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MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 93 UNIDADE II - PERIGOS DOS GASES LIQUEFEITOS 2 PERIGOS DAS CARGAS Em razão da própria natureza dos gases liquefeitos, manusear essas substâncias em todas as fases do transporte marítimo cria perigos potenciais específicos. Entretanto, o conhecimento adequado das características desses gases, dos sistemas operacionais e da segurança dos navios contribuirá para que não ocorram acidentes. Os principais riscos e perigos relacionados ao gás liquefeito ou ao seu vapor são representados pelos seis componentes descritos abaixo: • inflamabilidade; • toxicidade (envenenamento); • asfixia (sufocação); • baixas temperaturas; • queimaduras químicas; • reatividade. No decorrer deste capítulo estudaremos esses riscos relacionados a essa atividade bem como os principais métodos de identificação e prevenção, de forma a colaborar para que eles não se materializem em acidentes. Devemos lembrar, entretanto, que risco é a probabilidade de um evento ocorrer, agravado ou agraciado pela severidade que isso representa, enquanto que perigo é o que pode causar mal a alguém ou a alguma coisa. MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 94 2.1 Perigos à Saúde Em caso de acidentes onde ocorram vazamentos de líquido ou vapor de gás liquefeito, todas as pessoas que estiverem envolvidas no seu manuseio poderão ficar expostas ao líquido ou ao vapor, o que representará um risco para a saúde de todos. A resposta adequada a cada situação de risco dependerá diretamente do tipo de gás em questão. 2.1.1 Respiração Quando se respira, inala-se oxigênio (O2) para os pulmões e exala-se gás carbônico (CO2). Normalmente respiramos numa taxa de 12 a 20 vezes por minuto, levando de 500 a 700 ml de oxigênio por vez aos pulmões. Durante a respiração inalamos 20,9% de O2 e 1% de CO2 e exalamos, aproximadamente, 17% de O2 e 5% de CO2. Todos os gases liquefeitos são voláteis, portanto, devem ser tomadas precauções para evitar a exposição aos seus vapores. 2.1.1.1 Ar fresco O ar fresco é constituído por: • Nitrogênio (N2) = 78% • Oxigênio (O2) = 21% • Gás Carbônico (CO2) e Outros Gases = 1% Para respirar, o corpo humano precisa de ar contendo 20,9% de oxigênio. Expor-se a concentração de oxigênio inferior a este percentual não é seguro e pode acarretar em asfixia. Se a respiração parar, haverá aumento da taxa de CO2 e privação de O2 o que poderá causar danos cerebrais ou até levar a morte. 2.1.1.2 Deficiência de Oxigênio Se ocorrerem vazamentos de gás, haverá deficiência de oxigênio caso este seja deslocado pelo vapor da carga ou, mesmo pelo gás inerte (nitrogênio) que estiver sendo utilizado a bordo. Se o oxigênio for deslocado e substituído pelo vapor da carga, além da asfixia poderá haver outras complicações ocasionadas pelos efeitos narcóticos, irritantes e/ou tóxicos dessa carga. Os sintomas da asfixia (deficiência de oxigênio) são: MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 95 • confusão mental; • perda dos movimentos musculares; • perda da consciência; e finalmente, • parada respiratória 2.1.1.3 Sintomas Narcóticos Os sintomas narcóticos causados pelos hidrocarbonetos trazem as seguintes consequências imediatas: • sensação de embotamento; • a pele começa a ficar entorpecida ou insensível; • os movimentos tornam-se descontrolados ou confusos; e • o indivíduo entra numa fase emocional ou de excitação. 2.1.2 Toxicidade Toxidade é a capacidade de uma substância para causar dano ao tecido vivo, incluindo prejuízo ao sistema nervoso central, enfermidade ou, em casos extremos, a ocorrência da morte quando um gás ou líquido perigoso é inalado, ingerido ou absorvido através da pele. Em geral, os termos tóxico e venenoso, podem ser considerados sinônimos. A toxicidade é a medida de mensuração de quão tóxica ou venenosa uma substância pode ser. Algumas substâncias tóxicas podem ser extremamente perigosas, causando cegueira ou até mesmo a morte quando em altas concentrações. No entanto, a maioria delas é somente irritante sendo necessário o uso de proteção adequada (EPI) e o cumprimento de procedimentos específicos. A toxicidade é medida quanto a tolerância de um indivíduo a uma determinada concentração de gás ou vapor, expressa em partes por milhão (ppm), e denominada Limite de Tolerância (Threshold Limite Value - TLV). Essa é a concentração máxima de vapor no ar na qual a maioria das pessoas pode ficar exposta, trabalhando normalmente 8 horas por dia, com base numa jornada de trabalho de 40 horas por semana, sem sofrer efeitos prejudiciais à saúde . No Reino Unido (UK) a medida TLV foi alterada para WEL (Workplace Exposure Limit – Limite de Exposição no Local de Trabalho), para simplificar o seu entendimento. A toxidade também pode ser medida em STEL (Short Term Exposure Limit – Limite de Exposição de Curta Duração), também expresso em ppm, que é a concentração máxima de vapores no ar que pode ser tolerada por uma pessoa por um período de até 15 minutos e no máximo 4 exposições num período de 24 MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 96 horas e com intervalo de, no mínimo, 1 hora entre cada exposição. A medida STEL não é voltada para gases extremamente tóxicos. Gases químicos tóxicos comumente manuseados por navios: • Monômero de Cloreto de Vinila (VCM); • Amônia; • Cloro; • Óxido de Etileno; • Óxido de Propileno; • Gás Inerte (se contiver monóxido de carbono). A maioria desses gases tóxicos são irritantes, exceto o VCM. Eles irritam a pele pelo contato direto e o primeiro sintoma pode ser dor nos olhos, nariz, garganta e pelas vias onde passa o ar em direção aos pulmões. Alguns desses gases irritantes também podem lesionar a pele. 3.1.2.1 Informações de Saúde para Gases e Vapores Informações de Saúde para Gases e Vapores Produtos/Efeitos Asfixiantes Narcóticos Tóxicos Corrosivos/ Irritantes TLV-TWA (ppm) GNL X A GLP X X A Metano X A Etano X A Propano X A Butano X X 600 Etileno X X A Propileno X X A Butileno X X 800 Butadieno X X X X 2 VCM X X X 1 Amônia X X X 25 Cloro X X X 0,5 Etileno Óxido X X X X 1 MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 97 Propileno Óxido X X X X 2 Nitrogênio X A Para os gases marcados com “A” não há registro de TLV. Esses gases não possuem características tóxicas. São conhecidos como asfixiantes e podem matar quando sua concentração no ar for suficiente para deslocar o oxigênio necessário a nossa sobrevivência. Todos são inflamáveis exceto o Cloro. A Amônia tem a faixa de inflamabilidade limitada. (Tabela 1) Informações de Saúde para Gases e Vapores 2.1.2.2 TLV e STEL para gases Limites de Exposição Produtos/Limites TLV/WEL STEL Amônia 25 ppm 35 ppm Butadieno (inibido) 2 ppm 5 ppm Butano 600 ppm Butileno Limites não estabelecidos Cloro 0,5 ppm Etano 1.000 ppm Etileno 1.000 ppm Metano 1.000 ppm Propano 1.000 ppm Propileno 1.000 ppm Óxido de Propileno 2 ppm VCM 1 ppm 5 ppm Benzeno 0,5 ppm 2,5 ppm Monóxido de Carbono 25 ppm Gás Sulfídrico (H2S) 10 ppm 15 ppm Dióxido deEnxofre 2 ppm Esses dados podem ser modificados em razão de mudança na legislação pertinente, motivo pelo qual as últimas recomendações devem ser verificadas. (Tabela 2) Limites de Exposição MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 98 2.1.3 Primeiros Socorros e Tratamento médico Um meio de tratamento médico imediato deve estar disponível e fácil de ser contatado quando ocorrerem acidentes causados por toxicidade e/ou irritação por vapores de carga. A correta percepção dos sintomas no caso de um acidente é importante para as autoridades médicas, uma vez que irão precisar dos detalhes do evento e rapidamente saber qual o gás ou vapor em questão. As Folhas de Informação de Segurança de Produto Químico (FISPQ) contemplam a coluna “dados de saúde” que deve ser consultada em caso de acidentes envolvendo pessoas. Além disso, a publicação da IMO denominada Guia Médico de Primeiros Socorros para Uso em Acidentes Envolvendo Carga Perigosa (Medical First Aid Guide for Use in Accidents Involving Dangerous Goods-MFAG), contém informações relativas ao tratamento adequado à substância envolvida, detalhando sintomas, primeiros socorros e uso de antídotos. 2.1.3.1 Congelamento – Frostbite A temperatura baixa de alguns gases liquefeitos representa um perigo adicional significante. Se a pele for exposta ao frio severo, o tecido afetado congelará. Esse perigo estará sempre presente nos terminais e nos navios que estiverem manuseando cargas totalmente refrigeradas. Uma carga liquefeita por pressurização encontra-se na temperatura ambiente ou próximo desta enquanto estiver armazenada, porém, se vazar, rapidamente haverá vaporização instantânea com queda brusca de temperatura oferecendo o mesmo perigo. Como todos os gases liquefeitos são voláteis, eles evaporam rapidamente quando derramados na pele, provocando “queimaduras pelo frio” extremamente severas e que pode levar a graves ulcerações. Os sintomas de uma queimadura pelo frio são parecidos com os da queimadura por calor. O principal sintoma é uma forte dor na área afetada (após descongelar), normalmente acompanhada por confusão, agitação, desmaio, aceleração do pulso e da respiração. Se a área for extensa, é provável que a pessoa entre em choque. Se for possível, o acidentado deve ser encorajado a movimentar a região afetada enquanto está sendo aquecida. As bolhas nunca devem ser abertas, nenhuma roupa deve ser puxada se estiver presa firmemente a pele. Toda área afetada deve ser coberta com material esterilizado. Em outros aspectos, é o mesmo tratamento a ser dado em queimaduras por calor. Quando se estiver tratando uma queimadura pelo frio, a parte afetada deve ser aquecida com as mãos ou material de lã. A massagem não é indicada, pois pode causar feridas na pele atingida. Se os dedos ou as mãos tiverem sido atingidos, devem ser postos sob as axilas. A parte afetada deve ser posta em água quente, em uma temperatura próxima de 42 ºC. O aquecimento deve levar em torno de 15 a 60 minutos. Se isso não for possível, o acidentado deve ser envolto em cobertores devendo a circulação voltar a funcionar naturalmente. Analgésicos e morfina podem ser necessários para controlar a dor. MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 99 2.1.3.2 Fratura Frágil (Brittle Fracture) O derramamento de gás liquefeito sobre o convés de navios não projetados para baixas temperaturas pode torná-lo quebradiço e resultar em fraturas na área resfriada. É improvável que essas fraturas se propaguem para outras áreas além da área do derramamento. Nos navios que transportam cargas particularmente frias como o GNL e o Etileno, devem ser instaladas bandejas protetoras nas áreas onde possam ocorrer vazamentos. A área em volta do manifolde pode ser protegida com madeira ou fibra de vidro e sob as conexões do manifolde devem existir bandejas de aço inoxidável, madeira ou material equivalente. 2.1.3.3 Queimaduras Químicas As queimaduras químicas podem ser causadas por Amônia, Cloro, Óxido de Etileno e Óxido de Propileno. Os sintomas por queimaduras químicas são similares aos de queimaduras por calor ou frio, exceto que o produto pode ser absorvido através da pele causando efeitos tóxicos. A queimadura química causa maiores danos, particularmente aos olhos. A área afetada deve ser lavada com água fresca corrente usando o chuveiro de emergência do navio, por 10 a 15 minutos. Após esse procedimento, a área afetada deve ser coberta com um material esterilizado. O tratamento posterior é o mesmo para as demais queimaduras. 2.1.3.4 Informações de Saúde para Gases Liquefeitos Informações de Saúde para Gases Liquefeitos Produtos/Efeitos Irritantes Queimaduras pelo Frio Queimaduras Químicas Absorvidos pela Pele GNL X GLP X Metano X Etano X Propano X Butano X Etileno X Propileno X Butileno X Butadieno X X VCM X X Amônia X X X Cloro X X X X MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 100 Etileno Óxido X X X Propileno Óxido X X Nitrogênio X (Tabela 3) Informações de Saúde para Gases Liquefeitos 2.1.4 Asfixia (sufocação) Para tratar asfixia, remova a vítima do local de exposição ao gás e, se necessário, aplique respiração artificial e massagem cardíaca. Se for possível, estando a respiração fraca ou irregular deve ser ministrado oxigênio. A roupa deve ser retirada e, se a vítima estiver consciente, bebidas lhe devem ser oferecidas. A vítima deve repousar enquanto não chega ajuda médica. 2.1.4.1 Tabela de Sintomas e Respectivo Tratamento Médico para Asfixia Tabela de Sintomas e Respectivo Tratamento Médico para Asfixia Asfixiantes LNG, LPG, Metano, Etano, Propano, Butano, Nitrogênio, Gás de Caldeiras Sintomas - Aumento da taxa e da profundidade da respiração - Cianose (pele azulada) - Respiração com ronco - Perda da consciência - Parada da respiração Tratamento - Remova a vítima da exposição ao gás - Aplique respiração artificial se necessário - Aplique massagem cardíaca - Retire as roupas da vítima - Administre oxigênio no caso de cianose ou se a respiração estiver falhando - Mantenha a vitima em repouso - Exceto se os sintomas sejam menos significantes, chame um médico (Tabela 4) - Sintomas e Tratamento de Asfixia 2.2 Reatividade As informações sobre a reatividade das cargas de gases liquefeitos são encontradas nas folhas de informação de segurança dos produtos (FISPQ) na coluna “reactivity data”, conforme a figura 1. MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 101 (Figura 1) Informações de Reatividade do Metano Algumas cargas de gás liquefeito transportadas por navios podem ser reativas e essa reatividade pode ocorrer de diversas maneiras, tais como: • com ele próprio (auto-reação); • com o ar; • com a água; • com outras cargas; • com os materiais. Conhecer as características reativas que essas cargas apresentam é muito importante para a segurança do transporte dessas cargas prevenindo acidentes. As consequências mais comuns da reatividade das cargas são: • polimerização; • formação de hidratos; • formação de peróxidos. Portanto, todas as precauções devem ser tomadas para que os produtos reativos constantes das FISPQs, não entrem em contato com as substâncias com as quais podem reagir perigosamente. MARINHA DO BRASILDIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 102 2.3 Inflamabilidade e Explosão Combustão é uma reação química na qual um vapor ou um gás inflamável combinado com oxigênio, na proporção correta e na presença de uma fonte de ignição produz, em condições normais, gás carbônico, água e calor. Para ocorrer uma combustão, são necessárias que existam três elementos: • o combustível; • a presença de oxigênio; e • a fonte de ignição. Vapores inflamáveis e oxigênio e/ou ar ao alcance de uma fonte de ignição, devem estar combinados na proporção aproximadamente correta (dentro da faixa inflamável) para que uma combustão seja bem sucedida. 2.3.1 Combustão e Explosão 2.3.1.1 Combustão Na combustão, a taxa de energia liberada é balanceada pela taxa de energia dissipada nas proximidades. O resultado é uma reação de queima de forma suave. 2.3.1.2 Explosão A explosão é mais comum ocorrer em espaços confinados onde os produtos da combustão incluindo o calor não são retirados da zona de reação. A temperatura continua a crescer internamente e nessas circunstâncias, como o sistema é fechado, a pressão também aumenta. A taxa de reação aumentará exponencialmente até que todos os reagentes sejam consumidos. Nos espaços confinados ou em qualquer espaço onde o fornecimento de ar for restrito, o fogo eventualmente se extinguirá por si mesmo uma vez que o oxigênio será consumido e a atmosfera se tornará inerte. MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 103 (Figura 2) Combustão e Explosão 2.3.1.3 BLEVE BLEVE, pronunciado como “blevy”, é a abreviatura para “Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion”. Esse é um tipo de explosão que pode ocorrer quando um recipiente que contém um líquido pressurizado se rompe. Explosões desse tipo podem ser extremamente perigosas. Esse fenômeno não é comum e é improvável que venha a ocorrer em tanques dos navios de gás. Ele pode surgir quando um vapor inflamável é repentinamente liberado de um tanque pressurizado e na presença de uma fonte de ignição. A mudança de energia nessas circunstâncias pode ser súbita e altamente explosiva, com uma considerável força destrutiva. O BLEVE pode ocorrer em ambientes pressurizados que armazenem substâncias que em condições normais (Condições Normais de Temperatura e Pressão - CNTP) seriam um gás, mas que se tornam líquidas quando pressurizadas, como o GLP. A substância será armazenada sob a forma líquida, com vapores gasosos acima do liquido preenchendo o restante do recipiente que o contém. Se esse recipiente pressurizado se romper pelo efeito da corrosão ou outras falhas, parte do vapor poderá vazar rapidamente. Isso fará a pressão cair dentro do container liberando uma onda de super pressão no ponto de ruptura. Essa queda brusca de pressão dentro desse container pressurizado causará violenta ebulição do liquido, que rapidamente liberará grandes quantidades de vapor. A pressão desse vapor pode ser extremamente alta, causando uma segunda e ainda maior onda de super pressão (e uma explosão), que pode destruir completamente o container, projetando estilhaços por toda a área ao redor por centenas de metros. O BLEVE não precisa de uma substância inflamável e não é considerado como uma explosão química. Todavia, se a substância envolvida for inflamável, é provável que resulte em uma nuvem que entrará em combustão após ocorrer o BLEVE propriamente dito, formando uma bola de fogo e possivelmente MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 104 uma explosão no ar. BLEVEs também podem ser causados por fogo externo próximo ao container pressurizado aquecendo-o e aumentando sua pressão. No caso do container pressurizado estar vazando, BLEVEs podem ser evitados resfriando-se o cilindro com água ou espuma, tomando-se cuidado para não apagar a chama ate que o container esteja vazio ou o vazamento seja eliminado. 2.3.2 Faixa Inflamável O termo “faixa inflamável” se refere à proporção de gás inflamável no ar, que é necessária para que a combustão ocorra. Os limites da faixa inflamável são definidos pelas concentrações mínima e a máxima de vapor (% do volume) no ar para formar uma mistura inflamável. O Limite Superior e o Limite Inferior da faixa inflamável de uma substância são normalmente abreviados para LSI (Limite Superior de Inflamabilidade) e LII (Limite Inferior de Inflamabilidade). (Figura 3) LSI e LII do Etileno A faixa inflamável de alguns produtos químicos é maior do que a de muitos produtos petrolíferos. Com exceção do Cloro, do Nitrogênio, do Dióxido de Enxofre e dos Gases Refrigerantes, todos os gases liquefeitos transportados pelos navios de gás, são inflamáveis. Contudo, os valores das faixas inflamáveis são variáveis e dependem particularmente do seu vapor. A Amônia, cuja faixa inflamável se situa entre 16% e 25% (em volume) no ar, não está listada como uma substância inflamável no Código IGC, uma vez que requer uma pressão substancial para que possa entrar em ignição. MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 105 A faixa inflamável de um vapor aumenta (alarga) drasticamente na presença de oxigênio puro. O Limite Inferior de Inflamabilidade é pouco afetado, mas o Limite Superior de Inflamabilidade aumenta consideravelmente. 3.3.2.1 Faixa Inflamável no Ar e no Oxigênio Puro Faixa Inflamável (% em Volume) Produtos No Ar No Oxigênio Propano 2,1 – 9,5 2,1 – 55,0 n-Butano 1,8 – 8,5 1,8 – 49,0 VCM 4,0 – 33,0 4,0 – 70,0 (Tabela 5) Faixa Inflamável no Ar e no Oxigênio Puro 2.3.2.2 Propriedades Inflamáveis dos Gases na Pressão Atmosférica Propriedades Inflamáveis dos Gases na Pressão Atmosférica Produtos/Propriedades Ponto de Fulgor (oC) Faixa Inflamável (% em Volume no ar) Temperatura de Auto- ignição (oC) Metano -175 5,3 – 14 595 Etano -125 3,1 – 12,5 510 Propano -105 2,1 – 9,5 468 n-Butano -60 1,8 – 8,5 365 i-Butano -76 1,8 – 8,5 500 Etileno -150 3 – 32 453 Propileno -108 2 – 11,1 458 n-Butileno -80 1,6 – 9,3 440 i-Butileno -72 1,8 – 8,8 465 Butadieno -60 2 – 12,6 418 VCM -78 4 – 33 472 Óxido de Etileno -18 3 – 100 429 Óxido de Propileno -37 2,8 – 37 465 MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 106 Amônia -57 16 – 25 615 Cloro Não Inflamável Não Inflamável Não Inflamável Isopreno -50 1,0 – 9,7 220 (Tabela 6) Propriedades Inflamáveis dos Gases na Pressão Atmosférica 2.3.3 Ponto de Fulgor O Ponto de Fulgor de um líquido é a menor temperatura na qual esse líquido liberará vapores suficientes para formar uma mistura inflamável com o ar capaz de se inflamar na presença de uma centelha ou chama. O Ponto de Fulgor de um líquido está relacionado a Pressão de Vapor e ao Ponto de Ebulição deste líquido e corresponde ao LII desse liquido. Em geral, líquidos que possuem alta pressão de vapor como o GLP têm Ponto de Fulgor muito baixo se comparado com outros líquidos menos voláteis que possuem baixa pressão de vapor, como o querosene. A diferença nessa relação é mostrada na figura abaixo. (Figura 4) Ponto de Fulgor (Propano e Querosene) MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga emNavios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 107 2.3.3.1 Mistura Pobre Se um líquido está numa temperatura inferior a do seu Ponto de Fulgor, não haverá vapor suficiente para produzir uma mistura inflamável com o ar. Nesse caso a mistura formada é considerada como “mistura pobre”. Apesar da quantidade de vapor ser afetada pela quantidade de calor aplicada ao liquido, a diluição desse vapor pelo vento e até mesmo por uma brisa pode manter a condição de “mistura pobre”. 2.3.3.2 Mistura Rica Quando um líquido é aquecido acima do seu Ponto de Fulgor, há um aumento na temperatura acarretando um progressivo enriquecimento da mistura inflamável no ar. O ponto acima do qual teoricamente a mistura não entraria em ignição é chamado de Limite Superior de Inflamabilidade. Se o aquecimento do líquido continuar acima desse nível, produzirá muito gás para o volume do ar, e então a mistura é chamada de “mistura rica”. 2.3.4 Temperatura de Auto Ignição Ponto de Fulgor não é o mesmo que ignição ou ponto de auto-ignição. Essa é a temperatura mínima necessária para iniciar a ignição de um gás ou vapor no ar sem a presença de uma centelha ou chama. Esse é um fator importante a ser considerado para líquidos menos voláteis que possam entrar em contato com uma superfície aquecida numa temperatura acima do seu ponto de ignição. Devem ser consideradas todas as fontes externas de ignição incluindo centelhas e chamas e, menos obviamente, as descargas quentes de compressores, podem fazer com que os combustíveis atinjam temperaturas acima do seu ponto de ignição independente da presença de centelha ou chama. 2.3.5 Nuvem de Vapor Quando um gás liquefeito derrama em um espaço aberto, o gás vai evaporar e produzir uma nuvem de vapor extremamente grande com uma mistura de gás inflamável e ar. Por exemplo, no caso do Butano: Líquido Vapor Mistura Inflamável (Vapor/Ar) 1 m3 233 m3 7.300 m3 Essa nuvem de vapor não é imediatamente inflamável devido ao seu volume. Essa nuvem é chamada de “pluma”, como mostrada na figura ?????. MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 108 (Figura 5) Desenvolvimento de uma Nuvem de Vapor A área “B”, que está imediatamente acima da área do derramamento, não é inflamável porque contém uma alta percentagem de vapores inflamáveis, representando uma “mistura rica”. A área “D” também não é inflamável, pois contém baixa concentração de vapores inflamáveis, significando que se trata de uma “mistura pobre”. A área inflamável estaria em algum lugar entre as áreas “B” e “D”, representada por “C” no diagrama acima. 2.4 A concentração de O2 e a Inertização Aumentar a concentração de O2 numa mistura inflamável causa um aumento na faixa inflamável. Diminuir a concentração de O2 nessa mistura causa uma diminuição dessa faixa. Se a concentração de oxigênio for suficientemente diminuída, a atmosfera poderá se tornar “não inflamável”, ou seja, seu estado que será considerado inerte. 2.4.1 Efeito da Redução do Teor de O2 Uma atmosfera é inerte (concentração de O2 insuficiente para a combustão de hidrocarbonetos) quando contém, aproximadamente, menos do que 12% de oxigênio. Alguns outros combustíveis podem entrar em combustão com teor de oxigênio inferior a 12%. Nos navios de gás e outros tipos de navios-tanque o teor de O2 no tanque de carga é, geralmente, reduzido para menos do que 2% por volume. Em algumas condições existentes nos navios de gás, como no transporte de cargas polimerizáveis (butadieno e VCM), a prática é diminuir o teor de oxigênio para menos de 0,1% por volume, percentual este também usado no transporte de GNL. MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 109 A figura 6 abaixo mostra esse conceito para os gases hidrocarbonetos propano e butano em mistura com o ar. (Figura 6) Diagrama de Faixa Inflamável, mostrando o efeito da diminuição de oxigênio A Faixa Inflamável (área rosada), representa a faixa inflamável compreendida entre o LII e o LSI. Essa faixa se reduz de acordo com a diminuição do teor de oxigênio. Um teor de O2 menor do que o da extremidade esquerda da faixa inflamável (12%), produz uma mistura inerte. O teor de O2 no qual a maioria dos gases hidrocarbonetos se torna inerte, está situado entre 11 e 12%. Nota: O Código IGC exige que o Gás Inerte produzido por uma planta (se instalada a bordo) forneça gás inerte com teor de oxigênio nunca superior a 5% medido na rede de fornecimento de gás inerte para ser utilizado nos tanques de carga. Outros gases mostrarão áreas de misturas inflamáveis ligeiramente diferentes, dependendo de seus limites de inflamabilidade e da quantidade de oxigênio necessário à combustão. MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 110 (Figura 7) Misturas Inflamáveis 2.4.2 Redução do Percentual de Gases de Hidrocarboneto nos Tanques de Carga Caso existam gases de hidrocarbonetos nos tanques de carga tal como o GLP, esses gases devem ser primeiramente removidos. O processo de purga será feito através da diluição com gás inerte, utilizando diversas trocas do volume do tanque, para reduzir progressivamente o percentual da mistura gás/ar que existe no tanque. Esse processo é conhecido como “purga antes da desgaseificação”. Depois dessa purga com gás inerte e para tornar o tanque livre de qualquer gás e permitir a entrada nesse espaço depois de ventilado, o teor de gás nas mistura com gás inerte deverá estar em 2% ou menos e se possível 1,6% (Figura 7) quando então o tanque poderá ser ventilado com ar fresco até que atinja o teor de O2 de 20,9% em volume. Essa medida garantirá que durante essa operação a atmosfera do tanque passe o mais longe possível da faixa de “mistura inflamável” mostrada na Figura 8. MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 111 (Figura 8) Desgaseificação Evitando a Faixa Inflamável A introdução de ar dentro de um tanque sem a diminuição do teor de hidrocarbonetos com gás inerte causará a redução da mistura seguindo a linha AZ. Isso é extremamente perigoso. O método correto é o que segue a linha AB e depois a linha BZ (Figura 8) 2.4.3 Desgaseificação (figura 8) Procedimentos corretos para a segurança da desgaseificação do navio de gás: • inicie a purga no ponto “A” introduzindo gás inerte no tanque, liberando a mistura pelo mastro de ventilação para reduzir o percentual de gás no tanque. Nota: O instrumento comumente usado é o tankscope para percentual de gás. O modelo deve ser adequado para atmosferas inertes (verifique no manual do fabricante). • no ponto “B”, o qual está com 2% de gás, é equivalente a 100% de LII (verifique com o explosímetro), abra o tanque e inicie a desgaseificação com ar fresco. Nota: Um explosímetro, também conhecido como “medidor de gás combustível”, é usado para monitorar o percentual de LII. Medidores tipo Servomex são usados para monitorar o percentual de O2. MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 112 • no ponto “Z” a atmosfera já estará com 20,9% de O2 e com um LII de 0 a 1%. A atmosfera do tanque agora deverá ser verificada para saber se existem outros tipos de gases remanescentes, usando-se a bomba de fole com os tubos colorimétricos (DrägerTubes) ou equipamento similar. A ventilação do tanque deverá ser continuada durante todo o tempo que o tanque estiver aberto. A entrada no tanque só deve ser permitida após a emissão do certificado de teste de gas free por profissional competente e depois de ser emitida uma autorização para entrada em espaços confinados. 2.5 Fontes de ignição Os perigos de fogo e explosão em navios de gás são administrados durante as operações de manuseio de carga, através do controle eficaz de todas as possíveis fontes de combustíveis tais como atmosferas inflamáveis, vazamentos de líquidos e liberação de vapores. Os itens a seguir são elementos que representam os riscos potenciais de fontes de ignição a bordo: 2.5.1 O Fumo Fumar e particularmente carregar isqueiros ou fósforos, é a mais provável fonte de ignição (chama aberta, centelha) a bordo e por isso deve ser restrito a locais pré-definidos e claramente identificados. Essa regra deve ser cuidadosamente observada durante as operações de manuseio da carga, particularmente quando estiverem presentes visitantes, que não conhecem a natureza da carga nem as operações que estão sendo realizadas,. 2.5.2 Trabalho a Quente e Trabalho a Frio Trabalhos a quente e trabalhos a frio somente deverão ser permitidos quando forem rigorosamente controlados por um sistema de permissão de trabalho. Durante a realização dos trabalhos a quente e a frio, as atmosferas das áreas perigosas devem ser continuamente monitoradas com instrumentos capazes de automaticamente dar um alarme sempre que for detectado a existência de vapores inflamáveis nas áreas monitoradas. 2.5.3 Ferramentas Anti-Centelha O uso de uma ferramenta, conhecida como “ferramenta segura”, nas áreas perigosas cria uma falsa sensação de segurança. Fabricadas com materiais não ferrosos e de dureza inferior, são comumente chamadas de ferramentas anti-centelha. No entanto, fragmentos de ferro podem facilmente se agregar às suas extremidades, podendo gerar centelhas, tornando-as tão perigosas quanto outras quaisquer ferramentas. MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE PORTOS E COSTAS ENSINO PROFISSIONAL MARITIMO Curso Especial de Segurança em Operações de Carga em Navios Tanque para Gás Liquefeito (ESOG) – UNIDADE 02 113 2.5.4 Eletricidade Estática A eletricidade estática pode surgir quando os líquidos ou os gases são bombeados por tubulações em altas velocidades. Os líquidos não-condutores (acumuladores estáticos), as misturas de líquidos, o dióxido de carbono e o vapor são fontes comuns de eletricidade estática quando estão sendo manuseados. A geração de eletricidade estática normalmente aumenta com o aumento da velocidade do fluxo. Tirar roupas sintéticas em áreas perigosas, especialmente em atmosferas muito secas, também pode colaborar para uma descarga estática. Instrumentos elétricos, feitos especialmente para uso em áreas perigosas, devem ser à prova de fogo ou intrinsecamente seguros. Na Europa, os equipamentos elétricos para serem usados em áreas perigosas devem ser do tipo “ATEX Approved”. A sigla ATEX deriva da expressão “ATmosphere EXplosible” e foi estabelecido pelo EC Directive 94/9/EC, em 1994. 2.5.5 Aterramento As centelhas elétricas podem ocorrer entre navio e terminal se a conexão (mangote ou braço de carregamento) permitir um caminho elétrico entre o navio e as estruturas metálicas de terra. Esse risco se estabelece na hora da conexão e da desconexão dos mangotes. A corrente elétrica irá fluir através desse caminho por conta da diferença do potencial elétrico do navio, das estruturas do berço do terminal e da água do mar circundante. Essas diferenças acontecem naturalmente por conta dos diferentes tipos de aço ou dos revestimentos das duas estruturas, que podem aumentar devido ao desequilíbrio nos graus de proteção catódica aplicada a cada uma delas. Embora a diferença entre o navio e o berço nunca seja maior do que uma fração de volt, as células eletrolíticas envolvidas são grandes e a resistência elétrica no circuito navio-água do mar-berço-conexão para carga, é pequena. Como resultado, uma corrente de muitos amperes poderá fluir através da conexão para carga e essa corrente, quando estabelecida ou interrompida, poderá produzir uma centelha. No passado um cabo terra era tradicionalmente conectado entre o berço e o navio para gerar um caminho alternativo para essa corrente. No entanto, em termos práticos, isso é ineficaz e o uso do cabo terra não é mais recomendado. A descontinuidade elétrica é conseguida na conexão para carga por meio de um flange de isolamento, ou utilizando um mangote com descontinuidade elétrica. Ambos são eficazes na eliminação de corrente ou centelha elétrica na conexão para carga. Para evitar a possibilidade de centelhas, juntas isolantes normalmente são colocadas entre os flanges do braço de carregamento e o da tomada de carga do navio.
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