Como melhorar a percepção do risco em uma unidade de processo?

Uma das principais dificuldades encontradas pelas equipes que desenvolvem trabalhos dentro de uma planta industrial, está em conhecer os riscos que as rodeiam. Essa percepção está muitas vezes relacionada com a familiarização com os processos.

Essa familiarização pode acontecer de diversas formas. Abaixo, elencamos algumas delas:

  • Conhecimento sobre as propriedades físico-químicas das substâncias envolvidas: como por exemplo, o ponto de fulgor, toxidade, reatividade, pressão ou temperatura definidas no processo. Os perigos de acordo com cada uma dessas propriedades pode gerar explosão, incêndio, derramamentos, tendo consequências diversas as pessoas como intoxicação e queimaduras químicas ou térmicas.
  • Estudos sobre o projeto do processo ou das condições operacionais: conhecer como ocorrem misturas, mudanças de fase ou transferências dentro dos equipamentos e em quais deles essas podem gerar risco para o processo é importante para as equipes que trabalham dentro de uma instalação industrial. Os projetos contemplam documentos como fluxogramas, memoriais descritivos, memoriais de cálculo, folhas de dados das mais diversas disciplinas envolvidas no processo que auxiliam nesse entendimento.
  • Inventário dos produtos presentes na instalação: além das propriedades físico-químicas, a quantidade de material perigoso envolvido seja ela contido em equipamentos, tubulações e até estocagens para uso futuro, que podem estar ligados a um possível evento potencial.

  • Localização das pessoas e dos ativos em relação ao perigo: em grande parte dos projetos atuais, são contemplados estudos relacionados a dispersão de gases e atmosferas explosivas, por exemplo. Existem ainda estudos de vulnerabilidade, que de acordo com as severidades que os eventos acidentais podem apresentar, devem ser levados em consideração para o conhecimento e familiarização.
  • Frequência em que os processos ocorrem: a operação de equipamentos como válvulas, drenos, purgadores podem apresentar durante seu ciclo de vida possibilidade de perda de contenção, sejam por conta das vezes as quais o sistema seja acionado ou ainda de pelo produto que passa por estes. Essas indicações são importantes para questões relacionadas a manutenção, inspeção e também otimização.

  • Histórico de eventos acidentais em indústrias correlatas e eventos já ocorridos na instalação presente: em eventos acidentais, órgãos diversos sejam eles autarquias ou reguladores, solicitam relatórios de investigação de acordo com a severidade dos acidentes ocorridos, conforme seu prejuízo para vidas humanas, meio ambiente e patrimônio da empresa. Além disso, existem alertas que são emitidos, de modo a uniformizar as informações quanto ao acidente.

Importante mencionar que essas informações podem estar em maior ou menor disponibilidade de acordo com a maturidade da empresa em relação a sua cultura de segurança de processo. Os riscos também podem estar presentes de acordo com a fase do empreendimento, sejam no projeto, construção, comissionamento, condicionamento ou desativação. A empresa deve criar mecanismos para que todos os responsáveis pela planta possam sempre obter os conhecimentos necessários, esclarecendo dúvidas e mantendo um bom senso de vulnerabilidade.

E você, tem alguma sugestão para melhorarmos a percepção em relação aos riscos presentes em uma unidade de produção? Deixe abaixo nos comentários.

Realidade Virtual e Treinamentos em Emergências

Como alguns amigos sabem, no início do ano conclui o mestrado em Engenharia de Produção pela UFPE. Na linha de pesquisa de Confiabilidade e Riscos em Sistema de Produção, meu trabalho intitulado “Realidade Virtual como Ferramenta de Treinamento para Brigada de Emergência de uma Refinaria”, teve como objetivo principal “criar um ambiente virtual capaz de reproduzir a realidade com intuito de complementar e melhorar os treinamentos oferecidos à brigada de emergência de uma refinaria.” Você pode acessar esse trabalho clicando aqui e entrando com seu e-mail.

Mas o que seria a Realidade Virtual? A Realidade Virtual (RV) pode ser definida como uma simulação computacional interativa, que monitora o estado e as atividades do usuário, substituindo ou aumentando os sentidos do operador por meio do conteúdo digital, trazendo uma sensação de estar imerso na simulação.

Ela, que tem sido objeto de pesquisa desde a sua criação no final dos anos 1980 e início dos anos 1990, sempre teve sua usabilidade questionada principalmente pelos problemas de semelhança com a realidade e altas latências nas respostas. A tecnologia surge novamente com melhorias proporcionadas pelo aumento da capacidade de processamento de soluções de hardware que antes eram física e financeiramente inviáveis.

O recente e inovador desenvolvimento das tecnologias de RV deu origem à tecnologia de interação entre o computador e o humano, que permite que usuários reais participem de um mundo virtual reproduzido por computadores. Isso destaca a necessidade de simuladores de treinamento baseados em RV que possibilitam treinamentos repetitivos seguros, convenientes e planejados.

Elencamos abaixo, 3 trabalhos já realizados na indústria e que usaram a RV como forma de melhorar a capacitação em plantas industriais.

Manca, Brambilla e Colombo, pesquisadores do Departamento de Química, Materiais e Engenharia Química da Politécnica de Milano – Itália, realizaram experimentos utilizando realidade aumentada em uma indústria de processamento de produtos químicos. O artigo discutiu os benefícios da integração e interligação de um simulador de processo dinâmico com um simulador de acidente dinâmico, a fim de treinar os operadores para responder eficazmente a situações anormais, permitindo-lhes assim reconhecer e recuperar anomalias e avarias, especialmente quando estas podem levar a acidentes. Veja algumas imagens abaixo:

Lee e colaboradores, desenvolveram no Departamento de Quimica e Engenharia Biomolecular da Universidade de Yonsei (Coreia do Sul), um trabalho com RV para treinamento de operadores de postos de abastecimento de hidrogênio. O programa consistiu em dois módulos: i) módulo de experiência de RV que fornece informações sobre instalações de estações de hidrogênio e equipamentos de segurança e ii) módulo de simulação de cenários de acidentes que representa vinte cenários possíveis nas estações de abastecimento de hidrogênio (explosões, vazamentos, incêndios, por exemplo), devido a causas diversas como corrosão, falha do operador ou ainda falha dos equipamentos. A ferramenta se mostrou útil para a formação de novos operadores e treinamento dos mais antigos, apoiando o Plano de Resposta à Emergência, bem como os procedimentos padrão operacionais nas estações de abastecimento. Veja abaixo:

Em mais um trabalho desenvolvido por pesquisadores coreanos (Cha, Han, Lee e Choi), através da interação entre a RV e estudos em fluido-dinâmica, criaram um simulador para combate a incêndio baseado nas condições físicas do fogo em um sistema de atuação em tempo real. Os dados levantados continham informações sobre gases tóxicos e calor, que possuem impacto direto nas respostas à emergência e nas atividades de resgate, proporcionando uma visão mais realista do evento. O trabalho ajudou a melhorar o treinamento de combate a incêndio fornecendo conteúdo útil principalmente para bombeiros inexperientes.

Importante mencionar que todos os trabalhos mostrados nessa seção utilizaram a RV basicamente com três objetivos:

  1. Estabelecer as possíveis consequências dos acidentes;
  2. Fornecer maior suporte a decisão de acordo com os cenários elencados nos Planos de Resposta à Emergência; e
  3. Melhorar o treinamento das equipes.

As pesquisas mostram como a RV vem sendo amplamente utilizada para treinamento de equipes de emergência, principalmente em eventos com características mais graves como incêndios, explosões e emissões tóxicas.

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Inspeção em Sistemas Fixos de Dilúvio para Proteção contra Incêndio

INTRODUÇÃO

De acordo com a Convenção nº 174 da OIT – Organização Internacional do Trabalho a expressão “acidente maior” designa todo evento subitâneo, como emissão incêndio ou explosão de grande magnitude, no curso de uma atividade em instalação sujeita a riscos de acidentes maiores, envolvendo uma ou mais substâncias perigosas e que implica grave perigo, imediato ou retardado, para os trabalhadores, a população ou o meio ambiente. De modo a evitar a ocorrência desses eventos, cada vez mais tecnologias vêm sendo desenvolvidas. Uma das tecnologias empregadas está na utilização de água pulverizada (dilúvio) para resfriamento de equipamentos com características de alto risco dentro do processo de produção.

Internacionalmente, como norma para sistemas fixos de pulverização de água tem-se utilizado a NFPA 15 – Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection. A norma estabelece os requisitos mínimos para a concepção, instalação e ensaio de aceitação do sistema de sistemas fixos de pulverização de água para serviço de proteção contra incêndios e os requisitos mínimos para o ensaio periódico e manutenção de sistemas fixos de ultra-alta velocidade de pulverização de água. Estes devem ser especificamente concebidos para proporcionar uma proteção eficaz contra incêndios, extinção, prevenção ou exposição.

SISTEMAS FIXOS DE PULVERIZAÇÃO E SEUS COMPONENTES

De acordo com a NFPA 15, os sistemas fixos de pulverização de água devem ser especificamente concebidos para assegurar uma proteção eficaz contra incêndios, extinção, prevenção ou proteção contra a exposição. Estes podem ser independentes ou complementares de outras formas de proteção. A concepção de sistemas específicos pode variar consideravelmente, dependendo da natureza do perigo e dos objetivos básicos da proteção. Devido a essas variações e à ampla escolha das características dos bicos de pulverização, esses sistemas devem ser projetados, instalados e mantidos com competência. Deve ser essencial que suas limitações, bem como suas capacidades, sejam completamente compreendidas pelo projetista.

Ainda conforme a NFPA 15, a pulverização de água é aplicável à proteção de perigos e equipamentos específicos e deve ser permitida a sua instalação independente ou complementar de outras formas de sistemas ou equipamentos de proteção contra incêndios. A proteção por pulverização de água é aceitável para a proteção de perigos envolvendo cada um dos seguintes grupos:

a) Materiais inflamáveis gasosos e líquidos;

b) Perigos elétricos como transformadores, interruptores de óleo, motores, cabos e bandejas;

c) Combustíveis comuns, como papel, madeira e têxteis;

d) Alguns sólidos perigosos, tais como propulsores e pirotécnicos, e;

e) Atenuação de vapor.

Os principais itens constantes em um Sistema de Pulverização de Água, de acordo com a NFPA 15 são: Bicos de Pulverização; Tubulações; Acessórios; Processo de Fabricação e Suportação; Válvulas, Manômetros e filtros e Alarmes

Ainda de acordo com a NFPA 15, todos os componentes devem ser coordenados para fornecer sistemas completos e somente materiais e dispositivos listados na norma devem ser usados na instalação de sistemas de pulverização de água.

Somente novos materiais e dispositivos devem ser empregados na instalação de novos sistemas de pulverização de água. É permitida a utilização de válvulas e dispositivos recondicionados, com exceção dos bicos de pulverização automática de água, que devem ser substituídos.

Os componentes do sistema instalados no exterior, ou na presença de uma atmosfera corrosiva, devem ser construídos com materiais resistentes à corrosão ou protegidos adequadamente contra a corrosão. Estes devem ser dimensionados para a pressão de trabalho máxima a que estão expostos, mas não inferior a 12,1 bar (175 psi).

ASPECTOS IMPORTANTES A SEREM CONSIDERADOS NA INSPEÇÃO

A norma NFPA 25 – Standard for the Inspection, Testing, and Maintenance of Water-Based Fire Protection Systems fornece instruções para a realização de inspeções, manutenção e teste em sistemas de proteção contra incêndio a base de água. Ela também fornece a frequência com que são necessárias essas atividades, os requisitos para os procedimentos de desativação, processos de notificação e de restauração desses equipamentos.

A NFPA 25 define que os componentes e as frequências de inspeção, teste de operação e procedimento de manutenção de cada um destes. Também é citado por esta que, itens em áreas que são inacessíveis por considerações de segurança devido a fatores tais como operações de processo contínuo e equipamento elétrico energizado devem ser inspecionados durante cada parada programada, mas não mais que a cada 18 meses. Esse tipo de situação é presente em refinarias e petroquímicas, por exemplo, que possuem regime de produção ininterrupto durante o tempo. Abaixo segue tabela mostrando os itens a inspecionar, a sua frequência de inspeção e observações sobre cada um deles.

CONCLUSÕES

A inspeção nos mostra diversos aspectos relevantes que podem contribuir na confiabilidade do sistema. Ainda existem aspectos que podem revelar erros durante a concepção do projeto ou ainda erros durante a execução do projeto na planta. Alguns desses erros inclusive podem somente se mostrar durante o tempo. Podemos citar como principais não-conformidades, problemas relacionados a identificação sejam nas tubulações ou acessórios, desalinhamentos provocados por problemas de suportação, ausência de estanqueidade nas válvulas provocando passagem de água no sistema, entupimento dos bicos devido as características próprias da instalação, entre outros.

Devido a baixa utilização e necessidade de se manter alta confiabilidade, os prazos de inspeção deve ser seguidos rigorosamente. A experiência nos mostra que em muitos casos os recursos para combate e mitigação de emergências são os únicos capazes de interromper os sinistros em desenvolvimento. Alia-se a isso, a ação do homem e realizar a operação correta desses recursos para melhor eficácia durante sua atuação.

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ALOHA: Software Gratuito para Análise de Consequências de Acidentes Industriais

A análise de consequências e vulnerabilidade é um estudo realizado por intermédio de modelos matemáticos para a previsão dos impactos danosos às pessoas, instalações e ao meio ambiente, baseado em limites de tolerância estabelecidos para os efeitos de sobrepressão advinda de explosões, radiações térmicas decorrentes de incêndios e efeitos tóxicos oriundos da exposição a uma alta concentração de substâncias químicas por um curto período de tempo. De modo a facilitar o estudo, existem no mercado diversos softwares que auxiliam na análise de vulnerabilidade dos mais diversos cenários.

Pode-se citar o software de domínio público, chamado ALOHA – Areal Locations of Hazardous Atmospheres editado pela NOAA – National Oceanic and Atmospheric Administration (EUA). Sua finalidade principal é fornecer estimativas para o pessoal de resposta a emergências da extensão espacial de alguns perigos comuns associados a vazamentos de produtos químicos. A equipe de desenvolvimento reconhece que o ALOHA pode ser uma ferramenta apropriada para treinamento e planejamento de contingência, fornecendo estimativas da extensão espacial de alguns dos perigos associados à liberação acidental de curto prazo de produtos químicos voláteis e inflamáveis. O ALOHA lida especificamente com os riscos para a saúde humana associados à inalação de vapores químicos tóxicos, radiação térmica de incêndios químicos e os efeitos da onda de pressão das explosões de nuvens de vapor. Na abaixo há um fluxograma de simulação do ALOHA.

O ALOHA usa uma interface gráfica para entrada de dados e exibição de resultados. A área onde existe a possibilidade de exposição a vapores tóxicos, uma atmosfera inflamável, sobrepressão de uma explosão de nuvem de vapor ou radiação térmica de um incêndio é representada graficamente como zonas de ameaça. As zonas de ameaça representam a área em que a exposição no nível do solo excede o nível especificado pelo usuário em algum momento após o início de uma liberação. Todos os pontos dentro da zona de ameaça experimentam uma exposição transitória excedendo o nível de preocupação em algum momento após a liberação; é um registro da exposição máxima prevista ao longo do tempo. Em alguns cenários, o usuário também pode visualizar a dependência de tempo da exposição em pontos especificados.

Na figura a seguir, há exemplos de gráficos de saída do ALOHA. À esquerda, há um gráfico apresentando a zona circular de ameaça de radiação térmica estimada para um Bleve (explosão do vapor de expansão de um líquido sob pressão, em português). Já à direita, o gráfico de ponto de ameaça mostra o nível de concentração tóxica ao longo do tempo em um local específico; as linhas horizontais mostram como a concentração se compara aos níveis tóxicos de preocupação escolhidos.

O ALOHA ainda permite exportar os dados para dois programas georreferenciamento: o Marplot e o Google Earth. No primeiro, após a instalação, é possível importar as zonas de ameaça podendo vincular essas informações com um outro banco de dados utilizado pelo ALOHA (CAMEO Chemicals). Já o segundo, você pode exportar de forma mais simples para o software Google Earth através das coordenadas geográficas definidas previamente. Abaixo, do lado esquerdo temos uma simulação via Marplot e a direita através do Google Earth.

Abaixo seguem links para baixar os softwares e alguns outros documentos para entender melhor como utilizar a aplicação. Clique sobre os títulos para acessar as páginas:

  1. Páginas para download do ALOHAMARPLOT e Google Earth.
  2. Documentação Técnica do ALOHA e exemplos de simulações.
  3. Vídeos de demonstração: vídeo 1vídeo 2vídeo 3.

PS: Os conteúdos são em inglês ou espanhol, mas utilizando algum tradutor online, como o Google Tradutor é possível utilizar os programas sem maiores problemas.

Bons estudos!

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Análise dos Modos de Falha e Efeitos (FMEA): Conhece essa técnica?

O gerenciamento de riscos envolve de forma obrigatória, o conhecimento das possíveis ameaças que um sistema ou produto pode estar sujeito durante seu ciclo de vida. Para isso, são utilizadas as chamadas Técnicas de Análise de Riscos. O FMEA é uma dessas técnicas.

O FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) é uma ferramenta que busca, em princípio, evitar, por meio da análise das falhas potenciais e propostas de ações de melhoria, que ocorram falhas no projeto do produto ou do processo. Com a sua aplicação é possível detectar com antecedência as possíveis falhas de um sistema, aumentando sua confiabilidade. É uma ferramenta importante para o prognóstico de problemas, através de um procedimento para a execução e desenvolvimento de projetos, processos ou serviços (novos ou revisados), contribuindo para a elaboração destes.

A Técnica apropriada para sistemas de elevado risco potencial no decorrer de um processo, proporcionando a identificação prévia e rápida dos equipamentos e suas funções, desvios e medidas de controle e emergência. Além disso, descreve as conseqüências das falhas identificadas, sejam estas para o meio ambiente, para o sistema ou para o próprio componente.

O FMEA é altamente subjetivo e requer um trabalho considerável de suposição em relação às possibilidades e a sua prevenção. Em alguns casos, a prevenção de problemas de projeto através de ações de produção pode ser mais barata e constituir o caminho mais curto, este princípio é conhecido como relevância das etapas posteriores ou “Princípio da Relevância”. Prevenir problemas de processo utilizando uma ação de projeto, em alguns casos, pode ser a estratégia mais eficiente e eficaz. Os principais objetivos do FMEA são:

a) Revisão sistemática dos modos de falha de um componente, para garantir danos mínimos ao sistema;

b) Determinação dos efeitos que tais falhas ocasionarão em outros componentes do sistema;

c) Determinação dos componentes cujas falhas teriam efeito crítico na operação do sistema (Falhas de Efeito Crítico);

d) Cálculo de probabilidades de falhas de montagens, subsistemas e sistemas, a partir das probabilidades individuais de falha de seus componentes;

e) Determinação de como podem ser reduzidas às probabilidades de falha de componentes, montagens e subsistemas, através do uso de componentes com confiabilidade alta, redundâncias no projeto, ou ambos.

FMEA de Projeto x FMEA de Processo

Na FMEA de projeto são consideradas as falhas que poderão ocorrer com o produto dentro das especificações do projeto. O objetivo desta análise é evitar falhas no produto ou no processo decorrentes do projeto. É comumente denominada também de FMEA de Produto.

Já na FMEA de processo, são consideradas as falhas no planejamento e execução do processo, ou seja, o objetivo desta análise é evitar falhas do processo, tendo como base as não conformidades do produto com as especificações do projeto.

Etapas da Análise FMEA

O FMEA permite analisar o modo de falha, ou seja, como pode falhar os componentes de um equipamento ou sistema, estimar as taxas de falhas, determinar os efeitos que poderão advir e, consequentemente, estabelecer mudanças a serem realizadas para aumentar a probabilidade do sistema ou do equipamento em análise, para que funcione realmente de maneira satisfatória e segura. Esta análise é feita conforme as seguintes etapas:

a) Selecionar um sistema e dividi-lo em componentes;

b) Descrever as funções dos componentes;

c) Aplicar a lista de modos de falha aos componentes, verificando falhas possíveis;

d) Verificar os efeitos das falhas para o sistema, o ambiente e o próprio componente observando as possibilidades de ocorrência;

e) Estabelecer medidas de controle de risco e de controle de emergência.

Para auxiliar o desenvolvimento e visualização durante o desenvolvimento, pode usar tabelas como a que temos abaixo:

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Dessa forma, a Técnica quando bem aplicada pode diminuir a probabilidade da ocorrência de falhas em projetos de novos produtos ou processos; diminuir a probabilidade de falhas potenciais em produtos/ processos já em operação; aumentar a confiabilidade; diminuir os riscos de erros e aumentar a qualidade em procedimentos.

Importante mencionar que é necessária a categorização dos riscos para definição de prioridades, plano de ação entre outras medidas. A organização deve definir quais as frequências e severidades relacionadas a sua área de atuação. E estabelecer através desses, sua matriz de risco. Veja um exemplo abaixo:

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Nunca é demais lembrar que a análise deve ser sempre realizada por equipe multidisciplinar, de forma a aproveitar melhor os conhecimentos sobre o sistema em estudo, estabelecendo as melhores medidas de controle e emergência. A equipe também pode customizar a análise de forma, atendendo suas necessidades.

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Erros Comuns em Investigações de Acidentes de Processo

Acidentes de processo como explosões, incêndios ou grandes derramamentos estão geralmente ligados a perda de contenção de produtos, que de acordo com suas características podem ser tóxicos ou inflamáveis. Esses acidentes causam perdas ligadas as pessoas, patrimônio e meio ambiente, além de outras ligadas continuidade operacional e a imagem da empresa.

Devido a todos essas consequências nocivas relacionadas, investigar os acidentes de forma a compreender onde se encontram as falhas é fundamental. Além disso, a investigação pode apresentar oportunidade para a melhoria dos procedimentos, dos processos e até dos projetos de uma determinada unidade industrial.

Apesar disso, ainda é possível perceber a existência de falhas na investigação desses eventos acidentais. Muitos deles são motivados por questões organizacionais ligadas a competência da equipe ou ainda por deficiência/ausência de uma metodologia adequada. Outras falhas podem estar relacionadas com a necessidade de tão logo obter respostas, não apresentando a profundidade necessária para o melhor entendimento do evento. Sendo assim, vamos apresentar alguns erros que geralmente as investigações podem apresentar:

Investigações que apontam somente uma causa

Uma das características mais evidentes que os acidentes de processo possuem, é de serem multicausais. Em muitos aspectos há diversos atores envolvidos que podem estar inter-relacionados com o acidente, desde dos projetistas, passando pelo pessoal da manutenção e chegando a equipe de manutenção. Inclusive, grande parte dos métodos de investigação de acidentes levam em consideração causas de tipos diferentes de acordo com a sua contribuição para o evento principal. Da mesma forma que nossa audição está limitada a sons compreendidos entre frequências de 20 a 20000hz, sabemos que podem existir meios de torná-las identificáveis. Devemos então pensar que o que teoricamente está bem esclarecido, pode ser analisado de forma mais profunda atingindo maior efetividade.

Investigações superficiais

Esse tipo de erro muitas vezes vem acompanhado do anterior. Em grande parte das investigações, somente são levantadas as causas imediatas, mais ligadas a ação humana ou com as condições operacionais facilmente visíveis. É preciso ir mais a fundo. Há, por exemplo, falhas no sistema de gestão? Foi identificadas condições operacionais não previstas em projeto? As pessoas foram adequadamente treinadas e instruídas? Perguntas como essa e muitas outras devem ser feitas durante a investigação. Em muitos casos os relatórios de acidente são mais influenciados pelas crenças e formação dos investigadores do que sobre o evento que ocorreu, como também são influenciados pelos gestores para que não apresente todas as condições necessárias para a ocorrência, omitindo fatos que podem prejudicar estes pessoalmente.

Investigações que relacionam apenas o erro humano como causa

Erros humanos podem acontecer em diversas fases de um empreendimento, desde sua fase de projeto básico, passando pelas fases de condicionamento, comissionamento e operação propriamente dita. Geralmente, é nessa última fase que os erros tornam-se mais prováveis de ocorrer, já que nas outras fases ocorre um maior acompanhamento de projetistas, supervisores e equipes de partida.

É importante que se identificado qual o tipo do erro que ocorreu, pois de acordo com este diferentes ações podem ser tomadas. Os erros podem estar ligadas ao treinamento ou condição operacional deficiente, pois, por mais que tudo seja repassado, nunca se pode prever tudo que acontecerá numa planta industrial. O erro pode estar ligado a uma ação deliberada, onde ocorreu de fato uma violação ou não-conformidade ou ainda relacionado com algum descuido ou desvio, onde necessariamente não houve a intenção de praticá-lo. Em alguns casos também podem ainda ser identificadas situações onde a tarefa a ser executada estava além da capacidade de realização do responsável, mostrando a necessidade de reformulação.

Investigações que buscam pessoas para culpar

Esse tipo de erro de investigação na minha humilde opinião, é o que mais causa danos a corporação. Procurar tão somente quem errou ou ainda direcionar as investigações para esse fim, pode muita vezes causar um clima organizacional ruim. Regimes de consequência, onde somente a ação punitiva é evidenciada são frequentes. Em muitos casos, o causador direto ou causadores encontram-se numa posição mais fragilizada. Conforme falamos inicialmente, acidentes de processo trazem prejuízos severos. Logo, mais do que o “quem”, o “como” e o “por quê” devem ser priorizados. Os operadores muitas vezes são a última alternativa de defesa contra os erros organizacionais e de projeto. Ao fazer a pergunta certa, descobre-se de fato os motivos que levaram a tomada de uma determinada ação pelo propenso causador.

E você, conhece mais algum erro em investigações que podemos elencar? Deixe nos comentários! Gostou do texto? Comente, deixe o seu “gostei” e compartilhe!

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Cavitação em Bombas de Incêndio: O que é e como evitar?

Um dos equipamentos mais importantes nos sistemas de controle e prevenção de incêndios são as bombas de incêndio. Os sistemas de pressurização podem operar de três formas: por gravidade, por bombas ou por tanque de pressão. Eles têm a função de fornecer energia para o transporte de água e ainda atingir o material em combustão a uma determinada distância, com vazão e pressão adequada à extinção do fogo.

Os sistemas operados por bombas são compostos por bomba principal ou bomba de incêndio, bomba de pressurização ou bomba jockey. A bomba de incêndio tem a finalidade de recalcar a água do reservatório para os equipamentos de combate. Deve possuir motor elétrico ou à explosão. Quando a bomba principal fornece água aos hidrantes mais desfavoráveis hidraulicamente, no caso de não poderem ser abastecidos pelo reservatório elevado, ela recebe o nome de bomba de reforço. A bomba de pressurização ou bomba jockey tem a função de manter o sistema pressurizado em uma faixa preestabelecida e de compensar pequenas perdas de pressão.

O que é cavitação?

A cavitação é um fenômeno físico que ocorre em bombas centrífugas no momento em que o fluido succionado por ela tem sua pressão reduzida, atingindo valores iguais ou inferiores à sua pressão de vapor. Com isto, formam-se bolhas que são conduzidas pelo deslocamento do fluido até o rotor, onde implodem ao atingirem novamente pressões elevadas.

A pressão de vapor de um líquido a uma determinada temperatura, é aquela na qual o líquido coexiste nas duas fases: líquida e vapor. Para uma dada temperatura, se a pressão à qual o líquido estiver submetido for maior que a pressão do vapor do líquido, haverá somente fase líquida. No caso contrário, se a pressão for menor, haverá somente fase vapor. Quando a pressão deste fluido for igual à pressão de vaporização, ocorrerão as fases líquida e de vapor. Veja no gráfico abaixo:

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A formação das bolhas ocorre se numa determinada zona de sucção a pressão estática do fluido se igualar à sua pressão de vaporização. Quando as bolhas são transportadas para uma zona de pressão mais elevada, elas colapsam e precipitam-se violentamente sobre as pás do impulsor da bomba com elevadas velocidades.

Quais são as consequências da cavitação?

Um dos sinais mais frequentes que se pode observar durante a ocorrência do fenômeno cavitação, está na presença de um ruído característico. Este ruído é causado devido às vibrações provocadas pelas forças aplicadas e também pelo material que vem sendo arrancado internamente. O barulho é semelhante à lenha seca quando está queimando ou ainda ao de uma betoneira quando realizada mistura de concreto.

Por meio de um exame de vibração no mancal da bomba, pode-se identificar sinais randômicos (sem origem ou definição exata) em regiões de baixa frequência (80 a 200 Hz) nos espectros de velocidade e em alta frequência nos espectros de aceleração. Por isto, deve-se dar a devida importância às manutenções, principalmente as preditivas e detectivas.

A cavitação também pode influenciar negativamente o rendimento da bomba. Quando as bolhas de vapor existem em número elevado, formam um agrupamento que irá obstruir parcialmente o canal do impulsor, afetando a altura manométrica gerada pela bomba e a sua eficiência. Conforme já mencionado, as bolhas estouram em altas velocidades nas regiões de pressão elevada, como nos rotores das bombas. Nestes componentes observa-se erosão do material constituinte. Importante que este fenômeno não deve ser confundido com a corrosão, já que este é um fenômeno químico.

Como evitar a cavitação?

Para evitar a ocorrência da cavitação, a principal ação a ser tomada está em proporcionar ao sistema o chamado NPSH – Net Positive Suction Head adequado. Apesar de não existir tradução literal para o Português, seria definir o “Valor Positivo da Carga de Sucção”. O NPSH é a diferença entre a pressão à entrada do impulsor e a pressão de vaporização do fluido. Neste caso, é garantir uma determinada margem de segurança entre a pressão registrada à entrada do impulsor e a pressão de vaporização do fluido.

É de vital importância para fabricantes e usuários de bombas o conhecimento do comportamento desta variável, para que a bomba tenha um desempenho satisfatório, principalmente em sistemas nos quais o equipamento opere no início da faixa com baixa pressão e alta vazão e exista altura negativa de sucção. Quanto maior for a vazão da bomba e a altura de sucção negativa, maior será a possibilidade de a bomba “cavitar” em função do NPSH.

Sendo assim, precisamos definir primeiramente, qual o NPSH disponível (NPSH_d) e o NPSH requerido (NPSH_r) que é dado pelo fabricante da bomba. O NPSH_d é calculado conforme as características da instalação. Após encontrar o valor do NPSH_d, ele deve ser comparado ao NPSH_r. Este valor é encontrado utilizando as curvas características da bomba, por meio de gráfico fornecido pelo fabricante. No gráfico abaixo, devemos ter em mãos a vazão necessária e qual a altura cujo o fluido será bombeado. Após isto, levaremos esta intersecção até o NPSH_r do gráfico. Este deverá ser menor que o NPSH_d.

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Alguns fabricantes sempre sugerem que se use uma margem de segurança para estes casos, de forma que os valores não estejam muito aproximados, conforme cada tipo de projeto. Além disto, outros fatores devem ser evitados como o aumento da vazão, aumento do nível de captação e o aumento da temperatura da água.

Caso o problema já esteja ocorrendo, outras medidas podem ser tomadas como a aproximação da bomba do local de captação, reduzindo, assim, a altura de sucção e o comprimento desta tubulação. Pode-se ainda aumentar o diâmetro das tubulações reduzindo perda de carga na sucção e o mais adequado, refazer todo o cálculo de dimensionamento, prevendo inclusive a mudança de modelo do equipamento.

Importante mencionar que a NFPA 20 – Standard for the Installation of Stationary Pumps for Fire Protection, para bombas com capacidade nominal de 2.000 gpm (7,570 L/min) ou superior é necessário submersão adicional para impedir a formação de vórtices e para fornecer o NPSH requerido, a fim de evitar a excessiva cavitação. Ela também recomenda que a interligação da tubulação de entrada da bomba não deverá ser lateral, a fim de evitar a ocorrência do problema.

Conclusões importantes

Os critérios escolhidos para o projeto da bomba devem ser minimamente analisados, a fim de evitar a ocorrência da cavitação. A definição dos pontos de captação (tanques aéreos, subterrâneos, uso de mananciais) devem ser escolhidos com critério, respeitando as reservas mínimas de combate a incêndio definidas pelos Códigos de Segurança Contra Incêndio e Pânico (COSCIP), pelas normas específicas sobre o assunto, como também pelas recomendações dos fabricantes dos equipamentos.

Em alguns projetos, principalmente os industriais que requerem altas vazões de água para o combate a incêndios, a possibilidade de ocorrência de cavitação torna-se maior. A falha no sistema pode comprometer seu funcionamento, podendo colaborar para o insucesso nas operações de mitigação de sinistros. Por isto, realizar adequadamente as manutenções, respeitando os prazos estabelecidos para inspeção, teste e demais intervenções devem ser religiosamente respeitados, mantendo a confiabilidade do sistema.

Para os projetos já executados nos quais os problemas passaram a surgir, a organização deverá prever sua modificação, atentando inclusive para a modificação na localização e especificação de equipamentos. Em alguns casos, os projetos deverão ser revistos visando sanar as lacunas referentes ao surgimento do fenômeno cavitação.

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