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Segurança contra incêndio e explosão em plantas de extração de óleo vegetal: requisitos normativos - estudo de casos

Fire and explosion safety in vegetable oil extraction plants. Regulatory requirements - case study

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Celestino Rossi - rossi@rossiexplo.com.br
Prof. Dr. Eduardo Estevam Camargo Rodrigues - estevam.ecr@gmail.com
Universidade de Caxias do Sul (UCS), RS, Brasil.

RESUMO


A extração de óleos vegetais para produção de Biodiesel (BD) requer a utilização de solvente constituído por líquido combustível classe I, implicando na adoção de medidas contra incêndio e explosão. A normativa Brasileira, principalmente a NR 20, NBR 17505 e a série NBR IEC  60079 não são especificas para este tipo de processo industrial, sendo que a publicação da NFPA 36/2017 pode contribuir para a elevação desta proteção. O trabalho buscou traçar um diagnóstico das atuais condições de segurança de plantas de extração de óleo, valendo-se de pesquisa através de questionário baseado em preceitos da NFPA 36, verificando aspectos gerais de segurança, procedimentos operacionais relacionados com a descarga e utilização do solvente, sistemas de prevenção e combate a incêndio, classificação de áreas, especificações elétricas, dados gerais relacionados à manutenção de sistemas e treinamento de pessoal. Os resultados obtidos demonstram a atual situação das unidades, principalmente não conformidades em atendimento às normas aplicáveis. O diagnóstico efetuado pode auxiliar setores de segurança do trabalho no planejamento com vistas à adoção de sistemas preventivos satisfatórios que atendam à legislação vigente e direcionar para aspectos pontuais na capacitação profissional para trabalho em áreas de risco.


Palavras-chave: Extração – solvente - segurança – incêndio – explosão.

 

ABSTRACT

The extraction of vegetable oil for the production of Biodiesel (BD) requires the use of solvent consisting of combustible liquid class I, requiring the adoption of measures against fire and explosion. The Brazilian regulations, mainly NR 20, NBR 17505 and NBR IEC 60079 series are not specific for this type of industrial process and the publication of NFPA 36/2017 may contribute to increase this protection. The work sought to trace a diagnosis of the current safety conditions of oil extraction plants using a questionnaire

based on the precepts of NFPA 36, verifying general safety aspects, operational procedures related to the discharge and use of solvent, fire preventionand combat systems, classification of areas, electrical specifications, general data related to maintenance systems and personnel training. The results obtained show the current situation of the units, especially nonconformities in compliance with the applicable standards. The diagnosis made can help the safety at work sectors in planning with a view to the adoption of satisfactory preventive systems that meet the current legislation and direct to specific aspects in the professional training for work in risk areas.


Keywords:  Extraction – solvent – safety – fire – explosion.
 

1.  INTRODUÇÃO


O Brasil vem experimentando um crescimento na mistura do biodiesel (BD) ao óleo diesel em percentuais variáveis ao longo dos anos e determinados pela Agência Nacional de Petróleo (ANP). O processo industrial para obtenção de óleo utiliza na fase de extração um hidrocarboneto inflamável classe I denominado como solvente, normalmente hexano “por apresentar um baixo ponto de ebulição que diminui a decomposição do óleo” ¹, porém com uma alta inflamabilidade.


Do ponto de vista de segurança contra incêndio e explosões, não há legislação brasileira específica que trate do processamento em escala comercial de extração de óleos e gorduras animais e vegetais, devendo as plantas atenderem a normas com especificações pontuais, cada qual observando um aspecto distinto. 


Internacionalmente, a NFPA 36–Standard for Solvent Extraction Plant, publicada desde os anos 1950 nos EUA, nos fornece, independente de país, um documento norteador, com requisitos para o projeto, construção, operação e segurança de processos de extração que utilizam líquidos inflamáveis.          


Este artigo busca, através de estudo de casos, verificar se os sistemas de prevenção, combate a incêndio e explosão instalados nas plantas atendem à legislação aplicável (Normas Brasileiras e NFPA 36/2017) e efetuar amostragem dos sistemas instalados, confrontando-os com as prescrições normativas para determinar níveis de segurança atuais e quais os sistemas que devem ser implementados ao longo do tempo para se atingir um nível de proteção efetivo.

2.  REFERENCIAL TEÓRICO


2.1.  DINÂMICA DO PROCESSO DE EXTRAÇÃO COM USO DE SOLVENTE


Óleo vegetal se constitui hoje na principal matéria-prima para formulação do BD que possui a função de ser um substituto natural e renovável do diesel extraído do petróleo e é produzido pela esterificação ou transesterificação de ácidos graxos, empregando álcoois monohidroxilados de cadeia curta na presença de um catalisador que pode ser homogêneo, heterogêneo ou enzimático. ²-³

 


¹ (Ramalho, H.F.; Suarez, P.A.Z., Rev. Virtual Quim., vol. 5, n 1, 2-15).

 

A produção do óleo degomado, base do biodiesel, por meio de processo de extração líquido-sólido com uso de solvente, é influenciada por diversos fatores como temperatura de operação, razão semente/solvente, tipologia do extrator, solvente utilizado, dentre outros.


Sob o aspecto da periculosidade, o tipo de solvente utilizado no processo influencia diretamente nas medidas de segurança a serem adotadas. A escolha do mesmo é efetuada em função da sua polaridade e viscosidade e levando-se em consideração a teoria da dissolução em que semelhante dissolve semelhante (PACOLA, 2018).    Assim, é necessário conhecer a estrutura química do solvente e do soluto, pois o processo de extração na fase inicial utiliza solvente puro e no decorrer do mesmo a concentração do soluto tende a aumentar e a taxa de extração diminuir pela redução no gradiente de concentração e aumento da viscosidade da solução (COULSON; RICHARDSON, 2002). 


Neste processo, a recuperação do solvente é fundamental e, de acordo com Wakeman (2002), a seletividade de um solvente é um critério a ser observado pois está associada à pureza do extrato recuperado juntamente com a estabilidade térmica para evitar perdas por transferência de calor nos diversos processo de recuperação, tanto na fase de dessolventização/ tostagem, em que os gases são recuperados, quanto na fase de destilação, com a recuperação final do solvente para recirculação no processo. Toda operação gera dois subprodutos: óleo degomado e farelo desengordurado. Na figura 1 é apresentado o fluxograma simplificado de extração do óleo de soja, base principal para biodiesel no Brasil.


Na maior parte dos processos o solvente utilizado é o hexano comercial com ponto de ebulição entre 62ºC a 74ºC, sendo altamente inflamável (PORTANTIOLO, 2011) e dotado de alta capacidade de dissolução e desidratação de álcoois, garantindo estabilidade ao processo devido a sua pequena faixa de destilação (BRASKEM, 2015). O mesmo é caracterizado como sendo um líquido incolor e de odor desagradável, com fácil evaporação (ATSDR, 1999), mas de grande periculosidade quando em contato com o ar ambiente, já que seu ponto de fulgor é de 35°C negativo em condição ambiente, o que faz com que qualquer emissão fugitiva origine atmosfera explosiva.

 

²Kucek, K. T.; Oliveira, M. A. F. C.; Wilhelm, H. M.; Ramos, L. P. J. Am. Oil Chem. Soc. 2007, 84, 385. [CrossRef].
³Cordeiro, C. S.; Arizaga, G. G. C.; Ramos, L. P.; Wypych, F. Catal. Commun. 2008, 9, 2140. [CrossRef].

 

Figura 1 - Processamento para obtenção do óleo de soja e do farelo.

Fonte: Documentos Embrapa Soja -Tecnologia para produção do óleo de soja: descrição
das etapas, quipamentos, produtos e subprodutos. 2. Ed.-Londrina: Embrapa Soja 2015.

2.1.1.  Tecnologias para processos de extração

Em plantas de extração podem ser utilizados várias tecnologias para obtenção de óleo, todas utilizando solventes orgânicos. 


O método é precedido por uma etapa de limpeza dos grãos, descascamento, condicionamento com aquecimento das sementes a uma temperatura de 55°C - 60°C para uma posterior trituração e laminação, cozimento a uma temperatura de 70°C a 105°C e elevação da umidade para 20% e, finalmente, uma secagem dos flocos que pode ser seguido por processamento nas prensas contínuas, quando for o caso (MANDARINO, HIRAKURY, ROESSING, 2015, p. 12). A etapa de trituração pode acontecer em alguns processos após a limpeza e anterior ao descascamento.


A massa de flocos é enviada às unidades de extração através de transportadores mecânicos que introduzem a mesma diretamente nos extratores onde o óleo é obtido.


A solução óleo-solvente é chamada “miscela” e o fator que define a velocidade de extração é a obtenção do equilíbrio no sistema óleo-miscela-solvente,” (MANDARINO, HIRAKURY, ROESSING, 2015, p. 14).


O processo pode ser efetuado de duas formas:


Extração semicontinua com uso de três a seis extratores em linha, sendo que neste processo o solvente possui um movimento contrário ao da massa de flocos produzindo uma miscela cada vez mais concentrada.


Extração continua efetuada através de diversas tipologias de sistemas:
a-) Sistema “CODIC”: utiliza roscas instaladas na posição inclinada, sendo este o único sistema Nacional. 
b-) Sistema “LURGI”: faz uso de uma esteira horizontal munida de semicanecas. 
c-) Sistema “SMET”: segundo MANDARINO, (2015, p.16) “é o mais utilizado no Brasil e é baseado no princípio de chuva de solvente aplicada em um extrator de corpo horizontal com uma esteira transportadora interna dotada de quadros articulados”. 
d-) Sistema “ROTOCEL”: utiliza extrator cilíndrico dividido internamente em setores que recebem a massa de flocos e funciona em baixa rotação.  
e-) Processo CROWN.

2.2.  RISCOS ENVOLVIDOS NO PROCESSO


O principal risco é a consequência direta das propriedades físicas e químicas do solvente utilizado. O hexano é classificado como inflamável pela NBR 17505-1(2000, p.3) e definido como um líquido da classe IB:
 

Líquidos inflamáveis: Líquidos que possuem ponto de fulgor inferior a 37,8°C e pressão de vapor menor ou igual a 275,6 kPa (2 068,6 mm Hg), denominados classe I, e são subdivididos em:
a) classe IA: Líquidos com ponto de fulgor inferior a 22,8°C e ponto de ebulição inferior a 37,8°C;
b) classe IB: Líquidos com ponto de fulgor inferior a 22,8°C e ponto de ebulição igual ou superior a 37,8°C;
c).............

Seu ponto de fulgor ou flash point que é definido como: “a menor temperatura na qual um líquido desprende quantidade suficiente de vapor para formar mistura inflamável com o ar, próximo a sua superfície” (NBR 17505-1:2000, p.3) se encontra na faixa dos 35°C negativos elevando a periculosidade em caso de escape.

Figura 2 – Propriedades Físicas e Químicas do Hexano

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Fonte: Documentos Embrapa Soja -Tecnologia para produção do óleo de soja: descrição das etapas, equipamentos, produtos e subprodutos. 2. Ed.-Londrina: Embrapa Soja 2015.

Desta forma, a segurança do processo deve atender duas premissas: a primeira é evitar que ocorram emissões fugitivas do solvente para o ar ambiente, podendo gerar atmosfera explosiva por gás definida como “mistura com ar, sob condições atmosféricas, de substâncias inflamáveis, na forma de gás ou vapor que, após a ignição, permite autossustentação de propagação da chama”. (ABNT NBR IEC 60079-0, p.13).


A segunda é conhecimento e controle das fontes de ignição que estão presentes na área constituídas por faíscas de atrito, chama aberta ou de outras fontes, operações a quente, lâmpadas-piloto, sistemas e motores elétricos diversos, eletricidade estática por fluxo ou agitação de líquido combustível, estática produzida por tecidos em vestimentas, aparelhos eletrônicos, veículos automotores, etc. 


A densidade das emissões deve ser conhecida, pois todas as “formas de liberação resultam em nuvens de gás ou vapor que podem possuir comportamento maior, menor ou similar em relação à densidade do ar circundante” (ABNT NBR 60079-0, p.13).  Hexano possui densidade igual a 3 (densidade do ar=1), indicando que o vapor ou gás exalado é mais denso do que o ar, logo tende a acumular em áreas baixas ou confinadas, como canaletas de piso, caixas de passagem, tubulações enterradas com acessos, galerias pluviais, subsolos e principalmente ao nível do térreo em plantas com diversos pavimentos.  Os vapores, a depender das condições de vento, podem deslocar-se a grandes distâncias provocando retrocesso de chama ou focos de incêndio, tanto em ambientes abertos como confinados.


Este risco determina que plantas de extração apresentem áreas classificadas definidas como “atmosfera explosiva de gás que está presente ou é esperado que esteja presente em quantidades tais que requeiram precauções especiais para a construção, instalação e utilização de equipamentos”. (ABNT NBR IEC 60079-10-1:2018, p.2).


Os estudos de classificação de áreas devem ser executados ainda na fase de projeto executivo das instalações e especificações de equipamentos e sistemas de segurança, uma vez que eles vão balizar as escolhas de componentes que devem atender à NR-10 que requisita “certificações dos equipamentos e materiais elétricos em áreas classificadas” (NR-10, 10.2.4, alínea f). 


Esta demanda também está presente na Portaria Inmetro n°176 de 17 de julho de 2000 no seu artigo primeiro:

 

 

Manter a obrigatoriedade de que todos os equipamentos elétricos, acessórios e componentes, para atmosferas potencialmente explosivas, comercializados e utilizados no Brasil, em atendimento à legislação vigente, salvo as exceções previstas, ostentem a identificação da Certificação do Sistema Brasileiro de Certificação - SBC, em conformidade com a Regra Especifica para a Certificação de Equipamentos Elétricos para Atmosferas Explosivas (NIE DINQP 096) /00 

Risco de sinistro é presente em todas etapas de produção que inclui descarga, armazenamento e manuseio do solvente independente da distância do processo, sistema de bombeamento, extração, dessolventização e etapas de recuperação do solvente em condensadores e na destilaria. 


Como atmosferas explosivas podem se movimentar de acordo com o fluxo de ar da envoltória e das condições de ventilação da planta, os procedimentos de segurança ultrapassam o perímetro da planta atingindo “qualquer equipamento e edifício localizado a 30 m do processo de extração”. (NFPA 36, 1.1.2, p. 36.6).

     

3.  NORMATIVA DE PREVENÇÃO DE INCÊNDIO E EXPLOSÃO APLICADA  


Toda atividade de produção de BD, é regulamentada pela ANP (Agência Nacional de Petróleo), através da Resolução ANP n° 30 de 06 de agosto de 2013:
 

Art. 1º - Fica disciplinada, pela presente Resolução e pelo Regulamento Técnico ANP nº 02/2013, parte integrante desta Resolução, a atividade de produção de Biodiesel, que abrange construção, ampliação de capacidade, modificação e operação de planta produtora, condicionada à prévia e expressa autorização da ANP."

Esta Resolução, em seu artigo 5°, exige a apresentação de cópia autenticada da aprovação do projeto de controle de segurança, emitido pelo Corpo de Bombeiros, contemplando a atividade industrial de produção de BD, o que engloba automaticamente a extração (Resolução ANP n°30, 2013, p. 6). Para início da operação, a mesma Resolução prevê no seu artigo 7°, letra III, a necessidade de apresentar a cópia autenticada do laudo de vistoria emitido pelo Corpo de Bombeiros. (Resolução ANP n°30, 2013, p. 8). 


Adicionalmente, o Regulamento Técnico n° 2/2013 (ANP), estabelece requisitos técnicos para construção de novas unidades, ampliação de capacidade, modificação de plantas existentes e operação de plantas produtoras de biodiesel. Estas premissas são aplicáveis por setor: parque de tanques, planta industrial e plataformas de carregamento e descarga de líquidos inflamáveis.


No próprio regulamento, são explicitadas normas adicionais (R.T. n°02/2013, ANP, p.1) que devem ser observadas em todas etapas de processo:

ABNT NBR 17505 - Armazenamento de Líquidos Inflamáveis e Combustíveis. (Partes 1, 2, 6 e 7).
ABNT NBR 5419 - Proteção de Estruturas contra Descargas Atmosféricas
ABNT NBR IEC 60079-10 - Equipamentos Elétricos para Atmosferas Explosivas.
ABNT NBR IEC 60079-10-1 - Classificação de área para Atmosferas Explosivas de Gás.
ABNT NBR 15662 Sistemas de prevenção e proteção contra explosão Gerenciamento de Riscos de explosões 
ABNT NBR 15129 - Plano de Emergência contra Incêndios- Requisitos 
Na ausência de informações nas normas técnicas oficiais, recomenda-se a utilização das normas internacionais cabíveis.

As exigências prescritas no regulamento, incluem classificação de áreas, análise de risco de processo, permissões de trabalho, plano de emergência e treinamentos (R.T. n°02/2013, ANP, item 4, p.10).

 


3.1.  NORMAS BRASILEIRAS APLICADAS


Para elaboração do PPCI (Plano de Prevenção e Combate a Incêndio), deve ser observado o que prescreve a Legislação do Corpo de Bombeiros. No Brasil, apesar de cada Estado da federação apresentar uma legislação própria, grande parte está baseada na Legislação do Corpo de Bombeiros Militar do Estado de São Paulo. Segundo o decreto Nº 63.911, de 10 de dezembro de 2018 daquele Estado, em observação à Tabela 1 do Anexo A, unidades de extração são classificadas no Grupo I, Ocupação: Indústria, Divisão I-3, sendo que esta tabela é replicada no Decreto 51.803 de, 10 de setembro de 2014, e suas atualizações aplicáveis no Rio Grande do Sul, com pequenas variações nas notas.


Considerando que unidades de extração devido ao layout de processo, possuem área construída acima de 750,00 m² e alturas acima de 12,0 m, logo devemos aplicar diretamente o disposto na tabela 6-I.2 do Anexo A do decreto.


Observe-se que PPCI é um plano que demonstra quais medidas de segurança serão aplicadas, sendo que para cada medida deve haver um projeto executivo.


Do ponto de vista de segurança contra explosão, ao observar-se a tabela 6-I.2, verifica-se que as medidas são aplicadas em consideração ao critério de altura. Esta tabela é genérica para o grupo, sem levar em consideração a presença de áreas classificadas.

Figura 3 -Tabela 6-I.2 – Industria Risco Alto

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Fonte: Decreto 63.911 de 10 de dezembro de 2018- Governo do Estado de São Paulo

Sob a ótica de segurança contra incêndio e explosões é necessário a aplicação em conjunto de outras normas, algumas já citadas no Regulamento Técnico n°2/2013 da ANP.


A SEPRT (Secretaria Especial da Previdência e Trabalho) atrelada ao Ministério da Economia, publicou a Norma Regulamentadora de n° 20, estabelecendo no seu item 20.2.1 a sua aplicabilidade na extração, produção, armazenamento, transferência, manuseio e manipulação de inflamáveis, nas etapas de projeto, construção, montagem, operação, manutenção, inspeção e desativação da instalação (NR-20, p.2). 


A NR-20 apenas estabelece requisitos mínimos para a gestão da segurança e saúde no trabalho contra os fatores de risco de acidentes provenientes das atividades na indústria petroquímica (NR-20, 20,1,1, p.1). Assim, as prescrições devem ser detalhadas em projetos executivos para sua aplicabilidade sendo que a NR-20 apresenta em seu texto apenas exigências como as de projeto (Item 20.5, NR-20), prontuário das instalações ( Item 20.6, NR-20), análise de riscos (Item 20.7, NR-20), segurança na construção e montagem ( Item 20.8), segurança operacional (Item 20.9), controle de fontes de ignição (Item 20.13), prevenção e controle de vazamentos, derramamentos, incêndios, explosões e emissões fugitivas (Item 20.14), plano de resposta a emergência das instalações (Item 20.15) e especificações para treinamento dos trabalhadores.


No espectro de normas também é aplicável a extração à ABNT NBR 17505 - Armazenamento de Líquidos Inflamáveis e Combustíveis, baseada na NFPA 30, e que se apresenta dividida em sete partes, cada qual tratando de uma matéria específica.


Os requisitos são aplicados nas etapas de descarga, armazenamento, bombeamento e operações com solvente. Para uso da Parte 7, que trata de sistemas de prevenção e combate a incêndio, deve ser identificado a tipologia e a capacidade de armazenamento do solvente que pode ser subterrâneo ou aéreo, a fim de definir a necessidade ou não de sistema fixo de água e espuma, ou mesmo sistemas de resfriamento. 


Na descarga de solvente, as plataformas de carregamento e/ou descarrega de produtos classe I, II e III devem ser protegidas por extintores portáteis e por sistema de espuma (NBR 17505-7, item 8.9, p.18).


Outros locais da planta são suscetíveis de derramamento de líquidos inflamáveis, como pátio de bombas, conjunto de válvulas e sistemas de coleta e separação de água-óleo. Nestes devem ser previstos sistemas móveis de aplicação de espuma. (NBR 17505-7, item 8.10, p.19).


A Parte 2 da norma, deve ser aplicada na armazenagem de solvente, sendo normal estocagens de 100 m³ a 300m³ de hexano. Os critérios a serem observados são descritos no item 5 para tanques de superfície, item 6 para tanques subterrâneos e item 7 para edificações que contenham tanques de armazenamento.


Sistemas de prevenção e controle de incêndio em tanques de armazenagem são estabelecidos no item 4.4 da Parte 2, sendo prescrito que as instalações devem estabelecer e implementar métodos de prevenção e controle de incêndio para garantir a segurança das pessoas e minimizar as perdas de patrimônio reduzindo a exposição ao fogo das propriedades adjacentes resultantes de incêndio e explosão. (NBR 17505-2, item 4.4.1.2, p.19-20). Os métodos de controle necessitam para seu dimensionamento e especificação um correto enquadramento da unidade. Outro fator importante é o controle de fontes de ignição cujas prescrições se encontram na parte 5, seção 6 da norma.

3.2.  NORMAS DO SISTEMA IECEx – CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS


Normas do sistema IECEx, são específicas para utilização em área classificada por poeira e/ou gás, e sua utilização está associada aos requisitos previstos na NR-10 e NR-20. 


Pela NR-10, medidas de controle devem ser tomadas nesta tipologia de instalações como certificações dos equipamentos e materiais elétricos para uso em áreas classificadas (NR-10, item 10.2.4, letra f, p.2) e adoção de dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação em instalações elétricas de áreas classificadas ou sujeitas a risco acentuado de incêndio e explosão. (NR-10, item 10.9.4, p.9.)


Segundo ESTELLITO, a NR-10, por possuir uma aplicação compulsória para todos os serviços em eletricidade, implementou avanços em prol da segurança, especialmente em áreas classificadas, portanto, ainda em fase de projeto, é necessária uma análise de risco para avaliar os locais com probabilidades de ocorrência de atmosfera explosiva. 


Neste caso aplica-se a ABNT NBR 60079-10-1: classificação de áreas — atmosferas explosivas de gás, fazendo uso de parâmetros do líquido inflamável que devem ser conhecidos como: limites inferior e superior de explosividade, ponto de fulgor, temperatura de autoignição, velocidades de queima, taxas de aumento de pressão em vaso fechado e condições de ventilação. (Cartwright e Pascon, p.2).


A probabilidade da presença de uma atmosfera explosiva de gás depende principalmente do grau de liberação e da ventilação. Isto é identificado como uma zona. A mesma é classificada como: zona 0, zona 1, zona 2 e área não classificada.  (NBR 60079-10-1, p.33). A classificação consiste em conhecer as fontes de liberação e a sua frequência de ocorrência que de acordo com a norma possui três graus: continuo: gera zona 0, primário: gera zona 1 e secundário: gera zona 2.


O estudo tem um objetivo básico que é o de ser utilizado como base para a seleção e instalação adequada de equipamentos para utilização em área classificada, devendo os mesmos serem certificados em atenção a Portaria Inmetro 176 de 17 de julho de 2000 que estabelece no seu artigo primeiro:
 

Manter a obrigatoriedade de que todos os equipamentos elétricos, acessórios e componentes, para atmosferas potencialmente explosivas, comercializados e utilizados no Brasil, em atendimento à legislação vigente, salvo as exceções previstas, ostentem a identificação da Certificação do Sistema Brasileiro de Certificação - SBC, em conformidade com a Regra Especifica para a Certificação de Equipamentos Elétricos para Atmosferas Explosivas (NIE DINQP 096)

As normas internacionais estão abrigadas na Série IEC 60079 ou ISO/IEC 80079 e as respectivas normas brasileiras são adotadas de acordo com a diretiva 3 da ABNT (Adoção de documentos técnicos internacionais), idênticas em conteúdo técnico. (Bulgarelli, 2021, p.2). A versão atualizada desta listagem de normas e documentos está disponível no website do subcomitê SCB 003:031 (atmosferas explosivas) da ABNT/CB-003 (eletricidade) – Cobei. ⁴

 
A figura 4 apresenta o histórico de evolução de publicação e atualização das normas técnicas brasileiras idênticas adotadas das séries ABNT NBR IEC 60079 (atmosferas explosivas) e ABNT NBR ISO 80079 (equipamentos mecânicos “Ex”) publicadas pela ABNT desde 2005.

 

http://cobei-sc-31-atmosferas-explosivas.blogspot.com

Figura 4 - Histórico de evolução-normas série IEC 60079 e ISSO 80079.

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 Fonte: ABNT 2021.

3.3.  NFPA 36/2017 – PRESCRIÇOES PARA PLANTAS DE EXTRAÇÃO


Em 2017, a National Fire Protection Association (NFPA-EUA) edita uma atualização da norma exclusivamente dedicada ao processo de extração: “NFPA 36- Standard for Solvent Extraction Plants”.


O emprego desta legislação é definido no escopo que determina que a norma se aplica ao “processamento de extração em escala comercial de óleos e gorduras animais e vegetais pelo uso de líquidos de hidrocarbonetos inflamáveis de classe I, a seguir referidos como solventes".   (NFPA 36, item 1.1.1, p. 36-6).  


Esta legislação avança, determinando regramentos para qualquer equipamento e edifício “localizado a 30 m do processo de extração e a descarga, armazenamento e manuseio de solventes, independentemente da distância do processo de extração”.  (NFPA 36, item 1.1.2 e 1.1.3, p. 36-6).  


Outro ponto fundamental é a atuação nos meios pelos quais o material a ser extraído é transportado “a partir do processo de preparação para o processo de extração e nos meios pelos quais os sólidos e óleos dessolventizados extraídos são transportados do processo de extração” (NFPA 36, item 1.1.4 e 1.1.15, p.36).   Por último, atua nos “processos de preparação e acabamento de farelo que são conectados pelo transportador ao processo de extração, independentemente da distância intermediária”.  (NFPA 36, item 1.1.6, p. 36-6).


Desta forma, o objetivo principal da norma é estabelecer:

(1) Requisitos para o projeto, construção e operação de processos de extração que utilizam líquidos inflamáveis de hidrocarbonetos classe I             
(2) Requisitos para a prevenção de incêndio e explosão nos processos de extração e nas áreas associadas de preparação e esmagamento de grãos.          
(3) Um meio pelo qual o pessoal de supervisão e proteção contra incêndio da planta possa avaliar os processos e operações sob seu controle             
(4) Orientação para autoridades reguladoras e de inspeção para determinar se uma determinada instalação está sendo operada de acordo com as boas práticas.
(5) Um conjunto viável de normas para o uso de Engenheiros, arquitetos e outros no planejamento e concepção de novas instalações.
(NFPA 36, p. 36-6)            

Apesar de ser uma norma americana, portanto sem validade legal no Brasil, a mesma pode ser aplicada no Estado do Rio Grande do Sul, na ausência de legislação que trate da matéria, uma vez que a Lei Complementar 14.376 de 26 de dezembro de 2013, determina em seu artigo 25:

Art. 25. Na ausência de legislação Estadual, Nacional e Normas Brasileiras – NBR –, poderão ser aplicadas as normas internacionais tecnicamente reconhecidas, sendo que a apresentação de norma técnica internacional deverá estar acompanhada de tradução juramentada para a língua portuguesa.

Deve ser destacado que normas são aplicáveis a partir da sua edição, não atuando de forma retroativa, a não ser que a autoridade competente entenda que os requisitos de segurança determinados devem ser atendidos. Segundo BARRETO, “não há respaldo legal para a aplicação obrigatória de qualquer norma ABNT de forma retroativa. Conforme estabelece o citado art. 5º, inciso II da Constituição Federal”, que determina a necessidade de uma Lei para tal procedimento, mas deixando em aberto a possibilidade de aplicação voluntária.

 

3.3.1.  Prescrições de segurança contra incêndio e explosão da NFPA 36.  

 
O regramento da NFPA 36 determina prescrições de ordem física e sistemas de combate a incêndio, muitos deles já previstos nas normas da série IEC 60079 e ISO 80079, como o controle de fontes de ignição com medidas de proteção contra eletricidade estática e descargas atmosféricas. 

 


Os itens 4.5, 4.6 e 4.7 da NFPA tratam de sistemas de limpeza, equipamentos de transferência de solvente, tubulações, válvulas e conexões e apresentam similaridade com as prescrições observadas na ABNT NBR 17505 em suas diversas partes. Suas prescrições complementam as medidas de segurança a serem tomadas com estes equipamentos não apresentando novos aspectos.


No quesito de saídas de emergência, a NFPA no item 4.8 é mais rígida do que a normativa brasileira, exigindo tipologia de saída que interfere diretamente na arquitetura e arranjo espacial da unidade. 
 

4.8.1 Um edifício de extração ou estrutura de processo aberto com mais de dois andares de altura deve ter pelo menos dois meios de saída remotamente localizados em cada andar, um dos quais deve ser encerrado ou separado do processo por uma parede que esteja totalmente vedada, exceto por portas             
4.8.2 O recinto ou a parede de separação deve ser de alvenaria ou outra construção não combustível.             
4.8.3 Devem ser providenciadas portas que não se fecham e fecham automaticamente, mantidas fechadas, para acesso aos meios de saída.  
(NFPA 36, p.36-10)           

O item 4.9, proteção contra incêndios, apresenta requisitos que não são observados na normativa nacional como a necessidade de instalação de um “sistema de pulverização de água (water spray), dilúvio ou água com espuma, ou uma combinação desses tipos de sistemas de proteção fixa e um sistema de aspersores automáticos na área de preparação. (NFPA 36, item 4.9.1 e 4.9.2, p.36-10). 


Hidrantes e extintores, previstos na legislação brasileira, não apresentam diferença de requisitos. No tocante à prevenção de explosão, a norma remete aos requisitos estabelecidos na “NFPA 69- Standard on Explosion Prevention Systems” sendo que muitos destes sistemas de prevenção se encontram especificados em normas da série IEC 60079.


Itens adicionais na NFPA 36 tratam especificamente de “início do processo, procedimentos de emergência, reparos em áreas restritas e controladas quando a planta está em operação ou não é purgada e quando a planta é desligada e purgada.” (NFPA 36, p. 36-10 e 11).  

          
O capitulo 5 apresenta requisitos similares aos observados na NBR 17505 e partes da série IEC 60079, de forma condensada, tratando da “descarga e armazenamento de solventes a granel” com premissas para operação, localização, projeto e construção, tanques de armazenamento, equipamentos de prevenção contra incêndio, controle de fontes de ignição, procedimentos de descarga, correntes estáticas e parasitas.


O processo de extração, especificado no Capítulo 7, primeiramente determina perímetros de segurança a serem observados entre a edificação do extrator e os demais prédios do complexo. A primeira barreira deve ser “uma cerca do tipo industrial que deve ser colocada a pelo menos 15 m do processo de extração” (NFPA 36, item 7.2.2, p.36-13). Todas as entradas e saídas para a área devem ser vedadas e prever saída de emergência. A figura 5 demonstra os perímetros a serem observados. 

Figura 5 - Diagrama típico de distâncias

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Fonte: NFPA 36, fig. 7.2.1, p. 36-13

A segunda barreira é física e virtual e prevê: “uma área controlada que deve se estender de 15 m a não menos de 30 m do processo de extração” (NFPA 36, item 7.2.3, p. 36-13), com restrições a “porões, túneis, valas de canos e fossas que devem ser proibidos a até 30 m do processo de extração” (NFPA 36, item 7.2.5, p. 36-13), não se aplicando a fossas de separação e valas de drenagem conectadas a elas.


A norma especifica que vias urbanas devem estar a pelo menos 30 m e aspectos topográficos e de ventos predominantes devem ser levados em consideração na implantação da unidade. 


Outras estruturas auxiliares como equipamentos essenciais para a “operação do processo de extração, exceto caldeiras e outras operações de chamas abertas, devem estar localizados a menos de 30 m e mais de 15 m do processo de extração”, (NFPA 36, item 7.2.8, p. 36-14), desde que seja montada uma barreira de vapor ou muros para conter possíveis vazamentos de solvente.
Na sequência do capítulo 7 a NFPA 36 trata de aspectos de projeto, construção, drenagem e controle de derramamento, sistemas de transporte, sistemas elétricos, torres de refrigeração, sistemas de ventilação, fontes de ignição e aquecimento, detecção de vapor inflamável, proteção contra raios e eletricidade estática.

            
O último capítulo (8) trata dos requisitos de segurança e especificações para os equipamentos de processo, abordando sistemas de ventilação, transporte de sólidos, prescrições para extratores, dessolventizador, tostador, secadores e transportadores de lâmina de cereal (spent flakes), vasos de pressão, tanques, trocadores de calor, condensadores e Flash Drum além de determinações para controles de processo.  (NFPA 36, item 8.1 a 8.10, p. 36-17/18).

4.  METODOLOGIA


O presente artigo constitui uma pesquisa aplicada com objetivo de gerar conhecimento para um problema especifico com foco em questões de segurança a serem verificadas em unidades industriais com uso de solventes do tipo classe I. 


Do ponto de vista do objetivo específico: verificação das condições de segurança contra incêndio e explosões, foi empregado uma pesquisa exploratória utilizando a metodologia de estudo de casos através da formulação de um questionário base (ver apêndice) aplicado aos setores de segurança e operação de plantas industriais de biodiesel, com foco no setor de extração de óleo vegetal. 


A enquete contém perguntas setorizadas e divididas em cinco grupos: dados gerais da empresa e da planta de extração, dados do solvente utilizado, requisitos gerais de segurança, requisitos de classificação de áreas e dados dos sistemas de prevenção e combate a incêndios.


O questionamento foi elaborado de forma a proporcionar a verificação do cumprimento de aplicações da normativa principalmente no caso da NFPA 36/2017 buscando-se um retrato da condição atual destes locais. Para tanto, a opção foi o uso de resposta direta positiva ou negativa com opção para comentários adicionais.


As respostas obtidas foram tabuladas em percentuais e explanadas em gráficos e tabelas juntamente com a curva logarítmica da tendência, permitindo um comparativo entre unidades, gerando amostragem significativa dos sistemas de segurança contra incêndio e explosões existentes nas diversas plantas que, por analogia, pode ser uma representação estimada do setor.


Os dados obtidos também permitem confronto com as prescrições normativas definidas na NFPA 36 e mesmo nas normas nacionais aplicáveis.

4.1.  AMOSTRAGEM SELECIONADA


A escolha das unidades para envio dos questionários foi efetuada buscando-se representatividade geográfica e associativa de regiões alocadas no Estado do Rio Grande do Sul, sendo escolhidas seis unidades das oito associadas da Aprobio (Associação dos Produtores de Biocombustíveis do Brasil) e seis unidades das quinze associadas a Ubrabio (União Brasileira do Biodiesel e Bioquerosene). 


Preliminarmente ao envio do formulário, foi efetuado contato prévio com cada responsável pelo setor de segurança e operação das unidades de extração, a fim de explanar aos mesmos o objetivo da pesquisa.


Dos 12 questionários enviados, somente cinco responderam totalmente, três alegaram questões de segurança para não fornecer dados e os demais não responderam. 

4.2.  AVALIAÇÃO DE DADOS


As informações recebidas foram compiladas em forma de planilhas com uso do software microsoft excel, sendo que cada unidade foi denominada por uma letra alfabética. A tabulação dos resultados é demonstrada por grupo de acordo com a setorização de assuntos efetuada no questionário.  Desta forma, cada resposta positiva adquiriu um peso de 20% permitindo a origem de gráficos percentuais que confirmam o cumprimento das normativas, com exceção dos dados gerais que são inerentes a cada unidade. 


Os gráficos, além dos dados quantitativos, demonstram a linha de tendência de cumprimento das prescrições de segurança permitindo uma análise macro neste aspecto e um panorama que pode ser estendido para todo setor.


Respostas adicionais às questões foram utilizadas para verificação de cumprimento especifico na totalidade da questão, comparando-se a resposta com o prescrito no artigo da norma que originou a pergunta. 
    


5.  RESULTADOS 


Os resultados demonstram que não há um padrão para localização destas plantas, apesar da lógica apontar para uma implantação próxima a regiões produtoras de oleaginosas. Percebe-se que as unidades se localizam na maior parte dos casos em zonas urbanas, sejam elas distritos industriais ou não. Esta questão, de acordo com as informações obtidas no questionário, é relacionada aos aspectos logísticos de distribuição e recebimento do produto final e insumos, que utilizam principalmente os modais rodoferroviário permitindo desta forma receber cargas de todo Estado ou mesmo de outros. Este aspecto, facilitador na operação, traz consigo uma preocupação com a seguridade do entorno da unidade, uma vez que devem ser observadas as distâncias de segurança “entre instalações, edificações, tanques, máquinas, equipamentos, áreas de movimentação e fluxo, vias de circulação interna, bem como dos limites da propriedade em relação a áreas circunvizinhas e vias públicas”. (NR 20, item 20.5.2.2).


Nos dados coletados e expostos na figura 6, verificamos que 60% das plantas apresentam habitações até o raio de 500 m sendo que uma unidade informou que há habitações junto às divisas da propriedade.
 

Figura 6 – Tabela de dados

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Fonte: Elaborada pelo Autor

Adicionalmente, há outro risco advindo do processamento, armazenagem e transporte de grãos, produzindo grande quantidade de poeiras combustíveis com probabilidade de gerar atmosferas explosivas que, segundo Mendes (2004), “são uma mistura constituinte do ar em condições atmosféricas, composta de substâncias inflamáveis sob a forma de gases, vapores, névoas ou poeiras”. 


No que tange ao solvente, 100% das plantas utilizam o hexano, líquido inflamável classe I cujos vapores “são cerca de três vezes mais densos que o ar”, (NFPA 36, anexo B, p.24) com estocagem subterrânea e na totalidade dos casos localizada próxima à unidade de extração. Os fatores de segurança associados à descarga apresentaram na pesquisa algumas não conformidades normativas, principalmente no item que obriga a existência de bacia de contenção para vazamentos onde somente 40% das unidades apresentam tal dispositivo. 


Outro fator de risco diz respeito à distância do ponto de descarga de edificações e divisas, onde 40% das unidades não cumprem com este dispositivo. A figura 7 apresenta os dados coletados com destaque para o item que trata de presença de sistemas de combate a incêndio na descarga, item previsto tanto na NFPA 36 como na NBR 17505-parte 7, e que determina proteção com espuma por canhões-monitores, aspersores ou aplicadores manuais. 

Figura 7 - Dados relacionados ao solvente

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Fonte: Elaborada pelo Autor

Sob o aspecto de aplicação de quesitos de segurança, a pesquisa demonstra que a principal não conformidade diz respeito a barreira de vapor e inexistência de perímetro de área controlada, especificações estas que fazem parte dos preceitos da NFPA 36 nos seus itens 7.2.2 e 7.2.3.  


Os dados obtidos a respeito das condições gerais de segurança demonstram pontos positivos de cumprimento normativo (fig. 8). O item perímetro controlado, principal deficiência em 80% dos casos, não é exigência de norma ABNT, mas sim da NFPA que determina que “uma área controlada deve se estender de 15 m (50 pés) a não menos de 30 m (100 pés) do processo de extração”. (NFPA 36, p.36-13). 

Figura 8 - Segurança geral da planta

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Fonte: Elaborada pelo Autor

Quanto à área restrita, apenas uma planta não apresenta a sua delimitação com cercamento, mas se utiliza de sinalização, o que não confere um preceito de segurança, pois não impede o acesso que deve ser efetuado com permissão de trabalho e controle físico. 


Item fundamental é o controle de fontes de ignição, previsto tanto na NBR 17505, parte 5, que trata de operações, como na parte 6, que se aplica às áreas onde líquidos de classe I são armazenados ou manuseados, caso do depósito de solvente e do processo de extração. Segundo o item 9.2 na NBR 17505-5, as principais fontes de ignição se constituem de: 

chamas abertas, descargas atmosféricas, superfícies quentes, calor irradiante, cigarros e similares acesos, corte e solda, ignição espontânea, calor de fricção ou faíscas, eletricidade estática, faíscas elétricas, correntes parasitas, fornos, chaminés e equipamentos de aquecimento (fornalhas), telefones celulares e máquinas fotográficas. 

Desta forma, é imprescindível que a extração, tubulações de processo e estoque de solvente estejam localizados em áreas perfeitamente controladas, com acesso restrito e afastadas de todas as prováveis fontes mencionadas. No estudo efetuado verifica-se que algumas unidades apresentam alto risco, já que apenas 60% possuem equipamentos elétricos de acordo com a classificação, 40% instalações de acordo com a NBR 60079-14 e somente 20% das unidades adotam medidas de proteção contra eletricidade estática.


Os dados revelam que 100% das plantas promoveram estudo de classificação de áreas e que o mesmo representa o layout atualizado. A pesquisa não se aprofundou na normativa aplicada que segundo a NBR 17505-6 que determina que “para fins de definição das áreas classificadas, deve-se adotar o estabelecido na Tabela 1 (baseada na NFPA 70) ou, alternativamente, podem ser utilizados os critérios indicados na ABNT NBR IEC 60079-10-1”. (NBR 17505-6, p.8).


Apesar de contarem com a análise de risco e controle de fontes de ignição, as plantas estão muito distantes das condições de segurança preconizadas tanto pela NBR 17505 como pela NFPA 36, considerando os resultados obtidos (fig. 9),  principalmente nos aspectos que envolvem eletricidade estática e a conformidade das instalações elétricas que deveriam estar 100% compatíveis com os estudos de classificação de áreas, demonstrando claramente que o setor ainda carece de medidas de segurança e adequações de suas plantas a normativa vigente. 

Figura 9 - Aspectos de Risco de Explosividade

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Fonte: Elaborada pelo Autor

O último grupo a ser analisado fornece informações dos sistemas de prevenção e combate a incêndio, manutenção de equipamentos e treinamento de pessoal, itens determinados pela NR 20 ao preconizar que as instalações “devem possuir plano de inspeção e manutenção devidamente documentado.” (NR-20, item 20.8.1, p.4).


Os dados obtidos (fig. 10) comprovam que as plantas não apresentam instalações confiáveis, sendo dotadas  apenas de sistemas básicos exigidos pelo PPCI.
Nenhuma planta apresentou sistema de proteção com espuma, apesar de  especificado tanto na NBR 17505 parte 7, como na NFPA 36, demonstrando que a capacidade de combate a incêndio ou explosão não está adequada. A NBR 17505-7 no seu item 8.1 também preconiza que: 

Em instalações que possuam sistema fixo de água e espuma, todos os locais sujeitos a derramamento ou vazamento de produto, ou onde o produto possa ficar exposto à atmosfera em condições de operação (como, por exemplo, separador de água e óleo), devem estar protegidos pelo sistemade lançamento de espuma. (NBR 17505-parte 7, p.6).

Figura 10 - Sistemas instalados

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Fonte: Elaborada pelo Autor

Na extração, praticamente todos os locais são passiveis de apresentar derramamento de hexano ou miscela (óleo+solvente), uma vez que, as tubulações condutoras, tanques de armazenagem de condensado e hexano, destilaria de recuperação e demais equipamentos, são construidos de forma concentrada e verticalizada  apresentando dificuldade de movimentação no seu interior. 


A NR 20 obriga a elaboração de “plano que contemple a prevenção e controle de vazamentos, derramamentos, incêndios e explosões e, nos locais sujeitos à atividade de trabalhadores, a identificação das fontes de emissões fugitivas.”(NR 20, item 20.12.1, p.8), além de estabelecer a obrigatoriedade de “elaborar e implementar plano de resposta a emergências” (NR 20, item 20.14.1, p.9). Porém 20% das plantas não apresentam o programa contrariando a normativa.

No quesito treinamento, teste periódico dos sistemas e simulados verificou-se que os mesmos são atendidos em 40% das plantas, o que confirma a não conformidade de atendimento à norma em grande parte das unidades, sendo que a mesma prevê a execução de “cronograma, metodologia e registros de realização de exercícios simulados” (NR 20, item 20.14.2, letra j, p.9), como forma de manter todos os trabalhadores aptos a realizar operações de combate a incendios e explosões.


Outro item, inexistente em 100% das plantas pesquisadas, causa preocupação na segurança do entorno, seja interno ao complexo ou externo, uma vez que os sistemas fixos de detecção de gás, não possuem intertravamento com o sistema de alarme geral exigindo intervenção humana para esta operação em caso de emissão fugitiva de grande volume, o que pode consumir tempo precioso na mobilização de resposta a emergências.


De um modo geral, todas as plantas pesquisadas apresentam similaridade no cumprimento dos quesitos de segurança contra incêndio, uma vez que a linha de tendência do gráfico se encontra na faixa de 60% para todos os itens.
A análise global de dados, apesar do retorno de questionários respondidos abaixo do estipulado, permite projetar uma representatividade dos problemas de segurança do setor já que, unidades de extração, são semelhantes em fluxograma de processo com pequenas variações de equipamentos utilizados. 

 

6.  CONCLUSÃO 


O presente artigo, cujo objetivo foi verificar aspectos de segurança contra incêndio e explosões existentes nas unidades de extração de óleo do Estado do Rio Grande do Sul, correspondeu à expectativa, apesar de um retorno de respostas de 41,67% dos questionários enviados.


As amostras representam as tipologias de processos industriais existentes, devido à similaridade de layout e equipamentos utilizados pelo setor.


Os dados demonstram que os aspectos de segurança das unidades de extração devem ser revistos e complementados, buscando uma concordância principalmente com a NFPA 36, ABNT NBR 17505 e as normas da série ABNT NBR IEC 60079 que tratam de áreas classificadas.


As não conformidades verificadas em 100% das plantas que responderam ao questionário confirmam que os profissionais, responsáveis pela segurança e gerência das mesmas, estão negligenciando aspectos normativos básicos, como os que dizem respeito à eletricidade estática, instalações elétricas, inspeções e uso de equipamentos certificados em atenção à classificação de áreas. No quesito de proteção, as principais incompatibilidades verificadas dizem respeito à detecção de gases, sinalização, treinamentos e inexistência, em 100% das plantas, de sistemas de água pulverizada, colocando em risco patrimônio e vidas humanas, podendo ocorrer acidentes catastróficos envolvendo líquidos combustíveis, que tendem a gerar danos imensos e com alcance capaz de prejudicar outros setores das unidades ou mesmo, o entorno externo da planta.


O ponto fundamental a ser atacado envolve questões de manutenção, treinamento de pessoal, implantação de sistemas adicionais de segurança e preparo para enfrentamento de emergências, envolvendo os conceitos atrelados ao planejamento geral e gerenciamento destas unidades visando o atendimento à normativa vigente e, principalmente, buscando adequação para a única norma especifica que trata da extração de óleos com uso de solventes classe I: a NFPA 36.
 

7.  REFERÊNCIAS 

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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS. NBR 17505-6: Armazenamento de líquidos inflamáveis e Combustíveis- Requisitos para instalações e equipamentos elétricos. Rio de Janeiro, 2013.


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