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EXPLOSÕESEXPLOSÕES

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EXPLOSÕESEXPLOSÕES

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ExplosãoExplosãoExplosãoEVENTO ONDE OCORRE UMA LIBERAÇÃO BRUTAL DE ENERGIA, ASSOCIADA A UMA EXPANSÃO RÁPIDA DE GÁS

Diversas são as causas, porém, a característica comum a todas elas é o

B U M M ! ! !que se ouve

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ANANÁÁLISE DE RISCOS LISE DE RISCOS

PRODUTOS

PROCESSOS

EQUIPAMENTOS

ANÁLISEPERIGO RISCOProbabilidade

Gravidade

AÇOES CORRETIVAS•PREVENÇÃO•PROTEÇAO

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MISTURAS EXPLOSIVAS MISTURAS EXPLOSIVAS DE GASES E VAPORESDE GASES E VAPORES

GÁS OU VAPOR + AR OU O2 + FONTE DE IGNIÇÃO = FOGO OU EXPLOSÃO

MISTURA INFLAMÁVEL OUEXPLOSIVA.GÁS INFLAMÁVEL (H2. . . )VAPORES DE LÍQUIDO INFLA-MÁVEL (ACETONA)

CHAMASPONTOS QUENTESFAÍSCASCATALISADORESPROD. PIROFÓRICOSELETRICIDADE ESTÁTICACOMPRESSÃO

L.I.E. % VOL. MÍN. NA MISTURA PARA SE INFLAMAR

L.S.E. % VOL. MÁX. NA MISTURA PARA SE INFLAMAR

0 L.I.E L.S.E.% VOL. GÁS OU VAPOR

FAIXA DE EXPLOSIVIDADELINUS

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COMBUSTÃOCOMBUSTÃO

Ignição de Mistura dentro da Faixa de Inflamabilidade

INFLAMAÇÃO

Velocidade de Queima = àVelocidade de Liberação da Mistura Inflamável

EXPLOSÃO

DEFLAGRAÇÃO DETONAÇÃOVelocidade de Queima Velocidade de Queima

é BAIXA ~ 1m/s é ALTA 2000 à 3000m/s

DEFLAGRAÇÃO DETONAÇÃO• Requer uma Aceleração da Frente da Chama•Detonação diretamente em Misturas de HC + AR é muito Improvável•Pressão de Pico na Deflagração = 8x P inicial•Pressaõ de Pico na Detonação = 20 x P inicial

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EXPLOSÃOEXPLOSÃOLiberaLiberaçção Rão Ráápida e Violenta de Energiapida e Violenta de Energia

EXPLOSÕES

FÍSICAS NUCLEARES ELÉTRICAS QUÍMICAS

Pneumática ou

Mecânica

VaporizaçãoBrutal Homogêneas Heterogêneas

•Fissão•Fusão

•Estouro de um arco•Volatização de fio por corrente

•Tubulação de Vapor•Cabeçote de Compressor•Balão de Gás

•Mistura de Líquidos com ponto de Ebulição ≠•Metal Quente em contato com Líquido•Bleve

•Fotoquímicas•Térmicas

•Decomposição Exotérmica•Oxidação pelo O2 Interno•Combustão Rápida com o ar•Explosão de vapores inflamáveis•Explosão de pós

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EXPLOSÕES FEXPLOSÕES FÍÍSICASSICAS

EXPLOSÕES FÍSICAS

PNEUMÁTICAS VAPORIZAÇÃOBRUTAL DE LÍQUIDO

NÃO OCORRE REAÇÃO QUÍMICA

PROVOCADAS PELA BRUSCA EXPANSÃO DE UM GÁSOU LÍQUIDO MANTIDO A ALTA PRESSÃO INTERNAAPÓS O ROMPIMENTO DO RESERVATÓRIO.

LÍQUIDOS DE PONTOS DE EBULIÇÃOMUITO DIFERENTES QUANDO SÃO MISTURADOS PROVOCAM A VAPORIZA-ÇÃO VIOLENTA DO DE MENOR PONTO DE DE EBULIÇÃO, OU QUANDO METALQUENTE ENTRA EM CONTATO COM UMLÍQUIDO, OU “BLEVE”AUMENTO DE PRESSÃO

COMBUSTÃO INTERNAENCHIMENTO EXCESSIVOGOLPE DE ARÍETE

DIMINUIÇÃO DA RESISTÊNCIAEXPOSIÇÃO AO FOGOCORROSÃODANO MECÂNICOETC.

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EXPLOSÕES QUEXPLOSÕES QUÍÍMICASMICASEXPLOSÕES QUÍMICAS

HOMOGÊNEAHETEROGÊNEA

REAÇÕES QUÍMICAS EXOTÉRMICAS

SE DESENVOLVEM UNIFORME E SIMULTANEAMENTEEM TODA A MASSA REACIONAL.OSEU MODO DE INICIAÇÃO A CARACTERÍZA

A ZONA DE REAÇÃO SE DESENVOLVEPROGRESSIVAMENTE E NÃO SIMULTÂ-NEAMENTE EM TODA A MASSA.ELAS SÃO CLASSIFICADAS SEGUNDO O TIPO DE REAÇÃO QUÍMICA

FOTOQUÍMICA

INICIADAS DEVIDOA LUZ INCIDENTE

TÉRMICAS

EMBALOS DE REAÇÃODE POLIMERIZAÇÃO

DECOMPOSISÃOEXOTÉRMICADECOMPOSIÇÃODO ACETILENOCOMPRIMIDO

OXIDAÇÃO PORO2 INTERNOOCORREM SEM O O2DO AR, COMO EXPOSIVOSOXIGENADOS (TNT)

COMBUSTÃORÁPIDA COMO ARDETONAÇÃODEFLAGRAÇÃO LINUS

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EXPLOSÃO: EXPLOSÃO: DESENVOLVIMENTODESENVOLVIMENTO

EXPLOSÃO TÉRMICA

AUMENTO DA TEMPERATURASEM CONTROLE

CALOR RPODUZIDO > CALOR RETIRADO

AUMENTO DA PRESSÃOACELERAÇÃO DAS REAÇÕES

DECOMPOSIÇÃO EXOTÉRMICADOS PRODUTOS

CALOR PRODUZIDO >>> CALOR RETIRADO

POSSIBILIDADE DE EXPLOSÃOVIOLENTA

REAÇÃO EXOTÉRMICA

RISCO DE EXPLOSÃOTÉRMICA

REAÇÕES QUE LIBERAM CALOR REPRESENTAMUM PERIGO DE EXPLOSÃO. AS REAÇÕES SECUN-

DÁRIAS NÃO DEVEM SER ESQUECIDAS

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Regime das ExplosõesRegime das Explosões

REGIME DAS EXPLOSÕES

DEFLAGRAÇÃOONDA DE PRESSÃO SE DESENVOLVENDO ANTESDA FRENTE DE CHAMA

DETONAÇÃOFRENTE DE CHAMA ESTÁ LIGADA A UMAONDA DE CHOQUE SE PROPAGANDO AVELOCIDADES ELEVADAS

• Substâncias detonáveis são aquelas que têm Energia deDecomposição

onde E > 700 kcal / kg

•Compostos org. Nitro-aromáticos ou HNO3 ED. 900 kcal / kg

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EXPLOSÃOEXPLOSÃO

REGIME DA EXPLOSÃO

ESTADO FÍSICO DEFLAGRAÇÃO DETONAÇÃO

GÁS 0,1 a 20 m/s 1000 a 3000m/s

LÍQUIDOS E 0,001 a 1m/s 2000 a 8000m/sSÓLIDOS

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TNT

EQUIVALENTE TNT:

Massa de TNT cuja explosão provoca sobrepressões iguais às Geradas na explosão de 1 kg. deste produto.

RENDIMENTO DA EXPLOSÃO:

MASSA TNT EQUIVALENTE x CALOR COMBUSTÃO TNTRENDIMENTO -----------------------------------------------------------------------EXPLOSÃO MASSA PRODUTO LIB. x CALOR COMBUSTÃO PRODUTO

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PRESSÃO MPRESSÃO MÁÁXIMA DE UMA EXPLOSÃO XIMA DE UMA EXPLOSÃO PmPmááxx..

DependeNatureza do Gás ( Vapor)Concentração

Independe Volume do RecipienteEnergia de Ignição

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VELOCIDADE MVELOCIDADE MÁÁXIMA DE AUMENTO DA XIMA DE AUMENTO DA PRESSÃO PRESSÃO -- dPdP//dTdT mmááxx

É o parâmetro mais importante para se conhecer a SEVERIDADE de uma EXPLOSÃO

dP/dT máx Depende:Natureza do Combustível (Gás,Vapor ou Poeira);Sua Concentração;Energia da Fonte de Ignição;Pressão Inicial;Forma do Recipiente;Turbulência do Meio;Volume do Recipiente

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VELOCIDADE MVELOCIDADE MÁÁXIMA DE AUMENTO DA XIMA DE AUMENTO DA PRESSÃO PRESSÃO -- dPdP//dTdT mmááxx

A Influência do Volume na Velocidade Máx. de Aumento de Pressão para um dado gás ou vapor inflamável écaracterizada pela “ LEI CÚBICA”

“ LEI CÚBICA” : dP/dT máx.. V 1/3 = constante = Kg

O valor “Kg” depende não só do gás mas, também de todos os fatores que o dP/dT máx.. depende

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EXPLOSÃOEXPLOSÃOLIBERALIBERAÇÇÃO DE PRODUTOS QUÃO DE PRODUTOS QUÍÍMICOSMICOS

Emissão TóxicaEfeitos ReversíveisEfeitos Irreversíveis

As Consequencias dependem de Dispersão desta Concentração de VaporesToxicidade destes VaporesDuração da Explosão

Vulnerabilidade e Densidade das PessoasMedidas de Proteção Individual

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TOXICIDADE/INFLAMABILI DADETOXICIDADE/INFLAMABILI DADEEFEITOS A SEREM AVALIADOSEFEITOS A SEREM AVALIADOS

Evolução da Nuvem em Função do TempoConcentração de um ponto determinadoDistancias em relação ao ponto de emissão, onde

[conc.] > < ou = ao limite estudado (IDLH,TLV, LIE, LSE)

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B.L.E.V.EB.L.E.V.EBBoilingoiling LLiquidiquid EExpandingxpanding VVapourapour EExplosionxplosion

O QUE O QUE ÉÉ ??É uma explosão de Gás ou Vapor em expansão proveniente de um líquido em ebulição

ONDE PODE OCORRER ?ONDE PODE OCORRER ?Com líquidos Inflamáveis ou não em reservatórios fixos ou não

COMO OCORRE ?COMO OCORRE ?Duas condições devem existir simultaneamente:Um produto líquido ou gás liquefeito estocado em reservatório

Uma falha no RecipienteContato com FogoFraqueza EstruturalFalha na Abertura da PSVChoque MecânicoCorrosão

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B.L.E.V.EB.L.E.V.ETempo para OcorrênciaTempo para Ocorrência

Após a Exposição ao FOGO, vários fatores influenciam:Espessura da Parede do ReservatórioIntensidade da Radiação emitida pelo incêndioPintura original do ReservatórioMaterial do ReservatórioProduto dentro do ReservatórioNível do Líquido no Reservatório

Tempos entre 8 e 30 minutos são os mais comuns

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B.L.E.V.EB.L.E.V.ETempo para OcorrênciaTempo para Ocorrência

Deve-se alertar que o fogo não é o único causador de BLEVE, portanto o TEMPO as vezes não é importante

OUTRAS CAUSASSOBREENCHIMENTOREAÇÃO QUÍMICAEXPLOSÃOFALHA MECANICACOLISÃOSUPERAQUECIMENTO

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B.L.E.V.EB.L.E.V.EEfeitosEfeitos

A força Física que causa o BLEVE, deve-se à grande taxa de expansão do Líquido contido no Recipiente (propano expande 250x quando passa de líquido para vapor)

SOBREPRESSÃO

• Devido à Expansão do Vapor• Devido à Vaporização Explosiva

FRAGMENTOS E MISSSEIS

• A propulsão de Mísseis é devida à Vaporização Explosiva

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B.L.E.V.EB.L.E.V.EEfeitos Efeitos àà Serem AvaliadosSerem Avaliados

Evolução da Pressão e Temperatura dentro do Reservatório em função do Tempo, após o início do IncêndioSimulação da abertura da válvula de SegurançaSobrepressão criada pela expansão do líquido em função das distâncias da origem do BLEVEDistâncias alcançadas por fragmentos e suas condições de ImpactoDiâmetro da Bola de Fogo, fluxo radiante, duração do Fogo, distâncias para sentimentos de dor, etc.

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B.L.E.V.EB.L.E.V.EEfeitosEfeitos

GERAÇÃO DE NUVEM DE VAPORESNuvem TóxicaNuvem ExplosivaBola de Fogo

EFEITOS ANEXOSDispersão de uma fração do líquido que poderá causar novos incêndiosPoluição do SoloEfeitos Tóxicos dos gases de Combustão

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B.L.E.V.EB.L.E.V.EComo PrevenirComo Prevenir

Limitar a pressãoPrever abertura PSV na pressão próxima de Operação, se possível reduzir a pressão antes que o recipiente sofra um dano do tipo ruptura, através de válvula remota

Limitar a TemperaturaProteção contra Incêndio, resfriamento, Isolamento.Extinguir o fogo o mais rápido possívelInclinar o chão do DiqueAplicar água ( 10 litros/mim/ m2)Tanque aterrados, ignifugação, reservatório dentro d’água

Prevenir contra ImpactosReforçar as paredes dos vasosEmprego de linhas dúcteisproteger o reservatórioInspeções periódica internas/teste de espessura

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EXPLOSÃO DE UMA NUVEM EXPLOSÃO DE UMA NUVEM DE VAPOR EM UM MEIO NÃO DE VAPOR EM UM MEIO NÃO

CONFINADOCONFINADO

U.V.C.EU.V.C.E

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U.V.C.EU.V.C.EEXPLOSÃO DE UMA NUVEM DE VAPOR EM EXPLOSÃO DE UMA NUVEM DE VAPOR EM

UM MEIO NÃO CONFINADOUM MEIO NÃO CONFINADOO VAZAMENTO ACIDENTAL DE GASES OU LÍQUIDO INFLAMÁVEIS NA ATMOSFERA RESULTA NUMA

NUVEM EXPLOSIVA. SE ESTA NUVEM ENCONTRA UMA FONTE DE IGNIÇÃO OCORRE A FORMAÇÃO

DE UMA FRENTE DE CHAMA. A PROPAGAÇÃO DESTA FRENTE DE CHAMA PODE OU NÃO GERAR

UMA SOBREPRESSÃO TIPO FLASH OU EXPLOSÃO.

SITUAÇÕES COM PERIGO DE U.V.C.E.-EQUIPAMENTOS ARMAZENANDO GASES LIQUEFEITOS

-GASES INFLAMÁVEIS SOB PRESSÃO

-LÍQUIDOS INFLAMÁVEIS OU COMBUSTÍVEIS MANTIDOS SOB PRESSÃO À

TEMPERATURA ACIMA DO PONTO DE EBULIÇÃO NA P atm.

-CONDIÇÕES DO VAZAMENTO: TEMPO / QUANTIDADE VAZADA /

TEMPERATURA DO PRODUTO / QUANTIDADE DE VAPOR FORMADO.LINUS

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U.V.C.E.U.V.C.E.

-NUVEM DENTRO DA FAIXA DE EXPLOSIVIDADE-IGNIÇÃO DEVIDA A UMA FONTE DE ENERGIA-PROCESSO DE COMBUSTÃO-GERAÇÃO DE UMA DEFLAGRAÇÃO-ONDA DE PRESSÃO

MECANISMO

AVALIAÇÃO

-DESCREVER O CENÁRIO DO VAZAMENTO-SIMULAR O VAZAMENTO: FLASH / POÇA / VAPORIZA. / DISPERSÃO-FAIXA DA NUVEM DENTRO DOS LIMITES DE EXPLOSIVIDADE-IDENTIFICAR FONTES DE IGNIÇÃO-CÁLCULO DAS SOBREPRESSÕES-ESTIMATIVA DOS DANOS MATERIAIS EM FUNÇÃO DA IMPLANTAÇÃO-ANÁLISE DE VULNERABILIDADE

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U.V.C.E.U.V.C.E.COMO AVALIAR A SOBREPRESSÃOCOMO AVALIAR A SOBREPRESSÃO

EXISTEM VÁRIOS MODELOS - O MAIS USADO É O EQUIVALENTE TNT

NUMA UVCE O REGIME MAIS PROVÁVEL É UMA DEFLAGRAÇÃO, ENQUANTO NUMA EXPLOSÃO DE

TNT O REGIME É DETONAÇÃO.

NUMA UVCE A NUVEM NÃO É DE FORMA PONTUAL ENQUANTO NA EXPLOSÃO DE TNT A FONTE É

UMA MASSA PONTUAL.

MODELO:TRANSFORMAR UMA UVCE NUMA EXPLOSÃO DE CERTA MASSA DE TNTDESENVOLVIMENTO:

-AVALIAR A MASSA DE PRODUTO LIBERADA

-AVALIAR O RENDIMENTO DA EXPLOSÃO DO PRODUTO LIBERADO

-CALCULAR A ENERGIA LIBERADA NA EXPLOSÃO

-TRANSFORMAR ESSA ENERGIA NUMA MASSA EQUIVALENTE TNT

-COM ÁBACOS EXISTENTES CONHECE-SE A SOBREPRESSÃO GERADALINUS

Ricardo Calça

TNTTNTEQUIVALENTE TNT:MASSA DE TNT CUJA EXPLOSÃO PROVOCA SOBREPRESSÕES IGUAIS ÀS GERADAS NA EXPLOSÃO DE 1 Kg. DE DESTE PRODUTO.

RENDIMENTO DA EXPLOSÃO:MASSA TNT EQUIVALENTE x CALOR COMBUSTÃO TNT

RENDIMENTO ----------------------------------------------------------------------------------EXPLOSÃO MASSA PRODUTO LIB. x CALOR COMBUSTÃO PRODUTO

CONSIDERA-SE O RENDIMENTO DA EXPLOSÃO:-PARA HIDROCARBONETOS ENTRE 1 % E 10 %-PARA HIDROGÊNIO 0,1 %-RENDIMENTO DE 10 % ATINGE 97 % DOS CASOS DE UVCE REGISTRADOS,JÁ 4% ATINGE 80%

LINUSRicardo Calça

RENDIMENTO DA EXPLOSÃORENDIMENTO DA EXPLOSÃO- NEM TODA NUVEM PARTICIPA DA EXPLOSÃOAPENAS A PARTE COMPREENDIDA ENTRE OS LIMITES DE EXPLOSIVIDADE

- NEM TODA ENERGIA DA COMBUSTÃO SE TRANSFORMA EM PRESSÃO

a = PARTE DA NUVEM x PARTE DA ENERGIANA REGIÃO EXPLOSIVA CONVERTIDA EM PRESSÃO

FATORES A CONSIDERAR NO USO DO MODELO TNTQUANTIDADE LIBERADA ANTES DA IGNIÇÃO ?

%QUE SERÁ VAPORIZADA ?

DESLOCAMENTO DA NUVEM ANTES DE INFLAMAR ?

PROBABILIDADE DE IGNIÇÃO ?

COM IGNIÇÃO, PROBABILIDADE DE EXPLOSÃO ?

MÍNIMO VAPOR PARA EXPLOSÃO ?

FRAÇÃO QUE PARTICIPA DA EXPLOSÃO ?LINUS

Ricardo Calça

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U.V.C.E.U.V.C.E.QUANTIDADE VAZADA: ESTIMATIVAQUANTIDADE VAZADA: ESTIMATIVA

IGNORE-SE FALHA CATASTRÓFICA DE UMA VASO OU TUBULAÇÃOESPECIAL

SE EXISTEM VÁLVULAS DE ISOLAMENTO AUTOMÁTICAS ADOTARTEMPO DE FECHAMENTO DE 3 A 5 MINUTOS

SE EXISTEM VÁLVULAS DE ACIONAMENTO MANUAL ASSUMIR QUENÃO SERÁ FECHADA E O VAZAMENTO É TOTAL, OU UM TEMPO PARAINTERROMPER O VAZAMENTO DE OUTRA MANEIRA.

CADA CASO DEVE SER ANALISADO COM BOM SENSO E INCLUSIVE ANECESSIDADE DE SE ESTUDAR UM EVENTO CATASTRÓFICO

LINUSRicardo Calça

U.V.C.E.U.V.C.E.QUE PARCELA DO VAZAMENTO SERQUE PARCELA DO VAZAMENTO SERÁÁ

VAPORIZADA?VAPORIZADA?

UVCE QUASE SEMPRE É RESULTANTE DE VAZAMENTO DE LÍQUIDO ESTOCADO ACIMA DO PONTO

DE EBULIÇÃO. GASES DEVEM VAZAR EM GRANDE QUANTIDADE, O QUE NÃO É MUITO PROVÁVEL.

É IMPORTANTE CONHECER A QUANTIDADE DO LÍQUIDO QUE SE VAPORIZARÁ

ATRAVÉS DE CÁLCULOS SIMPLES CONSIDERANDO-SE UM “FLASH ADIABÁTICO” OBTÉM-SE O

VAPOR FORMADO. PORÉM A EXPERIÊNCIA MOSTRA QUE ALÉM DO VAPOR EXISTE A FORMAÇÃO

DE UMA NEBLINA FINA TÃO EXPLOSIVA QUANTO O VAPOR.

PARA SE ESTIMAR A QUANTIDADE FLASHEADA:

- CONSIDERAR A QUANTIDADE DE NEBLINA IGUAL À DE VAPOR.

A NUVEM DE VAPOR + NEBLINA = 2 x QUANTIDADE FLASHEADA

SE O FLASH RESULTAR > 50% ADOTAR QUE TODO O LÍQUIDO FORMARÁ A NUVEM.

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U.V.C.E.U.V.C.E.QUANTO A NUVEM SE DESLOCARQUANTO A NUVEM SE DESLOCARÁÁ

ANTES DE SE INFLAMAR ?ANTES DE SE INFLAMAR ?

DISTÂNCIARECOMENDA-SE ASSUMIR QUE A NUVEM NÃO SE DESLOCARÁ

UM PROGRAMA DE DISPERSÃO PODERÁ CONFIRMAR A HIPÓTESE

NA MAIORIA DOS CASOS A NUVEM ENCONTRA FONTE DE IGNIÇÃO COMO FORNOS,

VEÍCULOS, SUBESTAÇÕES, ETC, DENTRO DA USINA

ESTATÍSTICAMENTE A NUVEM SE INFLAMA: 60% NOS 100 m DO PONTO DE VAZAMENTO

38% ENTRE 100 E 1.000 m

2% A MAIS DE 1 Km DO VAZAMENTO

SEGUNDO LANNOY EM TODOS OS CASOS ESTUDADOS A EXPLOSÃO FOI PRÓXIMA AO

PONTO DO VAZAMENTO. TEMPO < 1 MINUTO

LINUSRicardo Calça

U.V.C.E.U.V.C.E.QUAL A PROBABILIDADE DE QUAL A PROBABILIDADE DE

IGNIIGNIÇÇÃO?ÃO?

-A IGNIÇÃO DA NUVEM NÃO É CERTA, PORÉM HÁ POUCOS DADOS SOBRE PROBABILIDADES.

-KLETZ DIZ QUE A PROBABILIDADE AUMENTA COM O VAZAMENTO.

-A POSIÇÃO DA FONTE DE IGNIÇÃO NÃO INFLUENCIA OS DANOSCAUSADOS PELA EXPLOSÃO

-SEGUNDO LANNOY:-61% DOS CASOS A IGNIÇÃO OCORREU NO LOCAL DE RUPTURAOU VAZAMENTO-60% ERAM FONTES DE IGNIÇÃO PERMANENTES.

LINUSRicardo Calça

U.V.C.EU.V.C.ESE HOUVER IGNISE HOUVER IGNIÇÇÃO, QUAL A ÃO, QUAL A

PROBABILIDADE DE EXPLOSÃO?PROBABILIDADE DE EXPLOSÃO?

ALGUNS VAZAMENTOS NÃO EXPLODEM PORÉM PODEM SE INFLAMAR GERANDO UM FLASH-FIRE.

A PROBABILIDADE DE UMA EXPLOSÃO TAMBÉM AUMENTA COM O TAMANHO DO VAZAMENTO POIS

EXISTE UMA GRANDE EXTENSÃO DA NUVEM NA FAIXA DE EXPLOSIVIDADE E EXISTE ESPAÇO PARA

A VELOCIDADE DE CHAMA ACELERAR

VAZAMENTOS

>10 T

DE CADA 10 UVCE, 9 SÃO

FLASH-FIRE E APENAS 1 É

EXPLOSÃO PARA GERAR

SOBREPRESSÃO.

<1 T

PROBABILIDADE DE EXPLOSÃO

É MENOR QUE 1 /100 E MAIS

PROVAVELMENTE 1 / 1.000.

A PRESENÇA DE CERTOS OBSTÁCULOS QUE RESULTEM NUM CERTO GRAU DE CONFINAMENTOFAVORECEM A GERAÇÃO DA EXPLOSÃO.

LINUSRicardo Calça

U.V.C.E.U.V.C.E.

QUAL A QUANTIDADE MÍNIMA DE VAPOR PARA UMA EXPLOSÃO?ESTIMA-SE QUE VAZAMENTOS DE HIDROCARBONETOS ACIMA DE 1 TON. PODEM GERAR UMA UVCE.

QUAL FRAÇÃO PARTICIPARÁ DA EXPLOSÃO?NORMALMENTE ENTRE 1 A 10% DA MASSA TOTAL LIBERADA

NOTAR QUE ALGUMAS PUBLICAÇÕES INDICAM A PORCENTAGEM EM RELAÇÃO À MASSA QUEESTÁ DENTRO DA FAIXA DE EXPLOSIVIDADE E NÃO DA MASSA TOTAL.

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U.V.C.E.U.V.C.E.COMO PREVENIR E PROTEGERCOMO PREVENIR E PROTEGER

PREVENÇÃO - IMPEDIR A OCORRÊNCIA-REDUÇÃO DA QUANTIDADE DE MATERIAL INFLAMÁVEL

-INSTALAÇÃO DE VÁLVULAS DE ISOLAMENTO REMOTAS

-PROTEGER TUBULAÇÕES E EQUIPAMENTOS CONTRA CHOQUES

-REDUZIR A EVAPORAÇÃO DA POÇA COBRINDO COM ESPUMA OU

TRANSFERINDO PARA UM LOCAL CONFINADO.

-REDUZIR AS DIMENSÕES DA POÇA PARA EVITAR EVAPORAÇÃO

PROTEÇÃO - CONTRA OS EFEITOS DE PRESSÃO-MANTER SEPARAÇÃO ENTRE UNIDADES/SEÇOES/EQUIPAMENTOS

-IGNIFUGAR PARTES IMPORTANTES DE ESTRUTURAS

-SALAS DE CONTROLE DEVEM SUPORTAR EXPLOSÕES

-SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE SPRAY DE ESPUMA

-ALGUNS AUTORES RECOMENDAM IGNITAR UM VAZAMENTO PARA

EVITAR A FORMAÇÃO DE NUVEM EXPLOSIVA (DISCUTÍVEL)

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EXPLOSÕES DE PEXPLOSÕES DE PÓÓSS

Explosões de pós

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Explosão de PExplosão de PóóssConceitosConceitos

PÓS •Partículas sólidas passíveis de ficar em

Suspensão no ar. (NFPA : PÓ 0 < 420 u)

POEIRAS INFLAMÁVEIS: 0 < 100 u

TIPOS DE POEIRAS

•ORGÂNICAS: •PLÁSTICOS, PROD. FARMA., FERTILIZANTES, ALIMENTOS, . .

• METAIS:• ALUMÍNIO, MAGNÉSIO,. . . LINUS

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EXPLOSÃO DE PEXPLOSÃO DE PÓÓSS

OperaOperaçções com Perigo de Explosãoões com Perigo de Explosão

SEPARAÇÃO

CiclonesFiltros de mangaPeneirasCâmaras de sedimentaçãoLavadores

TRANSPORTE

ManualMecânicoPneumático

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EXPLOSÃO DE PEXPLOSÃO DE PÓÓSSOperaOperaçções com Perigo de Explosãoões com Perigo de Explosão

MOAGEMMoinhosTrituradoresDesintegradoresPulverizadoresProcessos de raspagem

SECAGEMSecador de bandejaSecador de tamborSecador rotativoSecador de leito fluidizadoSecador pneumáticoSecador a spraySecador a vácuo

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Explosões de PExplosões de PóóssSensibilidade Sensibilidade àà explosãoexplosão

CLASSE DE EXPLOSÃO DE PÓ

St1St2St3

Kst (Kmáx)(m.bar / s)

> 0 - 200201 - 300

> 300

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EXPLOSÃO DE PEXPLOSÃO DE PÓÓSSDADOS TÉCNICOS DE SEGURANÇA

Granulometria:Valor médio m em um valor de 50% da distribuição do tamanho da partícula

Concentração Mínima de Inflamação:Limite inferior de explosividade LEL em g / m3A menor concentração de um pó quase homogeneamente distribuido no ar, sob condições de teste, a partir da qual uma explosão ocorrerá

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EXPLOSÃO DE PEXPLOSÃO DE PÓÓSSDADOS TDADOS TÉÉCNICOS DE SEGURANCNICOS DE SEGURANÇÇAA

PRESSÃO MÁXIMA DE EXPLOSÃO Pmax. em bar

Pressão máxima verificada em um recipiente fechado durante a explosão de uma mistura de pó / ar de concentração ideal.

MÁXIMA RAZÃO DE ELEVAÇÃO DA PRESSÃO (dP / dt)máx. EM bar / s

Valor máximo de elevação de pressão por unidade de tempo durante a explosãoDe um dado pó com uma concentração ideal em um recipiente fechado(Tangente no ponto de inflexão do ramo ascendente da curva pressão / tempo)

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LEI CÚBICA (dP / dt)máx. . V1/3 = const.=Kst(Kmáx)

Razão máxima de elevação de pressão em função do volume.

Devido a relação entre o volume v e o (dp / dt)máx.), os valores da Razão máxima de elevação de pressão não são conclusivos sem a Confirmação do volume do recipiente de teste.

EXPLOSÃO DE PEXPLOSÃO DE PÓÓSSDADOS TDADOS TÉÉCNICOS DE SEGURANCNICOS DE SEGURANÇÇAA

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CombustãoCombustãoCONCENTRAÇÃO ESTEQUIOMÉTRICA

AQUELA QUE PERMITE UMA COMBUSTÃOCOMPLETA SEM EXCESSO DE AR

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CombustãoCombustão

IGNIÇÃO DE MISTURA DENTRO DA FAIXA DE INFLAMABILIDADE

INFLAMAÇÃOVELOCIDADE DE QUEIMA IGUALÀ VELOCIDADE DE LIBERAÇÃODA MISTURA INFLAMÁVEL

EXPLOSÃO

DEFLAGRAÇÃO DETONAÇÃO

VELOCIDADE DE QUEIMAÉ BAIXA ~ 1 m / s

VELOCIDADE DE QUEIMAÉ ALTA 2.000 A 3.000 m / s

DEFLAGRAÇÃO DETONAÇÃO

-REQUER UMA ACELERAÇÃO DA FRENTE DA CHAMA-PRESSÃO DE PICO NA DEFLAGRAÇÃO = 8x P INICIAL-PRESSÃO DE PICO NA DETONAÇÃO = 20 x P INICIAL

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Explosão de nuvem de Pó

Nuvem dentro da faixa de explosividadeIgnição devida a uma fonte de energiaProcesso de combustãoGeração de uma deflagraçãoOnda de pressão

MECANISMOMECANISMO

-

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EXPLOSÃO DE NUVEM DE PEXPLOSÃO DE NUVEM DE PÓÓComo avaliar a sobrepressãoComo avaliar a sobrepressão

DESENVOLVIMENTODESENVOLVIMENTO

Avaliar a massa de produto liberada

Avaliar o rendimento da explosão do produto liberado

Calcular a energia liberada na explosão

Transformar essa energia numa massa equivalente tnt

Com ábacos existentes conhece-se a sobrepressão gerada

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RENDIMENTO DA EXPLOSÃORENDIMENTO DA EXPLOSÃO

Nem toda nuvem participa da explosão

Apenas a parte compreendida entre os limites de explosividade

Nem toda energia da combustão se transforma em pressão

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Explosão de nuvem de PExplosão de nuvem de Póó

Descrever o cenário que gerou a nuvem

Simular a suspensão do pó e a dispersão

Faixa da nuvem dentro dos limites de explosividade

Identificar fontes de ignição

Cálculo das sobrepressões

Estimativa dos danos materiais em função da implantação

Análise de vulnerabilidade

AVALIAAVALIAÇÇÃOÃO

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Velocidade de aumento da pressão Velocidade de aumento da pressão dPdP//dtdt MMÁÁX.X.

PARÂMETRO + IMPORTANTE PARA SE CONHECER ASEVERIDADE DE UMA EXPLOSÃO

dP/dt max.DEPENDENatureza do póSua concentraçãoEnergia da fonte de igniçãoPressão inicialForma do recipienteTurbulência do meioVolume do recipiente

A influência do volume na velocidade máx. De aumento de pressão para Um dado gás ou vapor inflamável é caracterizada pela “lei cúbica”

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Explosão de nuvem de PExplosão de nuvem de PóóComo avaliar a sobrepressãoComo avaliar a sobrepressão

O mais usado é o equivalenteTNT

O regime mais provável é uma deflagração,Enquanto numa explosão de TNT o regime é detonação.

Na nuvem de pó a explosão não é de forma pontuaEnquanto na explosão de TNT a fonte é uma massa pontual.

MODELO:Transformar a nuvem de pó numa explosão de certa massa de TNT

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EXPLOSÃOEXPLOSÃO

REGIME DA EXPLOSÃO

ESTADO FÍSICO DEFLAGRAÇÃO DETONAÇÃO

GÁS 0,1 a 20 m/s 1000 a 3000m/s

LÍQUIDOS E 0,001 a 1m/s 2000 a 8000m/sSÓLIDOS

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TNT

EQUIVALENTE TNT:

Massa de TNT cuja explosão provoca Sobrepressões iguais às Geradas na explosão de 1 kg. do produto avaliado.

RENDIMENTO DA EXPLOSÃO:

MASSA TNT EQUIVALENTE x CALOR COMBUSTÃO TNTRENDIMENTO -----------------------------------------------------------------------EXPLOSÃO MASSA PRODUTO x CALOR COMBUSTÃO PRODUTO

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EXPLOSÃO DE PEXPLOSÃO DE PÓÓSSLiberaLiberaçção de produtos quão de produtos quíímicosmicos

EMISSÃO TÓXICA-Efeitos reversíveis-Efeitos irreversíveis

AS CONSEQUÊNCIAS DEPENDEM DE:-Dispersão da concentração de vapores-Toxicidade desses vapores-Duração da exposição

-Vulnerabilidade e densidade das pessoas-Medidas de proteção pessoal

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SE HOUVER IGNISE HOUVER IGNIÇÇÃO, QUAL A ÃO, QUAL A PROBABILIDADE DA NUVEM EXPLODIR ?PROBABILIDADE DA NUVEM EXPLODIR ?

Algumas nuvens não explodem, porém podem se inflamar Gerando um flash-fire.

A probabilidade de uma explosão também aumenta com tamanho da nuvem de pó, pois existe uma grande extenção dela na faixa de explosividade e existe espaço para a velocidade de chama acelerar

A presença de certos obstáculos que resultem num certo grau de confinamento favorecem a geração da explosão.

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EXPLOSÃO DE NUVEM DE PEXPLOSÃO DE NUVEM DE PÓÓQuanto a nuvem se deslocarQuanto a nuvem se deslocaráá antes de se antes de se

inflamar ?inflamar ?DISTÂNCIA• Recomenda-se assumir que a nuvem não se deslocará

• Um programa de dispersão poderá confirmar a hipótese

• Na maioria dos casos a nuvem encontra fonte de ignição comofornos, veículos, substações, etc, dentro da usina

•Estatísticamente a nuvem se inflama:60% nos 100 m do ponto de vazamento38% entre 100 e 1.000 m2% a mais de 1 km do vazamento

• Segundo Lannoy em todos os casos estudados a explosão foipróxima ao ponto do vazamento. Tempo < 1 minuto

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EXPLOSÕES DE PEXPLOSÕES DE PÓÓSSMedidas de PrevenMedidas de Prevenççãoão

AÇOES SOBRE A POEIRAConcepção da instalaçãoEliminação de depósitos(Limpeza com extração pneumática)Manutenção dos equipamentos

AÇÃO SOBRE A ATMOSFERAInertização

AÇÃO SOBRE AS FONTES DE IGNIÇÃOChamas nuasSuperfícies quentesFaíscas / calor mecânicoSoldagem / corteFaíscas de equipamentos elétricosEletricidade estática

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EXPLOSÃOEXPLOSÃOMinimizar o riscoMinimizar o risco

Eliminar poeiras

Inertizar atmosfera

Eliminar fontes de ignição

Equipamentos resistentes

Segregação de áreas

Alívio (vents) / supressão

PREVENÇÃOImpedir explosão

PROTEÇÃOLimitar danos

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PREVENPREVENÇÇÃOÃO

Impedir Explosão

PROTEPROTEÇÇÃOÃO

Minimizar Danos ExplosãoEX. : Inertização

EX. : Boca de Explosão

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EXPLOSÃOEXPLOSÃO

Não existe, na realidade, uma quantidade mínima para explosão

Para cada caso avaliar:Existência de Fontes de IgniçãoQuantidade de Energia LiberadaExistência de Confinamento

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EXPLOSÕESEXPLOSÕESPREVENPREVENÇÇÃOÃO

Manter a mistura abaixo do L.I.E., Trabalhando com menos gás

Introduzir Gás Inerte