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INPE-11476-RPQ/777 SEGURANÇA NO MANUSEIO DE FOGUETE Adauto Gouveia Motta INPE São José dos Campos 2004
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INPE-11476-RPQ/777

SEGURANA NO MANUSEIO DE FOGUETE

Adauto Gouveia Motta

INPE So Jos dos Campos

2004

i

SUMRIO LISTA DE FIGURAS .................................................................. v

LISTA DE TABELAS .................................................................. vii

MAIS ALGUMAS CONSIDERAES .............................................

ix

INTRODUO ..........................................................................

01

CAPTULO 1 ............................................................................ 03

1.1 A Busca ......................................................................... 03

1.2 Plano de segurana de terra ............................................. 07

1.3 Plano de segurana de vo ...............................................

10

CAPTULO 2 MOTOR FOGUETE ................................................ 15

2.1 Propelentes slidos .......................................................... 16

2.2 Propelentes lquidos ......................................................... 19

2.3 Foguetes hbridos ............................................................

21

CAPTULO 3 EXPLOSIVOS ...................................................... 23

3.1 Explosivos como meio de propulso .................................. 23

3.2 Principais caractersticas dos explosivos ............................. 23

3.2.1 Sensibilidade iniciao por impacto .............................. 24

3.2.2 Sensibilidade iniciao por frico ................................ 24

3.2.3 Sensibilidade temperatura .......................................... 24

3.2.4 Sensibilidade umidade ................................................ 25

3.2.5 Sensibilidade a outros materiais (compatibilidade) ............ 25

3.3 Caractersticas dos propelentes slidos .............................. 26

3.4 Dispositivos eletro-explosivos (EED) .................................. 26

3.4.1 Descrio de um EED tpico ........................................... 27

3.4.2 Ativao ..................................................................... 28

3.4.3 Sensibilidade ............................................................... 29

3.4.4 Iniciador ..................................................................... 30

ii

CAPTULO 4 CUIDADOS NO MANUSEIO E ARMAZENAGEM DE

PROPELENTES SLIDOS ......................................

33

4.1 Contra incndio ............................................................... 33

4.1.1 Regras de preveno ..................................................... 33

4.1.2 Equipamento contra incndio .......................................... 35

4.2 Eletricidade ..................................................................... 35

4.2.1 Linhas e instalaes eltricas .......................................... 35

4.2.2 Eletricidade esttica ....................................................... 36

4.2.3 Raios ........................................................................... 37

4.3 Radiao eletromagntica .................................................. 37

4.4 Transporte, carga e descarga ............................................. 39

4.4.1 Transporte rodovirio ..................................................... 39

4.4.2 Transporte areo ........................................................... 40

4.5 Classificao ICC .............................................................. 40

4.6 Distncia de segurana para explosivos slidos ..................... 41

4.6.1 Classificao dos materiais para efeito de Q x D ................. 41

4.6.2 Tabelas Quantidades de explosivos x distncia de segurana

..................................................................

43

CAPTULO 5 PROPELENTES LQUIDOS ...................................... 47

5.1 Manuseio e armazenamento de propelentes lquidos ............. 48

5.1.1 Introduo do pessoal, superviso e sade ....................... 48

5.1.2 Eletricidade esttica ....................................................... 49

5.1.3 Proteo contra raios ..................................................... 49

5.1.4 Riscos principais ............................................................ 49

5.2 Combustveis mais empregados .......................................... 50

5.2.1 lcool furfrico .............................................................. 50

5.2.2 Anilina ......................................................................... 54

5.3 Oxidantes mais empregados .............................................. 56

5.3.1 cido ntrico vermelho fumegante inibido (sigla em ingls IRFNA) ........................................................................

56

5.4 Distncias de segurana para propelentes lquidos ................ 60

5.4.1 Definio dos grupos de risco .......................................... 60

iii

5.4.2 Riscos associados a valores de localizao de armazenagem . 61

5.4.3 Tabela de grupos de risco e compatibilidade para

armazenagem de propelentes lquidos .............................

62

5.4.4 Tabelas de quantidades de propelente lquido x distncias de segurana ...................................................................

62

BIBLIOGRAFIA .........................................................................

69

APNDICE A PLANO GLOBAL DE UMA OPERAO DE LANAMENTO DE FOGUETES ....................................................

71

1) PROVIDNCIAS PRELIMINARES DE SEGURANA ....................... 75

2) PLANO OPERACIONAL ........................................................... 79

ANEXO I EQUIPES DE OPERAO PROJETO POEIRA ................ 81

ANEXO II PLANO DE SEGURANA DE TERRA ............................. 85

ANEXO III PLANO DE SEGURANA DE VO ............................... 89

APNDICE B EMPUXO, IMPULSO TOTAL E IMPULSO ESPECFICO... 109

iv

v

LISTA DE FIGURAS

1.1 Lanamento de um foguete V-2, (Capturado dos alemes), do Campo de White Sands, New Mxico, EE.UU., em janeiro de 1946, dando incio ao Atmospheric Research Panel, com pesquisas na atmosfera superior .......................................

04

1.2 Vo caracterstico de um foguete de sondagem ................... 05

1.3 Curvas de desempenho de dois foguetes de sondagens: o Orion e o Terrier-Malemute ...........................................

05

2.1 Classificao dos sistemas de propulso ............................ 16

2.2 Algumas configuraes de gro e seus efeitos na combusto, e conseguente empuxo ....................................................

17

2.3 Seces de diferentes configuraes de motores e suas relaes empuxo x tempo ................................................

18

2.4 Seco longitudinal de um foguete a propelente slido. No caso, o apresentado o SUPER LOKI, onde se nota o detalhe do iniciador ajustado parte inferior por suporte de plstico.

19

2.5 Seco longitudinal do 1 estgio do foguete Black Brant, de fabricao canadense, a propelente slido. No centro corte transversal mostrando a configurao do gro (estrelado) .

21

2.6 Motor a propelente lquido do tipo pressurizado .................. 21

2.7 Um tpico foguete hbrido, com pressurizao ..................... 22

3.1 Iniciador usado no 1 estgio do foguete Black Brant IV ...... 28

3.2 Iniciador do foguete SUPERARCAS, com detalhes do seu squib ..........................................................................

31

5.1 Modelo esquemtico do AEROBEE 150, onde destacvel os trs tanques: de combustveis, de oxidante e de pressurizao, bem como a cmara de combusto ...............

47

5.2 Foguete AEROBEE 150 j no trilho do lanador, inclusive com o booster a propelente slido devidamente incorporado. Passo seguinte, coloca-lo na posio vertical para receber os propelentes. A foto, feita em White Sands Missile Range, New Mxico, aparece o oficial de segurana apresentando o foguete para alguns alunos, entre os quais o autor ...............

48

vi

vii

LISTA DE TABELASLISTA DE TABELASLISTA DE TABELASLISTA DE TABELAS

4.1 Tipo de extintores de acordo com o tipo de material inflamvel ....................................................................

34

4.2 Rdio transmissores ........................................................ 38

4.3 Transmissores FM mveis ................................................. 38

4.4 Radar ............................................................................ 38

4.5 Classe 1 ........................................................................ 43

4.6 Classe 2 Materiais em embalagem aprovada .................... 43

4.7 Classe 2 Matrias sem embalagem ................................. 44

4.8 Classe 3 ........................................................................ 44

4.9 Classe 4 ........................................................................ 44

4.10 Classe 5 e 6 ................................................................. 44

4.11 Classe 7 ...................................................................... 45

4.12 Caractersticas de foguetes de sondagem ......................... 46

5.1 Tabela de grupos de risco e compatibilidade para armazenagem de propelentes lquidos ..............................

62

5.2 Grupo I: Pequeno risco de fogo ........................................ 62

5.3 Grupo II: Risco de fogo ................................................... 63

5.4 Grupo III: Riscos de fragmentao e deflagrao ................ 63

5.5 Distncia de segurana para cido ntrico-anilina ................ 64

5.6 Dados para armazenagem de foguetes em uso no CLBI ....... 65

5.7 Incompatibilidade no transporte de veculos ....................... 66

viii

ix

Mais algumas consideraes Ultimamente tem sido muito discutido e falado airosamente sobre as razes de ainda no dispormos de um foguete orbitador de satlite operacional. Alguns alegam que o programa est nas mos de militares e que no por ai, etc. e tal. No nada disto! O fato de um cidado vestir uma farda para trabalhar no coloca nem tira mrito algum. A Aeronutica foi muito feliz quando criou o Instituto Tecnolgico da Aeronutica (ITA), jogando conhecimento e idealismo em cima de um grupo muito bom de brasileiros, inclusive em um bom nmero de oficiais da FAB. O Centro Tecnolgico Aeroespacial (CTA) tem sido uma referncia internacional como instituio de grande capacidade tecnolgica.

Eu bem me lembro, l pelos meados dos anos 70, quando a FAB voava avies importados, muitos cedidos dentro do chamado PAM, acordo estabelecido com os EE.UU. O horizonte era de continuar importando se quisesse continuar voando. Mas uma deciso sbia fez com que fosse criada a EMBRAER. E durante muitos anos uma boa fatia do oramento da Aeronutica foi destinado quela Empresa. Anos apertados... mas comearam a aparecer os frutos. Inicialmente o BANDEIRANTE, depois o XAVANTE, e o TUCANO, e..., agora, disputando o mercado internacional de avies.

Hoje a FAB voa, praticamente, avies fabricados pela EMBRAER. Qual o segredo? Primeiro: deciso de aporte grosso de recursos para fazer uma grande indstria de avies. Segundo: extrair do prprio CTA todo o pessoal que l dentro j ensaiava a construo de avies, com planos, esquemas... e tudo mais que a inteligncia de alguns abnegados criara.

A vem a pergunta clarssima: porque no fazer a mesma coisa na rea espacial. Afinal o CTA AEROESPACIAL. O AERO j foi contemplado. Falta fazer o ESPACIAL. Com oramentos pfios, arranjados com o passar da cuia, jamais teremos um foguete orbitador de satlites. preciso investir grosso numa indstria de veculos, transferindo a experincia e meios do IAE.

x

Uns desavisados perguntaro: no existe a AVIBRS? Inicialmente, ainda em 1965, a Diretoria de Material da Aeronutica contratou o desenvolvimento de um foguete meteorolgico, que inicialmente chamou-se DM 6501. Mas, a AVIBRS passou a viver das encomendas do tal foguete, que era baratinho e que insistia em dar problemas, at mesmo depois de mudar de nome, para SONDA I. Quando o grupo do IAE comeou a desenvolver foguetes de maior porte, como o SONDA II e SONDA III, a AVIBRS foi sendo afastada do programa de foguetes da Aeronutica. Alis, em todas as naes do primeiro mundo o modelo adotado , exatamente, o aqui proposto. Normalmente, dispem de uma agncia governamental que, com recursos e pessoal qualificado, definem a adequao dos programas a serem desenvolvidos dentro de uma poltica de pesquisas espaciais. E fiscalizam com cobrana sistemtica cada cronograma fsico-financeiro de cada projeto. assim que funciona a NASA (EE.UU.), que sendo portadora de um monstruoso oramento anual, promove todas as atividades espaciais, desde pequenos projetos de pesquisa do tipo GTE (Global Tropospheric Experiment), at encomenda de Telescpios Espaciais, tipo HUBBLE. E se d certo por l... certamente por aqui tambm. O AUTOR

1

IIIIntroduo

Este trabalho uma tentativa de reunir, em um manual, as regras bsicas de segurana no manuseio de explosivos, particularmente, os motores-foguetes a propelente slido e seus iniciadores, simplesmente porque campos de lanamentos como o CLBI foram montados e tm vocao para operar tal tipo de foguete.

A quantidade de explosivos contido em cada foguete, estabelece o campo de lanamento de onde cada um deles poder ser lanado. O CLBI comeou com uma rea de, mais ou menos, 5 km de litoral por 1 km de largura, e posteriormente teve que desapropiar uma rea um pouco maior do outro lado da estrada a fim de permitir que a instrumentao (radar e telemetria) dispusesse de um ngulo de visada mais adequada ao rastreio. Mas, o crescimento populacional de Natal no sentido Sul, foi ocupando os limites fsicos do CLBI, impedindo que operaes mais ousadas pudessem ser pensadas. Assim sendo, fatores estratgicos, empurraram os tcnicos em busca de um local onde no houvesse limitaes tonelagem dos foguetes a serem lanados. Da ter surgido o Centro de Lanamentos de Alcntara, no Maranho, que permite os ousados lanamentos de foguetes orbitadores de satlites, vocao natural do Brasil em busca de entrar para o seleto clube de naes que conseguem fazer orbitar seus satlites com meios prprios de propulso. Das 193 naes do mundo apenas 8 ousaram tal faanha, que significa, inclusive, uma posio de destaque no conceito internacional. Alm da possibilidade de criar um mercado novo de exportao da carssima tecnologia espacial.

As recomendaes contidas neste manual so apenas a transcrio das regras que foram enfatizadas durante o curso que o autor acompanhou nos campos de lanamento da NASA. Em 1984, foi feito uma primeira edio, e agora apresentada de forma mais ampla tudo que se refere composio de um sistema de segurana que todo campo de lanamento precisa possuir. O trato com explosivos, foguetes, iniciadores e toda forma de substncia perigosa vida, deve ser feito dentro de regras rgidas, de forma a evitar qualquer acidente danoso vida de engenheiros e tcnicos, que abraaram a gloriosa profisso de fogueteiro.

2

As recomendaes contidas neste manual o produto da experincia daqueles que assistiram a ceifao de muitas vidas por efeito de descuidos desastrosos dentro dos campos de lanamentos dos EE.UU.

Uma coisa certa. Se as regras aqui contidas forem observadas

rigorosamente, jamais choraremos o desaparecimento de colegas e amigos por efeito de descuido ou desateno no manuseio de foguetes, iniciadores, explosivos de toda ordem e propelentes lquidos.

Aqui vale ressaltar a colaborao eficiente de Da. Marise Dlia de Carvalho Teixeira e de Pedro Evangelista, ambos da Secretaria do INPE/RN e do Artista Grfico Antonio Medeiros Filho, colaboradores sempre prestativos. O AUTOR.

3

CCCCaptulo 1 1.1 - A BUSCA

Existe algo que sempre fascinou o bicho homem desde tempos primevos. Uma noite escura, sem Lua e sem nuvens, com aqueles milhes de pontinhos luminosos ocupando toda a abbada celeste, gerando na curiosidade de cada um, milhares de indagaes: o que representam (?), a que distncia esto(?), qual o tamanho real...etc.,etc. Tal fascnio foi gerando curiosidades, que criaram meios, que fizeram instrumentos, de tal forma que hoje o bicho j capaz de responder algumas poucas das indagaes levantadas. Todavia, somente nas ltimas cinco dcadas foram iniciadas atividades cientficas em busca de respostas bsicas sobre os constituintes da atmosfera em seus vrios nveis e a composio dos planetas prximos, inclusive do nosso satlite Lua. E toda essa curiosidade que deu incio ao que chamamos de pesquisa espacial.

A nossa querida morada chamada Terra, apenas um dos nove planetas que giram em torno de uma insignificante estrelinha chamada SOL. A estrelinha SOL apenas uma das 100 bilhes de estrelas que compem a nossa galxia chamada Via-Lctea. A Via-Lctea, por sua vez, apenas uma das 150 bilhes de galxias que constituem o UNIVERSO que o bicho homem conseguiu at agora vislumbrar, apesar da imensa parafernlia tecnolgica j conquistada, inclusive telescpios orbitais.

Tal prembulo para dizer que, realmente a busca da tecnologia que facultasse ao homem enviar sondas ao espao, comeou no final da II Grande Guerra, l pelos fins de 1942, quando os nazistas comearam a pregar sustos nos ingleses com suas bombas voadoras V-1. Tais bombas eram, em verdade, foguetes a combustvel lquido com cabeas explosivas de 900 quilos, disparadas com destino a Londres, e que provocavam verdadeira histeria na populao inglesa. Um aperfeioamento da bomba V-1 foi o engenho desenvolvido pelo engenheiro alemo Wernher Von Braun que passou a chamar-se bomba V-2, que colocava uma carga explosiva de 1000 quilos a uma distncia de 320 km, e que teve seu primeiro disparo em setembro de 1944, quando a guerra j estava nos finais.Com o fim da guerra, os cientistas, engenheiros e tcnicos alemes que participavam do desenvolvimento

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das tais bombas em Peenemunde, foram disputados pelos aliados, particularmente americanos e russos, sendo que algumas bombas V-2 e o engenheiro Von Braun foram deslocados para os EE.UU. e usados na pesquisa da alta atmosfera e no desenvolvimento dos foguetes Redstone, incio do grande programa espacial norte-americano.

Figura 1.1 - Lanamento de um foguete V-2, (capturado dos alemes), do Campo de White Sands, New Mxico, EE.UU., em janeiro de 1946, dando incio ao Atmospheric Research Panel, com pesquisas na atmosfera superior.

No ano de 1957, a imprensa internacional divulgava com bastante antecedncia que durante o Ano Geofsico Internacional (IGY-1958), os russos e os norte-americanos iriam orbitar com satlites artificiais. Contudo, o mundo inteiro foi surpreendido com o lanamento do primeiro satlite artificial, o SPUTNIK I, no dia 4 de outubro de 1957, data em que, podemos dizer, comeou a era espacial. Em 31 de janeiro de 1958, os EE.UU.lanavam seu primeiro satlite EXPLORER I, o qual permitiu a descoberta dos hoje famosos cintures de radiao de Van Allen.

A busca de foguetes para sondagens suborbitais explodiu nos EE.UU. e nas demais naes tecnologicamente capazes. Surgiram foguetes de vrios desempenhos, mono ou multi-estgios, todos buscando fazer medidas na atmosfera superior, dando respostas curiosidade dos cientistas, os quais buscavam informaes no s nas diversas altitudes, mas tambm em vrias latitudes, fazendo um mapa composicional dos constituintes atmosfricos. E foi por isso que complexos para lanamentos de foguetes surgiram em vrias partes do mundo, inclusive em Natal-RN, com o famoso Centro de Lanamento de

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Foguetes da Barreira do Inferno (CLBI). Isso nos idos de 1965, quando foi feito o primeiro lanamento de foguete em territrio brasileiro, no dia 15 de dezembro.

Em 1964, a NASA (National Aeronautics and Space Administration), agncia espacial norte-americana, j dispunha de 15 diferentes foguetes de sondagens, usados em vrios campos de lanamento. Com variedade de tamanhos, desde o mono-estgio ARCAS (3 metros) para sondagens meteorolgicas, at o posterior Javelin com 4 estgios e 15 metros de comprimento, que conduzia cargas-teis at 1300 km. Tais foguetes operavam com trajetria parablica de grande apogeu, em vos up-down de curta durao, menor que 30 minutos

Figura 1.2 - Vo caracterstico de um foguete de sondagem. Figura 1.3 - Curvas de desempenho de dois foguetes de sondagens: o Orion e o Terrier-Malemute.

Terrier-Malemute

Orion

Foguete Terrier-Malemute

Foguete Orion

100

0

200

300

400

500

600

700

800

100 200 300 400

Peso da carga til (Kg) PERFORMANCE DO FOGUETE DE SONDAGEM

Qui

lm

etro

s

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Certamente, a dcada de sessenta foi a mais prolfera no uso de vos suborbitais para medidas dentro da atmosfera. Mas, j no meado dos anos 70, o lanamento de tal tipo de foguete foi escasseando, principalmente, devido a fartura de informaes que os novos sensores com medidas diferenciais feitas de bordo de satlites propiciava aos cientistas. S para alguns fenmenos singulares que, at hoje, continua sendo usado tais foguetes, como o caso de medidas dentro de algumas camadas da ionosfera. Para dar um exemplo, os chamados foguetes meteorlogicos deixaram de ser lanados desde muito tempo. No Brasil o ltimo lanado foi em 1978. Atualmente, pode-se afirmar, os campos de lanamentos montados na dcada de sessenta visando atender o lanamento de foguetes de sondagens, hoje so sub-utilizados ou se vocacionaram para propsitos afins, at mesmo dentro das atividades espaciais. o caso do CLBI, que impossibilitado de crescer visando comportar lanamentos de satlites, devido a grande proximidade de reas densamente habitadas, hoje tem destinao maior para rastreios de satlites lanados do Campo de Kourou (Guiana Francesa) e lanamentos de foguetes de sondagens e de emprego militar desenvolvidos e/ou fabricados no IAE ( Instituto de Aeronutica e Espao). Mas, mesmo nos EE.UU. alguns campos de lanamento de grande atividade no passado recente, ainda mantm um adequado programa de lanamentos, que o caso de Wallops Flight Facility (WFF), Virgnia e White Sands Missile Range, New Mxico.

Contudo, as regras de segurana contidas neste manual, efetivas para foguetes e explosivos slidos ou lquidos, continuam sendo de vital importncia para todas as atividades dentro de um centro de lanamento, civil ou militar. que hoje, at mais que nos anos sessenta, a quantidade de foguetes e msseis de emprego militar, a grande maioria feita de combustivel slido, est se espalhando pelo mundo todo, gerando situaes de risco, at mesmo em reas urbanas.

Quando foram iniciadas as operaes no CLBI, foguetes com experimentos de cientistas de vrios paises, receberam tratamento de segurana adequado, desde o recebimento nos aeroportos, passando pelo armazenamento seguro no paiol, at o tratamento operacional dentro das regras de segurana tal como adotadas nos campos de lanamentos do mundo todo. E graas observncia de tais regras que pode ser dito, que apesar do volume grandioso de lanamentos, jamais houve qualquer acidente. Basta citar que, entre os anos de 1965 e 1970 foram lanados um total de 227 foguetes de grande porte. Da a importncia que precisa ser dada aos procedimentos de segurana no manuseio de explosivos, em qualquer situao.

No planejamento de instalao de um certo campo de lanamento de foguetes, o item de maior relevncia a ser considerado o que se refere a SEGURANA NO MANUSEIO DE EXPLOSIVOS. A segurana, de um modo geral, tem de obedecer a um plano bem definido, tanto no que diz respeito ao plano de segurana de terra, como no que se refere segurana de vo. Por isso que, para

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montagem de um sistema de segurana que vise operaes com foguetes de sondagens, o recomendado a organizao de um grupo de tcnicos, encabeados por um oficial (chefe) de segurana, para estabelecer os cuidados a serem adotados em cada fase da operao de foguete.

A segurana do campo de lanamento inclui desde a preparao do(s) foguete(s), assim como todas as operaes de lanamento, controle e captao das informaes durante o vo e determinao do(s) ponto(s) de impacto do(s) veculo(s). 1.2 PLANO DE SEGURANA DE TERRA

concernente ao transporte de propelentes, foguetes e outros materiais explosivos, a estocagem e manuseio de tais materiais, bem como, a montagem e lanamento de tais artefatos em instalaes convenientemente preparadas. Cada pas geralmente possui regulamentao oficial para a estocagem e manuseio de explosivos, e que so, mais ou menos, as mesmas no mundo inteiro. Mesmo assim, em cada campo de lanamento de foguetes deve ser estabelecida regras rgidas, concernente a todas as precaues necessrias a evitar acidente, quase sempre de conseqncias danosas, tanto em materiais como com pessoas. As regras bsicas de segurana de terra adotadas no Brasil, so efeito do treinamento que brasileiros receberam nos campos de lanamento da NASA. Vale salientar que nos EE.UU. o estabelecimento de tais regras custou a vida de muitos engenheiros e tcnicos, da o rigor na implantao e observao rgida das mesmas, sendo quase um cdigo de conduta, e que so as seguintes: - O campo de lanamento deve possuir um oficial de segurana,

conhecedor profundo dos perigos apresentados em cada espao fsico do campo de lanamento, e com competncia para operar ou dirigir todas as facilidades concernentes ao manuseio, armao e lanamento de foguetes. Esse tcnico ser sempre o responsvel por qualquer atividade prxima de propelentes, foguetes ou explosivos, dentro do centro de lanamento.

- Cada campo de lanamento dever ter seu espao fsico dividido em

reas de segurana, conforme a maior ou menor aproximao dos depsitos e reas de manuseio de foguetes e explosivos:

- A REA 1 a que apresenta maior perigo e s deve ser acessada pelo

pessoal diretamente ligado ao manuseio de foguetes e explosivos, e que so portadores de tarjeta LARANJA.

- A REA 2 a que estando mais distante dos pontos de perigo, poder

ser freqentada pelo pessoal ligado carga-til e controle de operaes. freqentada pelo pessoal portador de tarjeta VERDE.

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Obs.: O pessoal de carga-til poder ter acesso REA 1, desde que supervisionado por algum portador de tarjeta LARANJA, ou diretamente pelo oficial de segurana.

- A REA 3 a rea essencialmente de administrao e apio

operacional e freqentada pelo pessoal de tarjeta AMARELA. O acesso de portadores de tarjeta AMARELA, poder ser feita s REAS 1 e 2 desde que sob superviso de portadores de tarjetas LARANJA e VERDE, respectivamente.

Obs.: Alguns campos de lanamento de foguetes, em virtude de suas peculiaridades, adota dividir a rea global do campo em apenas duas partes para manter o controle de circulao de pessoal: REAS 1 e REA 2

SIGNIFICADO DAS CORES DAS TARJETAS Os campos de lanamento de foguetes , normalmente, adotam um sistema de identificao do seu pessoal e operadores de outras organizaes, visando estabelecer as situaes de acesso a reas operacionais com nfase no conhecimento dos riscos pertinentes a cada rea. Nos EE.UU. usado o sistema de trs cores com os significados abaixo. No Brasil foi copiado o mesmo sistema pelo fato do treinamento inicial da equipe que tripulou o CLBI ter sido em NASA-WALLOPS FLIGHT CENTER. LARANJA o portador dever conhecer perfeitamente os requisitos de segurana para manuseio com material de risco, estar familiarizado com operaes de lanamento de foguetes e conhecer as normas e procedimentos particulares do Campo de Lanamento. Tarjeta LARANJA permite acesso ilimitado s reas operacionais 1 e 2, com exceo das restries estabelecidas no Plano de Segurana de Terra o qual fica sob controle do oficial de segurana de plataforma. O portador responsvel pela prpria segurana e pela segurana dos portadores de tarjeta verde e amarela que estejam em sua proximidade. VERDE - O portador dever estar familiarizado com as regras de segurana de uma operao de lanamento de foguete. Permite acesso ilimitado s reas operacionais 1 e 2, com exceo das restries impostas pelo Plano de Segurana de Terra. O portador no responsvel pela prpria segurana e deve seguir as instrues emitidas por um portador de tarjeta laranja. AMARELA Permite acesso apenas s reas administrativas do Campo e o portador somente pode penetrar nas reas 1 e 2 sob a superviso direta de um portador de tarjeta verde ou laranja. - Para cada atividade junto a foguete ou explosivos, de qualquer

natureza, devero ser montadas FICHA DE ATIVIDADE, discriminando todos os instrumentos e ferramentas necessrias, os

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manuais e instrues pertinentes, bem como (o mais importante) a lista das pessoas necessrias para o exerccio daquela atividade. Junto a foguetes e explosivos s poder ser conduzida uma atividade cada vez.

O OFICIAL DE SEGURANA DEVE RETIRAR DAS PROXIMIDADES DE FOGUETES OU EXPLOSIVOS, PESSOAS DESNECESSRIAS AO EXERCCIO DE CADA ATIVIDADE, MESMO QUE TENHAM TARJETA LARANJA E COMPREENDAM O NVEL DE RISCO PERTINENTE. A PRESENA DE PESSOAS DESNECESSRIAS UM RISCO DISPENSVEL E CONTROLVEL POR MEIO DE REGRAS RGIDAS DE SEGURANA.

- O Oficial de Segurana jamais dever permitir que grupos diferentes

de tcnicos conduzam atividades diferentes simultaneamente em um mesmo conjunto de explosivos ou foguetes. Dentro ou fora da contagem regressiva, as atividades devero ser programadas sequencialmente, de forma a garantir que sempre haver proximo rea perigosa apenas as pessoas envolvidas em uma certa atividade. E isto significa apenas o pessoal listado na ficha da atividade.

- O Oficial de Segurana dever ser uma pessoa pertencente aos

quadros do Campo de Lanamento, e apenas ele poder administrar as atividades que envolvam segurana ou risco. Usurios externos do Campo de Lanamento devero seguir apenas a orientao do Oficial de Segurana, em qualquer situao.

- A presena de pessoas no envolvidas em uma certa atividade junto

a explosivos e foguetes servir, no mnimo, para distrair os operadores da atividade podendo gerar descuidos ou desateno, as vezes desastrosos.

- O pessoal de carga-til, normalmente tarjetados com cor verde,

quando operando junto aos explosivos ou foguetes, devero estar sempre supervisionados pelo Oficial de Segurana, que alertar o transgressor sempre que alguma regra de segurana seja ferida.

- Manter nas dependncias onde so processadas atividades com

explosivos ou foguetes um sistema de combate a fogo bem delineado. Todas as dependncias devero estar provida com gua e extintores adequados aos materiais ali manipulados.

- Vegetao, folhas e grama seca devem ser removidas das

proximidades de edificaes nas quais foguetes e explosivos sejam manipulados ou guardados, para evitar que fogo espontneo gerado em tais materiais coloque em risco os explosivos ali guardados.

10

1.3 PLANO DE SEGURANA DE VO

O plano de segurana de vo concernente ao lanamento, vo e ponto de impacto do(s) veculo(s). H dois diferentes aspectos de segurana a considerar. Um referente ao ponto de impacto do foguete que executou um vo dentro dos parmetros previstos. O outro quando o vo do foguete apresenta mal funo em uma ou mais de suas partes.

No Brasil os trs campos de lanamento esto plantados no litoral, voltados para o Oceano Atlntico. Destarte, o impedimento maior para um certo lanamento de foguete, em certo dia e hora, se reduz ao controle da(s) rea(s) de impacto do(s) foguete(s). Navios, embarcaes menores, barcos de pesca, jangadas e todo tipo de coisa flutuante tripulada que possa estar na rea de impacto do(s) foguete(s), deve ser mantida sob controle dentro da contagem regressiva. Os navios so fceis de controle por disporem de sistema de radiocomunicao. J as embarcaes menores precisam ser controladas ou, atravs de informao prvia por escrito s colnias de pesca ou por vos designados sobre a(s) rea(s) de impacto, mantendo o Controle da Operao com as informaes de posicionamento das embarcaes. Dessa forma, sempre que houver lanamento com foguetes de certo porte que possa causar danos a terceiros, qualquer que seja a posio e situao do terceiro, medidas cautelares devero ser preocupao do Centro de Controle da operao, bem como do Oficial de Segurana. Os aviso aos navegantes e NOTAMs, devem ser divulgados e repetidos com bastante antecedncia, de forma a garantir que as partes envolvidas estejam ciente do(s) lanamento(s) previsto(s), como consta no APNDICE A (Providncias preliminares de segurana).

O ideal que cada campo de lanamento possa dispor de um

radar do tipo P, ou surveillance radar para fazer o controle da (s) rea(s) de impacto. Mas, no Brasil nenhum campo de lanamento dispe de tal facilidade. Mesmo assim, os radares banda C, disponveis nos trs campos de lanamento, se prestam para esse tipo de controle da(s) rea(s) de impacto, e normalmente fazem parte do sistema de controle dentro da contagem regressiva.

Risco de impacto de foguete em navios devem ser mantido dentro de uma magnitude, no mnimo, menor do que o perigo existente por desastres naturais, tais como rajadas de vento, etc., e o limite recomendado que a probabilidade esteja dentro de 1 x 10-7 a 1 x 10-8. De qualquer forma, ateno redobrada deve ser dada para reas que sejam rotas regulares de navios, reas de farta pescaria (regies piscosas) e reas que apresentem algum tipo de atrao particular.

Tambm, campo de lanamento prximo de rotas areas regulares, dever manter controle dentro dos horrios de vos conhecidos, e manter contato permanente com o Servio de Trfego

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Areo. Qualquer lanamento s dever ser permitido pelo Oficial de Segurana, quando tiver garantia de que no h perigo de acidente com aeronaves comerciais ou militares.

Todos os foguetes de um certo porte, devero dispor de sistema de destruio por telecomando. Comparao entre o perfil real de vo do foguete e o semelhante terico levantado, dever servir de ferramenta bsica para deciso sobre o acionamento do sistema de teledestruio, quando o veculo em vo passe a apresentar um padro irregular.

Dentro da contagem regressiva o controle das reas de perigo (1,2 e 3), deve ser feito com rigor, ficando claro que a partir do item testar ignitores, dentro da REA 1 s dever ficar o pessoal absolutamente necessrio AO ACIONAMENTO DO VECULO. Para o acionamento de um foguete com 1 tonelada de explosivo, dentro de um crculo de 500 metros de raio s dever ficar pessoas dentro da casamata ou protegidas em estrutura concretada.

Um dos itens de grande importncia dentro da contagem regressiva a predio de ponto de impacto do(s) foguetes(s). O autor deste livro j publicou um estudo sobre o assunto intitulado CLCULO DE DISPERSO DE FOGUETES BALSTICOS, onde apresenta os elementos de clculo absolutos para a definio do ponto de impacto e as correes de lanador necessrias. Um ponto de relevncia no clculo de disperso o chamado caliber, que a distncia momentnea entre o C.G. (centro de gravidade) e o C.P. (centro de presso), que cada foguete apresenta a cada instante durante o seu vo. Para cada foguete, em qualquer instante do vo, essa distncia jamais poder ser menor que um certo valor. Se passar por valor menor que o caliber certamente o foguete precessionar, provavelmente estragando o experimento. Os fabricantes de foguetes obrigatoriamente fornecem os fatores de correo em vo. PRECAUES BSICAS NO MANUSEIO DE FOGUETES - Fumar ou ligar lmpadas no deve ser permitido em distncia menor

que 35 metros de reas de montagem ou armazenagem de foguetes ou explosivos. Os interruptores eltricos de tais instalaes devem estar situados a tal distncia. Mesmo assim deve ser usado interruptor com blindagem anti-faiscante.

Nas reas mais perigosas de um centro de lanamento onde estejam foguetes ou explosivos de qualquer natureza, dever ser providenciado um dispositivo para receptao de cigarros isqueiros, fsforos, etc., aonde os fumantes devem aliviar tais objetos quando tiverem inteno de acessar tais dependncias. Jamais permitir que um fumante entre em reas com foguetes ou explosivos de posse dos elementos de

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seu vcio, simplesmente, porque o fumante acende cigarros compulsivamente.

- Em qualquer situao, jamais se posicione na frente ou atrs de um

motor foguete. Mantenha posio lateral, mesmo quando for instalar iniciadores.

- Mantenha o foguete sempre aterrado, pelo uso de fita flexvel de

cobre de 1,5 cm ou cabo de aterramento ligado a um ponto terra zero.

- Mantenha os fios terminais de iniciadores sempre curto-circuitados.

Use os dedos para enrolar os terminais entre si, apertadamente. Jamais usar solda para fazer emendas nos terminais.

- Os iniciadores dispem de um elemento eletricamente acionado que

se chama squib, responsvel pela iniciao do foguete. O iniciador quando j instalado no foguete no pode ser exposto a campos eltricos fortes ou radiao eletrnica de alta freqncia que possam induzir corrente nos terminais do iniciador, criando assim uma iniciao inoportuna.

- O transporte de foguete armado s dever acontecer em

transportadores devidamente equipados com elementos de descarga eletrosttica e captador de fascas.

- Em locais com baixa umidade e temperatura do ar e alta incidncia

de eletricidade esttica, as pessoas que manuseiam foguetes devem usar seus descarregadores eletrostticos pessoais, permanentemente.

- Explosivos e foguetes no devem ser expostos a temperaturas

elevadas, fascas, batidas, tombos, umidade alta, chuva, chuvisco e raios solares direto. Em acontecendo qualquer dos fatos acima o Oficial de Segurana deve ser notificado para as providncias cabveis.

- Nenhuma tentativa de desmontagem ou montagem de peas

quaisquer em foguetes poder ser feita sem a assistncia direta do Oficial de Segurana, ou pessoa designada por ele.

- Foguetes, explosivos, propelentes e outros quaisquer elementos

propcios ignio, jamais devero ser transportados manualmente. - Todas as medidas de resistncia em iniciadores, devero ser feitas

com o uso do instrumento ALINCO, ou semelhante. Medidas com ohmmetros NUNCA devero ser feitas em iniciadores.

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O ALINCO um instrumento que faz medidas de resistncia por meio de uma ponte de Wheatstone, sem apresentar voltagem diretamente aos terminais do iniciador.

- Motor e iniciador jamais devero ser estocados juntos, por serem explosivos de categoria diferentes. Para ambos a temperatura de armazenagem dever estar entre 0 e 37C

- Solventes jamais devero ser aproximados de propelente.

- Transporte de foguetes somente com o mesmo posicionado em caixo e com a tampa presa (fechada).

- Sempre que o foguete estiver fora da embalagem dever estar aterrado.

- Qualquer trabalho com calor a ser feito nas imediaes de foguete, dever ser restritamente controlado.

- S remover o plug curto-circuitador do iniciador quando for efetuar medida de resistncia ou para instalao final no foguete.

- Foguetes de propelente slido so artefatos de preciso que so embalados de forma a prevenir qualquer dano aos seus componentes durante deslocamentos ou em estocagem, da a necessidade de ter manuseio extremamente cuidadoso. Lembrar que pancada ou queda involuntria poder significar rachadura do gro, destarte, condenando o foguete. Da, a necessidade de que qualquer tombo ou pancada em foguete ser comunicada ao oficial de segurana, para que exames sejam feitos antes de uso do mesmo.

- Jamais usar chaves dentadas durante a montagem de foguetes, as quais podero deixar marcas comprometedoras nas partes do mesmo. Quando precisar usar chaves para apertar ou desapertar partes do foguete usar apenas chaves com correias tecidas ou lisas (de nylon, couro, etc.)

- Jamais force apertos na montagem de foguetes. Lembre-se que o fabricante sempre oferece uma lista das foras de torque a serem aplicadas a cada parafuso, assentamento ou ajustamento de partes. Usar sempre chaves com torqumetro para tais atividades.

- Limpeza de partes de foguete s poder ser feita com o uso de tricloroetileno (Trichloroethylene). Lubrificar as partes rosqueadas com misturas fabricadas de molibdnio ou lubrificante comercial neutro.

- Nunca, jamais, em tempo algum aproxime de foguete a propelente slido, ferramentas eltricas ligada em tomada eltrica comercial.

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Ferramentas eltricas com bateria s se for do tipo blindada de alta segurana, adequadas para operao com explosivos.

- A instalao eltrica de qualquer lanador, torre de montagem, torres auxiliares ou qualquer dispositivo onde foguetes se apie ou que sirva de apoio operacional, nas reas de preparao ou lanamento, dever ser feita com fio blindado e, mesmo assim, dentro de conduite isolante. Motores eltricos para ajuste dos lanadores devero ser do tipo com carcaa blindada. Dispositivos para intercomunicao nas plataformas de lanamento, devero ficar em nichos de alvenaria a no mnimo 15 metros do lanador.

FICHA DE ATIVIDADE

Cada ao a ser executada em um foguete, dever dispor de

uma FICHA DE ATIVIDADE, onde deve constar:

- O tipo de atividade proposta. Ex. o alinhamento das empenas de um foguete NIKE, primeiro estgio do foguete NIRO (Nike-Iroquois)

- As informaes absolutamente necessrias para garantir que o

propsito da ao seja minimamente alcanado. Ex.: valor do ajuste a ser calibrado.

- Os pr-requisito, incluindo: - A lista de ferramentas e instrumentos realmente necessrios

execuo da tarefa. - As medidas de seguranas a serem adotadas para a mais absoluta

garantia de que no ocorrer qualquer surpresa. - Os procedimentos a serem conduzidos para o cumprimento da

atividade. - A tripulao absolutamente necessria para a execuo da atividade.

A lista de pessoas que devem participar de qualquer atividade junto a explosivos, dever ser rigorosamente reduzida a um mnimo, possvel.

Os manuais de montagem publicados pelos fabricantes de

foguetes nos EE.UU. sempre dividem a montagem das partes de um foguete, bem como do conjunto, em atividades, criando um conjunto de informaes para cada tarefa, de forma que de posse do manual faclimo montar qualquer foguete, mesmo desconhecido pela equipe que se prope tarefa.

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Captulo 2

MOTOR-FOGUETE A propulso constitui o mais importante recurso que o homem dispe para a conquista do espao. Paralelamente ao seu desejo de correr pela vastido do infinito, surge o empenho em busca dos meios tecnolgicos necessrios concretizao dos alentados sonhos. E aparece a barreira limitante: os sistemas de propulso. Enquanto outras reas de dificuldades tecnolgicas vo sendo superadas em misses perto da terra, tais como: apoio e proteo vida, navegao e orientao, comunicao, os meios de propulso so conquistas vagarosas. As exigncias de apoio vida a 200 milhes ou bilhes de quilmetros, sero, aproximadamente, as mesmas que a 200 quilmetros. Mas, para as duas situaes, as diferenas de recursos de propulso so tremendas. Entretanto, fcil compreender que o quadro de solicitaes crescentes tem conduzido a uma tambm gradual compreenso e desenvolvimento dos sistemas de propulso.

Quando comparada com aeronaves que voam na atmosfera e que usam propulso convencional, que carregam somente combustvel e retiram o oxidador da atmosfera, o sistema espacial tem uma tremenda desvantagem quanto ao potencial de carga-til resultante, pois precisa conduzir o combustvel e mais o oxidador. A importncia da forma de propulso no planejamento dos sistemas espaciais torna-se evidente quando compreende-se que, com os atuais recursos, o seu peso poder ultrapassar os 97% do peso total do veculo na hora do lanamento. Grande parte do peso, quando o veculo est na plataforma pronto para o disparo, o do propelente. Por exemplo, o Saturno V e sua preciosa carga com destino Lua continha s em combustvel e oxidante 94% do peso total, sendo os 6% restantes o peso da estrutura, motores, equipamentos e carga-til. A carga-til e a cpsula propriamente dita representavam aproximadamente 1% do total. Diferentes abordagens podem ser consideradas em uma classificao dos sistemas de propulso adotados em foguetes. A Figura 2.1 mostra uma tentativa de classificao, onde fcil concluir que apenas os sistemas de propulso qumica so os usados no atual estado

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da arte, embora seja na propulso qumica onde se consegue menor potencial. Os sistemas nuclear e eltrico, assim como o qumico hbrido, so considerados avanados e necessitaro de considervel pesquisa e desenvolvimento para chegar-se a um modelo operacional. Os nucleares so considerados os mais altos em performance terica, e alguns dos sistemas eltricos prometem ser os melhores de todos.

Figura 2.1 Classificao dos sistemas de propulso. Os sistemas qumicos podem, tambm, ser classificados pelas propriedades fsicas do propelente usado no sistema, e por sua composio qumica. Todos os sistemas qumicos devem possuir tanto um combustvel como um oxidador que, sob condies adequadas, reagem quimicamente, produzindo a energia desejada. A juno dos dois compostos que se chama PROPELENTE. 2.1 - PROPELENTES SLIDOS

O propelente slido contm o combustvel e o oxidador em uma nica massa. Se do tipo homogneo, contm o combustvel e o oxidador em um nico composto qumico. Sendo heterogneo, tambm chamado misto, a mistura do combustvel com o oxidador. Da dizer-se que, como nos monopropelentes lquidos, a combinao do oxidador e combustvel pode ser realizada ou por mistura, ou por composio qumica.

Nos propelentes slidos heterogneos o oxidador distribudo

uniformemente pela mistura e, normalmente, representa 70 a 80% da massa slida. O combustvel, tambm chamado aglutinante, mantm os gros do propelente juntos.

SISTEMAS DE PROPULSO

NUCLEAR QUMICO ELTRICO

IMPULSO SLIDO GASOSO ION ARCORREATOR

LQUIDO HBRIDO SLIDO

MONO-PROPELENTE

BI -PROPELENTE

TRI -PROPELENTE HOMOGNIO MISTO

MAGNETO HIDRODINMIC

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Por vezes, a fim de simplificar o manuseio ou melhorar a performance, dois compostos separados, cada qual com seu oxidador e combustvel prprios, so acondicionados juntos, formando os chamados propelentes de bases duplas.

Os propelentes slidos produzem empuxo to bem quanto os lquidos, e o empuxo proporcional massa, velocidade e presso na sada do bocal, como deduzvel na Figura 2.2. Nos motores a lquido, o volume de propelentes consumido na unidade de tempo pode ser mantido constante por meio de bombeamento ou pressurizao dos compostos injetados na cmara de combusto, segundo orifcios calibrados. J nos de propelentes slidos, o controle da rea de ignio, e conseqente consumo da massa de propelente, controlado pelas configuraes especiais dos gros. Certas pores das superfcies dos gros propelentes podem ser recobertas por inibidor para limitar a ignio rea desejada.

A concepo de um motor a propelente slido feita em funo

da performance pretendida, e vrios parmetros bsicos de sua aplicao so levantados. Em funo desses parmetros, aparecem os nmeros e elementos reais de construo, tais como: dimetro, comprimento, empuxo, configurao do gro definidor do tempo de queima, etc.

Figura 2.2 Algumas configuraes de gro e seus efeitos na combusto, e conseqente empuxo.

O peso de um propelente slido consumido em uma certa frao

de tempo definido pela rea aberta combusto. A razo de ignio a velocidade pela qual a chama passa pelo propelente em uma direo normal superfcie em queima. O desenho do bocal aparece em funo dessa razo de queima. A Figura 2.3 apresenta trs tipos de configuraes de motores.

Com a permanente melhora dos propelentes slidos do tipo

composite e a crescente generalidade de suas aplicaes, pode-se assegurar a incorporao dos propelentes slidos a quase todos os

a) Queima tipo cigarro

b) Queima central

c) Queima em duas paredes

d) Grfico de empuxo x tempo de queima das trs configuraes.

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engenhos espaciais em desenvolvimento, at nos de grande porte como o space shuttle. Tais motores apresentam algumas significativas vantagens, tais como: mais fcil concepo e construo, maneabilidade e prontitude para emprego.

Figura 2.3 Seces de diferentes configuraes de motores e suas relaes empuxo x tempo.

As partes bsicas de um motor a propelente slido so vistas nas Figuras 2.4 e 2.5. Como se v, ele todo uma cmara de combusto, pois a queima se processa na prpria superfcie do propelente. A ignio comea quando o iniciador sopra gases quentes atravs da rea de combusto, os quais so expelidos pelo bocal. Em motor-foguete a propelente slido, o propelente fica todo contido na cmara de combusto sob a forma de um ou mais gros com geometria caracterizadora do tempo de queima. Esses gros so fixados e suportados pela prpria estrutura da cmara, ou indiretamente, por meio de grades ou suportes. A principal caracterstica de um motor-foguete a propelente slido a sua simplicidade. O tempo de queima , geralmente, limitado a alguns segundos ou mesmo fraes de segundos, embora j existam motores com queima de 20 minutos, porm de baixa performance. Uma vez iniciada a combusto, no h como interromp-la e ela continua at o fim total do propelente. A trao a ser desenvolvida fixada pelo projeto do veculo e no pode ser posteriormente regulada. O manuseio e armazenagem de propelentes slidos muito simples e sem grandes riscos de detonao. A confiabilidade dos motores slidos fundamentalmente superior dos propelentes lquidos, com ndice de segurana de at 99%.

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Figura 2.4 Seco longitudinal de um foguete a propelente slido. No caso, o apresentado o SUPER LOKI, onde se nota o detalhe do iniciador ajustado parte inferior por suporte de plstico. A presso interna na cmara de combusto pode variar de 10 at 300 kg/cm, sendo mais comum estar entre os valores de 30 a 100 kg/cm. No usam sistema de refrigerao, mas materiais refratrios (grafite, molibdnio) na garganta do local de sada e materiais isolantes trmicos (cermica ou plsticos especiais) para isolar as partes metlicas e diminuir as tenses trmicas. 2.2 - PROPELENTES LQUIDOS

Os sistemas de propulso lquida s empregam fluidos como propelentes, os quais podem ser: monopropelentes, bipropelentes e tripropelentes.

Nos fluidos monopropelentes, o combustvel e o oxidador constituem uma s substncia, isto , ambos esto misturados e so carregados em um nico tanque do veculo. No h necessidade de separ-los, como acontece com outros propelentes quimicamente mais ativos. A substncia nica pode ser ou uma mistura do combustvel e do oxidador, como acontece no caso do perxido de hidrognio e lcool, ou um composto qumico no qual ambos constituem uma s molcula, como por exemplo, a nitrocelulose. A combinao monopropelente estvel sob temperatura e presso normais, mas, quando aquecida ou misturada a um catalizador, o combustvel e o oxidador reagem e produzem energia. Combinando-se o combustvel e o oxidador em um ingrediente nico resulta um sistema simplificado em comparao com os bipropelentes, os quais devem ficar separados at o momento do seu encontro na cmara de combusto. Entretanto, por sua simplicidade, os sistemas monopropelentes apresentam baixa performance.

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Quase todos os grandes engenhos espaciais de hoje so bipropelentes. A quantidade de energia que produzem justifica a complexidade dos problemas de manejo, armazenagem e perigos inerentes aos bipropelentes. Normalmente, usam duas substncias qumicas que, por vrias razes, devem ser mantidas separadas at o momento da combusto (Fig. 2.6). Por exemplo, os AEROBEEs lanados do Campo de Lanamento da Barreira do Inferno usavam como propelentes o cido ntrico fumgeno e o lcool furfrico, os quais se inflamavam espontaneamente ao mtuo contato. Os propelentes assim inflamveis so chamados hiperglicos. Embora o problema tcnico de estabelecer um sistema de ignio para os no-hiperglicos no seja grande, a ignio espontnea simplifica o sistema. Vrios outros fatores, alm do impulso especfico desejado, podem conduzir escolha do oxidante e combustvel adequado a cada tipo de foguete, sendo que, alm dos dois compostos bsicos, os sistemas bipropelentes usam, tambm, aditivos qumicos visando melhorar as propriedades de armazenagem e manuseio. Tambm, certos catalisadores podem ser adicionados para facilitar a reao qumica e aumentar a energia. O manuseio, por exemplo, um dos fatores bem significativos, na escolha dos compostos para certo tipo de foguete, pois normalmente, os combustveis e oxidantes, muito mais o segundo, so extremamente corrosivos e txicos. Alguns at excepcionais oxidantes, como o LOX (oxignio lquido), so de trato extremamente caro e difcil, exigindo instalaes adequadas conservao, pois se liquefaz em somente temperatura inferior a 182C abaixo de zero. Outros so ainda mais exigentes, como a fluorina que ferve a menos 218C e o hidrognio a 253C abaixo de zero. Os propelentes que tm ponto de ebulio muito baixo so chamados criognicos. Os motores a propelentes lquido apresentam vantagens sobre os slidos, tais como: capacidade de interrupo da combusto e poder de reinici-la quando necessrio, valores de impulso especfico bem mais altos. Todavia, tais motores exigem um complicado sistema de encanamentos, bombas, pressurizadores, injeo e mistura de propelentes, etc.,tudo isso com chances de malfuno. Tambm os motores a lquido tm melhor capacidade de maneabilidade e maiores dimetros permissveis para as cargas-teis.

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Figura 2.5 Seco longitudinal do 1 estgio do foguete Black Brant, de fabricao canadense, a propelente slido. No centro corte transversal mostrando a configurao do gro (estrelado).

Figura 2.6 Motor a propelente lquido do tipo pressurizado

2.3 - FOGUETES HBRIDOS Os foguetes hbridos usam ambos os tipos de propelentes em um mesmo foguete: slidos e lquidos. Usualmente, o combustvel a parte slida e o oxidante a lquida. Um tpico foguete hbrido mostrado na Figura 2.7. A grande vantagem do foguete hbrido a alta performance conseguida usando certas reaes lquido-slido, semelhantes s obtidas com reaes apenas slida ou lquida. Uma outra vantagem que a alta temperatura de queima fica confinada a uma pequena rea. Tambm, o combustvel slido mais resistente a deformaes e rachaduras do que o gro combinado de combustvel e oxidante.

Na figura, o oxidante lquido injetado na cmara onde encontra-se o combustvel slido por meio de um gs pressurizado. O

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uso de propelentes hiperglicos, elimina a necessidade de um ignitor. Ao contato do oxidante com o combustvel ocorre a combusto e o combustvel slido consumido de maneira similar a de um propelente slido regular. O produto da combusto expandido pela tubeira gerando o empuxo desejado. A interrupo do fluxo de oxidante pra a combusto e o, conseqente, empuxo. Em havendo novo fluxo de oxidante, novamente a combusto recomea gerando o empuxo. Da uma das grandes vantagens do foguete hbrido.

A cmara de combusto similar s usadas em foguetes propelente slido, e o oxidante lquido pode ser transferido ou por meio de pressurizao (como o caso da Figura 2.7) ou por um sistema de bombas, e a tubeira pode usar o oxidante lquido para resfri-la. Desta forma, o foguete hbrido consiste de uma adaptao de ambos os elementos slido e lquido dos foguetes a propelente slido, com vantagens consistentes na forma de emprego. Recentes desenvolvimentos na rea de propulso hbrida tm indicado que dos propulsores qumicos usados at hoje, o melhor desempenho tem sido obtido com o emprego de sistemas hbridos.

Recentemente, nos EE.UU., foi testado um foguete a propulso

hbrida chamado Hyperion que utiliza uma combinao de combustvel slido (polibutadieno hidroxilado) e oxidante lquido (xido nitroso liquefeito), a qual experincia poder trazer grandes mudanas na capacidade de lanamento civil e militar. No dia 25 de abril foi feito o lanamento de um Hyperion a partir da NASA- Wallops Flight Facility (Virginia), foguete com 15,2 cm de dimetro e 5,7 metros de comprimento tendo atingido um apogeu de 33 km. As agncias do governo e as empresas do setor espacial esto sendo atradas para a possibilidade do uso mais generalizado de foguetes hbridos, por serem capazes de reduzir os custos e a complexidade das operaes de lanamento.

Figura 2.7 - Um tpico foguete hbrido, com pressurizao.

CARGA TIL

NITROGNIO TANQUE DO OXIDANTE COMBUSTVEL SLIDO

INJEO HIPERGLICA INIBIDOR

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Captulo 3

EXPLOSIVOS 3.1 EXPLOSIVOS COMO MEIO DE PROPULSO O uso de explosivos como meio de propulso advm do fato de permitir a montagem de projetos com muito baixa relao peso/potncia, aliada a uma grande simplicidade de construo, alm da possibilidade de funcionamento sem o oxignio da atmosfera. As reaes explosivas so rpidas, mais baratas que outras semelhantes e constituem, em certos casos, a nica soluo possvel, como por exemplo, o motor-foguete. Por isso, a palavra segurana tem que ser observada a cada instante, nas reas onde explosivos so manuseados. Isto porque explosivos so materiais inerentemente destinados a uma queima apenas, ou seja, uma vez iniciada a reao, dificilmente consegue-se interromp-la, mesmo que se considere desprezveis os efeitos finais. Se houvesse uma forma de atacar uma certa iniciada exploso, ainda assim seria impossvel interromp-la devido o tempo til de aplicao. Com o uso de explosivos, possvel obter energia equivalente a 30.000 kgm para cada quilo. Isto equivale elevao de um peso de uma tonelada a 30m de altura, com apenas um quilo de explosivo. Um motor-foguete do tipo NIKE, engenho militar norteamericano, muito usado com finalidade pacfica de medidas na atmosfera superior, por exemplo, tem 347 quilos de propelentes, o que nos d uma idia das conseqncias no caso de uma iniciao inadvertida. Os acidentes com explosivos so quase sempre fatais, sendo o critrio e cuidado no seu trato o nico meio de evit-los. 3.2 PRINCIPAIS CARACTERSTICAS DOS EXPLOSIVOS Dentre as vrias caractersticas dos explosivos, as mais importantes do ponto de vista de segurana so as que se seguem:

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3.2.1 SENSIBILIDADE INICIAO POR IMPACTO Uma amostra do explosivo colocada numa cavidade metlica e submetida a impactos de um peso esfrico de metal de 2 kg deixado cair de diferentes alturas. Essa altura gradativamente aumentada at a ocorrncia da detonao. O nvel mximo obtido conhecido como sensibilidade ao impacto. Exemplo:

EXPLOSIVOS SENSIBILIDADE FULMINATO DE MERCRIO 5 cm ESTIFINATO DE CHUMBO 7,5 cm AZIDA DE CHUMBO 12,5 cm TETRIL 20 cm TNT 30 cm Embora os gros propelentes sejam, em geral, menos sensveis ao impacto, importante notar que: Materiais muito sensveis geralmente fazem parte dos dispositivos de

iniciao, e o motor-foguete deve ser considerado como tendo a sensibilidade de seu constituinte mais sensvel;

Um impacto pode ocasionar outros danos de origem mecnica, como

por exemplo: quebras, rachaduras, descolamento e deslocamentos do gro propelente. importante notar que, sob o ponto de vista de caracterstica explosiva, um dos danos mecnicos acima citados pode acarretar um comportamento de queima completamente anormal, com conseqncias imprevisveis.

3.2.2 SENSIBILIDADE INICIAO POR FRICO Uma amostra do explosivo colocada em quantidade e configurao especificada sobre uma chapa de ao. Um pndulo com sapatas padronizadas de ao ou fibra e tangenciando a chapa de ao largado. A resposta do material explosivo a essa solicitao d seu grau de sensibilidade frico. Exemplos:

EXPLOSIVO SAPATA DE AO SAPATA DE FIBRA FULMINATO DE MERCRIO EXPLODE EXPLODE ESTIFINATO DE CHUMBO EXPLODE EXPLODE AZIDA DE CHUMBO EXPLODE EXPLODE TETRIL EXPLODE NO AFETA TNT NO AFETA NO AFETA 3.2.3 SENSIBILIDADE TEMPERATURA

Quando um explosivo tem sua temperatura aumentada, poder fundir-se, decompor-se, queimar ou detonar. Sensibilidade

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temperatura a intensidade do efeito de mudana de temperatura sobre as caractersticas da reao.

importante notar que os explosivos utilizados em cargas

primrias geralmente detona quando aquecidos. Exemplos:

EXPLOSIVOS EFEITO DA TEMPERATURA FULMINATO DE MERCRIO 210C explode ESTIFINATO DE CHUMBO 272C explode AZIDA DE CHUMBO 328C explode TETRIL 127C funde, 230C queima TNT 80C funde, 462C decompe-se

Importante: Alm da mudana das caractersticas de reao, a variao de temperatura pode influir nos propelentes, conforme seu coeficiente de expanso trmica, podendo ocasionar deslocamentos, tenses trmicas e quebra do gro propelente. 3.2.4 SENSIBILIDADE UMIDADE H explosivos sensveis umidade que podem chegar decomposio, e a simples secagem posterior no traz de volta suas caractersticas explosivas iniciais. No caso de gros propelentes j instalados nas carcaas de motores, conveniente observar que a umidade excessiva pode atacar tambm as partes metlicas componentes do sistema, advindo a corroso e possvel inutilizao do material. Quando se trata de dispositivos eletro-explosivos (EEDs), a umidade pode interferir em sua parte eltrica. Em certos casos, a presena de umidade aumenta a sensibilidade do explosivo iniciao. 3.2.5 SENSIBILIDADE A OUTROS MATERIAIS (COMPATIBILIDADE) Materiais de embalagem, ferramentas, etc., que possam ter contato direto com os explosivos devem ser cuidadosamente selecionados, pois podem apresentar incompatibilidade, dando lugar a reaes formadoras de outros produtos indesejveis. Como exemplo, pode-se citar a azida de chumbo que, em contato com o cobre, se transforma em azida de cobre, muito mais sensvel iniciao que o original.

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3.3 CARACTERSTICAS DOS PROPELENTES SLIDOS As caractersticas de sensibilidade, anteriormente citadas para explosivos (impacto, frico, temperatura, umidade, compatibilidade), o so tambm dos propelentes slidos, por serem virtualmente explosivos. Os riscos apresentados pelos propelentes slidos so, em geral, de menor intensidade, uma vez que na sua elaborao tem-se como um dos objetivos e segurana para manuseio, armazenagem, etc. Resta considerar as caractersticas que os distinguem dos demais explosivos e os classificam como propelentes: Serem bons produtores de gases. Serem os gases e outros produtos de combusto que se afastem com

vigor das superfcies em combusto. Razo de queima chama-se razo de queima velocidade em que

consumido um propelente no processo de combusto. medida numa direo perpendicular superfcie em combusto e geralmente expressa em cm/s. Varia com a temperatura inicial do gro e com a presso existente na cmara, crescendo medida que esse dois fatores crescem.

Os propelentes queimam de forma regular, com razo de queima

uniforme. Razes de queima variando entre 0,025 a 25cm/seg podem ser obtidas, porm os valores usuais caem entre 0,1 e 5cm/seg.

Forma do gro uma caracterstica que, aliada razo de queima,

controla a quantidade de gases geradas pelo propelente no processo de combusto e, em conseqncia, a lei de empuxo do motor.

A geometria de um gro criteriosamente estabelecida para

satisfazer um programa de empuxo pr-estabelecido. Uma modificao nessa geometria implica numa variao da superfcie exposta queima e, conseqentemente, no programa de empuxo.

Um acrscimo de superfcie exposta queima acarreta acmulo de

presses no interior da cmara de combusto. Esses acrscimos podem decorrer de quebras, fissuras ou

descolamentos que, mesmo sendo pequenos, podem causar uma combusto anormal, s vezes de conseqncias imprevisveis.

3.4 DISPOSITIVOS ELETRO-EXPLOSIVOS (EED)* EEDs so elementos pirotcnicos ou explosivos projetados para funcionar quando ativados por uma corrente eltrica. So construdos

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de maneira que uma corrente eltrica inicie uma seqncia de reaes explosivas. A ltima carga dessa seqncia produz o efeito desejado, que poder ser a iniciao de um propelente, um jato de gs para acionar um gerador eltrico, etc. Oferecem certas vantagens quando comparados com outras fontes de energia. Essas vantagens so inerentes forma de energia liberada pelo EED. A temperatura e conseqente presso gerada produz o trabalho de expanso desejado. Os altos nveis de energia armazenados permite a construo de pequenos e leves dispositivos de atuao rpida e segura. Os EEDs tm vastssima aplicao nos engenhos espaciais, tais como: sistemas de iniciao de propelentes slidos e lquidos, atuao de rels, vlvulas, guilhotinas, separao de cones de ogivas, potncias para superfcies de controle, potncia para geradores eltricos, potncia para sistemas giroscpicos de guia, sistemas autodestruidores, geradores de gs, etc. 3.4.1 DESCRIO DE UM EED TPICO

A Figura 3.1 mostra um iniciador tpico que pode ser considerado como EED completo ou parte de um desses dispositivos: ISOLANTE Os materiais isolantes comumente usados entre

terminais e carcaa so: plsticos, borracha sinttica, fenol, vidro e cermica.

Vidro e cermica so bons isolantes e selantes, com boa resistncia

s variaes trmicas. Baquelite e fenol, embora bem semelhantes, tm caractersticas

selantes inferiores, podendo ser pulverizadas ou consumidas pelo calor da exploso.

RESISTNCIAS So empregadas resistncias de fio, carvo ou

mistura condutiva. Eletrodos tambm podem ser utilizados. So geralmente finas, com resistncia que variam entre 1 e 20 0hms, colocadas em contato com a carga primria. Como o efeito trmico proporcional a RI2 , requerem pequenos potenciais para produzir a corrente necessria e, conseqentemente, aquecimento capaz de iniciar a carga primria. Com a tecnologia atual elas podem ser construdas de fios de nquel-cromo, platina-irdio, etc.; os dimetros variando entre milsimos a dcimos de milsimos de polegadas.

CARGAS:

- Carga primria Baixo explosivo, com grande sensibilidade iniciao por impacto, frico, temperatura, centelha etc.

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- Carga reforadora Alto explosivo, com sensibilidade mdia e grande energia.

- Carga final Escolhida conforme seja o emprego do EED. Geralmente alto explosivo.

Figura 3.1 Iniciador usado no 1 estgio do foguete Black Brant IV. 3.4.2 ATIVAO A ativao de um EED depende de fatores de construo e do tipo de fonte de energia utilizada, normalmente constante da documentao desses pirotcnicos. Habitualmente, trs nveis de corrente eltrica so especificadas pelos seus fabricantes: CORRENTE MXIMA DE NO-FOGO a corrente mxima que o

EED suporta sem iniciar-se, num teste, com condies determinadas de temperatura e durao.

CORRENTE MNIMA DE FOGO a corrente mnima que o EED necessita para iniciar-se. Devido a possveis variaes nas caractersticas do EED, provenientes do meio ambiente ou fabricao, no conveniente utilizar-se esse valor para operao.

CORRENTE RECOMENDADA PARA FOGO a corrente indicada para assegurar a iniciao do EED, excedendo a corrente mnima por uma margem de segurana conveniente.

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3.4.3 SENSIBILIDADE TEMPERATURA O efeito da temperatura sobre a resistncia do EED

usualmente muito pequeno. Entretanto, as variaes trmicas podem acarretar modificaes das caractersticas da carga explosiva. Quanto mais alta a temperatura alcanada pela carga, maior a velocidade de detonao, podendo chegar ao previsto valor de iniciao.

UMIDADE O efeito da umidade em cargas higroscpicas o de rpida deteriorao.

VIBRAO E CHOQUES MECNICOS So efeitos que podem modificar a situao de contato entre resistncias e explosivos, a arrumao relativa entre as cargas, a ruptura ao alongamento das resistncias, etc.

TEMPO DE ARMAZENAMENTO O efeito de tempo de armazenamento muito longo a deteriorao espontnea que pode ocorrer. As cargas explosivas so compostos complexos que podem reagir entre si, formando outros compostos de caractersticas diferentes. A sensibilidade pode mudar, tanto para a iniciao normal quanto para o meio ambiente. O efeito usual de um armazenamento demorado um maior tempo de espera entre iniciao, mxima presso desenvolvida, alm da diminuio de valor dessa presso.

INFLUNCIA DE CAMPOS ELETROMAGNTICOS O comportamento dos EEDs sujeitos a um campo formado por emisso de radiofreqncias (sistemas de comunicao, navegao, radar, etc.) dependem de fatores tais como: potncia de sada e freqncia do transmissor, caractersticas da antena, distncia entre antena e EED, circuito de fogo ao qual est ligado, etc.

A potncia emitida por um emissor de radiofreqncia pode ter um ou mais dos seguintes efeitos sobre um EED:

a) Aquecimento do elemento conversor de energia (resistncia, mistura condutiva, etc.). Esse efeito pode acarretar uma elevao de temperatura suficiente para causar a iniciao ou apenas modificar as caractersticas de sensibilidade do explosivo adjacente resistncia, tornando-o de menor ou maior sensibilidade.

b) Criao de uma diferena de potencial entre eletrodos e carcaa. Esse efeito pode acarretar potenciais suficientemente elevados, de forma que possam causar centelhamento e conseqentemente iniciao do explosivo.

c) Aquecimento da carcaa do EED, podendo, conseqentemente,

resultar em um aquecimento de explosivo adjacente e em uma resultante iniciao. dos trs efeitos, o de menor possibilidade de ocorrncia.

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SENSIBILIDADE INICIAO DEVIDO ELETRICIDADE ESTTICA trs diferentes modos de iniciao pode ocorrer pela aplicao de um potencial eltrico, devido a cargas estticas: - Descarga atravs da resistncia (ou elemento equivalente) do EED. - Descarga entre resistncias (quando houver mais de uma) do EED. - Descarga entre resistncia e carcaa do EED.

3.4.4 INICIADOR Todos os motores-foguetes a propelente slido, qualquer que seja a posio de estgio que ocupe, tem suas ignies disparadas por um pirotcnico ou EED chamado INICIADOR. Quando o iniciador de segundo, terceiro, etc., estgios de um certo veculo, tm suas emulaes iniciadas por retardos pirotcnicos (scrolls), contadores de tempo (timers) ou circuitaria de disparo. Um iniciador, normalmente, tem uma espoleta iniciante (squib) eletricamente emulada e carga de ignio composta por granulado grado (pellets). Os valores de sensibilidade da espoleta so baixos. Para o iniciador do SUPERARCAS, por exemplo, os valores mnimos de sensibilidade so: 1 ampre aplicado durante 5 minutos com potncia de 1 watt, embora o valor de corrente recomendada para fogo seja de 5 ampres, para uma resistncia da ordem de 1,25 0,25 0hms. Como regra geral de segurana, deve-se manter os fios terminais do iniciador torcidos entre si, logitudinalmente, para efeito de balanceamento eltrico e reduo da possibilidade de induo espria. Esses mesmos fios devem ser do tipo blindado para proteo contra transmisses no-controladas de radiofreqncia. Sempre que fora de emprego, os terminais desses fios devem estar curto-circuitados, isto , fechados entre si.

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Figura 3.2 Iniciador do foguete SUPERARCAS, com detalhes do seu squib.

TESTEMUNHO Nos idos de 1965, quando o autor recebeu treinamento no

Campo de Lanamento de Foguetes da NASA-Wallops Flight Center (WFC), na Virgnia USA, ele pode observar que um dos maiores cuidados que os tcnicos da NASA tinham era para com a conservao e armazenamento dos iniciadores dos vrios tipos de foguetes lanados naquele campo. Existia um cubculo totalmente climatizado, com controle de temperatura e umidade pelo uso de termostto e desumidificador, bem como, proteo contra radiao eletromagntica (radioemisso, radar, etc.), pelo uso de uma gaiola de Faraday aterrada ao nvel zero de resistncia ohmica. E o acesso ao cubculo s era permitido com superviso direta e pessoal do Chefe da Segurana do WFC. Em chegando no CLFBI, uma das primeiras providncias adotada pelo autor, na condio de Chefe de Operaes do CLFBI, foi a montagem de um cubculo semelhante. Em recente visita ao CLBI (de hoje), o autor ficou triste ao ver que o cofre de iniciadores no mais existia.

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Captulo 4

Cuidados no Manuseio e Armazenagem de Propelentes Slidos

4.1 CONTRA INCNDIO Um incndio que atinja zona de explosivos diretamente pelas chamas ou, indiretamente, pela elevao de temperatura ou fagulhas, s deve ser combatido, satisfazendo-se as seguintes condies: Pessoas no devem se aproximar a menos de 300m, caso haja em

risco at 23000 kg (50000 lb) de explosivo.

Pessoas no devem se aproximar a menos de 600m, caso haja em risco at 45000 kg (100.000 lb) de explosivo.

4.1.1 REGRAS DE PREVENO A melhor medida contra incndio, considerando a impossibilidade de combate ao fogo em zona de explosivo, consiste na observncia das regras de preveno: Fsforos, isqueiros e outros dispositivos capazes de produzir centelha

ou chama no devem ser permitidos em zonas de explosivos. Local adequado para guarda desses objetos deve ser proporcionado entrada das zonas de explosivos, com farta sinalizao visual, visando principalmente os fumantes.

Fumo s poder ser permitido, quando absolutamente controlado, em local determinado, onde dever existir disponveis: cinzeiros, fsforos e, pelo menos, um extintor de incndio.

Ferramentas e outros equipamentos eltricos ou no, capazes de causar centelha ou altas temperaturas, somente devero ser utilizados em locais bem determinados.

Limpeza e arrumao dos locais de operao so importantes requisitos na preveno contra incndio. Lquidos inflamveis no devem ser utilizados como agentes de limpeza, a menos que sejam previstos em recomendaes especficas.

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Placas de avisos, proibies, limitaes, informaes, etc., devem ser previstas.

Um plano preventivo e de combate ao fogo deve ser preparado, plano esse extensvel a todos os recintos onde possa estar depositado algum tipo de explosivo.

A Tabela 4.1 apresenta os tipos de materiais inflamveis e os respectivos agentes extintores.

TABELA 4.1

TIPO DE EXTINTORES DE ACORDO COM O TIPO DE MATERIAL INFLAMVEL

TIPO DE MATERIAL INFLAMVEL AGENTES EXTINTORES

CLA

SSE A

MADEIRA

PAPEL

LIXO

GRAMA ETC.

GUA, ESPUMA

CLA

SSE B

LEO

GASOLINA

TINTA

GRAXA, ETC.

CO2 , P QUMICO SECO

ESPUMA, TETRACLORETO DE CARBONO

CLA

SSE C

EQUIPAMENTOS ELTRICOS

CO2, P QUMICO SECO, TETRACLORETO DE CARBONO

Usar CO2 quando o equipamento for delicado. Desligando-se o fornecimento de energia eltrica, um material inflamvel do tipo C transformar-se- em B ou A.

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4.1.2 EQUIPAMENTO CONTRA INCNDIO

Devem ser periodicamente inspecionados de acordo com a especificao do fabricante.

As pessoas envolvidas no trato de explosivos devem receber instrues para seu uso e operao.

Extintores manuais devem estar disponveis em local visual e de fcil acesso a distncias no maiores que: - 20m, fogo classe A - 15m, fogo classe B - 08m, fogo classe C

Equipamentos mveis (carros ou carretas) devero conter os principais agentes extintores para as trs classes de fogo. Devem ser estacionados em local de fcil comunicao e ser operados por pessoal especialmente treinado.

gua (bombas, mangueiras e baldes) somente para fogo classe A e como diluidor de lquidos inflamveis, em caso de derramamento.

4.2 ELETRICIDADE 4.2.1 LINHAS E INSTALAES ELTRICAS Linhas de at 15.000 V devero ficar afastadas de edificao que

contenha explosivos a uma distncia superior a 2 postes. Em todos os casos no devero passar a menos de 15m dessas instalaes.

Linhas com mais de 15.000 V devero ficar afastadas, de acordo com as Tabelas QUANTIDADE DE EXPLOSIVOS X DISTNCIA DE SEGURANA, apresentadas no item 4.6. Em todos os casos no devero passar a menos de 60m.

Linhas de alimentao destinadas a comunicao e alarme (telefone, intercomunicador, alarme, etc.) de edificaes que contenham explosivos devero ser subterrneas a partir de um ponto, no mnimo, 15 metros do prdio.

Ferramentas, motores eltricos ou outros equipamentos que possam produzir centelhas no devem ser utilizados em sala que contenha explosivos.

Tomadas e interruptores no devem ser instalados em sala onde se realizam operao com explosivos, evitando-se assim o uso inadvertido de equipamentos eltricos.

Toda iluminao da sala onde se realiza operao com explosivos deve ser prova de exploso (selada contra vapores, exalao e poeira explosiva).

Lanternas de mo devem ser do tipo prova de exploso.

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Flash para mquinas fotogrficas proibido em ambiente onde possa existir exalao, vapor ou poeira explosiva.

4.2.2 ELETRICIDADE ESTTICA

Potenciais eletrostticos podem ser desenvolvidos em pessoas ou objetos, atingindo valores determinados pelo isolamento eltrico existente em relao a outros objetos e/ou pessoas nas proximidades. Um indivduo convenientemente isolado pode atingir potenciais da ordem de 20.000 V. Admitindo-se uma capacitncia de 250 microfarads, a energia que pode ser desenvolvida da ordem de 50.000 ergs. Nessas condies, correntes de magnitude de ampres podem fluir por efeito de uma descarga, valores suficientes para iniciar um EED. Veculos, guindastes, etc., so ainda mais crticos devido a maior capacitncia de que so dotados. conveniente notar que no s o contato direto entre objetos que afeta a segurana. A aproximao entre corpos carregados traz uma redistribuio de cargas em ambos, devido interao dos campos eletrostticos e conseqente fluxo de corrente. Materiais plsticos e sintticos, tais como o dacron, nylon, polister e ainda seda, l, etc., so excelentes produtores de eletricidade esttica e seu uso deve ser evitado e controlado em reas de operao com explosivos, especialmente onde haja EEDs. O mtodo geralmente empregado para reduzir ou eliminar os riscos da eletricidade esttica criar um caminho eltrico contnuo terra. Isso permite a dissipao das cargas medida que so criadas. Quando todos os objetos envolvidos no so condutivos, o terra pode ser obtido pela conexo eltrica entre os objetos e um terra comum. Sistemas de terra parciais usando condutores insuficientes (alta resistncia) podem aumentar os riscos da eletricidade esttica, permitindo descargas atravs de caminhos indesejveis. A continuidade eltrica pode ser rompida por graxa, corroso, tintas, etc. Sistemas permanentes de terra, tecnicamente projetados e experimentalmente testados, devem ser instalados nos locais de operao com explosivos. Verificaes peridicas devem ser feitas. Uma descarga eletrosttica pode atuar em um EED segundo uma das trs maneiras: Aquecimento do elemento conversor (resistncia, mistura indutiva,

etc.), ou centelha entre eletrodos;

Centelha entre elementos conversores;

Centelha entre elemento conversor e a carcaa do EED.

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As formas mais indicadas para reduzir os riscos da eletricidade esttica so:

Aterrar todos os objetos, preferivelmente ente si, colocando-os a um

mesmo potencial.

Eliminar os materiais conhecidos como produtores de eletricidade esttica.

Prevenir, de todas as formas, a gerao de cargas eletrosttica. 4.2.3 RAIOS Proteo contra raio no obrigatria em regies onde a ocorrncia mdia de tempestades por ano insignificante, a menos que haja especificao em contrrio. Contudo, onde houver armazenamento de explosivos, como paiis, casamata, etc., dever sempre contar com um sistema de pra-raios bem instalado.

4.3 RADIAO ELETROMAGNTICA O comportamento dos EEDs tais como espoletas, iniciadores, etc., sujeitos a um campo de radiofreqncia (sistemas de comunicao, navegao, radar, etc.) depende de fatores como: potncia de sada (pico ou mdia) e freqncia do transmissor, caractersticas da antena, distncia entre antena e EED, circuito de fogo (tipo e configurao) e outros. As Tabelas 4.2, 4.3 e 4.4 oferecem uma orientao para o estabelecimento da distncia de segurana entre EED e antenas transmissoras. So baseadas em piores situaes, isto , EEDs sensveis, no blindados e com circuito de fogo capazes de agir como antenas.

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TABELA 4.2 RDIO TRANSMISSORES

POTNCIA MDIA OU DE PICO

TRANSMITIDA (WATTS) DISTNCIA MNIMA DO EED

(EM METROS) 0

30 50

100 250 500

1000 3000 5000

20000 50000

- - - - - - - - - - -

30 60

100 250 300

1000 3000 5000

20000 30000

100000

30 45

105 150 230 300 450 600 900

1500 3000

TABELA 4.3

TRANSMISSORES FM MVEIS

POTNCIA MDIA OU DE PICO TRANSMITIDA (WATTS)

DISTNCIA MNIMA DO EED (EM METROS)

1 10 30 60

- - - -

10 30 60

250

1,5 3

4,5 9

TABELA 4.4

RADAR

POTNCIA MDIA OU DE PICO TRANSMITIDA (WATTS)

DISTNCIA MNIMA DO EED (EM METROS)

5 25 50

100 250 500

1000 2500 5000

10000 25000 50000

- - - - - - - - - - - -

25 50

100 250 500

1000 2500 6000

10000 25000 50000

100000

30 45 70

105 135 200 300 450 700

1050 1500 2100

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Outras observaes bsicas:

Menores distncias podem ser usadas quando o EED estiver contido em recipiente metlico, com terminais torcidos e curto-circuitados, ou quando as operaes se realizarem em sala blindada radiofreqncia.

Menores distncias podem ser usadas quando antenas direcionais tiverem sua direo principal no-orientada para as reas de operao com EED.

Os EEDs s devem permanecer fora de seus recipientes metlicos o menor tempo possvel. Sua fiao deve ser desenrolada e desfeito o curto-circuito apenas para testes ou instalao.

A exigncia de silncio rdio tambm medida de precauo a ser imposta, quando necessria.

4.4 TRANSPORTE, CARGA E DESCARGA

Princpios bsicos: Somente pessoal habilitado e ciente dos riscos envolvidos deve

participar de operaes de transporte, carga ou descarga de material explosivo.

O material explosivo dever estar convenientemente embalado, com o grupo de compatibilidade, a classe e a quantidade de explosivo declarados.

Solavancos, batidas, quedas, etc., devero ser evitados e comunicados, caso ocorram.

4.4.1 TRANSPORTE RODOVIRIO

Veculo utilizado para transporte, carga ou descarga de material explosivo dever: Estar em perfeitas condies de funcionamento (sistema eltrico,

sistemas de freio, direo e escapamento, sem vazamento de gua, leo ou gasolina).

Estar equipado com extintor de incndio.

Evitar reabastecimentos quando carregado. Caso necessrio, dever estar aterrado e com motor parado. Qualquer vazamento de gasolina que ocorra dever ser lavado fartamente com gua.

Transportar pessoal estritamente necessrio operao do veculo.

Ter placas indicadoras, frente e atrs do veculo, com dizeres EXPLOSIVOS.

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Desenvolver velocidade condicionada fragilidade do material explosivo com relao a quebras, descolamentos, etc.

Ter luzes vermelhas rotativas ou pisca-pisca. Se em estrada, as regras de transporte de explosivos em vias pblicas devero ser observadas.

4.4.2 TRANSPORTE AREO Especial ateno deve ser dada a embalagem, a qual dever

satisfazer condies de descompresso devido altitude e s situaes inerentes ao transporte areo.

Os volumes contendo material explosivo devero ser colocados a bordo, em locais afastados de sadas de ar quente, de fontes de centelhas ou outros riscos. Devero ser arrumados em locais facilmente acessveis e firmemente amarrados.

As Tabelas QUANTIDADE DE EXPLOSIVOS X DISTNCIA DE SEGURANA devem ser obedecidas na escolha do local de estacionamento, considerando-se a aeronave como um local de armazenagem sobre o solo.

O carregamento e descarregamento dever ser feito com:

- a aeronave eletricamente aterrada;

- todos os interruptores eltricos desligados, exceto os essenciais s operaes de carga e descarga;

- o equipamento contra incndio facilmente disponvel;

- as placas de aviso colocadas, delimitando a rea, notificando a presena de explosivos, proibindo fumar e acesso de pessoas estranhas ao servio.

4.5 CLASSIFICAO I C C

A classificao I C C (INTERSTATE COMMERCE COMMISION) a seguinte:

EXPLOSIVOS CLASSE A So aquelas cujas propriedades

detonantes oferecem mximo risco.

EXPLOSIVOS CLASSE B So aqueles que apresentam rpida combusto sem detonao.

EXPLOSIVOS CLASSE C So aquelas cuja composio pode apresentar, simultaneamente, elementos das classes A e/ou B, porm em quantidades restritas.

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4.6 DISTNCIA DE SEGURANA PARA EXPLOSIVOS SLIDOS Os explosivos so classificados para efeito de DISTNCIA DE SEGURANA, segundo suas caractersticas explosivas e conseqentes riscos de exploso. possvel que certos explosivos pertenam a duas classes diferentes, devido o fato de possurem diferenas de embalagem, estado fsico, arrumao, etc. As Tabelas QUANTIDADE DE EXPLOSIVOS X DISTNCIA DE SEGURANA prescrevem a separao necessria e a quantidade mxima de explosivo permitida em qualquer local. As reas que contm explosivos constituem risco para as reas adjacentes, e as distncias de segurana, um dos melhores meios de diminuir esses riscos. DISTNCIAS DE SEGURANA so as distncias mnimas permitidas entre edificaes que contenham explosivos e reas adjacentes com uma ou mais das seguintes situaes: - edificaes habitadas (alojamentos, administrao, etc);

- aeronaves estacionadas;

- estrada de ferro;

- rodovia;

- outras reas ou edificaes que contenham explosivos.

As DISTNCIAS DE SEGURANA evitam danos estruturais substanciais causados pelo deslocamento de ar, oferecem boa proteo aos riscos causados por estilhaos, mas no protegem contra quebra de vidros. 4.6.1 CLASSIFICAO DOS MATERIAIS PARA EFEITO DE Q X D CLASSE 1: Os materiais desta classe representam risco de fogo sem oferecerem riscos de estilhaos, toxidade e sopro. Exemplo: munio pequena sem projtil, granadas fumginas sinalizadoras, etc.

CLASSE 2:

Os materiais desta classe queimam intensamente com pouca ou nenhuma possibilidade de extino de fogo. As presses provenientes das exploses normalmente causam apenas ruptura das embalagens e no produzem ondas de choque ou sopro que atinjam distncias maiores que aquelas de segurana estabelecidas para separao entre paiis.

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Esses materiais apresentam riscos de propagao de incndio pelos fragmentos de materiais incendirios que possam expelir (pedaos de material de embalagem, de propelente, etc.). No apresentam toxidade a distncias de segurana estabelecidas para edificaes habitadas. Exemplos: propelente slido a granel, embalado ou instalado no motor; materiais pirotcnicos.

CLASSE 3: Os materiais desta classe explodem progressivamente, causando pequenos e leves fragmentos que devero cair dentro de um raio de 100m no mximo. Exemplo: munies explosivas para pequenas armas, etc. CLASSE 4: Os materiais desta classe, quando embalados convenientemente, geralmente explodem progressivamente e constituem risco de estilhaos. Quando no embalados convenientemente, devem ser considerados da classe 7. CLASSES 5 e 6:

Os materiais destas classes apresentam risco de propagao a reas adjacentes que contenham explosivos armazenados em paiis no barricados e, por esse motivo, preferencialmente devem ser colocados em paiis barricados. CLASSE 7: Os materiais desta classe apresentam como principal perigo o deslocamento de ar e a ocorrncia do tipo detonao geral, mesmo quando apenas uma parte iniciada, seja por meio de fogo, impacto violento ou por iniciadores. Tais detonaes normalmente causam severos danos estruturais s construes adjacentes. Exemplo: suprimento a granel de altos explosivos ou misturas, pedaos de propelente slido que detone totalmente uma vez, iniciador, bombas, detonadores, motores a propelente slido, foguetes e msseis.

CLASSE 8: Os materiais desta cl