UTFPR – UNIVERSIDADE TECNOLOGICA FEDERAL DO PARANA

NEY MENDES PEREIRA JUNIOR

ESTUDOS DE CASOS 19, 20 E 21

Guarapuava

2014

NEY MENDES PEREIRA JUNIOR

ESTUDOS DE CASOS 19, 20 E 21

Trabalho a ser entregue para obtenção de nota parcial na disciplina de Mecânica dos Sólidos C.

Dra. Carla Dantas.

Guarapuava

2014

Resumo

Iremos tratar nesse trabalho sobre 3 estudos de casos, citados no site inspecaoequipto.blogspot.com.br assim cada um falando sobre falhas que ocorrem em projetos nos mais diferenciados lugares. Podendo ser falhas estruturais, de projetos, ou até a negligencia dos operadores das seções citadas. Dois dos três estudos selecionados tratam de explosões, que no menor despreparo é uma catástrofe, que ocorreram na plataforma Piper Alpha e na Flixborough, já no último estudo trata-se de uma nevoa toxica ocorrido em Bophal.

Palavras chaves: Piper Alpha, Flixborough, Bophal, estudo de caso.

Estudo de caso 1

O Fim da Piper Alpha (1988)

(Imagem 1.1: Piper Alpha antes da explosão.)

Piper Alpha, era uma plataforma de grande porte, situada no campo de óleo Piper, no Mar do Norte, aproximadamente 193 km a noroeste de Aberdeen na Escócia, em águas de 144 m de profundidade.

Em 1988, aconteceu um vazamento de condensado de gás natural que se formou sobre a plataforma incendiou-se, causando uma grande explosão inutilizando o centro de comunicações e seguiu-se de um grande incêndio.

A plataforma foi envolvida pela explosão e foi totalmente destruída, apenas 62 membros sobreviveram, 81 dos 167 que morreram foram sufocados por monóxido de carbono na área dos alojamentos que não eram a prova de fumaça.

(Imagem 1.2: Piper Alpha após a explosão.)

Causa

Começou no setor de compressão do gás da Piper Alpha, quando uma válvula de alívio de uma das bombas de condensado é retirada para manutenção e a linha é raqueteada. Essa informação se perde na troca de turno. Quando a bomba de condensado em funcionamento saiu de operação, automaticamente é acionada a bomba reserva, porém, estava raqueteada sem o conhecimento dos operadores daquele turno.

Sequência de falhas:

1. A raquete não suporta a pressão e logo inicia um vazamento de gás que encontra uma fonte de ignição. Assim corre a primeira explosão rompendo uma linha de óleo e um grande incêndio tem início.

2. Após 20 minutos, o rise advindo da plataforma Tartan rompe e uma segunda explosão atinge a sala de controle deixando-a inativa. Essa segunda explosão é causada pelo bombeamento de gás vindo da plataforma de Tartan, que continuava a enviar gás para Pipe Alpha. Neste momento quatro embarcações tenta socorrer a Piper Alpha.

3. Passados 30 minutos da segunda explosão o rise de gás da MCP-01 (Manifold Compression Platform) é rompido seguido de uma nova explosão.

4. Após 40 minutos, a quarta e última explosão destrói completamente o convés. Blocos inteiros da plataforma caem no mar, atingindo uma das embarcações. Essa última explosão acorre quando o rise de uma terceira plataforma, a Claymore, é rompido. A plataforma Claymore também continuava bombeando gás para a Piper Alpha. Cerca de vinte km de duto de 18" com 1800psi alimentou o incêndio. A bola de fogo surgida desta explosão atingiu 200 metros de altura.

(Imagem 1.3: Plataforma Piper Alpha)

Falhas:

1. Um fator importante foi que a plataforma próxima, Tartan, continuou a bombear gás ao núcleo do fogo até que a tubulação interligando ambas plataformas rompeu-se devido ao calor. Os operadores de Tartan não tinham autoridade para parar a produção, mesmo vendo ao horizonte que Piper Alpha estava queimando.

2. O evento que iniciou a catástrofe foi a tentativa do turno da noite de ligar a bomba reserva, que estava inoperante por estar em manutenção. O pessoal do turno da noite desconhecia que esta bomba estava em manutenção, por não haver encontrado a ordem de serviço correspondente. Numa instalação industrial, o conhecimento das ordens de serviço em andamento é crucial para o andamento do processo produtivo e para a segurança.

3. O sistema dilúvio coletava a água do mar para o sistema abaixo da plataforma, próxima do local onde os mergulhadores tinham que trabalhar em algumas etapas de perfuração. Para segurança dos mergulhadores, o sistema de coleta de água era colocado em manual cada vez que havia trabalho com mergulho nas proximidades, para evitar que os mergulhadores fossem sugados pelas bombas. Com o tempo, os procedimentos foram relaxados e o sistema passou a ser deixado em manual sempre, independentemente de haver ou não trabalho de mergulho nas proximidades. Máxima segurança para os mergulhadores, fatal para a plataforma e para outras 167 pessoas pois, quando o sistema foi necessário, estava inoperante.

4. As rotas de fuga não eram perfeitamente conhecidas e as pessoas não encontraram o caminho até os barcos salva-vidas e saltaram no mar.

5. Ao contrário do que pensavam as pessoas, os alojamentos não eram à prova de fumaça e chamas. A maior parte dos 167 vítimas morreu sufocada na área dos alojamentos.

6. Embora houvesse um plano de abandono, três anos haviam se passado sem que as pessoas recebessem treinamento nestes procedimentos. Planos de Ação de Emergência são inúteis se existem apenas no papel e as pessoas não tomam conhecimento dele.

7. As paredes corta-fogo em Piper poderiam ter parado a expansão de um fogo comum. Elas não foram construídas para resistir a explosão. A explosão inicial as derrubou, e o fogo subsequente se espalhou desimpedido, quando poderia ter sido contido se as paredes corta-fogo tivessem também

resistido à explosão. Estações mais novas têm paredes de explosão que evitariam uma repetição das fases iniciais do desastre de Piper.

Conclusão

Vendo as falhas em isolado, podemos ver que todas poderiam ter sido previstas e contornadas uma a uma, após o acidente ocorreram algumas mudanças citando-as temos:

Regulamentação da atividade OFF-SHORE; Reavaliação e melhorias nos sistemas de segurança; Reavaliação, melhorias e critérios mais rigorosos no projeto e

construção de plataformas; Inserção e melhorias de dispositivos de proteção contra fumaça,

fogo e explosão; Inserção e melhorias de dispositivos de proteção contra fumaça,

fogo e explosão;

Estudo de caso 2

As Falhas de Flixborough (1974).

(Imagem 2.1: Reatores 01, 02 e 03 da esquerda para direita).

Sábado, 01 de junho de 1974, na pequena cidade de Flixborough uma violenta explosão na planta de produção de caprolactama na fábrica Nypro Factory Ltda., seguindo de um grande incêndio, destruiu totalmente suas instalações fabris.

Causa

Havia seis reatores em série, cada reator em nível mais baixo que o antecedia, permitindo o fluxo por gravidade do reator 01 ao 06, através de curtos tubos de conexão de 28”. Para permitir a dilatação térmica, cada conexão tinha uma junta de expansão.

Conforme a conformação espacial no desenho abaixo, o reator 05 foi retirado do local devido uma trinca originária de uma modificação do processo (refrigeração externa com água). Em seu lugar, foi instalada uma tubulação temporária de 20", com dois cotovelos devido à diferença de nível. As juntas de expansão existentes foram mantidas em cada extremidade da tubulação temporária.

Com o intuito de retornar a produção o mais rápido possível, a nova e provisória tubulação não foi testada antes de reiniciar a operação da planta, e assim, não foram considerados normas de projetos, as limitações para as modificações no processo e sequer foram seguidas as recomendações do fabricante.

Após dois meses de operação a falha ocorre. Uma ruptura na tubulação de 20" foi atribuída a um projeto mal elaborado, uma vez que a estrutura instalada para a sustentação do duto (sustentação feita precariamente com andaimes), não suportou a sua movimentação, em função da vibração a que o tubo foi submetido durante a operação.

O rompimento da linha liberou cerca de 50 toneladas de ciclohexano a 150°C, que vaporizou-se e originou uma nuvem inflamável que logo encontrou uma fonte de ignição (provavelmente num forno da fábrica de produção de hidrogênio vizinha a planta). A explosão foi ouvida a 25 quilômetro de distância.

(Imagem 2.2: Representação da planta modificada).

FALHAS DE PROJETO

O projeto dessa tubulação e seu suporte deixaram muito a desejar, pois ela não estava exatamente sustentada, apenas apoiada por andaimes. Embora, havia juntas de expansão em cada extremidade, o tubo podia oscilar, torcer se e vibrar quando a pressão excedia um pouco os níveis normais. Isto provocou rompimento da tubulação.

Na ocasião em que a tubulação foi projetada não havia engenheiro qualificado na planta. O profissional que a projetou e construiu não tinha experiência com tubos de grandes diâmetros, operando em temperatura (150°C) e pressão (10 kg/cm2) elevadas. Poucos engenheiros têm conhecimento especializado para projetar tubulações submetidas a altas tensões. Além disso, os engenheiros de Flixborough não consideraram necessário um projeto realizado por especialistas.

Conclusão

Todo sistema corporativo para gerenciamento de segurança deveria prever que:

Toda modificação deve ser controlada e documentada através de procedimentos oficiais;

Todos os gerentes, sem exceções, devem empreender algum tempo andando pela área fabril, à espreita de situações anormais;

As empresas devem ter um quadro suficiente de profissionais com a qualificação profissional correta e a experiência necessária para detectar e avaliar equipamentos e suas intervenções (inspeção);

As plantas devem ser planejadas de forma a evitar o efeito dominó ou minimizar a propagação de acidentes e ocorrências perigosas internas;

Prédios ocupados localizados próximos de plantas perigosas devem ser projetados para resistir a um determinado nível de sobrepressão externa. Prédios administrativos devem preferencialmente ser afastados ou protegidos do processo fabril;

Apenas aqueles funcionários, cuja presença é absolutamente essencial para manter uma operação segura, devem ser mantidos em área perigosas, porém cuidadosamente protegidos.

Estudo de caso 3

O Gás de Bophal (1984).

(Imagem 3.1: Union Carbide Corporation.)

Na madrugada de três de dezembro de 1984, 40 toneladas de gases letais vazaram da fábrica de agrotóxicos da Union Carbide Corporation, em

Bhopal, Índia. Foi o maior desastre químico da história. Gases tóxicos como o metil isocianato (MIC) e o hidrocianeto escaparam de um tanque durante operações de rotina. A Union Carbide utilizava o MIC para produção de um inseticida conhecido como Sevin, que agia atacando o sistema nervoso dos insetos.

Causa

Durante a etapa de manutenção, a adição de água promoveu obstrução da tubulação, em virtude dos resíduos que se acumulou com a lavagem. Com isto, a água começou a fazer o caminho inverso que deveria (contra fluxo). Devido à alta reatividade do metil isocianato (MIC), a interação entre os dois líquidos seria altamente perigosa.

No projeto da planta previa dispositivo de impedimento da entrada de água no tanque. Mas este foi apenas um dos inúmeros pontos falhos de segurança que a indústria química Union Carbide cometeu. A tragédia teve início quando 40 toneladas de MIC reagiram com água que retornou para o tanque e vaporizaram.

Falhas de projeto

Mas somente isto não causaria a morte de milhares de indianos. Uma incrível combinação de falhas ocasionou a tragédia. Por exemplo, antes da limpeza das tubulações do sistema, um procedimento de segurança adequado é isolar uma seção, com uma raquete para que a água não possa fluir para dentro dos compartimentos com as substâncias perigosas.

Este procedimento, que demora cerca de duas horas para ser executado, foi ignorado pelos funcionários da Union Carbide, os quais fizeram a lavagem das tubulações sem isolá-las das demais seções.

Mesmo com a entrada de água, o acidente poderia ser evitado. Porém, os medidores de pressão da válvula que ligava a tubulação aos tanques de reservatório estavam com defeito. Pior, a válvula estava com vazamento que propiciava a entrada de água pelo caminho inverso, o que ocorreu.

Um dos produtos da reação do MIC com a água geram muito calor (reação exotérmica). Então, temos um ciclo auto consistente: quando mais calor é gerado, mais rápida é a reação e, quanto mais rápida, mais calor é liberado.

Mas ainda assim o acidente poderia ter sido evitado. Os tanques possuíam um sistema de resfriamento, mas este estava desligado desde o mês de maio daquele fatídico ano.

Com tanta pressão e calor sendo gerados, a válvula explodiu e o gás produzido começou a fluir pela tubulação da indústria e depois saiu para a atmosfera. Esse gás assassino, ficou conhecido a partir de então como o Gás de Bophal.

(Imagem 3.2: Planta de funcionamento.)

Conclusão

Apesar de ter matado mais de 25mil pessoas e causado mais de 150mil doenças crônicas a empresa não aceita julgamento no local onde ocorreu, na Índia, e apesar de ter causado um dos maiores acidentes tóxicos da atualidade isso tudo custou apenas US$ 0,48 por ação da empresa. A empresa que comprou a Union Carbide, a Dow Química continua negando sua responsabilidade pelo crime cometido.

Referências

Estudado de caso 1 – Disponível em <http://inspecaoequipto.blogspot.com.br/2013/06/caso-019-o-fim-da-piper-alpha-1988.html>

Acessado as 22:51hrs do dia 11/05.

Estudado de caso 2 – Disponível em <http://inspecaoequipto.blogspot.com.br/2013/06/caso-20-as-falhas-de-flixborough-1974.html>

Acessado as 22:51hrs do dia 11/05.

Estudado de caso 3 – Disponível em< http://inspecaoequipto.blogspot.com.br/2013/06/caso-021-o-gas-de-bophal.html>

Acessado as 22:51hrs do dia 11/05.