Caso 040: Corrosão-Erosão em Usina Nuclear / Virgínia-EUA (1986).

Em 9 de dezembro de 1986, em Surry County, no estado da Virgínia, nos EUA, uma curva de 90° de 18” do sistema secundário da Unidade Nº 2 da Surry Nuclear Power Plant, operada pela Virginia Electric Power Company, falhou catastroficamente matando quatro funcionários e ferindo gravemente mais duas pessoas. A curva estava posicionada a montante da bomba de água de alimentação gerador de vapor (linha de sucção).

A usina nuclear de Surry  iniciou sua operação em maio de 1973
e funcionou 76.600 horas antes do acidente.

O material da tubulação era de aço-carbono (ASTM A234) com uma espessura de parede de 0,5 polegadas (12,7 mm). A causa da falha foi indicada como corrosão-erosão.

CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO

A fratura da curva ocorre quando uma válvula da linha é fechada a jusante da bomba de alimentação de água para o gerador de vapor que por sua vez resfria a água vinda do reator nuclear. Esse fechamento é previsto para evitar o resfriamento excessivo do reator e, portanto a linha era projetada para resistir ao aumento de pressão nos trechos a jusante e a montante da bomba por alguns segundos até a liberação do fluxo excedente por uma linha de descarga para fora do sistema.

A INVESTIGAÇÃO

Logo após o acidente, o Surry Nuclear Power Plant colocou imediatamente em prática o Plano de Emergência e a comunicação de circunstâncias anormais foi emitida, colocando-a em estado de "Alerta" e acionando assim a Comissão Reguladora Nuclear dos EUA (NRC).

A NRC tomou a decisão de enviar uma equipe de inspeção para investigar o caso, paralelamente ao grupo de gerenciamento criado pela Virginia Electric Power Company encarregado de investigar a causa da ruptura e a segurança operacional.

A fim de tentar encontrar a causa da ruptura da curva, várias análises foram efetuadas:

• especificação do material;
• integridade do material;
• metalografia;
• condições de superfície interna da tubulação;  
• análise mecânica da fratura;
• espessura da parede de tubulação.

Uma vez que a perda de espessura pela erosão-corrosão era a principal suspeita pelo acidente, uma análise química da água do sistema secundário foi realizada.

CAUSA

A curva de aço carbono estava exposta a água pressurizada do sistema secundário de refrigeração do reator. A combinação da química do sistema de água com pH 8,8 à 9,2 foi considerada inadequada propiciando a corrosão do aço-carbono. Uma vez que uma liga de cobre foi utilizada no sistema, a proteção adequada à corrosão do aço-carbono não pode ser mantida sob um pH mais elevado.

Outro aspecto importante é que a curva fraturada não era objeto de inspeção periódica e nem acompanhada em paradas de manutenção, portanto, o acompanhamento de perda espessura não era realizado. Além disso, próximo à montante da curva de 90 °, onde ocorreu a ruptura, foi instalada indevidamente uma linha de derivação. Por este motivo, criou-se um escoamento turbulento incidindo diretamente na região da curva resultando na progressão severa da perda de espessura da parede, agravando o mecanismo de corrosão-erosão.

MEDIDAS PÓS-PERÍCIA DE INSPEÇÃO

Substituição da tubulação do sistema secundário na Unidade de Surry No.2 onde a inspeção feita pelas equipes de peritos detectou perda de espessura por corrosão-erosão, ou seja, a linha vinha sofrendo esse mecanismo de deterioração em outros trechos sem que a empresa tivesse conhecimento, devido a falta de inspeção;

A tubulação foi substituída de acordo com os seguintes critérios:

• A aprovação de aço inoxidável que tem uma resistência mais elevada corrosão do que o aço carbono;
• Adoção de tubulação de maior diâmetro, diminuído a velocidade do fluxo, a fim de reduzir desgaste da parede pela erosão.

LIÇÕES APRENDIDAS

1. Mesmo quando adicionado na água amoníaco e hidrazina para a prevenção de corrosão do aço carbono, devido uma velocidade de fluxo elevada a corrosão-erosão pode não ser evitada;
2. Na parte em que a velocidade do fluxo é maior, o desgaste da parede deve ser medido periodicamente e a tendência de adelgaçamento da parede tem de ser prevista (taxa de corrosão);
3. Considerar em casos extremos a seleção de um material com maior resistência à corrosão-erosão;
4. Substituir a tubulação por outra de maior diâmetro, a fim de diminuir a velocidade do fluxo;
5. Melhorar a disposição física (aprimorar o traçado) a fim de evitar a ocorrência de locais de alta velocidade de fluxo.

OBSERVAÇÕES IMPORTANTES

O projeto do sistema secundário do reator de água pressurizada foi baseado na concepção de equipamentos de turbina de uma usina térmica e não nucelar. Por esta razão, uma liga de cobre, foi adotada como o material para o tubo de permutador de calor (steam generator) que antecede a curva de aço de carbono.

Uma vez que o desgaste dos tubos do steam generator foi observado, utilizou-se o carbonato e o ácido fosfórico, no controle do AVT (ácidos voláteis totais) como tratamento de resistência à corrosão de modo a que ambos, o aço carbono e a liga de cobre fossem protegidos.

Porém ao que tudo indica a velocidade elevada do fluxo no sistema secundário foi a principal causa do desgaste da curva fraturada de aço carbono na usina de Surry County.

Geralmente inspeção por medição da espessura da tubulação é o modo mais eficaz de se controlar esse mecanismo de deterioração (corrosão-erosão), juntamente com o controle químico da água.

Podemos afirmar que, se um material que não tenha excelentes propriedades de resistência à corrosão é utilizado nos trechos da linha de velocidade de escoamento elevada, a corrosão-erosão irá ocorrer principalmente quando há mudança repentina de velocidade ou fluxo turbulento. Além disso, quando é observado desgaste severo na parede da tubulação, é prudente inquirir o modo de proteção corrosivo mais adequado no que diz respeito ao controle químico de água.

Seis das oito pessoas que estavam substituindo o isolamento térmico nas proximidades da curva fraturada foram afetadas pela água quente oriunda da tubulação. Quatro deles morreram, e dois deles sobreviveram apesar das queimaduras graves.

Apesar da gravidade do acidente, as consequências do mesmo, não causou nenhum dano ao reator nuclear.

Fonte:

Murakami, Hiroyoshi (Companhia de Energia Atômica do Japão).

Kobayashi, Hideo (Universidade Nacional de Yokohama).

Corrosão, Vicente Gentil, 2012.

Caso 039: Tanque Voador III – Lamesa/Texas/EUA (2009).

Em maio de 2009, na cidade de Lamesa, oeste do estado do Texas (EUA), dois tanques de armazenamento de teto fixo explodem na frente dos homens da brigada de incêndio das cidades de Lamesa e Andrews, durante o combate ao fogo.

Parque de tancagem após o incêndio.

O incêndio foi causado, segundo as informações disponíveis, por um raio que caiu sobre um dos tanques de um pequeno parque de armazenamento de combustível, dando a ignição ao atingir vapores de hidrocarbonetos.

O tanque atingido pelo raio era o maior da instalação, dando início ao incêndio, porém, não explode, e sim os tanques menores que foram superaquecidos pelo calor do primeiro tanque (marco zero do incêndio).

Este é um dos casos típicos e bem didático sobre a importância do resfriamento dos tanques com produtos inflamáveis que estão entorno de um incêndio de grandes proporções. Certamente isso já deve estar incutido nos procedimentos de combate a incêndios dessa categoria. Creio que todo brigadista tem essa informação. Porém, neste caso, a atuação das brigadas não foi capaz de evitar as explosões. Os bombeiros tentaram resfriá-los por pouco mais de uma hora antes da explosão.

"Vestígios" do que  foi um dos tanques de Lamesa.

Um dos tanques ao explodir, “decola” e vaza perigosamente todo o seu conteúdo inflamável e o segundo tanque explode logo em seguida, porém este fica fixado à base e somente o teto do tanque é arremessado evitando que o produto restante se espalhe no local.

Outros tanques também foram destruídos além dois que explodiram e estão na filmagem registrada a seguir:

O VÍDEO ABAIXO FLAGRA

O MOMENTO DAS EXPLOSÕES.

OBSERVAÇÕES:

• Obviamente, o resfriamento imposto pelas brigadas de incêndio nos tanques foi insuficiente para evitar as explosões e a perda do pátio de tancagem;
• O tanque que é atingido pelo raio não explodiu, porém, os dois que explodiram, por serem menores, aqueceram muito mais rápido que o tanque gerador de calor, superaquecendo o produto inflamável até a sua ignição seguida de pressão interna brusca e excessiva (explosão). Outra hipótese é que a tanque atingido pelo raio tinha algum "aliviador de pressão" (abertura?) que permitiu que o produto inflamável fosse consumido pelo fogo sem criar um ambiente de alta pressão;
• Percebe-se que o primeiro tanque que explodiu, decolou literalmente, esparramando seu produto. Já o segundo, o teto é arrancado pela força da explosão. O comportamento do 2° tanque diante uma explosão é o desejável, ou seja, espera-se que o teto seja inutilizado, aliviando a sobrepressão, mas sem que o costado ceda, contendo assim o seu produto, evitando um desastre de maiores proporções. Para que isso ocorra, propositalmente é feito uma “solda frágil” entre o costado e o teto (chapas do teto com a cantoneira de topo) permitindo numa eventual explosão que o “teto seja arremessado” e o costado mantenha sua capacidade de conter o líquido.

O que diz a NBR-7821 - Tanques soldados para armazenamento de petróleo e derivados?

6.5. Projeto dos tetos dos tanques:

6.5.2 Generalidades:

e) As chapas do teto devem ser unidas à cantoneira superior do tanque com uma solda de ângulo contínua somente no lado superior:

– Se a solda contínua entre as chapas do teto e a cantoneira de topo não exceder 5 m e a inclinação do teto no ponto em que ele se liga à cantoneira superior não exceder 1 cm em 6 cm, a junta pode ser considerada frágil e, no caso de uma pressão interna excessiva, a solda romperá antes de o mesmo ocorrer com as juntas do costado do tanque ou com a junta entre o costado e fundo; o rompimento da solda entre a cantoneira superior e o teto do tanque poderá ser seguido de flambagem da cantoneira superior;

Juntas típicas de fundo e teto conforme a NBR 7821.

Caso haja alguma alteração específica sobre este item da norma, favor indicar nos comentários.

CASOS CORRELATOS:

Click no título do caso para consultar:

Caso 013: Tanque Voador na REFAP.

Caso 029: Raio e Incêndio na REPLAN.

Caso 032: Tanque Voador II – Itália.

Fonte:

NBR 7821 NB 89 - Tanques soldados para armazenamento de petróleo e derivados

Explanação do professor  Edson Machado

da Equipe de Formação de Inspetores – EFI / SINDIPETRO-LP.

drylinemedia.com

Vídeos exibidos na NBC, CBS, ABC, CNN, TWC.

Vídeo exibido em 22/10/09 Discovery Channel: Destruído em Segundos.

Cinegrafista: David Drummond.

Caso 038: Explosão da Caldeira de CO na REDUC (1990).

No dia 10 de julho de 1990, na REDUC, a caldeira de CO-5001 (utiliza como combustível principal o monóxido de carbono) explodiu deixando três trabalhadores mortos e oito feridos. Entre os mortos estava um técnico de operação empregado da Petrobrás, além de dois trabalhadores de uma empresa contratada. Os trabalhadores morreram em razão das queimaduras provocadas pelo acidente. A caldeira era localizada dentro da Unidade de Fracionamento e Craqueamento Catalítico (U-1250) e ficou totalmente destruída.

DANOS

• Deformação das paredes, piso e teto da câmara de combustão;
• Ruptura dos tubos de interligação dos coletores;
• Danos no involucro do economizador;
• Rompimento das juntas de expansão;
• Arrancamento de alicerces;
• Colunas retorcidas;
• Abalo em elementos estruturais.

Caldeira CO-5001 após a explosão
(mais detalhes dos danos podem ser visto no vídeo abaixo).

A EXPLOSÃO

A caldeira de CO queima o monóxido de carbono, oriundo do processo da U-1250, para geração de vapor. A da REDUC produzia 150 toneladas por hora de vapor superaquecido a 399°C, com uma pressão de operação de 42 Kgf/cm².

A explosão ocorreu após o apagamento de um queimador e  acendimento posterior de um 2º queimador com a câmara de combustão cheia de gás combustível. O CO não estava sendo utilizada naquele momento.

O ruído e o tremor provocados pela explosão foram ouvidos e sentidos em toda a REDUC e nas comunidades próximas, assustando os trabalhadores e a população. As unidades e subestações no entorno da U-1250, assim como as algumas empresas localizadas ao redor, tiveram os vidros das suas janelas quebrados pelo deslocamento de ar. Os técnicos de operação da unidade, os técnicos de segurança e os membros da Brigada de Incêndio da refinaria, que se deslocaram a fim de apagar o incêndio que se seguiu à explosão, por pouco também não se tornaram vítimas fatais devido ao vazamento de monóxido de carbono da U-1250, que continuou operando após a explosão da caldeira de CO.

Após o acendimento do 1º queimador, a caldeira ficou aproximadamente 3,5 minutos recebendo gás sem queimar a uma vazão média de 3,50 t/h. Até a ignição da mistura explosiva causada pelo acendimento do 2º queimador, estima-se que a caldeira tenha recebido 204 kg de gás combustível. Estudos técnicos mostram que uma quantidade de apenas 25 kg seria o suficiente para a explosão da fornalha.

O VÍDEO ABAIXO FOI ELABORADO PELA PETROBRÁS

 COM O INTUITO DE DIVULGAR, PROVOCAR A DISCUSSÃO

 E AJUDAR A EVITAR NOVAS OCORRÊNCIAS DESSE SINISTRO 

EM OUTRAS UNIDADES, REFINARIAS E NA ATIVIDADE INDUSTRIAL EM GERAL.

CAUSAS

O Grupo de Trabalho constituído pela Petrobrás, naquela época, para analisar o acidente, apontou basicamente as seguintes causas para explosão da caldeira de CO da REDUC:

1. HÁBITOS IMPRÓRIOS: Houve falha na avaliação do risco. Após a queda (apagamento) a caldeira foi reacesa sem verificação das variáveis operacionais. Houve pressa não justificada em colocar a caldeira novamente em operação já que as demais tinham capacidade suficiente para absorver a queda da CO-5001. Essa precipitação resulta de uma cultura onde a continuidade operacional e o rápido retorno a operação ainda prevalece sobre o fator segurança;
2. FALTA DE SUPERVISÃO: O supervisor e o operador de painel permaneceram no painel durante o reacendimento com apenas um operador no campo. A prática é a permanência de dois operadores no campo e apenas um no painel para melhor supervisão do acendimento. Houve falha de supervisão, por te sido liberado o acendimento do primeiro queimador sem a certeza do correto  posicionamento da válvula controladora de gás. Repetiu-se a falha no acendimento do 2º queimador;
3. QUEBRA DO PROCEDIMENTO: Ao receber a liberação do supervisor, o operador de campo acendeu o 1º queimador sem observar a condição limite de pressão. Fato semelhante ocorreu no acendimento do 2 º queimador;
4. POSTURA IMPRÓPRIA: Apesar de previsto em projeto, a caldeira não dispõe de sensores de chama fundamentais para que o operador de painel percebe-se o apagamento do 1º queimador. Por serem inadequados, os sensores originais foram removidos e a sua substituição não recebeu a prioridade devida;
5. FALHA DE HABILITAÇÃO: O procedimento do operador de painel para o fechamento da FCRV de gás combustível foi inadequado porque estava sendo utilizado a tela indevida do SDCD¹. Por isso, decorrido os 4 minutos desde o momento que o controle foi passado para o manual, o operador de painel ainda não havia conseguido reduzir a abertura da válvula até o valor pretendido. Esse procedimento revela falta de habilitação do operador.

  ¹ Sistema Digital de Controle Distribuído - SDCD é um equipamento da área de automação industrial que tem como função primordial o controle de processos de forma a permitir uma otimização da produtividade industrial, estruturada na diminuição de custos de produção, melhoria na qualidade dos produtos, precisão das operações, segurança operacional, entre outros.

Fonte:

Sindicato dos Petroleiros de Duque de Caxias - SINDIPETRO CAXIAS.

Transcrição parcial da narrativa do vídeo distribuído pela Refinaria Duque de Caxias - REDUC / PETROBRAS a título de divulgação.

Fratura dos Materiais (Frágil e Dúctil).

Fratura é a separação de um corpo em duas ou mais partes  quando submetido a um esforço mecânico.

• Fratura dúctil ocorre apenas após extensa deformação plástica e se caracteriza pela propagação lenta de trincas resultantes da nucleação e crescimento de microcavidades.
• Fratura frágil ocorre pela propagação rápida de trincas, acompanhada de pouca ou nenhuma deformação. Nos materiais cristalinos ocorre em determinados planos cristalinos chamados planos de clivagem ou ao longo dos contornos de grão.

Fratura dúctil por coalescimento de microcavidades

Um material convencional possui um grande número de heterogeneidades microestruturais que podem atuar como sítios de nucleação de cavidades.

A observação detalhada da superfície de fratura causada por este mecanismo com lupa ou microscópio eletrônico de varredura revela a presença de alvéolos (“dimples”), que são os remanescentes das cavidades nucleadas.

O colapso plástico se desenvolve nas fronteiras das microcavidades levando à ruptura gradual e contínua do material.

Aspecto da fratura dúctil. Deformação antes da ruptura.

Fratura frágil por clivagem

A fratura frágil em geral é aproximadamente perpendicular à tensão de tração aplicada e produz uma superfície relativamente plana e brilhante.

Nos materiais cristalinos corresponde à quebra sucessiva das ligações atômicas ao longo de um plano cristalográfico característico, chamado plano de clivagem.

Este modo de fratura é característico de metais que apresentam algum impedimento para o escorregamento de discordâncias alta resistência mecânica.

Aspecto da fratura frágil.
Deformação imperceptível antes da ruptura.

Desta forma, sabemos que todos os materiais se rompem quando submetidos a um carregamento no qual a tensão seja maior que aquela da sua resistência mecânica. Contudo, o comportamento ao longo desse processo pode classificar os materiais em dois grandes grupos: há os que fraturam sem ‘ceder’ e os que ‘cedem’ nitidamente antes de se fraturar. Ao primeiro grupo denominamos materiais frágeis (que apresentam fratura frágil) e, ao segundo, materiais dúcteis. O vidro é um exemplo típico de material frágil e o cobre, um exemplo de material dúctil (a ductilidade está associada à capacidade que um material apresenta, de ser transformado em fios).

Uma boa maneira para se observar a diferença no comportamento entre os materiais é submetendo-os a um ensaio de tração. Fazendo-se um gráfico da força em função do deslocamento, é possível caracterizar um material entre os dois grupos. Materiais frágeis rompem-se com pequeno deslocamento e mostram maior resistência mecânica, Figura 01.

A maioria dos materiais metálicos, ao ser submetida a uma tensão crescente, se comporta dentro do grupo dos que ‘cedem’ antes de romper. Porém, certas ligas, especialmente quando tratadas termicamente (na linguagem da metalurgia, denomina-se este tipo de tratamento de têmpera), são muito resistentes, porém, frágeis. Com tratamentos térmicos adequados essa situação pode ser revertida em diferentes graus! Os resultados poderiam ser vistos como linhas intermediárias entre as descritas na Figura 01 e os materiais combinariam as melhores propriedades ‘entre os dois mundos’.

Estes aços são denominados – na literatura de língua portuguesa – como aços de alta resistência e baixa liga, ou, abreviadamente, ARBL e em inglês HSLA - high strength low alloy.

A classificação imediata dos materiais nas categorias dúctil ou frágil, contudo, não é tão simples quanto pode parecer (ver Figura 02). Dependendo das condições do teste, o comportamento do material pode variar de forma surpreendente!

Fonte:

Ensaios Mecânicos por Maurício de Oliveira

da Equipe de Formação de Inspetores – EFI / SINDIPETRO-LP.

Fratura dos Materiais - Noções de Mecânica da Fratura por Cláudio G. Schön

Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais / Escola Politécnica - USP.

Introdução à Engenharia Metalúrgica por Nestor Cezar Heck 

UFRGS – DEMET.

Caso 037: Fragilização à Frio? – Titanic (1912).

Uma das hipóteses para a causa do naufrágio do navio HMS Titanic, quando na sua viagem inaugural entre a Europa e os Estados Unidos se chocou com um ‘iceberg’ durante a noite de 15 de abril de 1912, afundando horas depois, seria a fragilidade do seu aço devido as águas frias do Atlântico Norte. Se, para muitos especialistas, esse pode não ter sido o caso, por outro lado todos concordam que esse problema, para os aços empregados em oleodutos e gasodutos em regiões frias da terra, é muito real.

HMS Titanic durante o naufrágio.
Ilustração: National Geographic Society.

Em aços ferríticos, a diminuição de temperatura leva a aumento no limite de escoamento, consequentemente maior risco de fratura frágil (click aqui).

Portanto, o acidente  histórico do Titanic pode estar perfeitamente relacionado  com  comportamento  frágil  do  material  à  baixas  temperaturas.

“Testes  da  composição  química  do  aço  utilizado  na  construção  do  Titanic  mostraram  um  alto  teor  de enxofre, oxigênio e fósforo. Altos teores desses elementos fragilizam o aço. A análise também mostrou baixos teores de manganês. Teores maiores de manganês tornariam o aço mais dúctil e menos propenso  à  fragilização.  Ensaios  de  impacto  realizados  mostraram  que  o material  do  Titanic  era  10  vezes  mais frágil do que os aços de fabricação moderna, quando testados à temperatura estimada da água quando o navio se chocou com o iceberg.”

Publicação do Science Daily (Dec. 27, 1997)

Testes feitos por metalúrgicos no Canadá sugeriram que o aço das placas de seu casco tornava-se frágil a cerca de 32°C. Isto contrasta com os aços modernos, onde a temperatura  de transição dúctil-frágil é de -27°C. No entanto, testes mais sensíveis que foram realizados, e que se aproximam mais das características do impacto do Titanic com o iceberg, sugerem que o aço do chapeamento do navio foi suficiente para dobrar-se, ao invés de fraturar.

No vídeo abaixo, veja a simulação computarizada do 

naufrágio do TITANIC. Muito interessante!

A Teoria dos Rebites do Titanic

O Titanic possuia cerca de
3 milhões de ribetes.

Em meados de 2000, dois metalúrgicos, Tim Foecke, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA, e, em seguida, Jennifer Hooper McCarty, da Universidade Johns Hopkins, também dos EUA, concentraram a atenção sobre a composição dos rebites do Titanic. Eles combinaram a análise metalúrgica com uma varredura metódica através dos registros da Harland and Wolff, em Belfast, estaleiro onde o Titanic foi construído. Combinando análise física e histórica, eles descobriram que os rebites que fixavam as chapas de aço leve do casco do Titanic, não eram de composição uniforme ou de qualidade, e não tinham sido inseridos de maneira que ficassem igualmente espaçados uns dos outros.

Especificamente, Foecke e McCarty descobriram que os rebites da parte da frente e os da parte traseira, correspondentes a dois quintos do comprimento total do casco, eram de qualidade inferior quando comparados aos usados na parte do meio do casco, e além disso, tinham sido inseridos manualmente. A razão para isto é que, no momento da construção do Titanic, as prensas hidráulicas usadas para inserir os rebites no meio do casco, e que correspondiam a três quintos do navio, não podiam operar em lugares onde a curvatura do casco era muito acentuada, isto é, nas pontas da embarcação. Além disso, pode ter ocorrido simplesmente uma redução de custos.

Os rebites de qualidade inferior eram mais baratos, mas tinham uma maior concentração de impurezas, conhecidas como "escória". Esta maior concentração de escória significava que os rebites estariam particularmente vulneráveis às tensões de cisalhamento - justamente o tipo de impacto que foram submetidos naquela noite de Abril de 1912. Testes de laboratório demonstraram que nas cabeças destes rebites podem ter surgido pressões extremas, que teriam permitido que as placas de aço se soltassem no casco, expondo suas câmaras internas ao ataque das águas.

Mas como todos sabem, um acidente geralmente é um conjunto de falhas secundárias e de circunstâncias que “conspiram”, levando até o momento derradeiro, a falha catastrófica final.

Várias foram às causas que contribuíram para o desastre do Titanic e não somente o material inadequado do casco. Essas causas se entrelaçaram de tal maneira, formando uma complexa cadeia de eventos até o acidente.

Esta cadeia é familiar para aqueles que estudam desastres - ela é chamada de "cascata de eventos".

Eventos em Cascata

Que conclusões podemos tirar dos acontecimentos ocorridos com o naufrágio do Titanic que ceifou a vida de 1517 pessoas? Primeiro, não há dúvida de que houve falhas na escolha dos materiais para a construção do navio. As placas de aço da época podem ter sido inadequadas para serem usadas naquelas baixas temperaturas, e os rebites eram de qualidade inferior. Em segundo lugar, vários erros foram cometidos pela tripulação durante o trajeto da viagem: a ausência de um binóculo para observação; a decisão do comandante Smith em manter a velocidade elevada, apesar dos inúmeros avisos de icebergs na região; atraso dos operadores de rádio na obtenção de informações cruciais para os oficiais; e, claro, a falta de botes salva-vidas em quantidade suficiente. Depois, há os de matemática e física da colisão: seis compartimentos inundados quando, se tivessem sido apenas quatro, o navio não teria afundado. E, finalmente, houve a interação complexa de duas correntes marítimas, bem como a maré extraordinariamente alta três meses antes, que concentrou icebergs formando uma perigosa armadilha. Não foi um único motivo que levou o Titanic ao fundo do Atlântico Norte. Pelo contrário, o navio foi conduzido por uma perfeita tempestade de circunstâncias que conspiraram para a sua desgraça.

Foto do HMS Titanic.

O melhor planejamento do mundo não é capaz de eliminar todos  os fatores que podem impactar negativamente no projeto e operação de uma máquina complexa, como um enorme navio de passageiros. Eventualmente, e, ocasionalmente, estes fatores individuais podem se combinarem em uma "cascata de eventos" tornando-a demasiadamente longa e complicada o suficiente para que a tragédia não possa ser evitada. Uma das saídas é eliminar alguns elos dessa cadeia de forma que os eventos remanescentes que atuem de forma individual não levem a uma catástrofe.

Leme e propulsores do Titanic.

O escritor científico Richard Corfield, em um artigo publicado na Physicsworld.com, nos revela que o acidente pode não ter ocorrido tão somente devido a uma série de erros e acontecimentos que propiciaram uma perfeita sequência de circunstâncias que levariam o navio ao seu destino final, mas também em parte por uma negligência da ciência usada pelos seus construtores, bem como devido a alguns fatores físicos, envolvendo o clima - que afetou as correntes marítimas - e até mesmo uma influência das posições do Sol e da Lua nas marés oceânicas, particularmente em 1912, que acumularam em demasia muitos icebergs na rota do Titanic.

Partida do Titanic em direção ao EUA.
Cerca de 1500 pessoas sucumbiram no naufrágio.

Fontes:

Explanação das aulas dos professores Maurício de Oliveira e Luiz Bereta

da Equipe de Formação de Inspetores – EFI / SINDIPETRO-LP.

http://physicsworld.com

http://www.area42.com.br

http://autoentusiastas.blogspot.com.br

http://raiosinfravermelhos.blogspot.com.br

Caso 036: Explosão de Hidrocarbonetos em Rede de Esgoto (1992).

Na quarta-feira 22 de abril de 1992 em 10:09h ocorreu uma explosão na galeria de esgoto da cidade de Guadalajara (segunda maior cidade no México) no meio de uma zona urbana altamente povoada. Isto foi seguido por uma série de explosões entre 10:30h e 11:30h e a última as 14:20h . Duas outras explosões ocorreram muito cedo na quinta-feira de manhã, um dos quais no bairro industrial de Álamo ao norte da cidade. As explosões resultaram da ignição do gás acumulado  duto principal (coletor) de esgoto de 3,50 m de diâmetro enterrado a 8 m sob o eixo das ruas do bairro.

AS CONSEQUÊNCIAS

Danos Humanos

O número oficial foi: 206 mortos, 500 a 600 desaparecidos, 1 800 feridos e, ao todo, 4.500 vítimas do desastre. Estima-se que a catástrofe realmente causou pelo menos 1.000 mortes. Quarta-feira era dia de feira (mercado semanal montado ao ar livre) e as ruas estavam cheias de pessoas.

Danos Materiais

As explosões sucessivas rasgaram as ruas sacudindo as casas, desmoronando-as. Veículos foram jogados para o ar e muitos foram encontrados enterrados sob os escombros. Foram 13 km de ruas completamente devastadas, 1500 casas e 637 veículos destruídos, 1.224 prédios danificados. Segundo as autoridades a catástrofe provocou danos no valor de 200 bilhões de pesos (76 milhões de euros de 2006).

O vídeo abaixo traz uma coletânea de imagens da tragédia. 

Cenas fortes...

A origem, as causas e circunstâncias do ACIDENTE

Após as explosões, as suspeitas foram direcionadas para uma empresa de petróleo PEMEX, próxima zona de desastre.

Oito dias antes do desastre, foi detectado uma perda de pressão  no oleoduto de 12 polegadas que levava o gasolina da refinaria de Salamanca, a 238 km, ao depósito de Guadalajara, ambas da empresa de petróleo PEMEX.

A perda de pressão foi o resultado da perfuração do oleoduto, levando a um  de vazamento gasolina a menos de 1 km dos tanques de armazenamento da companhia de petróleo. A linha de água cidade, provavelmente feito de cobre revestido com zinco - instalados a cinco anos, havia sido instalado encostado ao oleoduto de aço sem respeitar as normas de proteção, provocando a corrosão galvânica , em seguida, a perfuração da tubulação (o solo úmido serviu como eletrólito). A gasolina assim derramada no solo , infiltrou-se a atingindo o duto principal de esgoto a cerca de um metro do oleoduto. Esse vazamento de gasolina do oleoduto seguido de infiltração da rede de esgoto já deveria estar acontecendo a cerca de 8 dias(desde do dia da perda de pressão detecta pela PEMEX na tubulação de gasolina).

Uma segunda teoria defende que  o vazamento já estava atuando a alguns meses e a explosões ocorreram  devido a elevação da temperatura ambiente a 31°C naquela semana, aumentando  a evaporação da  gasolina e expandindo ainda mais os vapores da mesma contido no esgoto.

Em algumas casas que recebiam água potável desta tubulação de água que ficou em contato com o oleoduto,  também sofreu perda de espessura e furou, carreando gasolina junto a água potável.  

Foto do pedaço do tubo de aço de 12" (na parte inferior da foto) furado na sua geratriz superior.
O tubo de menor diâmetro trata-se de  um tubo de cobre revestido de zinco que conduzia água.
Com a corrosão galvânica, o aço da tubulação de gasolina  furou em contato com cobre.

A configuração da rede de drenagem da cidade também foi posta como uma das causas do desastre. Para resolver um problema de uma intersecção entre duto principal de esgoto e uma nova linha de metrô recém-construída, foi reconfigurado o traçado original do duto  de esgoto montando-se um sifão em “U”, o que criou condições favoráveis ​​para a criação de uma atmosfera explosiva a montante do sifão causada pela presença de gasolina no esgoto. Com a presença do sifão os gases eram impedidos de prosseguir com a fase líquida do esgoto. Assim, a fase gasosa acabou ficando represada no trecho do duto antes do sifão.

Desde o 18 de abril, quatro dias antes da tragédia, muitos moradores reclamaram da presença de vapor e de cheiro de gasolina escapando dos bueiros  das ruas e dos ralos e sanitários do interior das casas,  e em algumas residências a água potável foi contaminada pela gasolina.

Agentes de segurança pública fizeram uma série de medições de explosividade em vários locais revelando o risco potencial de explosão, entretanto, o risco não foi levado com muita seriedade pelas autoridades da cidade de Guadalajara.

Uma atmosfera explosiva em um espaço confinado estava criada e a explosão pode ter sido iniciada por uma ignição de motor de um veículo, acendimento de um interruptor ou uma ponta de cigarro jogada em um ralo.

Trecho mais afetado pelas explosões.

AÇÕES IMEDIATAS APÓS O DESASTRE

Trincheiras e seis poços de bombeamento foram escavadas para evitar a contaminação do aquífero pela mistura da água de esgoto e a gasolina. Um volume estimado de 143 m³ de gasolina foi extraído diretamente do solo encharcado pelo produto.

Técnicos estrangeiros foram acusados ​​pela falha no controle dos métodos de armazenamento e distribuição da empresa de petróleo.

Foram avaliados os riscos potenciais existentes, para estabelecer novas condições de segurança e de planejar em resposta procedimentos em caso de uma nova emergência.

A empresa de petróleo comprometeu-se a publicação de um relatório sobre o estado de todas as suas instalações (58.000 km de oleodutos, 3.200 estações de serviço) para detectar problemas semelhantes de construções e intersecções com outras instalações enterradas como água de abastecimento e de esgoto, linhas de metrô e outros.

Acompanhamento Administrativo

Em 30 de abril, 1992, O Ministério mexicano do Meio Ambiente anunciou um plano de ação com 9 pontos:

1. Quantificar os riscos nos 50 maiores centros urbanos e industriais;

2. Realizar auditorias ecológicas para empresas potencialmente perigosas;

3. Analisar os riscos envolvidos nas redes da empresa de petróleo em vários estados do país;

4. Realizar ensaios periódicos na composição do líquido e a presença de gás na rede de esgoto;

5. Diálogo com as empresas privadas para criar programas para a prevenção de acidentes e a instalação de equipamentos de segurança;

6. Reforçar o sistema de defesa civil: criação de comitês nos 50 maiores centros urbanos, a fim de fornecer suporte às populações em caso de desastres;

7. Aumentar a lista de atividades consideradas perigosas, de modo a melhorar o controle dessas atividades;

8. Regulamentar o transporte de substâncias perigosas;

9. Organizar reuniões de peritos para estabelecer padrões ecológicos, aplicá-las e fornecer meios de fiscalização para estes peritos.

Esse vídeo  abaixo exibido pela National Geographic

completa o bom entendimento sobre o caso:

REPARAÇÕES

A empresa de petróleo participou da reconstrução da zona do desastre e o Banco Mundial forneceu os fundos necessários para a construção de um novo sistema de drenagem principal.

LIÇÕES APRENDIDAS

O número de vidas ceifadas neste acidente salienta o potencial perigo em transportar indevidamente líquidos perigosos em uma zona densamente povoada. Cuidados especiais devem ser dados quanto à localização da empresa, o armazenamento desses produtos e a utilização de planos de segurança e emergência, bem como a criação e execução de procedimentos de inspeção e manutenção destas instalações.

Observando este caso, é importante notar que:

• A enorme e descontrolada difusão de líquidos voláteis inflamáveis ​​em um espaço confinado (rede de esgoto) podem gerar grandes riscos para as pessoas, bens e meio ambiente;
• Vazamentos  acidentais, ligados ao transporte por oleodutos e gasodutos de substâncias perigosas e sua propagação na rede de drenagem merecem ser analisados e levados em conta na planos de emergência e de controle de riscos;
• É  desejável controlar regularmente  a presença de gás, bem como a composição de líquidos encontrados nos esgotos, principalmente em áreas urbanas consideradas de risco, devido a presença de instalações industriais que lidam com produtos perigosos.

CASOS CORRELATOS

CASO 015(Click aqui)
Veja  o que é corrosão galvânica AQUI

Fonte:

Ministério de Meio Ambiente (França).

Corrosão Galvânica

Denomina-se corrosão galvânica o processo corrosivo resultante do contato elétrico de materiais diferentes ou dissimilares. Este tipo de corrosão será tão mais intensa quanto mais distantes forem os materiais na tabela de potenciais eletroquímicos, ou seja, em termos de nobreza no meio considerado.

Típica corrosão galvânica entre  latão (placa de identificação) e o aço.

Terá também grande influência a relação entre as áreas catódicas e anódicas. A relação deverá ser a menor possível a fim de se obter um desgaste menor e mais uniforme na área anódica. Outro aspecto importante é a presença de íons metálicos no eletrólito, quando estes íons forem de materiais mais catódicos que outros materiais onde venham haver contato, poderá ocorrer corrosão devido a redução dos íons do meio com a consequente oxidação do metal do equipamento ou instalação. Por exemplo, a presença de íons Cu ++ em um eletrólito em contato com aço tenderá ocorrer a seguinte reação:

Fe + Cu++ ->Fe²⁺  + Cu

 Havendo, portanto a corrosão do ferro e a redução (deposição) de Cu.

Em relação ao eletrólito água do mar, podemos ver que o magnésio é o mais
anódico dos materiais (material menso nobre), enquanto o grafite o mais catódico
(mais resiste a corrosão galvânica em relação ao todos os materiais, ou seja, mais nobre).
Na tabela acima, quanto mais próximo do magnésio, mais anódico
será o material em relação a outro metal mais próximo do grafite.

OBSERVAÇÃO:

VER CASO 036