Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 23º Congresso Nacional de Transporte Aquaviário, Construção Naval e Offshore Rio de Janeiro, 25 a 29 de Outubro de 2010 Análise Preliminar de Perigos aplicada a Navios Transportadores de Gás Natural Liquefeito (GNL) Ikeda, Nilton Hiroaki Departamento de Engenharia Naval e Oceânica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Martins, Marcelo Ramos Departamento de Engenharia Naval e Oceânica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Souza, Gilberto Francisco Martha de Departamento de Engenharia Mecatrônica e Sistemas Mecânicos da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Resumo: Tendo em vista a crescente importância do gás natural (GN) na matriz energética do Brasil, o GNL, apresenta-se como uma fonte flexível de suprimento para responder à demanda sazonal das usinas termoelétricas quando os reservatórios das hidrelétricas se apresentarem em níveis críticos, ou em substituição ao gás recebido via gasodutos, garantindo maior segurança energética ao Brasil. A exploração da camada pré-sal, utilizando-se plataformas marítimas de exploração e liquefação de GN, tornar-se-á uma importante fonte deste hidrocarboneto. Para o transporte do GNL até a costa vislumbra-se a utilização de navios gaseiros. Por esta razão há a tendência de aumento do trânsito de navios transportadores e, consequentemente, da exposição da população aos potenciais riscos. É de relevante importância a análise de risco e de consequência para a indústria petrolífera e de gás natural. As técnicas de análise de riscos visam prevenir os perigos, por meio da mitigação de suas causas, ou reduzir suas consequências por meio de ações de contingência caso um indesejável acidente ocorra. 1 – Introdução A metodologia sugerida pela International Maritime Organization (IMO 2002), intitulada: Formal Safety Assessment (FSA) apresenta as diretrizes para a aplicação da análise de riscos no setor naval. Uma das etapas desse processo racional e sistemático é a Análise Preliminar de Perigos (APP), com o objetivo de identificar, de forma estruturada, todos os potenciais perigos e eventos iniciadores de acidentes que possam resultar em consequências a indivíduos, (ferimentos e fatalidades); ao meio ambiente (poluição); e à propriedade (danos econômicos). A APP determina o direcionamento da análise de riscos e consequências. O objetivo deste trabalho é descrever os passos a serem seguidos para a realização de uma Análise Preliminar de Perigos e apresentar os resultados obtidos em pesquisa bibliográfica referentes à APPs para a operação de descarga de GNL em terminal flutuante, ou FSRV (Floating Storage Regasification Vessel). Os resultados relevantes obtidos pela pesquisa bibliográfica foram: a identificação dos principais cenários de riscos com potencial impacto ao público e ambiental, as possíveis ameaças na segurança de áreas circunvizinhas e medidas para redução de risco tais como adequação da salvaguarda associada aos riscos identificados, recomendações para redução das vulnerabilidades e melhoria dos sistemas de segurança. Embora não se tenha registros de graves acidentes, a cadeia de GNL apresenta grandes riscos. Navios transportadores de GNL representam fontes de risco especialmente na aproximação de terminais, não somente em relação à possibilidade de ocorrência de um acidente marítimo como também pode 2 representar um alvo para ações de sabotagem ou terroristas (Bubbico et al., 2009) e, por este motivo, a análise dos riscos associados a tais operações têm sido fonte de preocupação internacional motivando a elaboração deste trabalho. 2 – Análise Preliminar de Perigos A metodologia sugerida pela International Maritime Organization (IMO 2002), intitulada: Formal Safety Assessment (FSA) apresenta as diretrizes para a aplicação da análise de riscos no setor naval. Uma das etapas desse processo racional e sistemático é a Análise Preliminar de Perigos (APP), com o objetivo de identificar, de forma estruturada, todos os potenciais perigos e eventos iniciadores de acidentes que possam resultar em consequências a indivíduos, (ferimentos e fatalidades); ao meio ambiente (poluição); e à propriedade (danos econômicos). A APP determina o direcionamento da análise de riscos e consequências (IMO 2002, IMO 2007, CETESB 2003). A APP - Análise Preliminar de Perigos (Preliminar Hazard Analysis – PHA) é uma das técnicas mais importantes das etapas de Análise de Riscos e Consequências pelo fato de ser um dos passos iniciais da análise, onde omissões podem levar a comprometimento de resultados finais (Martins e Natacci, 2009). É precedida da elaboração de uma análise histórica de acidentes (DNV (2001), CETESB (2003)). A APP é uma etapa de busca exaustiva de identificação de perigos, devendo ser o mais abrangente e detalhista possível, e demanda razoável tempo, determinação e conhecimento por parte dos analistas. (IMO(2007), Cabrillo(2006a)) Trata-se de uma técnica estruturada, tendo como objetivo a identificação dos perigos potenciais (Hazard Identification – HAZID) presentes numa instalação, que podem ser ocasionadas por eventos associados indesejáveis que podem resultar em riscos inaceitáveis.(IMO(2002), DNV(2001)) Esta técnica pode ser utilizada em instalações nas etapas de projeto ou mesmo em unidades em operação, permitindo neste caso a revisão dos aspectos de segurança existentes. Conforme a Norma Técnica P4261 da CETESB (2003), a APP deve focalizar todos os eventos perigosos cujas falhas tenham origem na instalação em análise, contemplando tanto os erros humanos como também as falhas intrínsecas de equipamentos, de instrumentos e de materiais. Na APP, devem ser identificados os perigos, as causas e os efeitos (consequências) e as categorias de severidade correspondentes, bem como as observações e recomendações pertinentes aos perigos identificados. Uma vez que os perigos inerentes à instalação são a principal fonte de eventos iniciadores de acidentes, as análises que visem entender exposições a riscos devem começar pelo entendimento dos mesmos. Por vezes, a identificação de perigos é explicitamente realizada com a utilização de técnicas estruturadas. Outras vezes, geralmente quando os perigos são amplamente conhecidos, sua identificação torna-se uma atividade implícita, e não sistematicamente realizada, o que não é recomendável (Martins e Natacci, 2009). Conforme a IMO–FSA utiliza-se o seguinte procedimento para avaliação. A identificação de perigos se inicia com o estudo detalhado da instalação quando deve ocorrer uma interação entre os responsáveis pelos processo de análise de riscos e do projeto da instalação em questão. Especificamente, quando se tratar de um navio, e quando o transporte é de cargas perigosas, procede-se a sessões exaustivas de discussões (brainstorming) quanto aos sistemas que compõem o navio e de possíveis problemas já identificados, e também para que perigos conhecidos não sejam esquecidos. A instalação ou embarcação avaliada é então dividida em sistemas, e a equipe de analistas de riscos deve proceder a novas discussões para identificação dos perigos potenciais associados a cada parte do sistema. Na APP os principais sistemas do navio e respectivas interfaces são abordados, tais como: arranjo geral; sistemas de contenção; sistemas de manipulação da carga; sistemas de segurança; sistemas de potência; estruturas; propulsão e governo e manobra. A análise deve considerar as diversas condições operacionais do navio ao longo de sua vida útil, incluindo: descarregamento, carregamento, trânsito, docagem, partida e parada. Este processo é comumente efetuado com o apoio deuma equipe especializada no projeto e na operação da instalação. Os perigos considerados significativos são priorizados em avaliações mais aprofundadas. Quando a equipe de análise de perigos não tem conhecimentos específicos de todas as instalações que analisa, a participação dos projetistas da embarcação é de fundamental importância. A cada nova análise sempre deve 3 haver a realimentação com subsídios de segurança, confiabilidade e disponibilidade para a operação da embarcação. A APP deve servir também como um registro dos perigos e riscos associados, com acompanhamento e rastreabilidade, até a aprovação final de projetos pelas sociedades classificadoras. A APP deve abordar os principais sistemas do navio e respectivas interfaces, tais como: arranjo geral; sistemas de contenção; sistemas de manipulação da carga; sistemas de segurança; sistemas de potência; estruturas; propulsão e governo e manobra. A análise deve considerar as diversas condições operacionais do navio ao longo de sua vida útil, incluindo: descarregamento, carregamento, trânsito, docagem, partida e parada, conforme relatam Martins e Natacci (2007) 3 – Caso em Estudo: APP em operação de descarga de GNL em terminal flutuante, ou Floating Storage Regasification Vessel (FSRV). O GNL é produzido por processo de liquefação do Gás Natural (GN), resultando praticamente em gás metano liquefeito com menores concentrações de outros hidrocarbonetos e Nitrogênio a 162 graus negativos. É um modo econômico de transportar grandes quantidades de GN, pois o GNL é 600 vezes menor em volume que o GN. O GNL não é pressurizado durante o transporte e armazenagem, é incolor, inodoro, não corrosivo, não tóxico e líquido criogênico a pressão atmosférica e menos densa que a água (Vanen et al., 2008). Quando o GNL vaporiza, forma nuvens visíveis de vapor que podem ser inflamáveis e explosivas sob condições bem conhecidas. Para o gás metano, o principal componente do vapor de GNL, o intervalo de flamabilidade está entre 5 % a 15 % em volume. Na ocorrência de um vazamento, o GNL resfria os arredores do local enquanto vaporiza e se mistura com o ar. O comportamento do GNL é diferente em derramamento em terra e sobre a água. Sobre a terra, a vaporização inicialmente é rápida, mas diminui conforme o solo se resfria e o tempo de evaporação da poça de GNL pode tomar muito tempo. Por outro lado, quando o derramamento for sobre a água, haverá uma troca de calor transmitida pela água. A poça de GNL flutuará e vaporizará rapidamente até que a poça de GNL evapore completamente. Os vapores de GNL espalham-se rapidamente, podendo percorrer uma razoável distância até se diluir abaixo do nível de flamabilidade.(ABS(2004), Hightower et al., (2004) Um vapor de gás dentro do limite de flamabilidade pode entrar em ignição espontaneamente ou quando em contato com uma fonte de ignição tal como chamas, faíscas ou superfícies aquecidas (fontes de calor). Para uma mistura de 10% de gás Metano e ar, a temperatura de auto ignição é de 540 oC.(IMO(2007), ABS(2004)) Conforme Foss (2003), as propriedades físicas do GNL e do Vapor de GNL os maiores perigos são: - Incêndio em poça (Pool Fire) – Caso o vazamento ocorra perto de uma fonte de ignição e a mistura de vapor e ar estiver dentro dos limites de flamabilidade, esta mistura queimará sobre a poça de GNL. Estas poças não se extinguem até que todo o GNL seja consumido. A radiação térmica produzida pelo incêndio em poça pode atingir pessoas desprotegidas e danificar propriedades a uma distância considerável da fonte das chamas. - Incêndio em Nuvem (Flash Fire) pela formação de nuvens de vapor. Caso não ocorra uma ignição imediata, o vapor e o gás natural evaporado podem formar uma nuvem de vapor e derivar a certa distância do local de vazamento. Esta nuvem poderá entrar em ignição caso encontre uma fonte de ignição e esteja dentro da faixa de flamabilidade, e gradualmente queimará em seu caminho de volta até a fonte do derramamento para continuar queimando na forma de um incêndio em poça. - As temperaturas criogênicas podem ocasionar danos materiais e estruturais tais como trincas, fraturas, fragilização de equipamentos, superfícies ou objetos não preparados para estas temperaturas. Os danos pelo contato direto com o GNL podem ser fatais pela possibilidade de congelamento e danos a pele além do vapor de GNL ser asfixiante. - Rollover - Este fenômeno ocorre quando se utiliza vários fornecedores de GNL, com suprimentos de diferentes densidades que não se misturam, a priori, formando várias camadas dentro do tanque. Repentinamente e espontaneamente estas camadas começam a se estabilizar e entrando em movimento, criando sobre pressões dentro do tanque de armazenamento. Nos padrões e normas de construção dos tanques estas sobre pressões estão previstas. - Transição Rápida de Fase (Rapid Phase Transition – RPT) Como o GNL é menos denso que a água, flutua sobre ela e vaporiza enquanto estiver em contato. Quando o GNL 4 for despejado sobre a água a alta vazão uma transição rápida de fase ocorrerá. Esta RPT tem o potencial de quebrar janelas e vidros em suas proximidades. - Explosão - No estado líquido o GNL não é explosivo, e o vapor de GNL somente explodirá caso esteja dentro da faixa de flamabilidade e dentro de um espaço confinado ou semi confinado. O GNL por evaporar e não ser tóxico, na ocorrência de vazamentos indesejáveis causará mínimos danos e poluição ao ambiente marinho. A ocorrência de BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosions) está associada com líquidos pressurizados. Os tanques de GNL não são projetados para pressão e provavelmente não se pressurizariam a ponto de causar um sério evento de BLEVE. Pelos levantamentos históricos de acidentes relacionados ao transporte marítimo de GNL nenhuma fatalidade diretamente relacionada ao transporte pelos navios transportadores de GNL.conforme relatado pela ABS (2004) e Hightower et al. (2004). Os Navios transportadores de Gás Natural Liquefeito (LNG Carriers) são considerados entre os mais seguros navios em navegação, e esta reputação decorre de serem cuidadosamente projetados, construídos, com constantes manutenções, manejados e operados com foco em segurança em todos os aspectos. Por estes motivos, estatísticas de acidentes fatais ou acidentes envolvendo grandes descargas acidentais não ocorreram nos últimos 30 anos no transporte marítimo de GNL conforme a IMO-FSA-MSC83-INF3 (2007). Além das regras e regulamentos aplicados a construção de todos os tipos navios,os navios transportadores de GNL ficam submetida às regras IGC (International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk) e pelas regras da Convenção SOLAS . Conforme Vanen et al. (2008) e Hightower (2004) a cadeia de transporte de GNL está passando por mudanças consideráveis, com uma expectativa de dobrar de tamanho no período de uma década, pela construção de embarcações cada vez maiores, com a utilização de sistemas de propulsão alternativos, utilização de novas rotas de comércio, operações de produção Offshore e possível falta de tripulação qualificada e bem treinada num futuro próximo. Este desenvolvimento na Indústria do GNL pode trazer um aumento no nível de risco num futuro próximo. Estas mudanças ainda não foram consideradas na maioria dos estudos disponíveis na bibliografia consultada. Navios regaseificadores SRV (Storage and Regasification Vessel), podem ser utilizados para estocar e regasificar o GNL e transferir para as linhas de gás em forma de Gás Natural pressurizado. São navios anteriormente utilizados para o transportede GNL que foram modificados para realizarem o processo de regasificação a bordo. Estes navios podem também ser utilizados para transporte de GNL entre os portos (terminais), proporcionando relativa flexibilidade em relação à sua utilização-fim. Os SRVs foram adotados no Brasil no terminal de Pecém no estado do Ceará e no Terminal da Baía de Guanabara no estado do Rio de Janeiro. (Revista Fator Brasil (2009)). Um navio supridor (transportador de GNL – Liquefied Natural Gas Carrier - LNGC) atraca de um lado e transfere GNL ao SRV através de braços especiais de carga/descarga conforme apresentado nas Figuras 1 e 2. Figura 1 - Esquema do Terminal de GNL Fonte: PETROBRAS Figura 2 - Terminal da Baía de Guanabara Fonte: PETROBRAS 4 – Potenciais Riscos Os potenciais riscos aos quais uma embarcação está sujeita são: colisão entre embarcações, encalhe, colisão com objetos estranhos, fogo, explosões, falha nas máquinas e equipamentos, desastres naturais (intempéries), incidentes na carga e descarga, 5 falhas no sistema de contenção de carga, áreas de guerra, pirataria, terrorismo (seqüestro, ataque de mísseis ou barcos explosivos). (IMO FSA (2007)) Os Navios Transportadores de Gás Natural Liquefeito (GNL) são considerados seguros (poucos incidentes, com nenhuma fatalidade nos últimos 30 anos) no entanto, uma ocorrência poderia levar a conseqüências catastróficas, considerando-se a energia inerente da carga transportada. A ausência de incidentes ocorre devido às rígidas regras de construção (duplo casco, duplo fundo), isolamento da carga criogênica (materiais isolantes especiais), sistemas de controle, vigilância e monitoramento de carga, e principalmente devido à tripulação especializada e treinada. No entanto, com o crescente aumento nas novas encomendas de embarcações cada vez com maior capacidade de carga, e conseqüentemente maiores dimensões (calado, riscos de encalhe), os fatores de riscos tendem a aumentar consideravelmente. Conforme FOSS et al. (2003) e a IMO- FSA-MSC83 (2007) a segurança da Cadeia do GNL é garantida por quatro elementos que proporcionam múltiplas “camadas” de proteção tanto para os trabalhadores da Indústria do GNL quanto para a segurança da população circunvizinha. A primeira “camada” de proteção envolve o uso de materiais apropriados aos locais por onde o GNL “transita” tão como o design e engenharia apropriados aos tanques de armazenamento, navios taqueiros e onde mais o GNL estiver em contato. A segunda “camada” de proteção, deve garantir que caso haja vazamentos próximos a terra firme, ou em terra firme, o GNL poderá ser totalmente contido e isolado do público. Sistemas de Salvaguarda representam a terceira camada de proteção. Para este nível de proteção, as operações com GNL deverão utilizar-se de sistemas de alertas de vazamentos de alta confiabilidade e de sistemas de segurança e de auto desligamento ESD (Emergency Shut Down). Estes sistemas podem identificar automaticamente problemas e interromper rapidamente operações quando ocorrerem vazamentos ou em caso de ocorrência de falha de equipamentos. São projetados para prevenir e limitar significativamente o vazamento de GNL ou de vapor de GNL. A quarta “camada” de proteção deve garantir distâncias de segurança da população aos locais onde haja processos que utilizem GNL ou Gás natural. Áreas de segurança (zonas de restrição) ao redor de navios tanqueiros de GNL também são adotadas. Conforme relatado pela IMO e ABS, o risco de poluição do GNL, para o Meio Ambiente, pode ser considerado mínimo, pois não é tóxico nem persistente (evapora) 5 – Resultados Os resultados relevantes obtidos pela pesquisa bibliográfica foram: a identificação dos principais cenários de riscos com potencial impacto público e ambiental, as possíveis ameaças na segurança de áreas circunvizinhas e medidas para redução de risco tais como adequação da salvaguarda associada aos riscos identificados, recomendações para redução das vulnerabilidades e melhoria dos sistemas de segurança. 5.1 – Cenários Conforme levantamento de identificação de perigos relacionados aos FSRV relatados em Cabrillo Port (2006a, 2006b, 2006c) foram identificados os cenários de risco e vulnerabilidades (ameaças) descritos a seguir: 5.1.1 – Cenário 1 – Explosão acidental em espaço livre Figura 3 - Cenário 1 – Fonte: Risknology Para a verificação deste cenário (figura 3) é esperada a seguinte sequência de eventos: - Vazamento de GNL no espaço livre; fonte de ignição e explosão de alta pressão Como possíveis conseqüências são identificadas: - Falha das anteparas e da ventilação - Falha estrutural do suporte do tanque central de carga - Colapso do tanque central de carga - Falha progressiva do tanque central de carga Efeito cascata (falhas subseqüentes): - Formação de incêndio em poça com toda carga do tanque - Falha estrutural do casco e naufrágio - Descarga de carga de outro tanque subjacente sob o mar - Embarcação avariada deriva e com a entrada de água do mar aquece os tanques provocando troca de calor e falha nos outros tanques com posterior descarga de GNL na superfície. 6 5.1.2 – Cenário 2 – Explosão acidental em tanque de carga Figura 4 - Cenário 2 – Fonte: Risknology Para a verificação deste cenário (figura 4) é esperada a seguinte sequência de eventos: - Tanque central sob manutenção, sob ar ambiente, livre de gás; GNL introduzido no tanque e fonte de ignição Como possíveis conseqüências são identificadas: - Explosão - Potencial geração de projéteis pela explosão - Penetração de projéteis em tanque(s), adjascente(s) resultando em vazamento Efeito em cascata (falhas subseqüentes): - Ignição da carga do(s) tanque(s) adjacente(s) - Falha estrutural do casco e naufrágio - Descarga do restante da carga sob o mar 5.1.3 – Cenário 3 – Colisão Acidental / Intencional Figura 5 - Cenário 3 – Fonte: Risknology Para a verificação deste cenário (figura 5) é esperada a seguinte sequência de eventos: - Colisão forte o suficiente para penetrar um tanque de carga de GNL; vazamento de GNL próximo a linha d’água e a existência de uma fonte de ignição. Como possíveis conseqüências são identificadas: - Incêndio em poça devido ao derramamento do tanque avariado pela colisão - Efeito em cascata (falhas subseqüentes ) nos demais tanques ou no navio. 5.1.4 – Cenário 4 – Explosão acidental entre embarcações Figura 6 - Cenário 4 – Fonte: Risknology Para a verificação deste cenário (figura 6) é esperada a seguinte sequência de eventos: - Falha no braço de carga/descarga; - GNL vaza entre o FSRU e o Tanqueiro GNL sob a água; - Explosão em espaço confinado; - Cargas excessivas nos cascos das duas embarcações. Efeitos em cascata provocando falhas subseqüentes nos tanques são identificados como possíveis conseqüências da verificação deste cenário. 5.1.5 – Cenário 5 – Ataque terrorista no tanque de carga Figura 7 - Cenário 5 – Fonte: Risknology A sequência de acontecimentos para a verificação deste cenário (figura 7) é: - Abertura de buraco na lateral do tanque, dependendo do tamanho do armamento. - Vazamento de GNL na linha d’água - Fonte de Ignição (Imediata ou retardada) Como possível conseqüência, identifica-se o incêndio em poça e eventualmente efeitos em cascata nos demais tanques e estrutura da embarcação. 5.2 – Fontes de Ignição Segundo a ABS (2008), as principais fontes de ignição podem ser: chama em embarcações, motores de combustão e turbinas a gás, flares, máquinas de soldagem, máquinas de moagem, máquinas de corte, eletricidade estática, embarcações, equipamentos elétricos, calor de equipamentos, telefones celulares,luzes, isqueiros, computadores pessoais, câmeras, faroletes, helicópteros. 5.3 – Identificação de ameaças (vulnerabilidade) da segurança A tabela 1 apresenta o resultado da Análise de Vulnerabilidade para atos de terrorismo e ameaças intencionais (às quais uma FSRV pode estar sujeita), as consequências decorrentes, comentários, recomendações e os cenários associados. (Cabrillo Port 2006a, 2006b, 2006c) A tabela 2 apresenta as ações mitigadoras para a segurança do terminal FSRV. 7 5.4 – Identificação de eventos de perigo A tabela 3 apresenta as Identificações dos eventos perigosos referentes ao FSRV, de potenciais conseqüências destes eventos, salvaguardas, recomendações e comentários os possíveis cenários . (Cabrillo Port 2006a, 2006b, 2006c) Tabela 1 – Identificação de ameaças (vulnerabilidades) Fonte: Risknology Ameaça Conseqüência No. Recomendações comentários Pequena embarcação com carga explosiva Perda de carga das duas embarcações com possível ignição e mais fogo 1 Considerar a existência de uma embarcação de apoio para interceptação de indesejadas e desconhecidas Cenário 5 Desconexão das amarras e da ancoragem Deriva pode ocasionar a colisão entre os navios e conseqüente derramamento de GNL 2 Pouco provável, pois necessitaria de equipamento muito pesado e daria tempo suficiente para notar ou detectar o ataque. Cenário 3 Lançamento deliberado de GNL Possibilidade da nuvem de vapor se dirigir a regiões povoadas 3 Cenário 5 Sequestro do tanqueiro GNL para transitar próximo a costa Possibilidade da nuvem de vapor se dirigir a regiões povoadas 4 Pouco provável, devido a recentes mudanças na segurança da industria marítima Sequestro do tanqueiro GNL para intenciona colisão com o FSRU Potencial perda de carga das duas embarcações com possibilidade de ignição e fogo 5 Taqueiros GNL sempre estão com constante comunicação com os portos onde uma precoce detecção de sequestro é possível. Caso ocorra, a perda de carga seria do tanque atingido. Cenário 3 Descarga Intencional de GNL abordo na estrutura do deck Potencial danos a estrutura podendo ocorrer efeito cascata e possibilidade de perda de carga 6 Efeitos em cascata Descarga de GNL em áreas livres (p.ex. tanques de lastro) Potencial danos a estrutura podendo ocorrer efeito cascata e possibilidade de perda de carga 7 Cenário 1 Sequestro e uso malicioso de embarcação de apoio ou rebocador Potencial para atracar ao FSRU e usar como propulsor de reboque para arremessar ao litoral 8 Pouco provável. Tempo para desatracar o FSRU requereria muito tempo e seria detectado a tempo de evitar o ataque Uso de avião comercial para atingir a FSRU Potencial de perda total da FSRU e da aeronave 9 Pouco provável devido a recentes mudanças na segurança aeronáutica. Uso de pequeno avião para atingir o FSRU Potencial de abrir buraco no casco de tanque da FSRU com perda de carga e fogo 10 Perda parcial de carga, somente do tanque afetado. Efeitos em cascata Uso de Helicóptero para atingir o FSRU Potencial de abrir buraco no casco de tanque da FSRU com perda de carga e fogo 11 Perda parcial de carga, somente do tanque afetado. Talvez não perfure um tanque tipo MOSS Efeitos em cascata Sequestro da FSRU Vários potenciais anteriores 12 Pouco provável pois o ato deveria ser muito rápido para não ser notado Sequestro de Navio de passageiros para atingir o FSRU Potencial de perda total da FSRU e da Embarcação de cruzeiro 13 Pouco provável devido a mudanças nas normas de segurança de transporte de passageiros de cruzeiros Cenário 3 Uso de granada propelida ou outra arma tática no FSRU ou no Tanqueiro GNL Potencial de abrir buraco no casco de tanque da FSRU com perda de carga e fogo 14 Probabilidade de perda parcial de carga, vazamento de carga do tanque afetado Cenário 5 Buraco na pipeline em profundidade de mar menor de 50 m Perda de carga de gás natural regaseificado 15 Pouco provável pela profundidade da linha Ataque de mergulhadores ao casco do FSRU com carga explosiva Potencial de abrir buraco no casco de tanque da FSRU com perda de carga e fogo 16 Uma carga explosiva deste porte realmente poderia abrir um buraco no tanque? Cenário 5 Ataque intencional a estação medidora de gás 17 Pouco provável, localização dentro de área 8 Tabela 2 - Ações Mitigadoras para melhoria da segurança – Fonte: Risknology Mitigação discutida para segurança 1 Resposta dos órgãos competentes de segurança 2 Checagem dos antecedentes da tripulação 3 Forças de segurança dentro das embarcações de cruzeiro Segurança no transporte de passageiros marítimo equivalente aos da aeronáutica 4 Radares ARPA (não auxiliam para pequenas embarcações, noite ou fog) 5 Sala 24 h de controle de vigilância de tráfego de embarcações 6 Uso de embarcação extra para monitorar 7 Tanqueiro GNL deve noticiar 96 horas antes de atracar Deve noticiar sobre lista de tripulantes abordo 8 Zona de segurança ao redor da FSRU deve ser bem anotada nos quadros Tabela 3 - Identificação de perigos – Hazard Identification (HAZID) – Fonte: Risknology Evento de Perigo Conseqüência Salvaguardas No. Recomendações e comentários Roll Over nos tanques Alto carregamento dos tanques do FSRU, potencial danos aos tanques e ventilação de gás natural . Dispersão de gás sem maiores conseqüências Sistema de alívio de pressão 1 GNL derramado para fora da embarcação RPT (Rapid Phase Transition) com baixa temperatura próxima ao casco. Introdução de efeitos de stress local. Se o tanqueiro GNL estiver no berço, potencial de explosão existente caso haja formação de nuvens de vapor e haja fonte de ignição. Vazamento deve ser limitado pelo ESD. Cortina de água no tanqueiro GNL e FSRU reduz carregamento térmico. 2 Cenário 4 Perda de carga para espaços vazios (devido a inspeções incorretas ou inadequadas) Deflagração de fogo nestes espaços livres. Potencial risco de danos aos tanques de carga Sistema de detecção de vazamento 3 Cenário 1 Falha do braço de carga e descarga Descarga de GNL, RPT (Rapid Phase Transition) com carregamento térmico do casco, com potencial para introduzir efeitos de carga (stress) local. Se o tanqueiro GNL estiver no berço, potencial de explosão entre os cascos existente caso haja formação de nuvens de vapor e haja fonte de ignição. Rápida desconexão das válvulas, Vazamento limitado pelo ESD, Condições ambientais limitam a operação de descarga. Pode ser atuada de forma manual, caso haja falha no ESD 4 Cenário 4 Dsconexão não planejada do braço de carga e descarga (por quaisquer razões) Descarga de GNL com congelamento da água e danos estruturais aos cascos da SRV e da SV Potencial de explosão entre os cascos existente caso haja formação de nuvens de vapor e haja fonte de ignição. Válvula de controle de fluxo nas bombas, vazamento limitado pelo ESD, Condições ambientais limitam a operação de descarga. Pode ser atuada de forma manual, caso haja falha no ESD 5 Uma das maiores causas para uma desconexão não planejada pode ser a falha no controle dependendo do estado do mar Cenário 4 Sloshing nos Tanques Taxa adicional de vaporização devido ao acréscimo de energia. Fadiga no tanque e na torre de bombeamento, e possibilidade de perda de estabilidade da embarcação Torre de tubulações está conectada dentrodo tanque de GNL 6 Sobrecarregamento de tanque Potencial sobrepressão do tanque com perda limitada de carga 7 Fonte de ignição no SV Potencial para sobreaquecer trocador de calor com possível formação de chama 8 Verificar possibilidade da chama no SV ser possível fonte de ignição de GNL Efeitos em cascata FSRU colidindo com outro navio Potencial abertura de buraco com subseqüente vazamento de GNL. Potencial para ignição e possível inundação dos tanques e falha estrutural do FSRU 9 Provável perda parcial da carga. O vazamento de carga seria do tanque afetado pela colisão Cenário 3 9 Tabela 3 - Identificação de perigos – Hazard Identification (HAZID) (continuação) Evento de perigo Conseqüência Salvaguardas No. Recomendações e comentários Vazamento das válvulas de alívio Potencial de o Gás Natural encontrar fontes ou processos de chama 10 Uma válvula de escape de GNL será instalada próxima a ventilação dos tanques. Efeitos em cascata Seqüestro de Tanqueiro de GNL (SV) Potencial de formação de nuvem de vapor sobre população 11 Comentado na Tabela 1 Mal funcionamento do sistema de lastro Potencial para desconexão de uma ou mais braços de carga devido à inclinação da embarcação. Potencial para falhas na amarração de um ou mais sistemas de ancoragem. Sistemas automáticos de tensionamento, válvula de controle de fluxo nas bombas Limitado pelo ESD 12 No Brasil utiliza-se píer para amarração Cenário 4 Falha nos sistemas de ventilação Colapso do tanque de lastro e de áreas livres com possível distorção nas fundações 13 Tanque de BILGE inundado Potencial de aumento de taxa de BOG (BoilOff Gas) sem grandes conseqüências Válvulas unidirecionais (non return) para prevenir inundação de tanque 14 (Black Out) Falta de energia por longo período Potencial perda de manobrabilidade com subseqüente perda de controle. Estratificação de GNL armazenado devido à falta de circulação Gerador de emergência, redundância na geração de energia 15 Geradores de emergência podem não ter energia para mover os hélices Fogo na sala de máquinas do FSRU Potencial perda de todos os geradores incluindo o gerador de gás inerte. Perda de todos os geradores leva a perda de manobrabilidade e deriva Gerador de emergência fora da sala de máquinas, sistema de supressão de fogo, procedimento de emergência, habilidade de utilizar água dos rebocadores de apoio 16 Geradores de emergência podem não ter energia para mover os hélices Fogo na sala de máquinas do tanqueiro GNL Potencial de suspender carregamento ao FSRU sem maiores conseqüências Gerador de emergência fora da sala de máquinas, sistema de supressão de fogo, procedimento de emergência, habilidade de utilizar água dos rebocadores de apoio 17 Vazamento do tanque de Armazenamento e falha no Sistema de Gás Inerte Potencial de fogo no FSRU e possibilidade de propagação para o tanqueiro GNL se estiverem ao largo Sistema de supressão de incêndio, procedimentos de emergência, Sistemas de combate de incêndio dos rebocadores e do tanqueiro GNL. Habilidade de separar o tanqueiro GNL do FSRU com o uso de rebocadores. 18 Cenário 1 e Efeito em cascata Danos mecânicos à dutovia (pipeline) Descarga de gás natural com possibilidade de ignição. Possível fatalidade a tripulação e possível dano ao publico nas intermediações Pipelines são regidas por regras especificas e não fazem parte deste estudo 19 Inadequação do berço da dutovia Falha estrutural e possibilidade de vazamento Pipelines são regidas por regras especificas e não fazem parte deste estudo 20 Atividade Sísmica Falhas devido a movimentos entre a pipeline e o berço Pipelines são regidas por regras especificas e não fazem parte deste estudo 21 Colisão de qualquer tipo de embarcação Perda de flutuabilidade e deriva do FSRU, Rebocadores podem ser usados para resgatar o FSRU 22 Turret interno não foi considerado no projeto Cenário 3 Fadiga do riser Possível descarga de gás dentro do turret. Potencial dano catastrófico ao turret se tiver ignição Vazamento limitado pelo ESD 23 Tabela 3 - Identificação de perigos – Hazard Identification (HAZID) (continuação) 10 Evento de perigo Conseqüência Salvaguardas No. Recomendações e comentários Objeto a deriva atinge o riser Possível descarga de gás dentro do turret. Potencial dano catastrófico ao turret se tiver ignição Vazamento limitado pelo ESD 24 Turret interno não foi considerado no projeto Atividade Sísmica 25 Já considerado no projeto Fadiga ancoragem do FSRU Perda de uma ou mais linhas de ancoragem, leva a FSRU a deriva Rebocadores de apoio Inspeção visual detecta linha com falha 26 Ação de correntes marinhas Carregamentos no riser, e vibrações induzidas por vórtices 27 Falha submarina do riser Gás borbulha na água e possibilidade de perda de flutuabilidade do FSRU e Tanqueiro GNL Vazamento limitado pelo ESD 28 Atividade submarina na área Potencial de colisão com risers e amarrações Rebocadores de apoio para rebocar FSRU, Área de segurança ao redor do FSRU marcado em cartas náuticas. 29 Descarga de emergência ou falha Potencial de abrir furos nos tanques de armazenamento de GNL, com subseqüente vazamento de GNL, potencial de ignição, e possível alagamento e falha estrutural do FSRU 30 Vazamento afeta tanque Cenário 2 Vazamento em espaço livre (duplo casco) Mistura inflamável em espaços confinados com potencial explosão de maiores danos ao casco e conseqüente alagamento Detecção de gás em espaços confinados 31 Cenário 1 Ondas extremas repentinas Movimento repentino provoca desligamento dos braços Limitar condições de operação conforme condições ambientais 32 Cenário 4 Design de Tanqueiro GNL não apropriado a operações com o FSRU Movimento repentino provoca desligamento dos braços pois o design do Tanqueiro GNL foi projetado para operações de offloading em terra Limitar condições de operação conforme condições ambientais 33 Cenário 4 Perda de manobrabilidade durante carga Embarcações se movimentam e possibilidade de colisão Habilidade de uso de rebocadores para separar as embarcações 34 Cenário 4 Ar ingressa no tanque (p.ex. manutenção ou start up) Mistura inflamável no tanque com potencial explosão, e danos aos tanques, ao casco e subseqüente inundação. Procedimentos operacionais durante startup e manutenção 35 Manutenção de bombas de FSRU deve ser feita com maior freqüência , e também as entradas nos tanques e exposição de misturas ar gás Cenário 2 Vazamento de GNL no tanque com ar presente Mistura inflamável no tanque com potencial explosão, e danos aos tanques, ao casco e subseqüente inundação. Procedimentos operacionais durante startup e manutenção 36 Cenário 2 Aumento de volume de óleo combustível (instalação da FSRU) Potencial de descarga de óleo combustível e subseqüente impacto ambiental 37 Aumento no trânsito de embarcações (instalação da FSRU) Aumento do potencial de colisão Delimitação de área de construção 38 Cenário 3 Deriva de Tanqueiro GNL durante reparos Potencial colisão de navios Rebocadores em prontidão para interceptar o tanqueiro39 Capitão do porto permite navios em deriva por 1 a 2 hs para manutenção Manutenção de Tanqueiros GNL (SV) 40 O procedimento de operação da FSRU não permitirá a manutenção dos SV (descarregamento) 11 A Tabela 1 apresenta o resultado de uma análise de Vulnerabilidade da Segurança apresentando as ameaças levantadas na Análise Preliminar através de sequências de reuniões (“brainstorming”) e consenso em comum entre os participantes. A Tabela 2 apresenta o resultado consensual da Análise de vulnerabilidades em relação às ações mitigadoras para as ameaças. A Tabela 3 apresenta o resultado da APP relacionada ao FSRU. A embarcação subdividida em subsistemas (Sistemas de Carga do FSRU e do SV; Sistemas de lastro e Sistemas funcionais, Projeto do Casco e os modos de operação da embarcação), teve seus perigos levantados e analisados, tão como as possíveis consequências, salvaguardas e recomendações. Caso um evento indesejável ocorra, as embarcações (e seus ocupantes) mais próximas expostas devem ser consideradas nas distâncias de impacto do incidente. A localização da FSRU e a distância desta em relação a outras embarcações e atividades costeiras devem ser meticulosamente analisadas. Pelos resultados obtidos nas análises de Cabrillo Port 2006a, 2006b, 2006c, salvaguardas e planos de segurança e ações de proteção devem ser adotados para mitigar ameaças, podendo ser: - Investigação sobre antecedentes dos funcionários (temporários e permanentes), equipes de serviço e manutenção e operadores que acessem o terminal; - Inspeção (vistoria ou revista) física para todos os indivíduos que forem admitidos no FSRV; - Acesso restrito e monitorado das áreas sensíveis da FSRV; - Treinamento dos tripulantes da FSRV e dos funcionários responsáveis pela Seguranças em prevenção e cuidados com a Segurança; - Estabelecer reações premeditadas de segurança abordo e do pessoal de suporte em terra; - Planejamento e coordenação de exercícios com a Polícia Marítima e Bombeiros, com acordos de responsabilidade para cada um dos órgãos envolvidos; - Assegurar constante inspeção dos rebocadores e do terminal de docagem a fim de evitar a implantação de cargas explosivas; - Monitoração das comunicações de segurança. Ações protetivas para mitigar as ameaças podem ser: - Estabelecimento de áreas de exclusão e de área a ser evitada; - Utilização de redes de comunicação internacionalmente conhecidas para notificar as embarcações de manutenção ou construção sobre quaisquer atividades, a localização destas e qual duração da atividade. Estas embarcações são instruídas para contactar a FSRU periodicamente. Qualquer embarcação que se aproximar sem aviso seria interceptada pelos rebocadores. - Utilização de monitoramento ininterrupto 24h, tais como radar, sonar e observação visual; - Estabelecer procedimentos para prevenir contra a intrusão de pequenas embarcações; - Conduzir periodicamente exercícios de emergência contra fogo, descargas de produtos, acidentes, e incidentes terroristas - Em relação aos sistemas de prevenção de segurança devem ser adotados os seguintes: - Monitoramento de espaço aéreo (radar e visual); - Restringir a área de pouso de helicóptero somente para uso autorizado; - Instalação de sistemas automáticos de proteção e de combate a incêndio (fogo) sistemas com desligamento automático - Sistemas de monitoramento de descargas com sistemas automáticos de retenção; - Proteção adicional das tubulações (dutovias - pipelines) 6 – Conclusões e recomendações para trabalhos futuros A APP foi realizada para identificar os principais eventos de perigo que a FSRU estaria sujeita. Mudanças no projeto da FSRU devem ser exaustivamente analisadas para aumentar a segurança da embarcação. Esses estudos dispendem um razoável tempo e esforços dos participantes, mas tendo em vista os riscos que estas operações com GNL estão sujeitas e pela energia liberada em caso de eventos potencialmente desastrosos, estas análises devem ser realizadas. A partir desta análise, e considerando-se as recomendações e os comentários, medidas mitigadoras e salvaguardas devem ser adotadas com o intuito de reduzir os riscos existentes. A APP permite deste modo iniciar o processo de estudo para uma Análise de Risco e Conseqüências muito mais detalhado a ser realizado posteriormente. 12 7 – Agradecimentos Agradecimentos ao Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e Biocombustíveis (IBP) pelo programa IBP de Bolsas de Mestrado, à Agência Nacional de Petróleo no Programa de Recursos Humanos na Universidade de São Paulo (ANP/PRH-19) e ao Laboratório de análise, avaliação e gerenciamento de risco do Departamento de Engenharia Naval e Oceânica da Universidade de São Paulo (LabRisco) pela utilização de sua infraestrutura. 8 – Referências Bibliográficas AMERICAN BUREAU OF SHIPPING (ABS) ”ABS Guide for building and classing offshore LNG Terminals” Chapter 2 Section 2 Page 50 2004 (Revised 2008) AMERICAN BUREAU OF SHIPPING (ABS) CONSULTING (2004). “Consequence Assessment Methods for Incidents Involving Releases from Liquefied Natural Gas Carriers” GEMS 1288209, report for the Federal Energy Regulatory Commission contract no. FERC04C40196 BUBBICO, R.; DI CAVE, S.; MAZZAROTTA, B. Preliminary risk analysis for LNG tankers aproaching a maritime terminal”, Journal of Loss Prevention in the Process Industries.1-5 , Elsevier, 2009. CABRILLO PORT LNG PROJECT, “C3-1 Chronological List of LNG Accidents, C3-2 Marine Safety and Security Requirements, C3- 3 Design and Safety Standards applicable to Natural Gas Projects”, January 2006 CABRILLO PORT LNG PROJECT, ”Hazard Identification Study (HAZID), Final Report”, January 2006 CABRILLO PORT LNG PROJECT, “Independent Risk Assessment of the Proposed Cabrillo Port Liquefield Natural Gas Deepwater Port Project, Main Report” , 2006 COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO “Manual de orientação para a elaboração de estudos de análise de risco” NORMA TÉCNICA P4.261 122 pag., Maio/2003 DNV - DET NORSKE VERITAS. Marine Risk Assessment. 2001 (OTR 2001/063). FOSS, MICHELLE “LNG Safety and Security” Center for Energy Economics October 2003 HIGHTOWER, M., GRITZO, L., LUKETA- HANLIN, A., COVAN, J., TIESZEN, S., WELLMAN, G., IRWIN,M., KANESHIGE, M., MELOF, C., AND RAGLAND, D. (2004). Guidance on Risk Analysis and Safety Implications of a Large Liquefied Natural Gas (LNG) Spill Over Water. Sandia National Laboratories Report SAND2004-6258. INTERNATIONAL MARITIME ORGANIZATION (IMO), “Guidelines for Formal Safety Assessment (FSA) for Use in the IMO Rule-making Process”.April 2002 INTERNATIONAL MARITIME ORGANIZATION (IMO), 2007, “FSA – Liquefied Natural Gas (LNG) Carriers” MSC_83-21-1. INTERNATIONAL MARITIME ORGANIZATION (IMO), 2007, “FSA – Liquefied Natural Gas (LNG) Carriers Details of the formal Safety Assessment” MSC_83-INF3 MARTINS, M. R., NATACCI, F. B, “Metodologia para Análise Preliminar de Riscos de um navio de transporte de de Gás Natural Comprimido”, Congresso Panamericano de Ingenieria Naval (COPINAVAL) 2009, disponível em http http://www.programa.copinaval2009.com REVISTA FATOR BRASIL, 18/03/2009, disponível em: http://www.revistabrasil.com.br, acesso em 29 de outubro de 2009 VANEM, ERIK; ANTÃO, PEDRO; OSTVIK, IVAN; AND COMAS, FRANCISCO DEL CASTILLO, 2008, “Analysing the Risk of LNG Carrier Operations”, Reliability Engineering and System Safety, Vol. 93, pp. 1328 – 1344.
Compartilhar