Caso 053: Improvisando...Tinha uma estrutura no meio do caminho.

A foto a seguir foi postada no dia 15/12/13 no Linkedin com o título: De quem pode ter sido o erro? Da engenharia ou produção? A foto obteve comentários diversos, com a grande maioria concordando com o absurdo de como  uma tubulação que foi montada transpassando uma coluna tubular aparentemente de função estrutural.

Algumas pessoas defenderam esta situação utilizando o termo “adequação técnica”.

Este post tem mais indagações do que conclusões já que não temos os dados operacionais, de montagem e de projeto, portanto, tem caráter mais "reflexivo ou meditativo" do que propriamente técnico.

Veja a foto a seguir, leia o texto e tire suas próprias conclusões:

Coluna tubular cortada, comprometendo a resistência mecânica,
dando passagem para uma linha de vácuo (cinza) ou de gás não liquefeito (amarela).

Pelo visual da foto, essa situação provocou algumas desconformidades devido às dúvidas geradas:

1. Efetuado intervenção perigosa em uma perna estrutural, inserindo tensão na região, onde a resistência mecânica desta região ficou comprometida;
2. Curiosamente e aparentemente, não foi feito um projeto de modificação ou de inserção de tubulação, confeccionando um novo traçado para condição apresentada;
3. Os parafusos do flange na posição 1 hora e 5 horas foram adequadamente apertados e torqueados? A coluna interfere essa operação?
4. Outro problema observado é a identificação fora de padrão das cores das tubulações. Afinal, a linha é de vácuo (cinza) ou de gás não liquefeito (amarela)* ?
5. Caso essa linha precise se movimentar (dilatação e contração térmica), essa coluna pode limitar esses movimentos (flexibilidade)?

*NBR 6493/1994

Apesar das especulações elencadas acima partindo apenas de uma foto e sem os dados operacionais em mãos, o bom senso e o histórico de falhas de acidentes industriais que poderiam ser evitados, foram ignorados ou consentidos por falta de uma análise mais crítica.

Para se ter uma ideia de como uma intervenção mal sucedida em estruturas pode ser desastrosa, leia o Caso 035 (click AQUI) onde a plataforma semi-submersível Alexander Kielland, no Mar do Norte, naufraga após a instalação de um hidrofone em um dos contraventamentos tubulares.

FATO: Cerca 50% da parede tubular foi cortada, ou seja, sua resistência mecânica naquela seção caiu pela metade (ponto frágil). Somado a corrosão atmosférica que ocorrerá já que o metal foi exposto (inclusive a parede interna de todo comprimento longitudinal) e caso essa a estrutura suporte algum equipamento rotativo de grande porte, poderemos ter vibração que comprometerá ainda mais esse ponto, podendo até mesmo colapsar. Esta estrutura terá sérios problemas no futuro.

Vibração + corrosão + baixa resistência mecânica = acidente (uma questão de tempo).

SUCESSÃO DE FALHAS

É muito provável que o erro tenha como origem o projeto de tubulação, que não observou esta interferência (coluna tubular).

Salvo engano pode ter sido durante os trabalhos de topografia industrial que induziu ao erro de posicionamento durante a montagem. Se isso que aconteceu, em algum lugar uma extensão de tubo deve ter sido instalada.

Se durante a montagem o executante, juntamente com o seu encarregado, perceberam a interferência e assumiram o risco de eliminar essa interferência, sem consultar a engenharia, erraram. Acredito que isso não tenha acontecido e o executante obteve a autorização para realizar esse “serviço”.

Sendo assim, qual erro de GESTÃO permitiu esta falha: Planejamento? Comunicação? Treinamento? Supervisão?

Agora duas outras  grandes questões: Se alguém autorizou, foi feita com aval da  engenharia/projetista? Como agiu o inspetor responsável nesta situação?

Entre muitos, três  comentários sobre esse assunto no Linkedin chamam a atenção e foram  citados aqui  na integra para REFLEXÃO:

“A causa é única, hoje em dia não há gestão de pessoas e sim muita indicação de pessoas, este é o maior erro. Ai podemos contar com educação de má qualidade, pessoal desinteressado e pouco comprometido, enfim uma série de fatores. Mas esse é mais um caso de puro descaso com a obra, além de danificar uma estrutura, visualmente é horrível e arriscado, pois a estrutura pode morder a tubulação“. Thiago Felipe

“Cuidado que o tubo verde vai morder o cinza/amarelo, rsrsrsrsr. E o setor de qualidade (inspetores de solda, dimensional, etc... ) omissos, irresponsáveis”.  Estevão Soares

“Recurso técnico mais também conhecido como gambiarra. Situação muito comum em grandes obras hoje em dia e ai do inspetor que reprovar perde ate a boca”.  Jadir Gomes de Oliveira

Seria cômico se na fosse trágico. Parece-me que estamos em mais um estágio de involução:
de homo sapiens para homo gambiarrus. A sociedade vive uma crise de moral e ética?

 Mais um caso. Quem autorizou o corte de uma seção da estrutura de aço
do piperack para dar espaço para o volante da válvula?

Fonte:

Linkedin / postagem de Kleberton Douglas. De quem pode ter sido o erro? Da engenharia ou produção?

Center for Chemical Process Safety – CCPS.

Caso 052: Explosão por Eletricidade Estática (2007).

Em 18 de abril de 2007 (11:30hs) em Araucária-PR, uma explosão seguida de incêndio ocorreu no pátio de tanques de álcool etílico da empresa IMCOPA - Importação, Exportação e Indústria de Óleos Ltda. O acidente vitimou fatalmente 4 trabalhadores e  feriu 6.

Empresa IMCOPA. A seta vermelha indica o local do acidente.

LOCAL

Obras ocorriam dentro e nas proximidades do dique de contenção dos tanques que armazenavam álcool etílico originado da soja. Os tanques eram de aço carbono revestido internamente com resina acrílica. A entrada do produto era feita pelo costado próximo ao teto e a saída pela parte inferior.

O primeiro tanque (início do acidente) será denominado aqui de TQ1 e o segundo de TQ2.

OCORRÊNCIA

Com a explosão do TQ1 que continha 10% do produto (capacidade total 311.000 litros), ocorre subitamente a ruptura do fundo (espalhamento do produto inflamável) deslocando o tanque a 20 metros de sua posição original, parando no talude do dique de contenção. Posteriormente, com a explosão do segundo tanque (TQ2) o teto é arremessado para alto e cai dentro do próprio tanque.

Assim o primeiro tanque rompeu-se na base do costado. O segundo tanque (TQ2) explodiu devido o aquecimento causado pelo primeiro incêndio, superaquecendo-o pelo produto derramado do TQ1.  O TQ2, desejavelmente, arremessou o seu teto no momento da explosão.

TQ1, o primeiro tanque que explodiu
rompendo sua base, sendo arremessado e
espalhando  todo produto inflamável.

OBS: Ao que tudo indica, no segundo tanque (TQ2), a “solda fraca” do teto atuou (condição desejável).

“Solda Fraca” – termo utilizado para indicar que a solda de fixação do teto sobre costado se romperá primeiro em caso de explosão, projetando o teto, mas  garantindo a integridade física do costado, contendo o produto no interior do tanque, impedindo o alastramento do incêndio. Ver NBR-7821 - Tanques soldados para armazenamento de petróleo e derivados (trecho específico da norma no Caso 039 - click AQUI).

Muito provável que se o TQ1 rompesse pela “solda fraca”, o incêndio não teria envolvido o TQ2.

TQ2: a explosão arremessou seu teto conservando seu produto no
interior em chamas.

Em relação às graves consequências do acidente, ou seja, as mortes e ferimentos causados aos trabalhadores, as mesmas poderiam ter sido evitadas caso o TQ1 permanecesse com seu costado intacto e contendo o álcool em chamas no seu interior.

ANÁLISE DO ACIDENTE

A saída da linha de carregamento (enchimento) do TQ1 possui um dispositivo tipo chuveiro gerando no interior do tanque uma mistura explosiva de ar e vapor de álcool. Uma fonte com energia suficiente para atingir a energia mínima de ignição poderia provocar a explosão dessa mistura.

Foram elencadas hipóteses para as possíveis fontes:

• Descarga atmosférica: Não se verificaram evidências consistentes para essa hipótese;
• Admissão de fonte de ignição devida a falha do corta-chama da válvula: Improvável.
• Soldagem ou corte acetilênico que introduzissem a fonte de ignição pelo costado do tanque: Não foram levantadas evidências consistentes para essa hipótese;
• Admissão de fonte de ignição por meio da tubulação de enchimento: Havia evidências para essa hipótese;
• Geração de cargas eletrostáticas no interior do tanque: Verificaram-se totais condições para essa possibilidade e para a probabilidade de uma ignição provocada por eletricidade estática;
• Fonte de ignição através de tubulação: A hipótese da fonte de ignição ter alcançado o interior do tanque por meio da tubulação pode ser admitida, uma vez que o duto poderia ter conduzido essa fonte de algum ponto remoto da linha de transferência.

A forma como era feito o carregamento do tanque, uma tubulação de entrada (dispositivo tipo chuveiro), despejando o produto em queda livre a partir do topo, criou um conhecido processo gerador de cargas eletrostáticas.

Neste caso, apesar do tanque ser construído em aço carbono, o revestimento interno com resina funcionou como isolante auxiliando no acúmulo de cargas na superfície do líquido. Se essa quantidade de carga fosse tal que pudesse gerar uma diferença de potencial em relação a alguma superfície e uma descarga com energia mínima de ignição igual ou superior à do álcool, a explosão ocorreria.

VEJAM ABAIXO OS NOTICIÁRIOS

NO DIA DO ACIDENTE.

VÍDEO 01

LOGO APÓS AS DUAS EXPLOSÕES.

Os bombeiros resfriavam um terceiro tanque.

VÍDEO 02

CORPO DE BOMBEIROS INDICA FALTA DE SEGURANÇA. SÓ PROJETO!

MEDIDAS RECOMENDADAS

1 - A operação de enchimento dos tanques deve ser feita por baixo, em vazão baixa até que a boca de entrada esteja totalmente mergulhada no produto, evitando dessa forma a descarga em queda livre, geradora de cargas eletrostáticas;

2 - O teto do tanque deve ser fixado sobre o costado com a chamada “solda frágil”, ou então ser instalada uma tampa de emergência que se rompa em caso de explosão e mantenha o costado intacto (não há obrigatoriedade de solda frágil no topo para tanques com diâmetros menores que 15 metros). Sugestão – detalhamento de solda frágil: NBR-7821 - Tanques soldados para armazenamento de petróleo e derivados;

3 – Instalar Câmaras de espuma para a injeção automática no tanque em caso de incêndio, abafando a superfície em chamas;

4 - Câmaras de inertização podem ser instaladas, injetando gás inerte (nitrogênio, por exemplo) ao invés da admissão de ar propiciada pela válvula de pressão e vácuo;

5 - Elaboração e execução (construção) do projeto seguindo rigidamente as normas técnicas aplicáveis, incluindo acompanhamento, inspeção e teste previamente á liberação do tanque para operação;

6 - Incluir no programa de Segurança, Saúde e Meio Ambiente: análises de riscos, perigos, vulnerabilidades e consequências adequadas às atividades específicas da empresa;

7 - O programa de SSMA (Segurança, Saúde e Meio Ambiente) deve também incluir etapas de treinamento, capacitação e aperfeiçoamento dos diversos níveis de profissionais envolvidos, incluindo as empresas contratadas e trabalhadores terceirizados.

Fonte:

Fernando Vieira Sobrinho e José Possebon. Relatório de Análise de Acidente – FUNDACENTRO.

Caso 051: Inspeção e Montagem de Conexões Flangeadas.

Dentre vários itens de verificação que se pode citar durante a inspeção de conexões flangeadas, focaremos superficialmente dois aspectos:

1. Subdimensionamento de estojos;
2. Integridade física dos flanges.

SUBDIMENSIONAMENTO DE ESTOJOS

As fotos a seguir mostram conexões flangeadas incorretamente montadas, fotografadas durante inspeções de equipamentos de uma planta industrial. Nas 3 fotos inferiores, alguns ou todos os estojos são  curtos demais e as porcas não estão roscadas até o fim.

As situações mostradas acima, significam que estas conexões flangeadas podem não estar tão resistente quanto deveriam. Flanges são projetados de forma que a combinação de todos os parafusos e porcas suportem os esforços sobre eles. Se a porca estiver parcialmente roscada no estojo, a conexão poderá não ter a resistência desejada  pelo projeto.

Na foto inferior, estão faltando dois dos quatro estojos requeridos. Essa conexão flangeada estará somente com metade da resistência que o projetista intencionava!

Conexão flageada com 50% de sua resistência. Vazamento iminente?

INTEGRIDADE FÍSICA DOS FLANGES

A conexão flangeadas a esquerda está acentuadamente corroído e os parafusos estão em mal estado. Um vazamento prestes a ocorrer. Felizmente, esta condição foi observada durante uma inspeção e os flanges foram substituídos (mostrado a direita).

ANTES                                                             DEPOIS

A foto abaixo, a esquerda, mostra uma válvula de controle corroída. Você pode contar com esta válvula durante o processo? A foto abaixo, a direita, mostra a válvula substituída, que adequadamente mantida e testada, muito provavelmente funcionará quando demandada.

ANTES                                                         DEPOIS

RECOMENDAÇÕES PARA A INSPEÇÃO

• Planeje inspeções regulares para identificar problemas de integridade mecânica – tais como equipamentos, tubulações e válvulas corroídas, suportes inadequados de tubulação, pequenos vazamentos em volta de flanges;
• Verifique se os flanges estão corretamente montados em tubulações e equipamentos durante suas inspeções de segurança da planta. Uma regra simples a ser seguida é que todo parafuso que não ultrapasse pelo menos um fio de rosca para além da porca deverá ter sua instalação revista por uma pessoa qualificada em tubulação;
• Caso você observe flanges conectados de forma incorreta em sua planta, informe essa situação para que ela possa ser reparada e certifique-se que os reparos tenham sido realizados;
• Inspecione os equipamentos, mesmo que sejam novos ou que acabaram de passar por manutenção ou remontagem, para certificar-se de que estejam corretamente montados e aparafusados antes de colocá-los em operação;
• Não espere pelas inspeções “oficiais”. Esteja constantemente alerta para sinais visuais de problemas de integridade mecânica de equipamentos;
• Se você ver ou ouvir algo que o preocupe, avise imediatamente e acompanhe as medidas tomadas para corrigir a situação.

RECOMENDAÇÕES PARA A MONTAGEM

• Se faz parte de seu trabalho conectar equipamentos, montagem de tubulações flangeadas, fechar flanges de acesso a equipamentos (“bocas de visita”) ou outras conexões aparafusadas de equipamentos, ou outros tipos de montagens, lembre-se que o serviço não estará completo até que todos os parafusos/estojos estejam instalados e apertados corretamente;
• Alguns equipamentos requerem procedimentos especiais para o aperto de parafusos. Por exemplo, você poderá necessitar de um torquímetro para apertar corretamente os estojos, de acordo com a especificação, ou apertá-los em uma determinada sequência. Certifique-se de seguir o procedimento correto, usar as ferramentas apropriadas e ter recebido o treinamento adequado para estar capacitado nos procedimentos de montagem do equipamento.

MATERIAL COMPLEMENTAR INSERIDO EM 24/01/2014.

SEGURANÇA CONTRA VAZAMENTO

Situação não recomendável.
Parafuso curto.

Os parafusos em conexões flangeadas devem apresentar no mínimo 1 fio de rosca após o engajamento com a porca e não mais do que a metade do comprimento da porca.

Esta recomendação é uma “boa prática” de montagem, comum em unidades industriais, com vistas a permitir uma rápida inspeção visual do engajamento total da porca no parafuso. Evita-se assim, “subcomprimentos” que podem limitar a resistência mecânica do parafusamento da conexão flangeada. 

O ASME B31.3 em seu parágrafo 335.2.3 “Bolt Length” (comprimento do parafuso) recomenda que os parafusos se estendam completamente através das porcas. E que o “engajamento” aceitável para o caso de uma falha é de não mais do que uma rosca não engajada.

A BOA PRÁTICA

No aperto, as porcas devem ficar, no mínimo, completamente roscadas no corpo do parafuso (engajada) ou estojo. Quando se tratar de estojo, as porcas devem ficar preferencialmente a igual distância das extremidades, deixando passar, para cada lado, pelo menos no mínimo um fio de rosca e máximo de 3 fios (sendo este o valor padrão). Os parafusos já apertados devem ser identificados durante a montagem final (pintar a face exposta).

Deixar fios roscas em excesso além da porca (> 3 fios) pode provocar acidentes em locais em que haja passagens de equipes de operação e manutenção (fardamento pode ficar preso em uma situação de escape), além do maior custo envolvido. Deixar apenas um fio exposto, além da porca, dificulta a inspeção visual do engajamento total na porca. Por isto, procurasse recomendar 3 fios de rosca além da porca como uma “boa prática universal”.  

 Fonte:

Center for Chemical Process Safety – CCPS.

Caso 050: Fratura Frágil dos Navios Classe LIBERTY (1941/1945).

Classe Liberty foi uma série de navios cargueiros (militar), construídos nos Estados Unidos durante a Segunda Guerra Mundial.

 

Navio da Classe Liberty, alcunhados pelo então presidente Roosevelt
durante a II Guerra Mundial como "Patinhos Feios".

Com desenho original britânico, as plantas foram adaptadas pelo engenheiro naval norte-americano William Francis Gibbs surgindo navios de baixo custo e rápidos de construir. Esta classe de navios simboliza a produção industrial em massa da Segunda Guerra Mundial

Características técnicas

Deslocamento: 14.245 toneladas bruta (14.474 t)

Comprimento: 135 m (441 pés 6)

Boca: 17,3 m (56 ft 10,75 in)

Calado: 8,5 m (27 ft 9,25 in)

Propulsão: Duas caldeiras a óleo, expansão tripla motor a vapor, eixo único, 2.500 cavalos de potência (1.864 kW)

Velocidade: 11-11,5 nós (20 a 21 km / h)

Autonomia: 23.000 milhas (37.000 km)

Capacidade de carga: 10.856 toneladas de porte bruto (TPB)

Tripulação: 40 - 60 homens

Armamento: 1 canhão Stern de 102 mm montado no deck para utilização contra os submarinos. Metralhadoras anti-aérea.

1 - Fase inicial da montagem;

2 - Construção da primeira das anteparas transversais;

3 - A construção do convés inferior;

4 - Concluído antes do lançamento.

Na Segunda Guerra Mundial as estruturas dos navios eram soldadas para economizar tempo na montagem devido a grande demanda de suprimentos que atravessavam o Oceano Atlântico do EUA para Inglaterra principalmente, com a finalidade para abastecer as tropas aliadas durante a época de guerra.

Foram construídos 4694 navios da Classe Liberty.
Os primeiros não possuíam armamentos de defesa, como pode ser visto  na foto.

Os efeitos da temperatura, dos concentradores de tensão e de tensões residuais não eram bem compreendidos. Por esse motivo (desconhecimento metalúrgico da solda e dos materiais) os navios da série Liberty tornaram-se um exemplo clássico de acidentes provocados por fratura frágil até os dias de hoje.  Muitos deles acabavam afundando antes de cumprir a travessia do Atlântico, alguns fraturavam em alto mar e outros atracados no porto onde foi observado que o material perdia ductilidade necessária para resistir à baixa temperatura.

Navio John  C. Butler (Classe Liberty) a esquerda sendo escoltado por navios de guerra
no Atlântico Norte, protegendo-o contra as investidas dos submarinos alemães.

A ductilidade dos materiais está relacionada a temperatura e a presença de impurezas.

Materiais dúcteis se tornam frágeis a temperaturas mais baixas. Isto pode gerar situações desastrosas caso a temperatura de teste do material não corresponda à temperatura efetiva de trabalho.

A fratura por fadiga ocorre pela aplicação de tensões variáveis ao logo do tempo e é muito comum em equipamentos que trabalham com sobrecarga cíclica, como componentes de máquinas, asas de aviões, pontes e navios. A resistência à fadiga representa, para um dado valor de tensão, o número de ciclos que o material suporta até romper.

Os navios tipo Liberty, da época da 2ª Guerra, que literalmente quebraram ao meio.

 Eles eram fabricados de aço com baixa concentração de carbono, 

que se tornou frágil em contato com as águas frias do mar.

Observa-se a relação da queda de energia necessária para o rompimento
do corpo de prova com a queda de temperatura.

A baixa temperatura é um fator de extrema importância no comportamento frágil dos metais. Na fratura frágil, a energia necessária para propagar a fratura é normalmente baixa. Devido à pequena energia absorvida, geralmente as fraturas frágeis são de grandes proporções, podendo ser catastróficas como no clássico exemplo dos navios da série Liberty, construídos durante a Segunda Guerra Mundial.

Foram construídos 4694 navios deste tipo, dos quais 1289 sofreram fratura frágil. Destas, 233 foram catastróficas, com perda completa e, em 19 casos, os navios partiram-se ao meio, como os navios tanques SS Schenectady e o Charles S. Haight, mostrados nas fotos abaixo. O primeiro fraturou em 16 de janeiro de 1943, atracado no píer de acabamento do estaleiro, com mar calmo. A fratura frágil foi súbita, sem aviso e foi ouvida pelo menos a 1500 metros de distância. Fraturas deste tipo ocorreram tanto em mares turbulentos como no cais, principalmente no inverno. Com a diminuição da temperatura, foi evidenciada pela fratura dos navios a modificação no comportamento do aço de dúctil para frágil.

Fratura frágil em navios Liberty ainda no porto. O SS Schenectady a direita.

Navio Charles S. Haight - Vista da ruptura entre a secção central do navio e popa. 

Navio Charles S. Haight - detalhe do rompimento do casco.

Na época sobraram muitas críticas ao processo de soldagem, ao ensaio Charpy e a metodologia de projeto (resistência dos materiais), o que levou ao desenvolvimento de uma nova abordagem técnica, conhecida hoje como Mecânica da Fratura.

Charles S. Haight - vista da popa adernada para bombordo.

Entretanto, temos que salientar que a construção dos navios da classe Liberty fazia parte do "esforço de guerra" norte-americano e, portanto, tinha que ser baratos e rápidos construir.

Construídos para substituir os navios torpedeados pelos submarinos U-Boat nazistas, foram montados rapidamente (pouca mais de três meses) para garantir a uma linha de suprimentos para  Inglaterra. Até hoje foi o maior número de navios construídos a partir de um único projeto que previa uma vida útil de cinco anos. No ápice da construção o navio Robert E. Peary construído pelos estaleiros Oregon Shipbuilding Corporation de Portland / Oregon, iniciou sua construção em 08/11/1942 e foi lançado ao mar dia 15/11/1942 (uma semana). Sem sombra de dúvida, um recorde que provavelmente vai demorar muito para ser quebrado.

Um dos estaleiros norte americanos que construíram os Liberty.

Os Liberty, inicialmente conhecidos como os "navios de cinco anos de vida útil", continuaram a singrar os mares do mundo inteiro por muito mais tempo que o planejado, sendo que o último Liberty a operar comercialmente foi o chinês Zhan Dou 43, que navegou até 1987.

A verdade é que muitos desses navios sobreviveram muito tempo além da expectativa prevista, porém os que falharam catastroficamente atraem mais a atenção, e com toda razão, já que um terço da frota Liberty fraturou.

SS Jeremiah O'Brien, construído em 56 dias em 1943.
Hoje, navio-museu, atracado no porto de San Francisco (EUA).

A lição que podemos tirar dessa história foram os prejuízos materiais e perdas de vidas, fruto da pressa e do desconhecimento técnico, porém, concebíveis em tempos de conflito onde pela época e a emergência da situação, o controle de qualidade era quase inexistente. Por mais insensível que possa parecer "Guerra é Guerra". Não justifica, mais explica o porquê de tantas falhas, daqueles funestos anos de guerra (1939 a 1945).

Podemos citar, neste caso, um velho ditado que retrataria a correria em um estaleiro para se construir um navio da classe Liberty: "Ou vai, ou racha". Pois é, 1/3 dos navios racharam!!!!!

CASO CORRELATO
(CLICK NO TÍTULO)

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

Fonte:

  

Arnobio Ignacio Vassem Júnior - Estudo de Efeitos Dinâmicos até o Início da Fratura Frágil.

Prof. Carlos Baptista - Ensaios de Materiais/Universidade de São Paulo.

Prof. Cláudio  G.  Schön, Prof. André Paulo  Tschiptschin e Prof. Hélio Goldenstein -

Fratura dos Materiais - Noções de Mecânica da Fratura.

Fotos do Charles S. Haight por Ted Dow.

Explanação das aulas do professor Maurício de Oliveira

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

 www.naviosbrasileiros.com.br

Caso 049: Explosão do Gasômetro de Santos-SP (1967).

Na madrugada de 9 de janeiro de 1967 por volta da 3:00h, uma forte explosão foi ouvida em toda a cidade, a vários quilômetros de distância, provocando uma labareda (BLEVE) de cerca de 100 metros: era o fim do Gasômetro, extinguindo definitivamente com o serviço de gás encanado em Santos.

Na foto pode-se ver os cinco vasos cilíndricos e o
tanque balão (a direita) do Gasômetro de Santos.
Fotos: José Dias Herrera.

Até aquela ocasião, o Município contava com o serviço de gás encanado residencial, administrado pela Cidade de Santos Serviços de Eletricidade e Gás (CSEG), que antes era operado pela Cia. City, abrangendo também o município de São Vicente.

O gasômetro de Santos, que funcionava na Rua Marechal Pego Júnior, 114, na Vila Nova, a explosão danificou residências num raio de cinco quarteirões. Mesmo nos bairros vizinhos, a onda de choque da explosão arrancou telhados e portas, fez paredes desabarem  e destruiu vidros de janelas a até 2 km de distância do gasômetro, inclusive na orla da praia onde muitos correram para procurar refúgio. Carros parados se precipitaram uns contra os outros. No rastro da destruição, cerca de 300 feridos, em grande parte durante os momentos de pânico em que as pessoas tentavam fugir da zona de perigo. Não houve vítimas fatais. Pelo menos, essa é a versão oficial.

Falta de inspeção e manutenção extinguiram o serviço
de gás encanado em Santos e em São Vicente.

Registros históricos mostram que Santos foi uma das primeiras cidades do País a contar com esse tipo de fornecimento de gás. O serviço foi implementado a partir de 1870.

Na ocasião da explosão o Gasômetro de Santos (assim era denominada popularmente) possuía cinco reservatórios (vasos de pressão cilíndricos horizontais), cada um com capacidade de 1.658 m³ de GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) e um tanque balão de armazenamento, que com a explosão ficou bastante danificado.

Rua Marechal Pego Júnior, 114, na Vila Nova.
As construções no entorno do gasômetro foram bastante afetadas pela explosão.

CAUSA

Apesar de o Regime Militar tentar atribuir o episódio a grupos terroristas esquerdistas do "comunismo galopante" da época (um quartel do Exército ficava próximo ao gasômetro), segundo a perícia técnica, foi constatado que as instalações do Gasômetro de Santos estavam em péssimas condições de conservação apresentando claros sinais de corrosão.

Foi apontada pela perícia que o vaso de pressão n.5 estava corroído e não apresentava qualquer segurança. O risco era tão alto que a CSEG iria interditá-lo nos próximos dias, segundo revelaram funcionários. Um fragmento do casco do vaso comprova as denúncias: sua espessura não ia além de 6,3 mm, quando originalmente era de 15,8 mm.

Outra falha de segurança foi a proximidade dos cabos de alta tensão (6.000 volts) que passavam a poucos metros dos reservatórios de gás.  Uma faísca perdida associada ao vazamento provocado pela falta de manutenção (perda de espessura da chapa do costado) teria provocado a ignição necessária causando a explosão.

Fonte:

www.novomilenio.inf.br

Jornal A Tribuna

CASOS CORRELATOS 

(atmosfera inflamável + ignição por faísca elétrica)

Caso 042: O Legado de Senghenydd (1913).

Caso 045: Ruptura de Gasoduto em Appomattox (2008).

Caso 047: Explosão em Torre de Destilação (2000).

Caso 048: Ruptura de Tubulação por Corrosão-Erosão (2004).

Em 09 de agosto de 2004 uma súbita ruptura em uma linha de água quente pressurizada atingiu onze pessoas que estavam na sala de turbinas da Usina Nuclear de Mihama (Japão), e ficaram gravemente queimados (escaldados). Quatro deles morreram no mesmo dia do acidente.

Linha rompida do Sistema de Vapor Secundário do reator n.03 de Mihama (Japão).

CAUSA

A causa de acidente, foi a ruptura catastrófica de um tubo de transporte de água quente sob pressão no interior do circuito secundário da estação de alimentação, depois de ter passado através do permutador de calor e da turbina e antes de ser devolvido para o gerador de vapor (ver esquema do circuito abaixo). Repentinamente, a tubulação rompeu, e uma enorme explosão de vapor foi lançado para a sala de turbinas.

A ruptura ocorreu em uma parte reta da linha confeccionada em aço carbono de 56 centímetros (22 polegadas) de diâmetro, de transporte de água pressurizada. O reator em sua potência máxima opera com vapor a uma temperatura de 195°C, sob uma pressão de 12,7 Kgf/cm², porém, segundo informações da usina, no momento do acidente, a temperatura era de 140°C e a pressão era de 9,0 Kgf/cm².

Quando a usina foi construída, a parede da tubulação foi projetada com 10 mm de espessura (3/8” aproximadamente), já considerando  a sobre espessura de corrosão, e por projeto poderia atingir pelo menos até 4,7 milímetros de espessura para se manter seguro (espessura mínima), entretanto, foi quase completamente erodida alcançado 1,4 a 1,5 mm de espessura. Essa baixa espessura foi observada em uma grande área em redor da zona de ruptura.

SUCESSÃO DE FALHAS

Para evitar acidentes similares devidos outros ocorridos no Japão e nos EUA, a indústria nuclear desenvolveu diretrizes para verificação das linhas do sistema de refrigeração secundário. Essas diretrizes entraram em operação em 1990, embora a sua execução é voluntária, refletindo a baixa prioridade atribuída ao sistema de refrigeração secundário. As diretrizes recomendam vários locais que devem ser verificados. De particular relevância para este caso, que incluem locais dentro de uma distância de duas vezes o diâmetro do tubo de potenciais fontes de turbulência. Uma dessas fontes é o chamado medidor 'orifício' ou placa de orifício. A tubulação rompida do sistema de refrigeração secundário do reator n.03 de Mihama em quase exatamente dois diâmetros a jusante de uma placa de orifício restringia o diâmetro da linha através do qual os fluxos de água e a diferença de pressão a montante e a jusante do orifício é usado para medir o fluxo. No entanto, reconhece-se que o fluxo turbulento provocado pelo orifício aumenta a taxa de erosão do tubo, de modo a espessura do tubo deve ser verificado mais regularmente do que outras áreas.

Isso reflete uma falha grave, tanto na fase de projeto de engenharia, onde a turbulência provocada pela placa de orifício não foi prevista ou amenizada e o fenômeno de corrosão-erosão foi subestimado ou negligenciado já que tubulações semelhantes nos últimos anos, em outras usinas nucleares, vêm sendo substituídos sistematicamente por tubulações de aço inoxidável. Outra grande falha foi não seguirem uma rigorosa rotina de inspeção. Inspeções periódicas, realizadas corretamente, utilizando END por ultrassom para medição de espessura, teria revelado o estado a perda de massa da parede do tubo.

Uma vez que a água do sistema secundário na Unidade 03 de Mihama sofre controle químico, era de se esperar que pudesse haver corrosão no aço carbono, portanto, medições de espessura por ultrassom deveriam ser efetuadas regularmente.

Rompimento evidenciou baixa espessura da
parede provocada pela corrosão-erosão.

O reator 03 de Mihama, fabricada pela a Mitsubishi (reator de 826/780 MW), entrou em operação em fevereiro de 1976 e, portanto, está em funcionamento há 28 anos e deveria ter sido objeto de pelo menos duas grandes inspeções (1986 e 1996). Grandes paradas de manutenção e inspeção em usinas nucleares são normalmente realizadas a cada 10 anos. Estas inspeções são particularmente detalhadas. Como poderia não ter detectado esse defeito? Segundo a Kasai Electric Power Corporation - KEPCO, empresa operadora da usina de Mihama, esta linha não foi inspecionada minuciosamente uma vez sequer desde que o reator foi colocado em operação. Parece, então, que houve um ou vários casos de incompetência e negligenciamento. A KEPCO publicamente admitiu a sua responsabilidade e declarou que a tubulação sofreu apenas inspeções visuais, mas nunca medição de espessura por ultrassom. Segundo a empresa, as inspeções pelo método ultrassônico para estas tubulações não são obrigatórias, porém, admitiu que seria uma das formas mais eficaz de detectar a corrosão-erosão interna de tubulações que operam nestas condições. A KEPCO havia recentemente adiado uma inspeção aprofundada nesta linha de água quente pressurizada, bem antes da falha. A inspeção da linha havia sido planejada e deveria ter sido realizada há vários meses, mas a KEPCO decidiu adiar esta inspeção até a próxima para de manutenção.

Material inadequado e turbulência provocada por uma placa de orifício
"colaboraram" para aceleração do mecanismo de dano.

Notamos, que vários erros foram cometidos em diferentes níveis:  

1-) A linha em aço carbono facilmente susceptível a corrosão nestas condições de operação, não foi dada a devida importância quanto ao acompanhamento de sua integridade, ainda mais sabendo-se que uma placa de orifício estava presente no trecho podendo causar  turbulência agravando o processo de erosão a jusante;

2-) As autoridades de segurança japonesas já havia emitido para todas as usinas nucleares japonesa, documento que recomendava a substituição de tubos de aço carbono para aço inoxidável já que outros casos já haviam ocorridos em sistemas idênticos ao de Mihama;

3-) A inspeção planejada (já com atraso) foi adiada. Demonstra imperícia no gerenciamento de riscos e de custos necessários.

Uma das dúvidas que pairam neste caso é se o reator nuclear que foi desligado automaticamente no momento do acidente pela queda de pressão (detectada por instrumentos) quando ocorreu a ruptura da linha, provocando a parada de emergência do reator (que é o mais provável ) ou se algum outro evento levou ao desligamento automático do reator, causando um excesso de pressão no sistema de tubulação a montante do reator fazendo com que a parede da tubulação enfraquecida pela corrosão rompe-se.

A segunda hipótese (supracitada) foi confirmada no Caso 040: Corrosão-Erosão em Usina Nuclear / Virgínia-EUA (1986) e pode ser visto clicando AQUI. Outro caso relacionado a usina nuclear de Mihama relacionada  a fadiga mecânica em tubos do gerador primário veja AQUI.

CONSEQUÊNCIAS

Os 11 trabalhadores que foram escaldados (quatro morreram no local) estavam próximos da linha quando esta se rompeu. Alguns deles tiveram queimaduras corporais graves, porque eles receberam rajadas de vapor diretamente em seus corpos, e outros com os pulmões gravemente queimado por terem respirado o vapor quente, uma vez que o mesmo se espalhou por toda a sala da turbina.

 

Na  foto a esquerda, tirada em 09 agosto de 2004, pode-se ver o vapor saindo do prédio da turbina do reator número 03 da usina nuclear de Mihama. Esse vapor chega a partir do interior da câmara da turbina (construção retangular a esquerda da foto). O reator contendo o combustível nuclear está localizada dentro do confinamento de concreto de forma circular. O reator nuclear, a construção de confinamento, e o circuito primário não foram afetados pelo acidente. A parte nuclear da instalação não foi afetada. Nenhuma radiação vazada e o reator manteve-se sempre sob controle e segura. A foto da direita, também foi no dia do acidente.

Para se ter uma ideia da quantidade de vapor que “sufocou” os trabalhadores de Mihama na sala de turbinas, o fluxo no circuito secundário da usina é aproximadamente 1.600 toneladas de água por hora, cerca de 26,6  toneladas por minuto, ou , se quiser, quase uma tonelada a cada dois segundos com uma pressão de cerca de 10 kgf/cm². Quando ocorreu a ruptura da tubulação, a pressão reduziu e a água a 140°C, transforma-se em vapor instantaneamente projetando-se rapidamente para fora da tubulação até preencher totalmente a sala de turbinas. Um cálculo breve sugere que levaria apenas 2 minutos para encher uma sala de dimensões 100m x 50m x 20m.

A estimativa da KEPCO é que um total de 800 toneladas de água escaparam. A base para essa estimativa ainda não é clara, mas, aparentemente, cerca de metade disso escapou do sistema de refrigeração secundário e a outra metade do sistema de água de alimentação auxiliar. Havia 1.100 toneladas de água no sistema de refrigeração secundário.

Em qualquer caso, como o acidente Mihama é razoável lembrar que não há energia sem risco e que água pressurizada quente (se produzido em um reator nuclear ou não) é perigosa e deve ser tratada com precaução. Acidentes são sempre possíveis, e temos de ser extremamente vigilantes e prudentes para criar e fortalecer uma cultura de segurança e meticulosamente respeitar as regras. Apesar de ainda ser mais raros do que antes, acidentes de trabalho devido à corrosão de tubos e explosões de vapor ainda são frequentes.

Nenhuma radioatividade foi liberada no meio ambiente. O acidente não foi nuclear, mas industrial - que poderia ter acontecido em qualquer estação de energia se aquecida por energia nuclear ou pela queima de combustíveis fósseis. Portanto, devemos enfatizar a natureza não nuclear deste acidente. Foi um acidente industrial.

Fonte:

Kansai Electric Power Corporation – KEPCO.

Bruno Comby / Environmentalists for Nuclear Energy - EFN.

Citizens' Nuclear Information Center – CNIC.