as altas pressões envolvidas. Este teste verifica qualquer expansão no cilindro que possa indicar enfraquecimento do material.
• Substituição: Mesmo com manutenção adequada,cilindro SCBA de fibra de carbonos têm uma vida útil finita, geralmente em torno de 15 anos, após a qual devem ser substituídos.

Conclusão

Saber calcular a capacidade e duração de trabalho deCilindro SCBAé

crucial para quem depende desses dispositivos em ambientes perigosos. Usando a fórmula(Volume × Pressão) / 40 – 10, você poden estimar o tempo disponível em qualquer cilindro, tendo em mente que as taxas respiratórias, a pressão e as margens de segurança desempenham um papel na duração final.

Cilindro composto de fibra de carbonos, com seu design leve e capacidade de suportar altas pressões, são uma escolha popular para sistemas SCBA. Eles oferecem durações de trabalho mais longas e melhor mobilidade em comparação com cilindros de aço ou alumínio. No entanto, a manutenção regular, incluindo inspeções visuais e testes hidrostáticos, é fundamental para garantir que estes cilindros permaneçam seguros e eficazes durante toda a sua vida útil.

Entendendo esses aspectosCilindro SCBAajudará a garantir o uso seguro e eficaz em ambientes desafiadores, onde cada minuto de ar respirável pode fazer a diferença.