Estudo de acidentes em tanques de armazenamento
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1. INTRODUÇÃO
Tanques de armazenamento em refinarias e em indústrias químicas contém
grandes volumes de inflamáveis e produtos químicos perigosos . Um pequeno
acidente pode custar milhões de dólares e uma interrupção na produção. Um
grande acidente resulta em ações judiciais, desvalorização de ações, falência
da indústria e morte de funcionários. Nos últimos 50 anos, organizações de
engenheiros como Instituto Americano de Petróleo (API), Instituto Americano
de Engenheiros Químicos (AIChE) e a Sociedade Americana de Engenheiros
Mecânicos (ASME) tem publicado dicas e guias de engenharia e normas para a
construção, seleção de material, modelos/design, e medidas de segurança
para os tanques e acessórios complementares.
A grande maioria das empresas/indústrias segue tais normas e regras no
design, construção e operação, porém acidentes continuam ocorrendo. É
importante o estudo de casos passados para que no futuro haja uma maior
segurança durante o uso de tal equipamento.
A proposta deste artigo é categorizar e relatar as causas que levaram os
242 acidentes em tanques de armazenamento nos últimos 40 anos. O
diagrama de espinha de peixe criado pelo Dr Kaoru Ishikawa é usado identificar
as causas e efeitos dos problemas.
2. NUMEROS GERAIS
As informações dos 242 acidentes nos tanques nesse trabalho foram
obtidas a partir de reportagens publicadas. Aconteceram 114 casos na América
do Norte, 72 casos na Ásia , 38 na Europa e 18 em outros lugares. A Tabela 1
mostra a distribuição dos acidentes em relação aos lugares.
A Tabela 2 mostra os principais seguimentos de indústria nos quais
acontecem acidentes; A maior frequência de acidentes ocorrem nas refinarias
de petróleo (116 casos 47,9%). A segunda maior freqüência envolve
terminais de recebimento e estações de bombeamento (64 casos 26,4%).
Em indústrias petroquímicas ocorreram 25,7%. Outros acidentes ocorrem em
indústrias de óleo, usinas, indústrias de gás e tubulações. Petróleo, Gasolina e
óleos são os principais compostos que acarretam as explosões. A Tabela 3
mostra os componentes e as datas.
A Tabela 4 ilustra os acidentes em relação ao tipo de tanque de
armazenamento. O tanque de tampa externa móvel e o tanque de tampa
cônica são os tipos mais freqüentes nos quais ocorrem acidentes. Ambos são
muito utilizados para armazenagem de petróleo, gasolina e óleo diesel. A
Tabela 5 mostra os tipos de acidentes. Fogo foi o dano mais freqüentes nos
tanques com 145 casos; Em segundo vem as explosões, com 61 casos
indicados. Fogo e explosões somam juntos cerca de 85% dos danos causados
nos tanques. Vazamento de óleo e emissão de gases e líquidos tóxicos foram
a terceiro e o quarto casos mais freqüentes. Deformação dos tanques e erros
humanos aconteceram também, porém em menor quantidade.
Danos às propriedades são raramente divulgados e a informações são de
difícil obtenção. A Tabela 6 refere-se aos dez maiores acidentes com tanques
de armazenamento.
3. CAUSAS DOS ACIDENTES
Como indicado na Tabela 7, raios foram a causa mais freqüente de
acidentes, seguido de erros de manutenção. As outras causas foram erro
operacional, mau funcionamento dos equipamentos, sabotagem, rachaduras e
rompimentos, energia estática e chamas. O diagrama de espinha (Fig. 1) de
peixe mostra as causas e efeitos e o diagrama da Figura 2 mostra métodos de
prevenção de acidentes.
3.1Raios/Relâmpagos
Existem duas principais causas dos raios relacionados com incêndio. A
primeira é o choque direto com a instalação e a segunda são os efeitos
secundários como o pulso eletromagnético, pulso eletrostático, e ... . Quando
há o choque de um raio com determinada estrutura, há a radiação e pode ser
percebido o efeito de 1 até 10 m. Quando um tanque de armazenamento se
encontra nessa região, vapores inflamáveis sofrem ação do calor e podem
entrar em ignição. Dentre 80 tanques atingidos, cerca de 12 foram diretamente
atingidos pelos raios resultando em explosões, sendo o teto arrancado e
causando destruição maciça. Apesar de área de contato direto ser pequena, os
efeitos de cargas podem ser de 15 até 150 km, portanto, o risco de efeitos
secundários é muito maior do que um choque direto. O anel de selagem de um
tanque de tampa móvel é o local com mais chances para haver uma ignição em
uma tempestade. A proteção existente contra raios e relâmpagos durante uma
tempestade proporcionam uma pequena ajuda. Existem algumas proteções
contra a radiação de energia, porém essas proteções não garantem proteção
no caso de um choque direto.
3.2 Falha de equipamentos
As principais causas de acidentes ocasionados por falha em equipamentos
são: falhas no teto flutuante, falha em válvulas, mal funcionamento dos
aquecedores, falha nos controladores e termostato. O teto flutuante pode não
funcionar adequadamente caso o telhado esteja fora de equilíbrio ou se o corpo
do tanque estiver distorcido. O desequilíbrio do telhado pode ser ocasionado
por falha na drenagem de água depositada em cima do tanque. A distorção do
corpo do tanque pode ser ocasionada pela falha na válvula de ventilação do
tanque.
Dentro de falhas de válvulas pode-se citar o não fechamento das mesmas
devido à congelamento ou a não abertura quando necessário. Em caso de
válvulas abertas, pode acontecer a vaporização e escape dos compostos
armazenados, como por exemplo GLP, resultando em incêndios e explosões. A
não abertura da válvula de segurança quando o tanque estiver superaquecido
também resulta em explosão. É necessário realizar checkup de rotina e
manutenção para garantir a integridade de todas as válvulas de um tanque de
armazenamento.
Se um controlador de oxigênio estiver descalibrado ou funcionamento de
maneira errônea, como por exemplo, indicar uma quantidade inferior daquela
que realmente existe, pode haver a acumulação de oxigênio no tanque
resultando em incêndio e explosão. Indicação errônea da temperatura pelo
termostato também pode ocasionar explosões.
3.3 Erro de manutenção
O processo de solda foi o responsável por 18 acidentes. Falhas
catastróficas da estrutura de tanques de armazenamento podem ocorrem
quando vapores inflamáveis explodem. Ex: Em 1995 durante um reparo
utilizando solda na parte de fora do tanque causou a explosão dos tanques.
Em 1986 na Grécia, faíscas de um maçarico causaram a ignição de vapores
resultando em fogo e explosões. O fogo durou por 7 dias e causou a
destruição de 10 dos 12 tanques existentes e causou 5 mortes. Para evitar tais
acidentes, existem medidas de redução de riscos como obter uma temperatura
máxima de utilização, acompanhamento de bombeiros e equipamentos para
controle de incêndio e válvulas de dreno e purga.
Faíscas e fagulhas podem ser gerados por atrito mecânico e também
podem causar ignição de vapores inflamáveis. Em 1988 e 1989 ocorreram
acidentes durante a instalação de um isolamento; Houve a geração de uma
fagulha num elevador utilizado por operários instalado no interior do tanque. A
ignição destruiu o cone superior resultando em uma superfície em chamas.
Essa chamas atingiram vários tanques de armazenamento da refinaria.
Faíscas elétricas e choques também podem gerar a ignição de vapores ou
líquidos inflamáveis e conseqüentemente uma explosão. Em 1996 houve uma
explosão gerada a partir de motores elétricos e faíscas durante a conexão de
um equipamento de solda na rede elétrica.
3.4 Erros de operação
Limite de capacidade/enchimento é a causa mais freqüente. Dentre os 15
casos de limite, nove desses foram de tanques de gasolina, dois de petróleo,
dois de óleos, um de fenol e outro de benzeno. Quando um tanque contendo
líquidos inflamáveis transborda, fogo e explosões geralmente ocorrem;
Qualquer faísca perto do líquido causa ignição e conseqüentemente explosão.
Em 13 de 15 casos analisados, houve a presença de fogo/explosão. Em 1975,
vapores provenientes do derramamento de óleo chegaram até a caldeira, onde
houve a ignição e em seguida explosão. Em 2001, após o vazamento de
benzeno, 46 pessoas foram hospitalizadas.
Outra causa para acidentes é extrapolar os limites de pressão permitidos
nas linhas de alimentação dos tanques. Em 1984 no México, houve uma queda
de pressão, que foi noticiada na sala de controle e também na estação de
bombeamento, devido a liberação de GLP, quando a nuvem de vapor
inflamável deslocou-se até a dilatação e entrou em ignição. A instalação de
sistemas mais efetivos de detecção de gás poderia evitar o acidente. Acidentes
podem acontecer também durante o descarregamento de produtos como GLP;
durante a conexão da mangueira esta pode escapar fazendo com que os
vapores inflamáveis encontrem fontes de ignição e conseqüentemente
explodam.
Em 1972, uma válvula de dreno no fundo de um tanque de GLP em uma
refinaria foi deixada aberta por um operador, ocasionando a destruição de 21
tanques de armazenamento e escritórios.
Fumos tóxicos (cigarros) e líquidos deixados por operadores também
podem gerar ignições e explosões. Em setembro de 2000, uma grande
quantidade de gás tóxico foi lançado na atmosfera de uma fábrica britânica,
quando hipoclorito de sódio foi liberado acidentalmente em um tanque
contendo acido clorídrico. Durante o acontecimento, houve evacuação de
trabalhadores.