Instalações Elétricas Em Áreas Potencialmente Explosivas -V11

Embed Size (px)

DESCRIPTION

manual de instalações muito útil a engenharia química e elétrica,no e-book consta o autor,engenheiro da Petrobras

Citation preview

  • [J]

    Vista area da estao de compressores de RFQ Vista area das multivias de Lorena

    REVISO 19

  • ESTA PGINA FOI PROPOSITADAMENTE DEIXADA EM BRANCO

  • INTRODUO

    Tudo j foi dito uma vez. Mas, como as pessoas no escutam, preciso dizer de novo. Andr Gide. H dois tipos de pessoas: as que fazem as coisas e as que dizem que fizeram as coisas. Tente ficar no primeiro tipo. H menos competio. Indira Ghandi A diferena entre a genialidade e a estupidez que a genialidade tem limites. Miguem Salles Ribeiro

    A quase totalidade das nossas instalaes apresenta riscos inerentes s

    atmosferas potencialmente explosivas. Desde o aparecimento da indstria do petrleo

    que convivemos com inmeros riscos e muitos casos de incndios, exploses e mortes.

    Em muitos casos, comprovou-se a inadequabilidade da instalao eltrica e utilizao de

    procedimentos inseguros.

    Muitas unidades, particularmente as mais antigas, foram projetadas e construdas

    seguindo normas atualmente em desuso e por isso precisam ter seus planos de

    classificao de reas1 revisados e em conformidade com a IEC. Com vistas a

    identificar e corrigir no conformidades nessas instalaes foi criado um Comit que,

    em consonncia com as 15 diretrizes de SMS, deliberou aes buscando o cumprimento

    desses objetivos. Dentre as aes aprovadas est a formao de multiplicadores e o

    treinamento da fora de trabalho prpria e contratada atravs de um curso bsico em

    atmosferas explosivas com vistas a disseminao dos conceitos envolvidos.

    O treinamento deve ser simples e ao mesmo tempo abrangente. No tem o

    escopo de formar inspetores nem auditores, contudo deve permitir que os treinados

    conheam os princpios bsicos que norteiam o assunto e sejam capazes de identificar

    os principais riscos referentes s reas classificadas no ambiente de trabalho.

    Com vistas o objetivo proposto, oferecemos esse texto cujo escopo apresentar:

    1 Duas coisas devem-se ter em mente ao estudar o assunto: uma diz respeito expresso reas classificadas que na realidade designa um volume classificado ou potencialmente capaz de causar incndios ou exploses e a outra com relao a necessidade de disseminar a expresso plano de classificao de reas em detrimento aos desenhos ou plantas de classificao de reas. O plano de classificao de reas um conjunto de documentos obrigatrios e vlidos somente quando analisados em conjunto.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    4

    Os conceitos sobre reas classificadas ou potencialmente capazes de causar incndios ou exploses, as diversas tecnologias de proteo

    disponveis e aplicveis a equipamentos e dispositivos eltricos a fim de

    que os mesmos sejam capazes de operar sem infligir danos fsicos s

    pessoas ou aos equipamentos devido a possibilidade de ignio da

    atmosfera explosiva. A penetrao de corpos estranhos no interior dos

    equipamentos tambm uma possibilidade inaceitvel e, portanto, de

    alto risco tanto para o ser humano como para os equipamentos.

    As diversas recomendaes quanto s instalaes eltricas bem como a instalao de equipamentos de origem no eltrica em reas

    classificadas. analisada tambm a utilizao de sistemas com

    eletrodutos ou cabos lanados diretamente no solo. O uso de eletrodutos

    acarreta a utilizao de unidades seladoras enquanto o uso de cabos

    implica na utilizao de prensa-cabo.

    As diversas recomendaes quanto aos procedimentos de inspeo em instalaes eltricas bem como a instalao de equipamentos de origem

    no eltrica em reas classificadas.

    No propsito desse texto apresentar, em todos os detalhes, os requisitos

    construtivos ou de ensaios das diversas tecnologias de proteo para reas classificadas

    nem quanto ao seu grau de proteo. Sempre que isso for necessrio, a seguinte

    seqncia deve ser seguida: consulta s normas PETROBRAS, consulta s normas

    ABNT, consulta s normas do Mercosul, e por fim s normas da IEC.

    O programa desse treinamento abrange a teoria e informaes prticas para

    equipamentos e acessrios, abordando os seguintes temas:

    1. Propriedades bsicas das substncias inflamveis;

    2. Critrios para classificao de reas;

    3. Plano de classificao de reas (documentos a serem gerados no mbito do

    projeto);

    4. Tipos e graus de proteo;

    5. Principais equipamentos e acessrios disponveis (princpio de funcionamento);

    6. Particularidades e cuidados a serem observados no projeto, especificao,

    instalao, (manuteno e inspeo);

    7. Aplicaes e limitaes de equipamentos e acessrios (para os tipos de proteo

    mais usados: Ex e, Ex i, Ex n, Ex d, Ex p);

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    5

    8. Vantagens e desvantagens dos principais tipos de proteo;

    9. Pontos mais relevantes das normas (brasileiras, internacionais e estrangeiras) e

    portarias aplicveis (ex.: nmero mximo e bitola de fios em unidade seladora,

    conveco natural provocada em salas que contm acionadores movidos a gs,

    processo de emisso de declarao de importao para equipamentos

    importados, etc.);

    10. Enfatizar a importncia do atendimento da portaria INMETRO 83/2006 e seus

    anexos ou outra portaria que a venha substituir, bem como das conseqncias

    tcnicas, civis e legais do seu descumprimento;

    11. Tipos de no conformidades que comprometem o tipo e o grau de proteo de

    equipamentos e acessrios (ex.: prensa-cabo danificado);

    12. O que pode e o que no pode ser feito, (ex.: unidades seladoras sem eletrodutos

    na sada; caixas Ex d com prensa-cabos Ex e; vrios cabos em um nico prensa-

    cabo; danos massa de selagem);

    13. Apresentao detalhada da filosofia e metodologia e limitaes das Normas

    PETROBRAS (CONTEC), Normas Brasileiras (ABNT), normas Mercosul

    (NM), Normas Internacionais (IEC) e Normas Estrangeiras (API) sobre

    classificao de reas.

    Embora j existam no pas trs obras excepcionais escritas em lngua

    portuguesa2, apresentamos este trabalho por julgar importante um texto em linguagem

    acessvel e sem muito aprofundamento terico com informaes que propiciem uma

    fcil assimilao dos conceitos apresentados.

    Francisco Andr de Oliveira Neto - TPCMI II

    [email protected] Telefone: 0xx84-3323-2612 0xx84-9419-1850

    Mossor RN, maio de 2006.

    2 As obras so: Manual de instalaes eltricas em indstrias qumicas, petroqumicas e de petrleo escrito pelo engenheiro Dcio de Miranda Jordo, hoje aposentado da PETROBRAS; Manual de segurana intrnseca: do projeto instalao escrito pelo engenheiro Giovanni Hummel Borges e INSTRU-EX: instrues gerais para instalaes em atmosferas explosivas, escrita pelos engenheiros Hlio Kanji Suzuki e Roberto Gomes de Oliveira, ambos funcionrios da PETROBRAS.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    6

    Nenhum trabalho considerado concludo por seu autor. Ele est

    constantemente em atualizao buscando corrigir todas as possveis falhas. Por este

    motivo, muitos passam por esta vida sem tempo hbil para revelar suas descobertas ou

    sua forma de pensar.

    Nosso objetivo, no entanto, apresentar um trabalho simples sem a pretenso de

    alcanar a perfeio, corrigindo-o medida que os erros sejam descobertos ou

    atendendo-se as sugestes de melhoria do texto e forma de apresentao. Agradecemos

    imensamente as contribuies recebidas, esperando que outros tambm sejam

    desafiados a dar a sua parcela de contribuio.

    Sejamos proativos, afinal como dizia o grande Cames: jamais haver um ano

    novo, se continuarmos a copiar os erros dos anos velhos.

    Francisco Andr de Oliveira Neto - TPCMI II

    [email protected] Telefone: 0xx84-3323-2612 0xx84-9935-0380

    Mossor RN, novembro de 2006.

    Mais uma vez estamos revisando o texto, corrigindo erros de ortografia,

    concordncia e aprimorando o texto bsico. Novamente ressaltamos que nenhum

    trabalho considerado concludo por seu autor, pois ele est constantemente em

    atualizao buscando corrigir todas as possveis falhas. Essas correes sero

    procedidas sempre que formos utilizar o texto para ministrar um curso que verse sobre o

    tema.

    Incentivamos a todos a aprender com os erros e acertos dos outros, pois como

    afirmou Jos Saramago, Aprender com a experincia dos outros menos penoso do

    que aprender com a prpria.

    Francisco Andr de Oliveira Neto - TPCMI II

    [email protected] Telefone: 0xx84-3323-2612 0xx84-9935-0380

    Mossor RN, maro de 2007.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    7

    Com o desenvolvimento dos processos industriais, surgiram reas consideradas

    de risco devido a presena de substncias inflamveis e potencialmente explosivas, que

    impediam o uso de equipamentos baseados na utilizao da eletricidade, pois os

    instrumentos eletrnicos baseados em vlvulas eltricas e grandes resistores de

    potncia, propiciavam o risco de incndio devido a possibilidade de fascas eltricas e

    temperaturas elevadas destes componentes.

    Somente com o advento dos semicondutores (transistores e circuitos integrados),

    foi possvel reduzir as potncias dissipadas e tenses nos circuitos eletrnicos e

    viabilizar-se a aplicao de tcnicas de limitao de energia, que simplificadamente

    podem ser implantadas nos equipamentos de instrumentao, dando origem, assim,

    Segurana Intrnseca.

    com o foco na segurana das pessoas e da instalao que elaboramos e

    procuramos sempre atualizar a presente apostila que busca transmitir os conceitos que

    norteiam o assunto, a fim de torn-lo de domnio pblico.

    Algum disse certa vez que: no existe receita infalvel contra acidentes de

    trabalho. Isso acontece porque a componente humana tem um peso significativo no

    processo de formao de condies favorveis ocorrncia de acidentes e nunca temos

    controle total das aes humanas. Da a importncia de tomarmos conscincia de que a

    segurana uma deciso individual.

    Essa deciso individual e intransfervel passa indubitavelmente pelo interesse em

    se trabalhar com segurana atravs da obedincia aos procedimentos de execuo,

    utilizao de ferramentas adequadas, ateno focada na tarefa a ser executada e, na

    dvida, consultar sobre a maneira mais segura de se executar determinada tarefa.

    Sabemos que o nosso trabalho no est concludo e temos cincia que no

    abordamos tudo. Mas temos certeza que estamos contribuindo para a mudana no status

    atual, subindo mais um degrau na busca da excelncia na segurana de nossas

    instalaes e, por conseguinte na segurana das pessoas que dela se utilizam.

    Francisco Andr de Oliveira Neto - TPCMI II

    [email protected] Telefone: 0xx84-3323-2612 0xx84-9926-5408

    Mossor RN, julho de 2007.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    8

    com muita satisfao que procedemos mais uma reviso no texto. As

    alteraes j so visveis na capa. O ttulo deixou de ser Atmosferas potencialmente

    explosivas: noes bsicas passando a se chamar: Instalaes eltricas em atmosferas

    potencialmente explosivas: noes bsicas. O contedo tambm passou por uma

    reviso geral, sendo acrescido tpicos e captulos.

    Temos certeza que mesmo uma reviso cuidadosa no isenta de erros e por

    isso contamos com a compreenso do leitor no sentido de ajudar na correo dos erros

    enviando para o endereo eletrnico abaixo todas as falhas encontradas.

    Francisco Andr de Oliveira Neto - TPCMI Snior

    [email protected] Telefone: 0xx84-3323-2612 0xx84-9926-5408

    Mossor RN, Janeiro de 2008.

    Agradecemos a acolhida a nosso trabalho e, no intuito de melhorar

    continuamente o presente texto, procedemos mais uma reviso no texto. Agradecemos a

    todos que contriburam com suas crticas e sugestes.

    Francisco Andr de Oliveira Neto - TPCMI Snior

    [email protected] Telefone: 0xx84-3323-2612 0xx84-9926-5408

    Mossor RN, Janeiro de 2009.

    Mais uma vez procedemos a uma reviso geral no texto dando seguimento ao

    nosso propsito em melhorar continuamente o presente texto. Contudo, uma reviso

    mais profunda adequando o texto s revises recentes das normas ser dada a cabo.

    Francisco Andr de Oliveira Neto - TPCMI Snior

    [email protected] Telefone: 0xx84-3323-2612 0xx84-9926-5408

    Mossor RN, Abril de 2010.

  • Mais importante que adquirir uma grande sabedoria a humildade na hora de transmiti-la. Annimo

    AGRADECIMENTOS

    A Deus em quem tudo posso,

    A meu pai No Andr de Oliveira, dedicado incentivador dos meus estudos.

    minha querida esposa Maria Elenisse Pinho de Oliveira que sempre acredita

    na minha capacidade e no meu potencial.

    Aos meus amados filhos: Victor Andr Pinho de Oliveira, Gislane Pinho de

    Oliveira e Ncholas Andr Pinho de Oliveira adoradas criaturas.

    Ao colega Stnio Jayme Galvo Filho, poca das primeiras verses era gerente

    do ATP-MO, pela confiana depositada no nosso trabalho.

    Ao Comit de Atmosferas Potencialmente Explosivas pelo grande apoio obtido

    nessa empreitada:

    Cesimar Araujo da Silva

    Eliran de Paiva

    Flauber Teixeira Machado

    Franklin Liberato Rodrigues de Souza

    Jose Henrique Patriota Soares

    Ricardo Ubirat de Moura Melo

    William Maribondo Vinagre Filho

    Aos colegas Cludio Roberto de Souza e Silva, Ozeas ngelo de Souza, William

    Maribondo Vinagre Filho e Alan Johanes que se dispuseram a comentar o texto inicial e

    assim prestaram um inestimvel auxlio.

    Ao mestre e professor Dcio de Miranda Jordo a quem devo todo o

    conhecimento adquirido sobre o assunto.

    Estendo os meus agradecimentos ao qumico Alexandre Moraes de Azevedo

    Pereira que muito ajudou esclarecendo as inmeras dvidas que se apresentaram e a

    todos que direta ou indiretamente contriburam para a consecuo deste trabalho.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    10

    SUMRIO 1 O PROCESSO DE ACIDENTE............................................................................. 15

    1.1 O custo da perda da vida humana para a indstria off shore brasileira ...... 18

    2 FOGO E INCNDIO ............................................................................................. 22

    3 PROPRIEDADES BSICAS DAS SUBSTNCIAS INFLAMVEIS ............... 25

    4 Classificao dos produtos inflamveis.................................................................. 31

    4.1 Classificao dos produtos inflamveis segundo o API................................. 31

    4.2 Classificao dos produtos inflamveis segundo a IEC ................................. 34

    4.3 Critrios de agrupamento dos produtos inflamveis: classificao API x IEC

    35

    5 RISCO, PERIGO E EXPLOSO........................................................................... 38

    5.1 Graus de risco ................................................................................................. 39

    5.1.1 A viso americana .................................................................................. 39

    5.1.2 A viso internacional .............................................................................. 42

    5.2 Minimizando o risco de incndios e exploses .............................................. 43

    6 RISCOS DE EXPLOSO A PARTIR DE POEIRAS COMBUSTVEIS ............ 45

    7 CRITRIOS PARA CLASSIFICAO DE REAS ........................................... 52

    7.1 Definies....................................................................................................... 52

    7.2 Plano de reas classificadas............................................................................ 54

    7.3 Extenso da rea classificada ......................................................................... 55

    7.3.1 Efeitos dos parmetros associados as substncias inflamveis na

    determinao da extenso das reas classificadas .................................................. 56

    7.4 A viso conforme o conceito americano ........................................................ 57

    7.4.1 Exemplo de figuras de classificao de reas......................................... 60

    7.5 A viso conforme norma internacional .......................................................... 63

    7.5.1 Avaliao do grau de ventilao e sua influncia na classificao das

    reas 65

    7.5.1.1 Estimativa do grau de ventilao........................................................ 66

    7.5.1.2 Disponibilidade da ventilao ............................................................ 68

    7.5.1.3 Figuras de classificao de reas conforme a viso da norma

    internacional ....................................................................................................... 69

    7.6 A viso da norma Petrobras N-2154............................................................... 72

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    11

    7.7 Classificao de reas geradas pela utilizao de bancos de baterias ............ 75

    7.8 Estimando a distncia de risco ou delimitando a rea classificada ................ 83

    7.9 Critrios objetivos para se classificar um ambiente sujeito a acumulao de

    vapores inflamveis. ................................................................................................... 84

    8 CLASSIFICAO DE REAS UMA TAREFA DIFCIL ............................... 88

    9 PLANO DE CLASSIFICAO DE REAS........................................................ 93

    10 GRAUS DE PROTEO .................................................................................. 97

    11 TIPOS DE TECNOLOGIAS APLICADAS EM EQUIPAMENTOS

    ELTRICOS EM REAS CLASSIFICADAS............................................................ 103

    11.1 Tipos de proteo Ex .................................................................................... 104

    11.1.1 Prova de exploso Ex d ........................................................................ 105

    11.1.2 Segurana aumentada Ex e ................................................................... 109

    11.1.2.1 Terminais de segurana aumentada.............................................. 110

    11.1.2.2 Motores segurana aumentada Ex e.......................................... 113

    11.1.2.3 Luminrias Ex e............................................................................ 116

    11.1.3 Imerso em leo Ex o............................................................................. 118

    11.1.4 Equipamentos pressurizados Ex p ........................................................ 119

    11.1.5 Equipamentos eltricos encapsulados Ex m......................................... 120

    11.1.6 Equipamentos e dispositivos Segurana Intrnseca Ex i. ..................... 120

    11.1.6.1 Equipamentos simples .................................................................. 123

    11.1.7 Equipamentos eltricos no acendveis Ex n........................................ 124

    11.1.8 Imersos em areia Ex q .......................................................................... 128

    11.1.9 Proteo especial Ex s .......................................................................... 129

    11.1.10 Proteo combinada.............................................................................. 130

    11.1.11 Solues de projeto/campo................................................................... 131

    11.2 Equivalncia das diferentes tcnicas de proteo......................................... 132

    11.3 Energia de Ignio........................................................................................ 134

    11.3.1 Circuitos Limitadores de energia.......................................................... 137

    11.4 Resumo ......................................................................................................... 141

    12 INSTALAES ELTRICAS EM REAS CLASSIFICADAS ................... 142

    12.1 Sistema com Eletrodutos (filosofia americana)............................................ 143

    12.1.1 Violaes e excees ............................................................................ 146

    12.2 Sistema com Cabos....................................................................................... 151

    12.3 Erros mais comuns em instalaes Ex ...................................................... 151

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    12

    13 INSTALAO DE EQUIPAMENTOS EM REAS CLASSIFICADAS ..... 154

    13.1 Instalao de equipamentos eltricos em reas classificadas ....................... 154

    13.2 Fontes de Ignio de origem no eltrica: .................................................... 156

    13.3 Recomendaes quanto localizao de bancos de baterias ....................... 160

    14 INSPEO EM REAS CLASSIFICADAS.................................................. 163

    14.1 Graus de inspeo......................................................................................... 164

    14.2 Tipos de inspeo ......................................................................................... 164

    14.3 Requisitos gerais a serem obedecidos para efetuar a inspeo em uma rea

    classificada ............................................................................................................... 166

    14.4 Comentrios Sobre a Inspeo ..................................................................... 167

    15 CERTIFICAO DE CONFORMIDADE ..................................................... 191

    15.1 A Certificao no Brasil ............................................................................... 192

    15.2 Marcao de equipamentos Ex..................................................................... 195

    16 PRESCRIES DA NR-10 PARA TRABALHOS EM REAS

    CLASSIFICADAS. ...................................................................................................... 198

    16.1 Formao dos trabalhadores. ........................................................................ 202

    17 CRITRIOS PARA DETERMINAO DO GRAU DE RISCO OU

    MTODOS PARA CLASSIFICAO DE REAS .................................................. 207

    17.1 Calculando a mnima vazo de ar a fim de obter ventilao adequada

    utilizando-se como critrio as emisses fugitivas .................................................... 207

    17.2 Um mtodo alternativo para classificao da rea ....................................... 211

    17.3 Procedimento para classificao de reas..................................................... 224

    17.4 Interpretao da IP 15 em projeto de plantas de processo: uma aproximao

    do senso comum ....................................................................................................... 227

    18 ANEXOS.......................................................................................................... 235

    18.1 ANEXO I - Exerccios resolvidos ................................................................ 235

    18.2 ANEXO II - Portaria n. 176 ......................................................................... 247

    18.3 ANEXO III - Portaria n. 83/2006 ................................................................. 249

    18.4 ANEXO IV - Relao de normas relativas segurana de instalaes e

    pessoas em reas potencialmente explosivas............................................................ 251

    18.5 ANEXO V - Relao dos principais stios para consultas relativos a reas

    classificadas .............................................................................................................. 258

    18.6 ANEXO VII - Fibras ticas ......................................................................... 259

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    13

    18.7 Anexo I (informativo) da ABNT NBR IEC 60079-7: Introduo de um

    mtodo alternativo de avaliao de risco incluindo os 'Nveis de Proteo de

    Equipamento' (EPL) para equipamentos Ex............................................................. 261

    18.8 ANEXO XI - Principais caractersticas de algumas substncias inflamveis.

    266

    18.9 ANEXO XIII - Ignicin de una mezcla explosiva por radiacin ptica ...... 267

    18.10 ANEXO XIV - CRITRIOS DE SEVERIDADE DE RISCO .................... 269

    18.11 PRESENA SIMULTNEA DE PS E GASES....................................... 273

    18.12 ANEXO XIV - Faixa de ponto de fulgor para campos da UN-RNCE......... 275

    19 BIBLIOGRAFIA CONSULTADA.................................................................. 276

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    14

    ESTA PGINA FOI PROPOSITADAMENTE DEIXADA EM BRANCO

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    15

    1 O PROCESSO DE ACIDENTE

    Morrer no difcil. Difcil a vida e seu oficio. (Malakovski) Alguns aspectos na investigao dos acidentes revelam alguns pontos importantes sobre o processo de acidente, dos quais um se destaca: no tem nenhum sentido procurar uma nica causa de um determinado acidente. A vergonha de confessar o primeiro erro nos leva a cometer muitos erros. La Fontaine

    ACIDENTES Acontecimentos casuais, fortuitos ou imprevistos, e de que resultam geralmente danos, prejuzos, avarias, desastres, leses ou mortes.

    ACIDENTE DO TRABALHO A lei 8.213/91 em seu art. 19, o define como aquele que ocorre pelo exerccio do trabalho, a servio da empresa, provocando leso

    corporal ou perturbao funcional, que cause a morte, perda, ou reduo permanente ou

    temporria da capacidade para o trabalho. Ainda determina que a empresa responsvel

    pela adoo de medidas coletivas e individuais de proteo e segurana da sade do

    trabalhador, alem de manter os trabalhadores informados pormenorizadamente sobre os

    riscos da operao a executar e dos produtos a manipular, sendo passvel de punio

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    16

    penal e/ou multa caso deixe de cumprir essa determinao

    Os acidentes normalmente so o resultado de uma combinao de circunstncias

    particulares e rotineiramente constatado que os mesmos so precedidos por vrios

    incidentes ou quase acidentes. Nessas ocasies esto presentes a maioria das

    condies para sua ocorrncia.

    Outra caracterstica dos acidentes que, quando os mesmos acontecem, as

    conseqncias so muito diversas, podendo em determinadas situaes, resultar ou no

    em danos.

    Os principais acidentes na indstria do petrleo so causados por gases de

    hidrocarboneto, liberados por alguns vasos onde so mantidos sob presso. Os acidentes

    so fogo e exploses, e as fontes de ignio, geralmente, so soldas, fascas,

    temperaturas elevadas e pontos quentes.

    Os maiores riscos na produo de petrleo so devido ao fogo, exploses e

    liberao txica. Contudo, analisando a bibliografia sobre o assunto, conclui-se que o

    fogo o mais freqente, mas as exploses podem ser de significao particular devido a

    mortes e perdas. A liberao txica tem um alto potencial de resultar na morte de um

    grande nmero de pessoas, embora esses casos sejam extremamente raros.

    Qualquer que seja o acidente, a reduo de suas conseqncias depende,

    necessariamente, da manuteno de conteno ou barreiras de proteo. Isto inclui no

    somente a preveno do vazamento, mas tambm em se evitar uma exploso dentro de

    um vaso, de uma tubulao ou de uma rea parcialmente confinada, ou minimizar o

    inventrio a ser queimado isolando algumas reas. Alguns elementos que determinam a

    magnitude da severidade associada a um risco so:

    Inventrio Um dos fatores mais importantes para se determinar a severidade de risco o inventrio3 do material de perigo. Quanto maior for o inventrio, maior o

    potencial de danos.

    Energia A energia necessria para iniciar o processo de ignio ocasionando fogo ou exploso, assim como para gases dispersos at que eles formem

    uma nuvem. Poderia ser armazenada no material (sob a forma de presso ou

    temperatura), de uma reao qumica ou de uma fonte externa. Na situao especfica de

    vazamento, a presso e a temperatura interna do gs e a velocidade do vento governam

    o processo de disperso.

    3 Entende-se como inventrio de produtos inflamveis as massas totais de materiais inflamveis presentes na instalao em um determinado instante de tempo.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    17

    Tempo O fator tempo afeta a taxa de liberao assim como o tempo de alarme. Os riscos associados a uma liberao instantnea so diferentes de uma

    contnua. O tempo de alarme, para tomar as aes de segurana necessrias so

    importantes para reduzir o nmero das pessoas expostas ao risco. Um sistema de

    deteco efetivo, na primeira fase da formao de nuvem, pode reduzir ou evitar um

    acidente.

    A relao intensidade-distncia A distncia na qual um risco resultar em prejuzo ou danos materiais so importantes. Para exploses, o pico de presso uma

    funo da massa de combustvel e da distncia entre a fonte e o alvo.

    Exposio Estimar a distncia necessria para reduzir os riscos de um incndio ou exploses para as pessoas, baseando-se nos critrios de fluxo de calor ou

    pico de presso, essas distncias podem variar desde 250 a 1000 m, para uma grande

    planta de processo de hidrocarboneto. No estamos considerando aqui os efeitos

    provenientes de uma reao em cadeia4 nem para liberao txica, cujas distncias so

    ainda maiores.

    Uma medida que pode atenuar as conseqncias do acidente a reduo da

    exposio das pessoas presentes na rea afetada. A reduo da exposio o resultado

    da aplicao de medidas mitigadoras antes do incio do risco para que aes de

    emergncia sejam tomadas depois de identificadas. A segunda situao depende dos

    modos disponveis para avaliar o surgimento das condies necessrias para um risco

    evoluir para um acidente.

    Quando as aes para se evitar um acidente no so suficientes ou adequadas,

    poder haver perdas e custos tais como: (a) Acidentes; (b) Danos; (c) Demoras na

    partida de plantas; (d) Reduo da produo devido a planta parada; (e) Manuteno em

    equipamento e instalaes; (f) Perda de mercado; (g) Reaes do pblico e danos

    imagem e (h) Garantia.

    So essenciais, na preveno da perda, calcular o custo do risco, e determinar

    quais os nveis de risco que so inaceitveis e devem ser eliminados atravs de novos

    investimentos. Estes valores tambm fornecem informaes para fundamentar as

    decises racionais de reduo de risco.

    4 Reao em cadeia ou efeito domin se refere a uma cadeia de acidentes ou situaes em que a carga gerada por fogo e/ou exploses em uma unidade provoca acidentes secundrios em outras unidades de um processo industrial. Estes acidentes tm seus efeitos potencializados quando comparados aos acidentes considerados isoladamente. Para maiores informaes a respeito, ver o artigo Impactos de acidentes em cadeia em refinarias de petrleo.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    18

    Os questionamentos com relao s despesas com segurana so reduzidos agora

    a uma deciso sobre os nveis de risco inaceitvel e os investimentos necessrios para

    preservar a vida ou reduzir as perdas (anlise custo x beneficio). Deve ser observado

    que incorreto associar o aumento da segurana diretamente com mais gastos. A

    experincia demonstra que, com algum esforo em projeto e treinamento, a segurana

    deficiente e as prticas operacionais erradas podem ser substitudas pelas boas.

    A quem interessa a preveno de acidentes? Em primeiro lugar ao trabalhador,

    pois assegura a sua qualidade de vida, evita perda de rendimentos, mantm a sua auto-

    estima, estimula ao trabalho como prazer, alegria e motivao para vida. Mesmo que o

    acidente no ceife a vida do trabalhador ou traga conseqncias mais srias, ele trar

    insegurana famlia que passar a conviver com uma contnua sensao de medo de

    que em uma outra situao no tenha tanta sorte.

    Em segundo lugar ao empregador, pois lhe assegura ganhos de produtividade,

    preservao da imagem da empresa perante a comunidade, reduo dos custos diretos e

    indiretos, diminuio dos litgios trabalhistas e menor rotatividade da mo-de-obra. A

    empresa deve investir em segurana e conforto no trabalho alm de mostrar com

    prticas e aes que os produtos so oriundos dos esforos conjunto da empresa e seus

    funcionrios e no ao custo da vida destes.

    Por ltimo, a sociedade e o Estado, pois assegura menores encargos

    previdencirios, uma imagem positiva da nao perante organismos internacionais e a

    valorizao do ser humano por meio de polticas pblicas.

    1.1 O custo da perda da vida humana para a indstria off shore brasileira

    Sistematizado com base em: GAS DISPERSION ANALYSIS IN OPEN AREAS FPSO P-37: FINAL TECHNICAL REPORT, executado pela MTL engenharia Ltda, julho/98, projeto executado pela UTC projetos e consultoria S.A.

    Muito se discute sobre os custos monetrios e no monetrios decorrentes dos

    acidentes que cerceiam a vida das pessoas. Em discurso proferido pelo deputado Marco

    Peixoto do PDT sobre os custos advindos dos acidentes de transito, afirmou:

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    19

    Nada se compara, contudo, ao custo da vida humana. Os acidentes de trnsito so a maior causa mundial de morte por leses. No Brasil, como j disse, cerca de 50 mil vidas humanas so ceifadas no trnsito. So pais, filhos, cnjuges, amigos, colegas cuja ausncia ser sentida de todas as formas por aqueles que ficam. (...) Conforme o estudo do IPEA, o acidente de trnsito tem especial relevncia entre as externalidades negativas produzidas pelo trnsito no somente pelos custos econmicos provocados, mas, sobretudo, pela dor, sofrimento e perda de qualidade de vida imputados s vtimas, seus familiares e sociedade como um todo. (...) Desagregando os custos por grau de severidade, verificou-se que um acidente de trnsito sem vtimas tem um custo mdio de R$3.262, um acidente com ferido apresenta um custo mdio de R$17.460 e um acidente com morte, R$144.143. Estes dados evidenciam que o impacto econmico causado pelos acidentes de trnsito cresce significativamente medida que aumenta a severidade dos acidentes de trnsito.

    A quantificao do custo da perda da vida humana em valores monetrios,

    entretanto razo de muitas controvrsias e um assunto que ainda no foi perfeitamente

    consolidado. No que tange aos acidentes de trabalho, um grande nmero de fontes

    apresentam procedimentos, dados e valores divergentes e com variaes que vo de

    $25.000,00 at $10.000.000,00.

    Uma metodologia de clculo proposta no artigo O Valor da Vida Humana

    considera os seguintes critrios para a determinao do custo da perda da vida humana:

    Estimativa dos bens e servios que uma pessoa produziria se no fosse privada de sua vida;

    Estimativa dos salrios recebidos por uma pessoa durante a sua vida normal;

    Estimativa do valor do seu seguro de vida, pago pela companhia ou pela prpria pessoa;

    Estimativa das decises judiciais, considerando os valores em processos semelhantes onde as companhias so consideradas como sendo responsveis pelas fatalidades;

    Estimativa dos custos para melhorar a segurana ou reduzir o perigo associado a uma determinada atividade.

    realmente uma tarefa bastante difcil estabelecer um nico valor que leve em

    considerao todas as variveis envolvidas. Por outro lado, existem danos imagem da

    companhia devido ao acidente, custos com o treinamento de substitutos, aumento da

    presso do Estado para que as empresas invistam mais em segurana e desenvolva aes

    no sentido de reduzir os acidentes, entre outros, que resultaro em desembolsos cada

    vez maiores pela companhia5.

    5 No estamos levando em considerao os transtornos causados famlia com o cerceamento da vida de

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    20

    A proporo de fatalidades nas indstrias qumicas e petroqumicas situa-se em

    torno de 7% e representa um custo para a nao. A ttulo de exemplo, para a Inglaterra,

    situa-se entre 14.000.000 e 63.000.000 por ano.

    Supondo o nmero de fatalidades anuais igual a 24 como sendo representativo,

    cada vida humana perdida nos acidentes na Inglaterra, devido as indstrias qumicas e

    petroqumicas, apresentam um custo mdio entre 333.58324

    000.000.14 ==CVH e

    000.625.224

    000.000.63 = . Convertendo para dlares americanos, o custo da vida humana (CVH) varia de

    US$ 886.700 a US$ 3.990.000 ou ainda US$ 2.438.3506 como valor mdio. Este valor

    representa o custo mdio para o pas inteiro, e no somente para a companhia. Por outro

    lado, os custos de decises judiciais e dos danos a imagem no esto computados.

    O trabalho de BLOMQUIST, baseado na estimativa de perda esperada pela

    produo de bens e servios, com trabalhadores americanos, fornece os resultados

    seguintes constantes na Tabela 1.

    Tabela 1: Nvel de risco versus valor mdio da vida humana

    Nvel de risco Valor mdio da Vida Humana (US$)

    Valor mdio da Vida Humana (R$)

    10-3 168.000 336.000,00 10-4 1.068.000 2.136.000,00 10-5 1.963.000 3.926.000,00 10-6 6.746.000 13.492.000,00

    Informaes adicionais podem ser encontradas em vrios trabalhos, mas todos

    apresentam uma extensa faixa de valores calculados que vo de US$ 300.000 a US$

    3.500.000 e so relativos a procedimentos de clculo que poderiam ser gastos em

    indenizao ou justificar os procedimentos adotados para minimizar riscos.

    O custo da perda da vida humana calculado segundo a realidade brasileira, pode

    ser obtido, se analisado as decises judiciais, com vistas a estabelecer uma metodologia

    de clculo das indenizaes. Usando os dados a seguir, possvel fazer uma avaliao

    um familiar. muito mais difcil para a famlia aceitar a morte escancarada (repentina) causada por um acidente ou desastre. Esses acontecimentos geram crises e desestruturao familiar, seja pela privao do convvio ou pelas dificuldades financeiras quando o morto arrimo de famlia. 6 Considerando a cotao 1US$=R$2,00 temos que o CVH mdio estaria em torno de R$ 4.876.700,00.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    21

    da indenizao a ser paga pela perda da vida humana considerando que: a idade mdia

    de um petroleiro trabalhando na indstria off shore de 30 anos; a expectativa atual

    de vida brasileira 70 anos e que o salrio mdio de um trabalhador off shore nos

    EUA seja de $2.800,00 e equivalha ao brasileiro.

    Valores de indenizao:

    i) Salrios: 40 x 13 x US$ 2.800,00 (incluindo aposentadoria) = US$ 1.456.000;

    ii) Seguro de vida em Grupo (a condio mais freqente, correspondendo a 4 anos de trabalho): 48 x US$ 2.800,00 = US$ 134.400;

    iii) Despesas com transporte e funeral: US$ 10.000; iv) penalidades Judiciais (dependendo das circunstncias do acidente):

    US$ 500.000; v) FGTS a ser pago ao trabalhador: 40 x 13 x 0,08 x US$ 2.800,00 = US$

    116.480,00

    A estes custos, ns devemos adicionar o custo (no judicial) da substituio do

    trabalhador morto e que envolveria seleo e treinamento desse novo trabalhador.

    Considerando um tempo de adaptao mdio de 12 meses, teremos que acrescentar aos

    custos anteriores 13 x US$ 2.800,00, mais os encargos sociais resultando em US$

    36.400,00 e isso no tudo. O custo da perda da vida de um trabalhador trabalhando na

    indstria offshore poderia custar a empresa (de um modo simplificado), adicionando

    encargos judiciais de 20% at US$ 2.700.000,00.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    22

    2 FOGO E INCNDIO

    O fogo um tipo de queima, combusto ou oxidao que resulta de uma reao

    qumica em cadeia, que ocorre na medida em que atuem concomitantemente o

    combustvel, o oxignio, o calor e a continuidade da reao de combusto. J a

    combusto um processo de oxidao rpida e auto sustentada, acompanhada da

    liberao de luz e calor, de intensidades variveis. Os principais produtos da combusto

    e seus efeitos vida humana so: gases (CO, HCN, CO2, HCl, SO2, NOx, etc., todos

    txicos); calor (pode provocar queimaduras, desidratao, exausto, etc.); chamas (se

    tiver contato direto com a pele, podem provocar

    queimaduras) e fumaa (a maior causa de morte nos

    incndios, pois prejudica a visibilidade, dificultando a

    fuga).

    At pouco tempo, predominava a figura do tringulo

    do fogo, que agora foi substitudo pelo TETRAEDRO DO

    FOGO, pela incluso da reao em cadeia. Eliminando-se

    um desses 4 elementos, cessar a combusto e, conseqentemente, o foco de incndio.

    Pode-se afastar ou eliminar a substncia que est sendo queimada, embora isto nem

    sempre seja possvel. Pode-se eliminar ou afastar o comburente (oxignio), por

    Figura 1: Tringulo do fogo

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    23

    abafamento ou pela sua substituio por outro gs no comburente. Pode-se eliminar o

    calor, provocando o resfriamento, no ponto em que ocorre a queima ou combusto. Ou

    pode-se interromper a reao em cadeia.

    Combustvel o material oxidvel (slido,

    lquido ou gasoso) capaz de reagir com o comburente

    (em geral o oxignio) numa reao de combusto.

    Comburente o material gasoso que pode reagir

    com um combustvel, produzindo a combusto.

    Ignio o agente que d o incio do processo

    de combusto, introduzindo na mistura

    combustvel/comburente, a energia mnima inicial necessria.

    Reao em cadeia o processo de sustentabilidade da combusto, pela presena

    de radicais livres, que so formados durante o processo de queima do combustvel.

    As fontes de ignio mais comuns nos incndios so: chamas, superfcies

    aquecidas, fagulhas, centelhas e arcos eltricos (alm dos raios, que so uma fonte

    natural de ignio).

    Tabela 2: Classes de incndio

    CLASSE EXEMPLOS DE MATERIAIS COMBUSTVEIS

    A

    Incndios em materiais slidos fibrosos, tais como: madeira, papel,

    tecido, etc. que se caracterizam por deixar aps a queima, resduos como

    carvo e cinza.

    B Incndios em lquidos e gases inflamveis, ou em slidos que se

    liquefazem para entrar em combusto: gasolina, GLP, parafina, etc.

    C Incndios que envolvem equipamentos eltricos energizados: motores,

    geradores, cabos, etc.

    D Incndios em metais combustveis, tais como: magnsio, titnio,

    potssio, zinco, sdio, etc.

    O incndio, por sua vez, definido como sendo a presena de fogo em local no

    desejado e capaz de provocar, alm de prejuzos materiais: quedas, queimaduras e

    intoxicaes por fumaa. Os incndios, em seu incio, so muito fceis de controlar e de

    extinguir. Quanto mais rpido o ataque s chamas, maiores sero as possibilidades de

    reduzi-las e elimin-las.

    Figura 2: Tetraedro do fogo

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    24

    A principal preocupao no ataque, consiste em desfazer ou romper o tetraedro

    do fogo. Mas, que tipo de ataque se faz ao fogo em seu incio? Qual a soluo que deve

    ser tentada? Como os incndios so de diferentes tipos, as solues tambm sero

    diferentes e os equipamentos de combate ao fogo tambm sero de tipos diversos. Os

    principais mtodos para o controle e extino so:

    Retirada ou excluso do combustvel = isolamento, bloqueio ou substituio;

    Cobertura do oxignio = abafamento, com tampa ou espuma; Retirada ou reduo do calor (temperatura do combustvel)=

    resfriamento

    Diluio = da fase lquida ou gasosa; Emulsionamento; Interrupo da reao em cadeia.

    preciso conhecer e identificar bem o incndio que se vai combater, antes de

    escolher o agente extintor ou equipamento de combate ao fogo. Um erro na escolha de

    um extintor pode tornar intil o esforo de combater as chamas; ou pode piorar a

    situao, aumentando ainda mais as chamas, espalhando-as, ou criando novas causas de

    fogo (curtos-circuitos). Os principais agentes extintores so os seguintes:

    gua na forma lquida (jato ou neblina); Espuma mecnica (a espuma qumica foi proibida); Gases e vapores inertes (CO2, N, Vapor dgua); P qumico; Agentes halogenados (e respectivos alternativos).

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    25

    3 PROPRIEDADES BSICAS DAS SUBSTNCIAS INFLAMVEIS

    As indstrias qumicas e petroqumicas manuseiam uma variedade muito grande

    de substncias, as quais apresentam propriedades fsico-qumicas diferentes. Por isso,

    torna-se imprescindvel conhecermos essas propriedades, como ocorre sua interao

    com o meio e os riscos que podem advir dessa interao para as pessoas e instalaes.

    Algumas substncias so txicas enquanto outras apresentam risco de

    inflamabilidade ou exploso extremamente elevada. Saber como lidar com essas

    substncias e como evitar ou minimizar os riscos de incndio ou exploses o objetivo

    proposto. Os principais conceitos ligados s propriedades dos lquidos, gases e vapores

    so apresentados a seguir:

    Vaporizao

    a mudana de seu estado fsico de agregao da forma lquida para a gasosa,

    sendo funo direta da temperatura. O grau de evaporao caracterizado pelo

    coeficiente de evaporao e varia com a presso e o calor latente de vaporizao. Logo

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    26

    o coeficiente de vaporizao engloba todos os principais efeitos relativos velocidade

    de evaporao de um lquido sob condies normais e definido como a relao entre o

    perodo de sua evaporao e o perodo de evaporao do ter7.

    Conveco

    o movimento do ar que, resultante da existncia de pelo menos uma presso

    diferencial ou uma diferena de temperatura, torna os gases e vapores capazes de se

    misturar.

    Difuso

    a propriedade que possuem os gases e vapores de se misturar devido ao

    movimento intrnseco de suas molculas.

    Densidade e densidade relativa

    Densidade ou massa especfica uma propriedade associada relao existente

    entre a massa de um slido ou uma substncia e o espao ou volume associado a ela.

    Dessa maneira, densidade de um gs seria a quantidade de partculas desse gs que

    ocupa um certo volume8. Densidade relativa obtida pelo quociente entre a massa

    especfica de uma substncia ou material e a massa especfica de uma substncia ou

    material padro9. De modo geral, o padro utilizado a gua destilada a 4C, cuja

    densidade absoluta pode ser considerada como 1g/cm. No nosso caso, a densidade do

    vapor, ou gs deve ser referenciada ao ar, pois nosso desejo saber como ser a sua

    disperso.

    7 Quanto maior o nmero apresentado, menor a taxa de evaporao. Por exemplo: o benzeno tem uma taxa de evaporao igual a 2,8. Isto significa que ele leva 2,8 vezes mais tempo para evaporar que o ter etlico. A taxa de liberao depende dos seguintes fatores: geometria da fonte de risco, velocidade de liberao, concentrao, volatilidade de um lquido inflamvel e temperatura do lquido. 8 Em linguagem matemtica

    vmd = .

    9 Densidade relativa dada por gua

    substncia

    dddr = .

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    27

    Estado normal de agregao

    o estado no qual uma substncia existe sob condies normais e determinadas,

    ou seja, 0C e 101,3 kPa. Uma substncia que se encontre no estado gasoso, em

    condies normais de temperatura e presso, chamada de gs.

    Grau API do American Petroleum Institute (API)

    Forma de expressar a densidade relativa de um leo ou derivado em relao

    gua. A escala API, medida em graus, varia inversamente com a densidade relativa, isto

    , quanto maior a densidade relativa, menor o grau API. O grau API maior quando o

    petrleo mais leve. Petrleos com grau API maior que 30 so considerados leves;

    entre 22 e 30 graus API, so mdios; abaixo de 22 graus API, so pesados; com grau

    API igual ou inferior a 10, so petrleos extra pesados. Quanto maior o grau API, maior

    o valor do petrleo no mercado.

    A relao entre o grau API e a densidade relativa de um fluido dada pela

    frmula: 5,1315,141 =rd

    API . Onde rd a densidade relativa a 15,6C medida em

    relao a gua a 4C. Assim um petrleo que tem grau API 39, possui uma densidade

    relativa de 0,83 enquanto a gua tem grau API 10, pois sua densidade relativa

    unitria.

    Ponto de fulgor (Flash Point)

    Menor temperatura na qual um lquido sob certas condies normalizadas libera

    vapores em quantidade suficiente para formar uma mistura vapor/ar inflamvel. Nessa

    temperatura, a quantidade de vapores no suficiente para assegurar uma combusto

    contnua e sim de uma forma rpida chamada de flash que se extingue uma vez que a

    temperatura na superfcie do lquido ainda no suficientemente elevada.

    O ponto de fulgor das substncias inflamveis pode ser alterado pela adio de

    outras substncias. Se a adio for feita com lquidos inflamveis com ponto de fulgor

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    28

    superior, a mistura ter um ponto de fulgor maior que a da substancia original. Em caso

    contrrio, o ponto de fulgor ser reduzido.

    Ponto de combusto

    Menor temperatura na qual uma mistura de vapor com o ar inflamada por uma

    fonte externa de ignio e continua a queimar constantemente acima da superfcie do

    lquido.

    Lquidos combustveis

    So lquidos que possuem ponto de fulgor igual ou superior a 37,8C (100F)

    quando determinado pelo mtodo do vaso fechado10.

    Lquidos inflamveis

    So lquidos que possuem ponto de fulgor menor que 37,8C (100F) quando

    determinado pelo mtodo do vaso fechado.

    Limites de inflamabilidade

    Limite Inferior de Inflamabilidade (LII), a concentrao no ar de gs, vapor ou

    nvoa inflamvel, abaixo da qual no se forma uma atmosfera gasosa explosiva.

    Limite Superior de Inflamabilidade (LSI), a concentrao no ar de gs, vapor

    ou nvoa inflamvel, acima da qual no se forma uma atmosfera gasosa explosiva.

    Faixa de inflamabilidade o intervalo entre o LII e o LSI que geralmente

    expressa a 20C e presso de 1 bar. Substncias que apresentam amplas faixas de

    inflamabilidade apresentam maior risco, pois no caso de liberao para a atmosfera, o

    tempo de permanncia como mistura inflamvel ser tanto maior quanto maior for a

    faixa de inflamabilidade.

    10 Para maiores informaes ver norma CEI IEC 60079-4 Electrical apparatus for explosive gas atmospheres Part 4: Method of test for ignition temperature.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    29

    Velocidade de combusto

    A velocidade de combusto cresce proporcionalmente na razo entre a

    quantidade de substancia inflamvel e a quantidade de oxignio no instante da ignio.

    Quando a velocidade atinge a ordem de cm/s d-se o nome de deflagrao. Quando a

    velocidade atinge a ordem de m/s tem-se uma exploso e quando chega a ordem de

    km/s classificada como detonao.

    Temperatura de ignio de uma atmosfera gasosa explosiva

    Temperatura mais baixa de uma superfcie aquecida na qual, sob condies

    especificadas, ocorrer a ignio de uma substncia inflamvel na forma de mistura de

    gs ou de vapor com ar. A publicao da IEC 60079-4 normaliza o mtodo para

    determinao desta temperatura11.

    Volatilidade

    uma grandeza Fsico-qumica relacionada diretamente com a velocidade de

    transferncia de molculas da fase slida ou lquida para a fase vapor. Quando da

    passagem do estado slido para vapor, a volatilidade ocorre por sublimao. Quando a

    transferncia de molculas for do estado lquido para o vapor, essa ocorre por

    vaporizao. A volatilidade medida em relao a outra substncia, e matematicamente

    uma relao entre fraes molares das fases em equilbrio ou das presses de vapor.

    A volatilidade relativa entre uma substncia A e uma substncia B definida da

    seguinte forma:

    xy

    xy

    Be

    Be

    Ae

    Ae

    AB = , onde y representa as fraes molares de A e B

    respectivamente na fase vapor em equilbrio com a fase lquida e x representa as

    fraes molares de A e B respectivamente na fase lquida em equilbrio com a fase

    vapor.

    11 Existem algumas controvrsias quanto utilizao do mtodo vaso aberto, pois a amostra perde praticamente todo o gs dissolvido, obtendo-se um ponto de fulgor irrealisticamente muito mais baixo.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    30

    Figura 3: Taxa de expanso lquido/vapor

    Enriquecimento de oxignio

    O teor normal de oxignio na atmosfera de 20,95%. Se um determinado local

    tem um valor superior a esse, considerado como sendo enriquecido. Exemplos de onde

    o enriquecimento de oxignio pode ocorrer: as plantas de fabricao de gs; os

    hospitais; e locais onde so utilizados equipamentos de oxiacetileno.

    Um ambiente enriquecido com oxignio apresenta trs riscos distintos:

    Ele pode baixar a temperatura de ignio de materiais inflamveis. Aumenta, de modo significativo, o Limite Superior de Inflamabilidade

    (LSI) da maioria dos gases e vapores, desse modo ampliando a faixa de

    inflamabilidade,

    Permite que ela seja inflamada com valores muito mais baixos de energia.

    Bleve

    "Boiling Liquid Expanding Vapour

    Explosion" ou Bola de Fogo uma

    combinao de incndio e exploso, com uma

    emisso intensa de calor radiante, em um

    intervalo de tempo muito pequeno. uma

    exploso de gs ou vapor em expanso

    proveniente de um lquido em ebulio. Pode

    ser definido como o mais grave modo de falha

    de um recipiente: sua ruptura em dois ou mais pedaos, no momento em que o contedo

    lquido est acima do seu ponto de ebulio presso atmosfrica normal, geralmente

    resultante de uma exposio de recipiente a um incndio.

    1 litro de gasolina lquida

    1 litro de propano lquido

    1 litro de oxignio lquido

    37 litros de gasolina

    vapor

    270 litros depropano gasoso

    860 litros de oxignio gasoso

    Foto 1: Exemplo de BLEVE

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    31

    4 Classificao dos produtos inflamveis

    Com o desenvolvimento da indstria e dos procedimentos de segurana, foi

    necessrio categorizar os produtos inflamveis em funo de sua capacidade de gerar

    presses de exploso elevadas bem como o menor valor de energia necessria para que

    determinada substncia inflamvel possa ser ignitada.

    4.1 Classificao dos produtos inflamveis segundo o API

    Diversos estudos foram levados a cabo a fim de agrupar as diversas substncias

    em um conjunto que apresentassem similaridades de comportamento. Dentre as

    proposies apresentadas est o mtodo do API que procedeu ao agrupamento pelo

    MESG (Mximo interstcio Experimental Seguro) que deve ser aplicado ao invlucro

    para que o mesmo possa funcionar corretamente dentro do conceito de segurana de um

    equipamento prova de exploso.

    Segundo a padronizao americana, os produtos inflamveis so categorizados

    em trs classes conforme eles se apresentem sob a forma de gs, vapor, poeira ou

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    32

    fibras. Os produtos mais comuns, relacionados ao seu respectivo grupo so

    apresentados a seguir:

    Tabela 3: Classificao segundo o API

    GRUPO A Acetileno Acetileno

    GRUPO B

    Butadieno, xido de Etileno, Acrolena, Hidrognio (ou gases e vapores de risco equivalente ao do Hidrognio, tais como certos gases manufaturados).

    Gs inflamvel, vapores produzidos por lquidos inflamveis ou por lquidos combustveis, misturados ao ar de tal modo que possam provocar incndio ou exploso, tendo MESG -interstcio mximo experimental seguro menor ou igual a 0,45 mm ou MIC - razo de corrente mnima de ignio menor ou igual a 0,40.

    GRUPO C

    Ciclopropano, Eter Etlico, Etileno, Eteno, Sulfeto de Hidrognio, ou gases e vapores de risco equivalente.

    Gs inflamvel, vapores produzidos por lquidos inflamveis ou por lquidos combustveis, misturados ao ar de tal modo que possam provocar-incndio ou exploso, tendo MESG -interstcio mximo experimental seguro maior do que 0,45 mm e menor ou igual a 0,75 mm, ou MIC - razo de corrente mnima de ignio maior do que 0,40 e menor ou igual a 0,80.

    CLASSE I (Gases e vapores)

    GRUPO D

    Acetona, lcool, Amnia, Benzeno, Benzol, Butano, Gasolina, Hexano, Metano, Nafta, Gs Natural, Propano, vapores de vernizes, ou gases e vapores de risco equivalente.

    Gs inflamvel, vapores produzidos por lquidos inflamveis ou por lquidos combustveis, misturados ao ar de tal modo que possam provocar incndio ou exploso, tendo MESG -interstcio mximo experimental seguro maior do que 0,75 mm ou MIC - razo de corrente mnima de ignio maior do que 0,80.

    GRUPO E

    Ps-metlicos combustveis, incluindo alumnio, magnsio, e suas ligas comerciais ou outros ps-combustveis, cujo tamanho de suas partculas, abrasividade e condutividade apresentem risco similar quanto ao uso de equipamentos eltricos.A resistividade inferior a 105cm.

    GRUPO F

    Ps de carvo, de grafite, e ps de coque.

    Ps-carbonceos combustveis, tendo mais do que 8% no total de materiais volteis ou tenham reagido com outros materiais e apresentem risco de exploso. A resistividade est entre 102 e 108cm.

    CLASSE II (Poeiras)

    GRUPO G

    Acar, ovo em p, farinha de trigo, goma-arbica, celulose, vitamina Bl, vitamina C, aspirina, algumas resinas termoplsticas, etc

    Ps-combustveis que no se enquadrem nos Grupos E e F, incluindo ps de cereais, de gros, de plsticos, de madeiras e de produtos qumicos. A resistividade superiora 105cm.

    CLASSE III (Fibras)

    Rayon, algodo, sisal, juta, fibras de madeira, etc.

    Fibras combustveis ou material leve e flutuante de fcil ignio, mas que no so provveis de estar em suspenso no ar em quantidades suficientes para formar mistura explosiva. Exemplos: rayon, algodo, sisal, juta, fibras de madeira ou outras de risco similar.

    Observao: Para a Classe III no h subdiviso em Grupos

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    33

    Alguns valores tpicos de MESG obtidos em ensaios para enquadramento dos

    gases nos respectivos Grupos so mencionados no quadro a seguir.

    Tabela 4: MESG e mxima presso por grupo de gs

    Mxima Presso de Exploso (kPa) Ignio na cmara

    primria de ensaio

    Ignio no eletroduto

    Grupo

    Material de Ensaio

    Interstcio Mximo

    Experimental Seguro (mm) Em

    repouso Turbulento Em repouso

    A Acetileno 0,0762 1.241 1.793 7.860 B Hidrognio 0,0762 938 1.303 5.826

    C ter Dietlico 0,3048 758 1.227 1.379

    D Gasolina 0,7356 655 1.076 1.103 Fonte: API RP 500 - 2001.

    Figura 4: Gradao da energia liberada durante o processo de combusto - API

    Substncias de um mesmo Grupo

    (Classe I) comportam-se de forma similar

    quando submetidas a um processo de

    combusto, ou seja, as energias liberadas

    durante a exploso so da mesma ordem de

    grandeza, decrescendo de A para D. Isso

    significa que as energias liberadas no Grupo

    A so maiores que as liberadas pelo grupo

    B e assim sucessivamente e por conseguinte, uma exploso com um produto do Grupo

    A tem um efeito destruidor (presso de exploso, velocidade de propagao, etc.)

    muito maior que a do Grupo B. Por essa razo que um equipamento construdo para

    suportar a exploso do Grupo C, por exemplo, no pode ser utilizado no Grupo B ou A.

    Para os produtos da Classe II, o aspecto mais importante o fato dele ser ou no

    condutor de eletricidade (Grupo E e F) ou no condutores de eletricidade (Grupo G).

    Para os produtos do Grupo G so necessrios cuidados no manuseio, devido o risco do

    aparecimento da eletricidade esttica.

    J os produtos classificados como Classe III, no h subdivises e os critrios de

    instalaes so menos rigorosos que os aplicveis as Classes I e II.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    34

    4.2 Classificao dos produtos inflamveis segundo a IEC

    A IEC classifica os produtos inflamveis em apenas dois grupos. Um

    concernente s minas e outro abrangendo o restante das indstrias.

    Tabela 5: Classificao segundo a IEC

    PRODUTOS CARACTERIZAO

    GRUPO I Gris MINAS

    A

    Acetona, lcool, Amnia, Benzeno, Benzol, Butano, Gasolina, Hexano, Metano, Nafta, Gs Natural, Propano, vapores de vernizes, ou gases e vapores de risco equivalente.

    Gs inflamvel, vapores produzidos por lquidos inflamveis ou por lquidos combustveis, misturados ao ar de tal modo que possam provocar incndio ou exploso, tendo MESG -interstcio mximo experimental seguro maior do que 0,9 mm ou MIC - razo de corrente mnima de ignio maior do que 0,80

    B

    Ciclopropano, Eter Etlico, Etileno, Eteno, Sulfeto de Hidrognio, ou gases e vapores de risco equivalente.

    Gs inflamvel, vapores produzidos por lquidos inflamveis ou por lquidos combustveis, misturados ao ar de tal modo que possam provocar-incndio ou exploso, tendo MESG -interstcio mximo experimental seguro maior do que 0,5 mm e menor ou igual a 0,9 mm, ou MIC - razo de corrente mnima de ignio maior do que 0,45 e menor ou igual a 0,80.

    GRUPO II

    C

    Acetileno, Butadieno, xido de Etileno, Acrolena, Hidrognio (ou gases e vapores de risco equivalente ao do Hidrognio, tais como certos gases manufaturados).

    Gs inflamvel, vapores produzidos por lquidos inflamveis ou por lquidos combustveis, misturados ao ar de tal modo que possam provocar incndio ou exploso, tendo MESG -interstcio mximo experimental seguro menor ou igual a 0,5 mm ou MIC - razo de corrente mnima de ignio menor ou igual a 0,45.

    Figura 5: Gradao da energia liberada durante o processo de combusto - IEC

    Da mesma forma como definido no API,

    substncias de um mesmo subgrupo

    comportam-se de forma similar quando

    submetidas a um processo de combusto, ou

    seja, as energias liberadas durante a exploso

    so da mesma ordem de grandeza, decrescendo

    agora de C para A. Tambm significa que as

    energias liberadas no subgrupo IIC so maiores

    que as liberadas pelo subgrupo IIB e assim

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    35

    sucessivamente e, por conseguinte, uma exploso com um produto do subgrupo IIC

    tem um efeito destruidor (presso de exploso, velocidade de propagao, etc.) muito

    maior que a do Grupo B. Por essa razo que um equipamento construdo para

    suportar a exploso do subgrupo IIA, por exemplo, no pode ser utilizado no Grupo B

    ou C.

    4.3 Critrios de agrupamento dos produtos inflamveis: classificao API x IEC

    (*) Extrado e adaptado de BORGES, pp. 21 a 24

    Diferentes tipos de gases so agrupados de acordo com suas propriedades de

    ignio. Dentro destas propriedades destacam-se: energia de ignio, mximo

    interstcio experimental seguro e classe de temperatura de ignio.

    O agrupamento de gases ou vapores inflamveis baseia-se em dois princpios

    fsicos: a energia eltrica necessria para sua ignio (mtodo MIC/MIV - menor

    corrente ou tenso de ignio) e o resfriamento da chama quando uma exploso se

    propaga do interior para o exterior de um invlucro atravs de uma junta (mtodo

    MESG - mximo interstcio experimental seguro).

    Durante muitos anos, nos E.U.A., o agrupamento de gases ou vapores

    inflamveis baseou-se no mtodo MESG. Por este mtodo, quo maior for o

    comprimento e mais estreito for a largura de junta necessria para resfriar a chama

    gerada pela exploso de uma mistura gasosa no interior de um invlucro, mais

    criticamente classificado o gs que compe a mistura. Assim sendo, segundo o

    MESG, os gases so agrupados de D (menos crticos) ao A (mais crtico). Desta forma,

    o metano, o propano, o etano, os lcoois e diversos solventes industriais (todos do

    grupo D) apresentam o mesmo MESG. J o eteno (ou etileno), a maioria dos teres e

    alguns dos aldedos (todos do grupo C) exigem comprimentos de junta maiores e

    construo de invlucros com paredes mais robustas do que os invlucros destinados

    para materiais do grupo D. Materiais do grupo B, tal como o hidrognio, apresentam

    uma elevao de presso muito alta, requerendo comprimentos de juntas ainda maiores

    que os materiais dos grupos C e D. J o grupo A, composto apenas pelo acetileno,

    apesar de apresentar caractersticas similares ao hidrognio, tem a propenso de formar

    acetiletos de cobre que so facilmente detonados por frico, o que representa um risco

    de exploso superior ao do hidrognio. Existem, ainda, diferenas construtivas entre os

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    36

    invlucros destinados ao confinamento das exploses das atmosferas com acetileno e

    hidrognio. As juntas dos invlucros que so utilizados em atmosferas de acetileno

    evitam que as partculas slidas de carbono oriundas da combusto do acetileno sejam

    expelidas para o exterior do invlucro, pois estas sairiam em alta temperatura. Alm

    disso, as presses internas desenvolvidas pela combusto do acetileno so maiores que

    as da combusto do hidrognio, apesar da menor velocidade de propagao da chama.

    J o mtodo (MIC/MIV) agrupa um determinado gs ou vapor segundo os

    valores mnimos de corrente (MIC) ou tenso (MIV) necessrios para provocar a

    ignio de uma atmosfera formada pelo gs e o ar. Por este mtodo o hidrognio o

    gs mais crtico, apresentando a menor energia de ignio.

    Sob o ponto de vista prtico, o agrupamento segundo o MESG ou segundo o

    MIC/MIV apresentam o mesmo resultado, tanto que a partir de 1960, o agrupamento

    de gases deixou de se referenciar este ou quele mtodo.

    O agrupamento dos materiais segundo a IEC similar quele utilizado pelo NEC,

    mudando-se, entretanto, a nomenclatura e a simbologia. A IEC define dois grandes

    grupos de gases: o grisu (gs inflamvel que encerra quantidades variveis de metano)

    em minas subterrneas de carvo responde pelo Grupo I e gases presentes nas demais

    plantas industriais sobre a superfcie respondem pelo Grupo II. Esta diferenciao est

    relacionada mais com o tipo da planta industrial do que com o gs propriamente dito.

    Isto se faz necessrio tendo-se em vista que ambientes em minas so

    consideravelmente mais agressivos, alm de apresentar uma combinao de poeiras

    combustveis com o grisu.

    Segundo a IEC os gases do Grupo II so subdivididos nos Grupos lIA, IIB e IIC.

    Existindo uma certa co-relao com a subdiviso do NEC, como pode ser visto na

    Tabela 6 a seguir.

    Tabela 6: Grupos gasosos

    GAS IEC/NBR NEC Propano lIA D Eteno IIB C

    Hidrognio B Acetileno

    IIC A

    Fonte: API 505 tabela 1

    Apesar de estarmos discutindo o agrupamento de gases, as normas descrevem o

    agrupamento em termos de equipamentos (equipamentos do Grupo I ou do Grupo II),

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    37

    identificando se seguro utiliz-Ios com os respectivos gases destes grupos. Contudo,

    esta separao por grupos de gases ou grupos de equipamentos, implica em uma

    divergncia puramente semntica, sem acarretar diferenas prticas sob o aspecto de

    segurana. Desta forma, ora se fala em grupo de gases, ora se fala em grupo de

    equipamentos.

    Equipamentos do Grupo I so aplicados em minas suscetveis exalao de

    grisu, enquanto que equipamentos do Grupo II so aplicados em outros locais sujeitos

    presena de atmosferas explosivas.

    Segundo a abordagem de energia de ignio, medida em que cresce a

    classificao dos grupos na Tabela 7, menor a energia eltrica necessria para se

    provocar a ignio dos gases. Assim sendo, um equipamento certificado para o Grupo

    IIC pode ser utilizado em qualquer outro grupo, com exceo do Grupo I (minas), visto

    que para este grupo so exigidas caractersticas de construo mecnica mais robustas

    para os equipamentos.

    Tabela 7: Energia para ignio

    GRUPOS Energia para a ignio no aparelho de faiscamento (aparelho padronizado pela IEC 60079-3)

    I 500 J lIA 240 J IIB 110 J IIC 40 J

    importante notar que no existe correlao entre a energia de ignio do gs

    (grau de periculosidade) e a temperatura de ignio espontnea, exemplo dito o

    Hidrognio que necessita de 20 J ou 560C, enquanto o Acetaldeido requer mais de

    180 J mas detona-se espontaneamente com 140C.

    Convm observar que, quando se pretende utilizar um equipamento certificado,

    por exemplo para o Grupo IIC em ambientes do Grupo IIB, est-se utilizando o

    equipamento com um nvel de segurana superior ao necessrio, pois os nveis de

    energia para o Grupo IIC so inferiores aos permitidos para o Grupo IIB12.

    12 Dito de outra maneira, quando um equipamento certificado para o grupo IIC instalado em ambiente do grupo IIB, resulta que o equipamento apresenta um nvel de segurana superior ao necessrio, pois este libera energia em quantidade insuficiente para iniciar o processo de combusto para gases do grupo IIC e IIB.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    38

    5 RISCO, PERIGO E EXPLOSO.

    PERIGO Circunstncia que prenuncia um mal para algum ou para alguma coisa.

    Pode ser definida tambm como uma condio fsica ou qumica que tem

    potencial para causar danos a pessoas, a propriedade ou meio ambiente (Manual do

    AIChE).

    Trabalhei 20 anos e tive somente um acidente.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    39

    RISCO Perigo ou possibilidade de perigo ou possibilidade de perda ou de responsabilidade pelo dano.

    Tambm definida como a freqncia esperada de ocorrncia de danos em

    conseqncia de acidentes provocados por uma condio perigosa.

    FONTE DE RISCO Local onde podem ocorrer liberaes de substncias inflamveis.

    Ento pode-se definir o risco em funo do perigo e da exposio

    ( )assalvaguardosioperigofRisco ,exp ,= . 5.1 Graus de risco

    O grau de risco um procedimento normativo com o objetivo de classificar o

    grau de perigo a que est sujeita a instalao de processo.

    5.1.1 A viso americana

    De acordo com a viso americana, o grau de risco esperado no local uma

    informao qualitativa sendo definidos dois graus, a saber: alto e baixo.

    Se produtos inflamveis esto contidos em recipientes fechados, cuja liberao

    para o meio externo somente se daria em caso de falha ou operao anormal desses

    equipamentos de processo como o caso de vasos, torres, trocadores de calor, bombas,

    compressores, tubulaes com suas vlvulas, flanges, acessrios de tubulaes, etc.,

    fcil entender que a probabilidade de que exista produto inflamvel externamente a

    esses equipamentos BAIXA.

    Por outro lado, se o produto inflamvel est em contato direto com a atmosfera

    em condies normais de operao do equipamento de processo, como acontece, por

    exemplo, com os separadores de gua e leo, ou regies prximas a respiros de tanques

    de armazenamento de lquidos inflamveis (teto fixo). Neste caso, admite-se que a

    probabilidade de haver mistura explosiva externamente ao equipamento ALTA.

    Essas duas situaes originam dois locais distintos, com possibilidade de

    ocorrncia de mistura explosiva, sendo o primeiro designado de DIVISO 2 com

    BAIXA PROBABILIDADE e o segundo designado de DIVISO 1 com ALTA

    PROBABILIDADE.

    Dito de outra forma, Classe I DIVISO 1 so aquelas reas em que os gases ou

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    40

    vapores inflamveis podem existir: continuamente, intermitente, ou periodicamente, em

    condies normais de operao do equipamento de processo; freqentemente, devido a

    vazamentos provocados por reparos de manuteno freqentes ou quando o defeito em

    um equipamento de processo ou operao incorreta do mesmo provoca,

    simultaneamente, o aparecimento de mistura explosiva e uma fonte de ignio de

    origem eltrica.

    Esta classificao usualmente inclui os seguintes ambientes:

    Locais onde lquidos inflamveis ou gases liquefeitos inflamveis so transferidos de um recipiente para outro;

    Interiores de boxes e reas vizinhas a operaes de pulverizao e pintura com solventes inflamveis volteis;

    Locais contendo tanques ou reservatrios de lquidos inflamveis abertos para a atmosfera; salas de secagem ou compartimentos para a evaporao

    de solventes inflamveis;

    Locais contendo equipamento para a extrao de leos e gorduras, utilizando solventes inflamveis volteis;

    Compartimentos para limpeza e fixao de cores em tecidos onde lquidos inflamveis so usados;

    Salas de geradores a gs e outros compartimentos de indstrias de processamento de gs onde o gs inflamvel pode escapar;

    Casas de bombas com ventilao inadequada de gs inflamvel ou lquido inflamvel voltil;

    Interiores de refrigeradores e "freezers" nos quais os materiais inflamveis esto armazenados em recipientes abertos ou de fcil

    ruptura;

    Demais locais onde haja probabilidade de surgirem misturas inflamveis em condies normais de operao.

    Em alguns locais de Diviso 1 podem estar presentes concentraes de gases ou

    vapores inflamveis continuamente ou por longos perodos de tempo. Como exemplo

    desses locais citamos:

    Interior de compartimentos inadequadamente ventilados contendo instrumentos normalmente liberando gases ou vapores inflamveis para o

    interior desses compartimentos;

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    41

    Partes internas de tanques com respiros, contendo lquidos inflamveis volteis; a rea situada entre a parte interna e externa do teto de tanques

    com teto flutuante, contendo fludos inflamveis volteis;

    reas inadequadamente ventiladas internas a ambientes com operao de pulverizao e pintura usando fludos inflamveis volteis;

    Interior de dutos de exausto que so utilizados para exaurir concentraes inflamveis de gases e vapores.

    Classe I DIVISO 2 so aquelas reas em que os gases e vapores inflamveis

    podem existir somente em caso de quebra acidental ou operao anormal13 do

    equipamento de processo e as reas adjacentes s de Diviso 1.

    Esta classificao usualmente inclui os seguintes ambientes: locais onde os

    lquidos volteis e os gases inflamveis so manuseados, processados ou usados, porm

    nos quais esses produtos esto normalmente confinados no interior de recipientes ou

    sistemas fechados em que s podem escapar em caso de ruptura ou quebra acidental de

    tais recipientes ou sistemas, ou em caso de operao anormal do equipamento de

    processo; ou nos locais onde haja um sistema mecnico de ventilao forada de modo a

    evitar a formao de mistura inflamvel, sendo que a atmosfera se tornaria perigosa em

    caso de falha desse sistema de ventilao ou ainda reas adjacentes Diviso 1,

    excetuando-se os casos em que a comunicao entre essas reas seja evitada por

    paredes, barreiras ou sistemas de ventilao forada de uma fonte de ar limpo, e com

    efetivas salvaguardas contra a falha do sistema de ventilao.

    Observao importante! Tubulaes sem vlvulas, medidores, e dispositivos similares normalmente no introduzem condies de risco, mesmo sendo usados para gases ou lquidos inflamveis. Dependendo de fatores tais como: quantidade e tamanho dos recipientes e ventilao, os locais usados para armazenamento de lquidos inflamveis ou gases liquefeitos ou comprimidos em recipientes selados podem ser considerados como rea classificada ou no. 13 O termo "operao anormal" neste contexto tem o seguinte significado: refere-se quela operao anormal, porm prevista, em que a liberao de produto inflamvel para o meio externo se d de uma forma controlada, em pequenas quantidades. As normas querem excluir desse conceito quelas situaes que so catastrficas e que esto muito alm de uma simples falha de operao ou vazamento de pequeno porte tais como: o rompimento de um tanque de armazenamento de lquido inflamvel, com liberao de grande quantidade de material para o meio externo; erupo de poo de produo de petrleo, em que uma presso muito alta faz com que uma enorme quantidade de gs seja liberada pela coluna de produo. Deve-se ter em conta que, durante essas situaes, existem medidas de emergncia que so tomadas quando esses eventos ocorrem e que transcendem completamente quelas aqui consideradas para efeito de instalao eltrica.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    42

    5.1.2 A viso internacional

    A denominao adotada pela norma brasileira (internacional)14 para designar o

    grau de risco encontrado no local ZONA, em lugar do termo DIVISO prescrito na

    normalizao americana.

    Assim, so definidas trs ZONAS, a saber:

    ZONA 0 rea na qual uma atmosfera gasosa explosiva est presente continuamente, ou est presente por longos perodos.

    ZONA 1 rea na qual uma atmosfera gasosa explosiva tem probabilidade de ocorrer em operao normal.

    ZONA 2 rea na qual uma atmosfera gasosa explosiva no provvel ocorrer em operao normal, porm se ocorrer, ser por um perodo curto.

    Pelas definies acima temos que ZONA 1 corresponde a - DIVISO 1 e

    ZONA 2 corresponde a - DIVISO 2.

    Os locais denominados de ZONA 015, que no tinha equivalente na designao

    americana, so definidos como sendo aqueles locais realmente muito perigosos, onde

    praticamente existe mistura inflamvel e/ou explosiva durante todo o tempo. Esse

    conceito oriundo da normalizao europia, e significa aqueles ambientes internos a

    equipamentos de processo e que tenham comunicao com o meio externo e, portanto

    formem mistura inflamvel e ou explosiva.

    De maneira semelhante, podemos definir:

    ZONA 20 rea onde a atmosfera explosiva, formada por poeiras combustveis, ocorre permanentemente ou por longos perodos.

    ZONA 21 rea onde no provvel o aparecimento da atmosfera explosiva, formada por poeiras combustveis, em condies normais de operao.

    ZONA 22 rea onde no provvel o aparecimento da atmosfera explosiva, formada por poeiras combustveis, em condies normais de operao, e se ocorrer

    por curto perodo de tempo.

    14 Norma brasileira ABNT NBR NM-IEC 60050-426. 15 O exemplo tpico de um local ZONA 0 a parte situada acima da superfcie do lquido inflamvel e interna a um tanque de armazenamento, onde existe uma altssima probabilidade de formao de mistura inflamvel/explosiva durante praticamente todo o tempo. So reas restritas a partes internas de equipamentos de processo.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    43

    tambm definido16 classificao em zonas para centros cirrgicos e hospitais

    conforme a seguir:

    ZONA G rea (volume) onde uma atmosfera explosiva, formada por substncias analgsicas ou anticpticas em centros cirrgicos, ocorre permanentemente

    ou por longos perodos.

    ZONA M rea onde no provvel o aparecimento de uma atmosfera explosiva, formada por substncias analgsicas ou anticpticas em centros cirrgicos,

    em condies normais de operao, e se ocorre por curto perodo de tempo ou

    pequenas quantidades. a. Uma ZONA M pode ser criada por vazamento de uma mistura inflvel de anestsico e

    oxignio (ou oxignio e xido nitroso) proveniente de uma ZONA-G, ou pela aplicao de

    produtos inflamveis de anti-sepsia e/ou produtos de limpeza.

    b. No caso de uma ZONA-M ser formada por vazamento, ela compreende o espao vizinho da

    rea de vazamento de uma ZONA-G at a distncia de 25 cm, a partir do ponto de vazamento.

    5.2 Minimizando o risco de incndios e exploses

    Basicamente os incndios podem ser evitados impedindo-se a formao de uma

    mistura inflamvel ou eliminando-se ou controlando-se as fontes de ignio.

    O princpio bsico para se evitar que uma exploso acontea inibindo ou

    controlando a formao de uma atmosfera explosiva. Um princpio universalmente

    aceito, aquele que afirma que evitar o perigo muito melhor do que se proteger dele.

    por isso que as medidas que evitam ou limitam a existncia de uma atmosfera

    explosiva so prioritrias.

    Inicialmente deve ser verificado se a substncia inflamvel pode ser substituda

    por outra que no seja capaz de formar uma atmosfera inflamvel. Assim, solventes

    podem ser substitudos por solues base de gua ou hidrocarbonetos halogenados no

    inflamveis; lquidos de transmisso de presso podem ser substitudos por leos

    carbohalogenados e ps-inflamveis por outros no inflamveis.

    Em segundo lugar, deve-se trabalhar com lquidos inflamveis cujo ponto de

    fulgor se situe suficientemente acima das temperaturas ambiente e de trabalho.

    Conforme usualmente aceito, uma diferena de temperatura de 5 Kelvin considerada

    suficientemente seguro.

    16 Definido pela resoluo RDC n 50, de 21 de fevereiro de 2003.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    44

    Em terceiro lugar, a formao de uma atmosfera inflamvel no interior de um

    equipamento pode ser evitada ou minimizada pela limitao da quantidade de

    substncia inflamvel e sua concentrao. Deve-se manter a concentrao abaixo do seu

    limite inferior de inflamabilidade a fim de garantir que a mistura formada no seja

    inflamvel.

    Em quarto lugar pode-se usar a inertizao, que um meio bem conhecido e

    tradicional empregado como proteo primria. Nitrognio, dixido de carbono, vapor

    de gua, hidrocarboneto halogenado ou ainda substncias inertes em p so

    normalmente empregados. Sabe-se que uma atmosfera contendo menos do que 10% em

    volume de oxignio no se torna explosiva. Quando a razo volumtrica entre o gs

    inerte e o gs inflamvel no mnimo 25, no existe a possibilidade de se formar uma

    atmosfera inflamvel, independentemente da quantidade de ar que esteja misturada com

    os gases ou vapores.

    Em quinto lugar, a ventilao um dos meios mais eficazes de minimizar ou

    evitar a formao de uma atmosfera inflamvel provocado por lquidos, vapores ou

    gases. essencial que esse tipo de proteo assegure que em qualquer ponto do

    ambiente considerado, bem como em qualquer tempo no haver a formao de mistura

    inflamvel. Observe-se que de fundamental importncia uma boa avaliao das

    condies locais de instalao, e da quantidade mxima de gs ou vapor inflamvel que

    pode ser liberado.

    Finalmente, se no possvel inibir ou controlar a formao de mistura

    inflamvel, necessrio cuidar para que a atmosfera inflamvel no seja ignizada por

    qualquer meio produtor de calor, centelha ou que libere energia suficiente para causar

    ignio. Via de regra, todo e qualquer equipamento ignfero deve ser locado fora dos

    volumes onde a presena de mistura inflamvel seja possvel de acontecer. Quando isso

    no for possvel, tecnologias especiais devero ser aplicadas aos equipamentos eltricos

    e eletrnicos com vistas a minimizar a probabilidade do mesmo causar uma ignio por

    fagulha, centelhamento ou alta temperatura. Esse assunto ser tratado no captulo 10.

  • Instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas

    Francisco Andr de Oliveira Neto

    45

    6 RISCOS DE EXPLOSO A PARTIR DE POEIRAS COMBUSTVEIS

    As indstrias que lidam com produtos inflamveis na forma de poeiras tais

    como: as qumico-farmacuticas, de alimentos, que trabalham com tecidos, madeira,

    metais, etc., tambm necessitam de cuidados especiais no que concerne s atmosferas

    explosivas, principalmente se essas partculas materiais, por fora do processo, so de

    dimenses diminutas. Quando essas partculas possuem dimetros menores que 1mm, o

    que no raro na indstria de processo, as condies propcias para uma exploso

    podem existir.

    Quanto mais fino for o p, mais violenta ser a exploso resultante e menor ser

    a energia mnima necessria pa