Comparative Safety Assessment of Prescriptive Means-of-Egress Configurations Using Fault Tree Analysis

Todos os dias, milhões de pessoas circulam pelos corredores e escadarias de edifícios residenciais, confiando que as regras que regem esses espaços as manterão seguras caso um incêndio ocorra. Na Alemanha, e em muitos outros lugares do mundo, os códigos de obras atuam como o livro de regras para essa segurança. Essas regulamentações são prescritivas, o que significa que listam designs específicos que os construtores devem seguir, como exigir dois caminhos separados para a fuga ou garantir que as escadarias sejam protegidas contra a fumaça. A premissa subjacente tem sido, há muito tempo, a de que se um edifício segue essas regras, ele é seguro, e que diferentes designs permitidos pelo código oferecem, aproximadamente, o mesmo nível de proteção. No entanto, essa premissa raramente foi testada com uma comparação rigorosa e direta. Embora saibamos que a segurança contra incêndios depende de uma mistura complexa de layout do edifício, comportamento humano e confiabilidade de equipamentos, as regulamentações não medem explicitamente se um design aprovado é, de fato, mais seguro que outro. Essa lacuna deixa uma questão sem resposta: todos os meios legalmente permitidos para escapar de um incêndio proporcionam realmente uma margem de segurança igual, ou algumas configurações escondem riscos significativamente maiores do que outras?

Para responder a isso, pesquisadores da Universidade Técnica de Munique recorreram a um método originalmente desenvolvido para a engenharia aeroespacial e nuclear chamado análise de árvore de falhas. Imagine um mapa de todas as formas possíveis de um sistema falhar, começando com um único evento de pior cenário no topo e trabalhando de volta para as pequenas falhas individuais que poderiam causá-lo. Neste estudo, os pesquisadores aplicaram essa lógica à segurança contra incêndios residencial. Eles definiram um evento específico e crítico: o momento em que um incêndio se torna tão perigoso que o corpo de bombeiros deve resgatar pessoas de fora de seus apartamentos antes que o fogo seja apagado. Esse cenário foca nas rotas de fuga compartilhadas — os corredores e escadarias — que servem a todos no edifício, em vez de apenas ao apartamento onde o incêndio começou. Ao construir um modelo detalhado de como um incêndio poderia se espalhar, como a fumaça poderia preencher um corredor, como as portas poderiam falhar e como as pessoas poderiam reagir, a equipe criou um sistema transparente para comparar diferentes designs de edifícios.

Os pesquisadores não dependeram de dados históricos de acidentes, que costumam ser escassos demais para comparar cada possível layout de edifício. Em vez disso, utilizaram o julgamento especializado de um experiente engenheiro de segurança contra incêndios para atribuir probabilidades a cada etapa da cadeia de falhas. Eles identificaram 93 fatores distintos, variando desde a probabilidade de uma porta falhar ao fechar até a chance de uma pessoa entrar em pânico e bloquear uma saída. Esses valores não foram tratados como fatos absolutos, mas como entradas consistentes para observar como diferentes formatos de edifícios performariam sob o mesmo conjunto de pressupostos. Em seguida, modelaram 21 configurações residenciais distintas derivadas do Código de Obras Modelo Alemão. Estas incluíam designs padrão com escadarias internas, galerias ao ar livre, escadas externas e escadas de segurança especializadas para edifícios altos.

Os resultados revelaram uma realidade impressionante: designs que são legalmente equivalentes podem ter perfis de segurança vastamente diferentes. Quando os pesquisadores calcularam a "pontuação" para cada configuração — um número que representa a probabilidade de o evento principal ocorrer — encontraram uma grande dispersão. A configuração mais segura, que apresentava uma escadaria de segurança interna altamente protegida com múltiplas barreiras contra fumaça e fogo, teve uma pontuação de 0,274. Em contraste, um design padrão com um corredor protegido e uma única escadaria interna, dependendo do resgate do corpo de bombeiros como reserva, pontuou 0,809. Embora a razão entre o melhor e o pior de todos os 21 modelos fosse de quase três para um, a comparação entre as 14 configurações de códigos padrão comumente tratadas como alternativas regulatórias mostrou uma razão de pontuação comparativa de 1,70. Isso significa que, sob os mesmos pressupostos especialistas, mesmo dentro do grupo de designs padrão considerados intercambiáveis pelos reguladores, algumas configurações carregam um risco implícito significativamente maior do que outras.

O estudo também identificou exatamente por que essas diferenças existem. Configurações que ofereciam dois direcionamentos distintos para a fuga, ou que utilizavam galerias ao ar livre onde a fumaça poderia se dissipar naturalmente, pontuaram consistentemente mais baixo, o que significa que eram mais seguras. Por outro lado, designs que dependiam de uma única direção de deslocamento ou que utilizavam corredores fechados onde a fumaça poderia se acumular, eram menos seguros. O modelo mostrou que o número de apartamentos conectados a uma única rota de fuga importava muito; quanto mais pessoas dependentes de um caminho, maior o risco se esse caminho fosse bloqueado. Além disso, a presença de portas corta-fogo com fechamento automático e barreiras de fumaça desempenhou um papel crucial na interrupção da cadeia de eventos que leva a um ocupante preso. Os pesquisadores descobriram que a classificação desses designs permaneceu estável mesmo quando ajustaram as estimativas dos especialistas para cima ou para baixo, sugerindo que as diferenças são estruturais e não apenas resultado de suposições específicas sobre o comportamento humano.

Este trabalho não afirma que os códigos de obras atuais são inseguros ou que qualquer edifício em conformidade esteja destinado a falhar. Em vez disso, demonstra que o conceito de "segurança equivalente" em regulamentações prescritivas é mais complexo do que parece. O estudo mostra que configurações admissíveis por prescrição podem conter margens de segurança implícitas materialmente diferentes, o que significa que diferentes designs permitidos pelas mesmas regras não oferecem necessariamente o mesmo nível de proteção. Os pesquisadores enfatizam que seus números são pontuações comparativas, não previsões absolutas de frequência de incêndios. São uma ferramenta para entender o risco relativo, mostrando que um edifício com um corredor simples e uma escadaria é inerentemente mais vulnerável do que um com uma escadaria de segurança dedicada e protegida contra fumaça. As descobertas sugerem que reguladores e projetistas devem estar cientes de que nem todas as soluções aprovadas são iguais. Ao utilizar este método transparente, torna-se possível avaliar propostas de mudanças nos códigos de obras ou planos arquitetônicos específicos contra um padrão comum, garantindo que as margens de segurança implícitas de nossos edifícios sejam compreendidas e, onde necessário, melhoradas. O estudo conclui que, embora o sistema atual funcione, um olhar mais profundo revela que alguns caminhos para a segurança são muito mais seguros do que outros, e reconhecer essa diferença é o primeiro passo para uma engenharia de segurança contra incêndios mais informada e eficaz.