A segurança contra a explosão de partículas sólidas combustíveis

Define-se uma partícula sólida combustível como qualquer substância sólida combustível composta de distintas partículas ou pedaços (fragmentos), independentemente do tamanho, forma, tipo ou composição química que apresenta perigo de incêndio ou explosão. Já o pó combustível são as partículas sólidas combustíveis que apresentam perigos de incêndio ou de deflagração quando suspensas no ar ou em outro meio oxidante sobre uma gama de faixa de concentração, independentemente do tamanho ou do tipo da partícula, considerando o material sólido com granulometria de 500 µm ou inferior ou capaz de passar através de uma peneira padrão U.S. Nº 35.

Os incêndios ocorrem com quaisquer materiais combustíveis, porém, para que tal aconteça é necessário que a quantidade de material combustível seja muito grande, e as partículas, tenham pouco espaço entre si, impedindo um contato direto e abundante com o oxigênio do ar. As partículas devem estar afastadas entre si, de maneira que apesar da existência da fonte de ignição e da consequente combustão local, não seja permitida a propagação instantânea do calor de combustão às partículas localizadas nas camadas mais internas, devido a insuficiência de ar.

Dessa forma, a queima se dá por camadas, em locais onde poeiras estejam depositadas ao longo das jornadas de trabalho, ou numa das seguintes formas: empilhados, em camadas, armazenados em tulhas, depósitos, etc. A ignição que ocorre em camadas, deve ser controlada com cuidado, para evitar que o material depositado em estruturas, tubulações e locais de difícil visualização e limpeza, sejam colocados em suspensão, formando a nuvem de poeira , que evoluirá para explosão pois há no ambiente os fatores de deflagração da mesma, isto é fogo e energia. O incêndio por camadas, outrossim é de difícil extinção, podendo prolongar-se por várias horas após sua extinção.

Quanto às explosões, ocorrem frequentemente em unidades processadoras em referência, onde as poeiras tenham propriedades combustíveis; é necessário, porém que as mesmas estejam dispersas no ar e em concentrações adequadas. Isto ocorre em pontos das instalações onde haja moagem, descarga, movimentação, transporte etc., desde que sem controle de exaustão e desde que, obviamente existam os fatores desencadeantes.

Podem ocorrer também em instalações onde são processadas as farinhas de trigo, milho, soja, cereais etc. A poeira depositada ao longo do tempo nos mais diversos locais da planta industrial, quando agitada ou colocada em suspensão e na presença de uma fonte de ignição com energia suficiente para a primeira chama, poderá explodir, causando vibrações subsequentes pela onda de choque. Isso fará com que mais pó depositado entre em suspensão e mais explosões aconteçam, cada qual mais devastadora que a anterior, causando prejuízos irreversíveis ao patrimônio, paradas no processo produtivo e o pior, vidas são ceifadas ou ficam alijadas de sua capacidade elaborativa com as consequências por todos conhecidas ou incapacidades totais e permanentes.

Há um detalhe interessante que deve ser explicado. A mudança de incêndio para explosão pode ocorrer facilmente, desde que as poeiras, depositadas nas cercanias do fogo, sejam agitadas, entrem em suspensão, ganhem concentração mínima e, como o local já está com os ingredientes necessários, o próximo passo é o desencadeamento das subsequentes explosões. Ao contrário, se as poeiras em suspensão causarem uma explosão, as partículas de poeira que estão queimando saem da suspensão e espalham o fogo. Nesses casos os danos podem ser bem maiores e evoluir ainda para incêndios de grandes proporções.

Confirmada em dezembro de 2019, a NBR 16385 de 06/2015 – Sistemas de prevenção e proteção contra explosão – Fabricação, processamento e manuseio de partículas sólidas combustíveis – Requisitos especifica os requisitos técnicos para a segurança à vida e à propriedade, quanto a incêndio ou explosão e para minimizar os danos resultantes de um incêndio ou explosão. Provê medidas de segurança para prevenção, proteção e mitigação de incêndios e explosão de pós em instalações industriais que manuseiam partículas sólidas combustíveis.

É aplicável a todas as fases de fabricação, processamento, mistura, transporte pneumático, estocagem, embalagem e manuseio de partículas sólidas combustíveis ou misturas híbridas, independentemente da concentração e tamanho de partícula, quando as substâncias apresentam perigo de incêndio ou explosão.

Esta norma não se aplica às substâncias ou sistemas abaixo relacionados, que devem ser contemplados por documento específico: os materiais explosivos, por exemplo: dinamite, pólvora, TNT, etc.; produtos pirotécnicos e fogos de artifício; combustíveis sólidos para foguetes; enxofre sólido; caldeiras e geradores de vapor; minas de carvão; e área nuclear. Em caso de não conformidade entre esta norma e/outra específica, aplica-se a norma específica.

Os sistemas desenvolvidos de prevenção e de proteção contra explosão, tanto para projetos industriais e/ou comerciais como para instalações existentes, para manusear, processar, transportar e armazenar partículas sólidas combustíveis atendem aos seguintes princípios: prevenção para evitar formação de atmosferas explosivas; prevenção para evitar a presença de fontes de ignição; e proteção para limitar os efeitos de uma explosão.

O desenvolvimento de processos e projeto de instalações para manusear, processar, transportar e armazenar partículas sólidas combustíveis deve considerar as propriedades físico-químicas destas substâncias para estabelecer suas características de risco (ver Anexo G para as características de uma seleção de pós combustíveis). O projeto de instalações deve atender às normas específicas, bem como às legislações vigentes (ver Bibliografia).

O nível de perigo da partícula sólida combustível deve ser determinado por ensaio em laboratório. Para determinação dos índices de explosividade (Pmáx e Kst), ver NBR ISO 6184-1 e NBR ISO 6184-3 ou ASTM E 1226 ou EN 14034. Para determinação da concentração mínima de explosão (CME), ver ASTM E 1515. Para determinação da energia mínima de ignição (EMI), ver ABNT NBR IEC 61241-2-3 e/ou ASTM E 2019. Para determinação do limite inferior de explosividade (LIE) em nuvens de pós, ver EN 14034-3. Para determinação do limite de concentração de oxigênio (LCO), ver EN 14034-4.

As instalações e os processos devem ser projetados, instalados e mantidos de modo a prevenir e proteger de incêndio e/ou explosão, que possam causar falha em compartimentos adjacentes, de modo a garantir sua integridade estrutural e o funcionamento destes, bem como os equipamentos de segurança de emergência lá localizados. Tanto os critérios de projeto como informações de processos devem ser mantidos em arquivo pelo tempo útil de operação da instalação.

O projeto e o dimensionamento de dispositivos contra incêndio e/ou explosão devem se basear no estudo de análise de risco efetuado para o processo e instalação, conforme NBR 15662. Esta análise de riscos deve ser revisada e atualizada a cada cinco anos ou a qualquer tempo, quando houver modificação de processo na instalação.

Estes documentos devem ser mantidos em arquivo pelo tempo útil de operação da instalação. O projeto, a operação e a desativação de processos e instalações com risco potencial de explosão que, manuseiam, processam, transportam e armazenam partículas sólidas combustíveis devem atender à NBR 15662.

O gerenciamento de modificações em processos e instalações que manuseiam, processam e armazenam partículas sólidas combustíveis deve atender à NBR 15662. Os procedimentos de gerenciamento de modificações devem garantir que os seguintes tópicos sejam atendidos antes de efetuar qualquer modificação: os critérios técnicos para a modificação proposta; as implicações para a segurança e saúde; se a modificação é permanente ou temporária; modificações para operação e procedimentos de manutenção; requisitos de treinamento para empregados; e requisitos de autorização para a modificação proposta.

Toda documentação referente às modificações efetuadas deve ser mantida em arquivo pelo tempo útil de operação da instalação. O projeto, a construção e a instalação de equipamentos de processamento, transporte pneumático e armazenamento de partículas sólidas combustíveis devem ser supervisionados por técnico especialista em explosão.

O projeto, construção, processo, instalação e operação dos equipamentos de processamento, transporte pneumático e armazenamento de partículas sólidas combustíveis, bem como o treinamento de pessoas, devem garantir a proteção dos ocupantes que não estejam na proximidade imediata da ignição, dos efeitos do fogo, deflagração e explosão, pelo tempo necessário para evacuar, realocar ou se refugiar em local seguro. Os requisitos para um sistema de gestão de segurança à vida e saúde ocupacional devem atender à OHSAS 18001. Devem ser atendidos os requisitos de acessibilidade a portadores de deficiência, conforme a NBR 9050.

A instalação que manuseia, processa e armazena partículas sólidas combustíveis deve ser projetada, construída e equipada para garantir sua integridade estrutural frente ao potencial de incêndio e/ou de explosão durante o tempo necessário para retirar as pessoas próximas ao evento de origem de ignição. A estrutura deve ser projetada, localizada, construída e mantida para minimizar a propagação do incêndio ou explosão, inclusive para as propriedades adjacentes, e evitar ferimento ao público em geral em suas proximidades.

A instalação que manuseia, processa e armazena partículas sólidas combustíveis deve ser projetada, construída e equipada com equipamentos e dispositivos que possam combater e controlar incêndio, bem como prevenir o potencial de explosão, inclusive proteções. Estes meios de controle e combate devem limitar o nível de danos, de modo a permitir a continuidade da produção e a operação segura das instalações. Estes requisitos devem ser suficientes para prevenir a propagação de incêndio e/ou explosão para instalações e/ou construções vizinhas.

Devem ser investigados os acidentes que resultam em um incêndio ou explosão de uma magnitude capaz de causar danos materiais, descontinuidade da produção ou ferimentos. Uma vez que o cenário da ocorrência tenha sido liberado pela autoridade competente, as investigações do acidente devem ser prontamente iniciadas pela organização, ou por uma pessoa designada por ela que tenha conhecimento das instalações e processos de trabalho envolvidos.

Um relatório da investigação de acidente deve ser elaborado, descrevendo o acidente. Listar o que foi aprendido com a investigação e fazer recomendações para evitar a recorrência daquele/ou acidentes semelhantes. Um resumo do relatório de investigação sobre acidente deve ser divulgado ao pessoal afetado das áreas operacionais, de manutenção e de supervisão das instalações.

hayrton@hayrtonprado.jor.br