Classificação de Area e Atmosfera Explosiva

(1)

DE ÁREA E

ATMOSFERA

EXPLOSIVA

Autor: Eduardo Coimbra de Almeida

Co-Autor: Roberto Ferreira Coelho Filho

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DE ÁREA E

ATMOSFERA

EXPLOSIVA

(4)

Este material foi classificado como INFORMAÇÃO RESERVADA e deve possuir o tratamento especial descrito na norma corporativa PB-PO-0V4-00005“TRATAMENTO DE INFORMAÇÕES RESERVADAS".

(5)

Ao final desse estudo, o treinando poderá:

• Compreender os principais conceitos relacionados à combustão, classificação de área e atmosfera explosiva;

• Definir áreas classificadas, reconhecendo suas “zonas” e fontes de risco e as diferentes normas referentes à classificação de áreas; • Identificar as normas aplicáveis, distinguindo os critérios de classificação especificados pelas mesmas;

• Reconhecer a importância da utilização de equipamentos

Autor: Eduardo Coimbra de Almeida

Co-Autor: Roberto Ferreira Coelho Filho

DE ÁREA E

ATMOSFERA

EXPLOSIVA

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(7)

Este material é o resultado do trabalho conjunto de muitos técnicos da área de Exploração & Produção da Petrobras. Ele se estende para além dessas páginas, uma vez que traduz, de forma estruturada, a experiência de anos de dedicação e aprendizado no exercício das atividades profissionais na Companhia.

É com tal experiência, refletida nas competências do seu corpo de empregados, que a Petrobras conta para enfrentar os crescentes desafios com os quais ela se depara no Brasil e no mundo.

Nesse contexto, o E&P criou o Programa Alta Competência, visando prover os meios para adequar quantitativa e qualitativamente a força de trabalho às estratégias do negócio E&P.

Realizado em diferentes fases, o Alta Competência tem como premissa a participação ativa dos técnicos na estruturação e detalhamento das competências necessárias para explorar e produzir energia.

O objetivo deste material é contribuir para a disseminação das competências, de modo a facilitar a formação de novos empregados e a reciclagem de antigos.

Trabalhar com o bem mais precioso que temos – as pessoas – é algo que exige sabedoria e dedicação. Este material é um suporte para esse rico processo, que se concretiza no envolvimento de todos os que têm contribuído para tornar a Petrobras a empresa mundial de sucesso que ela é.

(8)

(9)

Esta seção tem o objetivo de apresentar como esta apostila está organizada e assim facilitar seu uso.

No início deste material é apresentado o objetivo geral, o qual representa as metas de aprendizagem a serem atingidas.

Autor

Ao fi nal desse estudo, o treinando poderá:

• Identifi car procedimentos adequados ao aterramento e à manutenção da segurança nas instalações elétricas; • Reconhecer os riscos de acidentes relacionados ao aterramento de segurança;

• Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas.

ATERRAMENTO DE SEGURANÇA

(10)

O material está dividido em capítulos.

No início de cada capítulo são apresentados os objetivos

específi cos de aprendizagem, que devem ser utilizados como

orientadores ao longo do estudo.

No fi nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, que visam avaliar o alcance dos objetivos de aprendizagem. Os gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas do capítulo em questão.

Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas

Capítulo 1

Riscos elétricos e o aterramento de segurança

Ao fi nal desse capítulo, o treinando poderá: • Estabelecer a relação entre aterramento de segurança e riscos elétricos;

• Reconhecer os tipos de riscos elétricos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos;

20

Alta Competência

21

Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança

A gravidade dos efeitos fi siológicos no organismo está relacionada a quatro fatores fundamentais:

Tensão; •

Resistência elétrica do corpo; •

Área de contato; •

Duração do choque. •

Os riscos elétricos, independente do tipo de •

instalação ou sistema, estão presentes durante toda a vida útil de um equipamento e na maioria das instalações. Por isso é fundamental mantê-los sob controle para evitar prejuízos pessoais, materiais ou de continuidade operacional.

Os

• choques elétricos representam a maior fonte de lesões e fatalidades, sendo necessária, além das medidas de engenharia para seu controle, a obediência a padrões e procedimentos de segurança.

1.4. Exercícios

1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?

_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso:

A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato ( ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser

projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.” ( ) “Nas instalações elétricas de áreas classificadas

(...) devem ser adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.”

( ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.”

( ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 24

25

CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas

elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI –

Elétrica, 2007.

COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.

Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades

marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005.

Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.

Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas

atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.

Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em

eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http://

www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 14 mar. 2008.

NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National Fire Protection Association, 2004.

Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med. br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/

parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/

choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.

O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos.

2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso:

A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato

( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”

( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de operação.”

( B ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco.”

( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.”

3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir:

( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes normalmente energizadas da instalação elétrica.

( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer riscos de choques elétricos.

( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se houver falha no isolamento desse equipamento.

( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um “fi o terra”.

( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem da corrente elétrica pelo corpo humano.

1.7. Gabarito 1.6. Bibliografi a

Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas defi nições estão disponíveis no glossário. Ao longo dos textos do capítulo, esses termos podem ser facilmente identifi cados, pois estão em destaque.

48 49

cuidados com aterramento de segurança

T

odas as Unidades de Exploração e Produção possuem um plano

de manutenção preventiva de equipamentos elétricos (motores, geradores, painéis elétricos, transformadores e outros).

A cada intervenção nestes equipamentos e dispositivos, os mantenedores avaliam a necessidade ou não da realização de inspeção nos sistemas de aterramento envolvidos nestes equipamentos.

Para que o aterramento de segurança possa cumprir corretamente o seu papel, precisa ser bem projetado e construído. Além disso, deve ser mantido em perfeitas condições de funcionamento.

Nesse processo, o operador tem importante papel, pois, ao interagir diariamente com os equipamentos elétricos, pode detectar imediatamente alguns tipos de anormalidades, antecipando problemas e, principalmente, diminuindo os riscos de choque elétrico por contato indireto e de incêndio e explosão.

3.1. Problemas operacionais

Os principais problemas operacionais verifi cados em qualquer tipo de aterramento são:

• Falta de continuidade; e

• Elevada resistência elétrica de contato.

É importante lembrar que Norma Petrobras N-2222 defi ne o valor de 1Ohm, medido com multímetro DC (ohmímetro), como o máximo admissível para resistência de contato.

56

Alta Competência Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança

57

Choque elétrico – conjunto de perturbações de natureza e efeitos diversos, que se

manifesta no organismo humano ou animal, quando este é percorrido por uma corrente elétrica.

Ohm – unidade de medida padronizada pelo SI para medir a resistência elétrica. Ohmímetro – instrumento que mede a resistência elétrica em Ohm.

Elétrica, 2007.

COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade – Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.

3.5. Bibliografi a 3.4. Glossário

(11)

O material está dividido em capítulos.

No início de cada capítulo são apresentados os objetivos

específi cos de aprendizagem, que devem ser utilizados como

orientadores ao longo do estudo.

No fi nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, que visam avaliar o alcance dos objetivos de aprendizagem. Os gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas do capítulo em questão.

Capítulo 1

Riscos elétricos e o aterramento de segurança

Ao fi nal desse capítulo, o treinando poderá: • Estabelecer a relação entre aterramento de segurança e riscos elétricos;

• Reconhecer os tipos de riscos elétricos decorrentes do uso de equipamentos e sistemas elétricos;

Alta Competência Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança

A gravidade dos efeitos fi siológicos no organismo está relacionada a quatro fatores fundamentais:

Tensão; •

Resistência elétrica do corpo; •

Área de contato; •

Duração do choque. •

Os riscos elétricos, independente do tipo de •

instalação ou sistema, estão presentes durante toda a vida útil de um equipamento e na maioria das

1.4. Exercícios

_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, o caso:

A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato ( ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser

Alta Competência Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança

Elétrica, 2007.

( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas

Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas defi nições estão disponíveis no glossário. Ao longo dos textos do capítulo, esses termos podem ser facilmente identifi cados, pois estão em destaque.

48 49

cuidados com aterramento de segurança

T

odas as Unidades de Exploração e Produção possuem um plano

de manutenção preventiva de equipamentos elétricos (motores, geradores, painéis elétricos, transformadores e outros).

A cada intervenção nestes equipamentos e dispositivos, os mantenedores avaliam a necessidade ou não da realização de inspeção nos sistemas de aterramento envolvidos nestes equipamentos.

Para que o aterramento de segurança possa cumprir corretamente o seu papel, precisa ser bem projetado e construído. Além disso, deve ser mantido em perfeitas condições de funcionamento.

Nesse processo, o operador tem importante papel, pois, ao interagir diariamente com os equipamentos elétricos, pode detectar imediatamente alguns tipos de anormalidades, antecipando problemas e, principalmente, diminuindo os riscos de choque elétrico por contato indireto e de incêndio e explosão.

3.1. Problemas operacionais

Os principais problemas operacionais verifi cados em qualquer tipo de aterramento são:

• Falta de continuidade; e

• Elevada resistência elétrica de contato.

É importante lembrar que Norma Petrobras N-2222 defi ne o valor de 1Ohm, medido com multímetro DC (ohmímetro), como o máximo admissível para resistência de contato.

56

Alta Competência Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança

57

Choque elétrico – conjunto de perturbações de natureza e efeitos diversos, que se

manifesta no organismo humano ou animal, quando este é percorrido por uma corrente elétrica.

Ohm – unidade de medida padronizada pelo SI para medir a resistência elétrica. Ohmímetro – instrumento que mede a resistência elétrica em Ohm.

Elétrica, 2007.

COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade – Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.

3.5. Bibliografi a 3.4. Glossário

(12)

Caso sinta necessidade de saber de onde foram retirados os insumos para o desenvolvimento do conteúdo desta apostila, ou tenha interesse em se aprofundar em determinados temas, basta consultar a Bibliografi a ao fi nal de cada capítulo.

Ao longo de todo o material, caixas de destaque estão presentes. Cada uma delas tem objetivos distintos.

A caixa “Você Sabia” traz curiosidades a respeito do conteúdo abordado de um determinado item do capítulo.

“Importante” é um lembrete das questões essenciais do

conteúdo tratado no capítulo.

24

25

Elétrica, 2007.

( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir:

14

15

É atribuído a Tales de Mileto (624 - 556 a.C.) a primeira observação de um fenômeno relacionado com a eletricidade estática. Ele teria esfregado um fragmento de âmbar com um tecido seco e obtido um comportamento inusitado – o âmbar era capaz de atrair pequenos pedaços de palha. O âmbar é o nome dado à resina produzida por pinheiros que protege a árvore de agressões externas. Após sofrer um processo semelhante à fossilização, ela se torna um material duro e resistente.

Os riscos elétricos de uma instalação são divididos em dois grupos principais:

1.1. Riscos de incêndio e explosão

Podemos defi nir os riscos de incêndio e explosão da seguinte forma:

Situações associadas à presença de sobretensões, sobrecorrentes, fogo no ambiente elétrico e possibilidade de ignição de atmosfera potencialmente explosiva por descarga descontrolada de eletricidade estática.

Os riscos de incêndio e explosão estão presentes em qualquer instalação e seu descontrole se traduz principalmente em danos pessoais, materiais e de continuidade operacional.

Trazendo este conhecimento para a realidade do E&P, podemos observar alguns pontos que garantirão o controle dos riscos de incêndio e explosão nos níveis defi nidos pelas normas de segurança durante o projeto da instalação, como por exemplo:

A escolha do tipo de

• aterramento funcional mais adequado ao ambiente;

A seleção dos dispositivos de proteção e controle; •

A correta manutenção do sistema elétrico. •

O aterramento funcional do sistema elétrico tem como função permitir o funcionamento confi ável e efi ciente dos dispositivos de proteção, através da sensibilização dos relés de proteção, quando existe uma circulação de corrente para a terra, provocada por anormalidades no sistema elétrico.

Observe no diagrama a seguir os principais riscos elétricos associados à ocorrência de incêndio e explosão:

Já a caixa de destaque “Resumindo” é uma versão compacta dos principais pontos abordados no capítulo.

Em “Atenção” estão destacadas as informações que não devem ser esquecidas.

Todos os recursos didáticos presentes nesta apostila têm como objetivo facilitar o aprendizado de seu conteúdo.

Aproveite este material para o seu desenvolvimento profi ssional! É muito importante que você conheça os tipos de pig

de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela!

IMPORTANTE!

ATENÇÃO

É muito importante que você conheça os procedimentos específicos para passagem de pig em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba quais são eles.

Recomendações gerais

• Antes do carregamento do pig, inspecione o interior do lançador;

• Após a retirada de um pig, inspecione internamente o recebedor de pigs;

• Lançadores e recebedores deverão ter suas RESUMINDO... 87 6 horas 88 5 horas 89 4 horas e 30 minutos 90 4 horas 91 3 horas e 30 minutos 92 3 horas 93 2 horas e 40 minutos 94 2 horas e 15 minutos 95 2 horas 96 1 hora e 45 minutos 98 1 hora e 15 minutos 100 1 hora 102 45 minutos 104 35 minutos 105 30 minutos 106 25 minutos 108 20 minutos 110 15 minutos 112 10 minutos 114 8 minutos 115 7 minutos

Uma das principais substâncias removidas em poços de petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar ao da arteriosclerose.

VOCÊ SABIA?

?

É muito importante que você conheça os tipos de pig de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela!

IMPORTANTE!

ATENÇÃO

• Lançadores e recebedores deverão ter suas RESUMINDO...

NÍVEL DE RUÍDO DB (A) MÁXIMA EXPOSIÇÃO _{DIÁRIA PERMISSÍVEL}

85 8 horas 86 7 horas 87 6 horas 88 5 horas 89 4 horas e 30 minutos 90 4 horas 91 3 horas e 30 minutos 92 3 horas 93 2 horas e 40 minutos 94 2 horas e 15 minutos 95 2 horas 96 1 hora e 45 minutos 98 1 hora e 15 minutos 100 1 hora 102 45 minutos 104 35 minutos 105 30 minutos 106 25 minutos 108 20 minutos 110 15 minutos 112 10 minutos 114 8 minutos 115 7 minutos

VOCÊ SABIA?

?

IMPORTANTE!

ATENÇÃO

(13)

Caso sinta necessidade de saber de onde foram retirados os insumos para o desenvolvimento do conteúdo desta apostila, ou tenha interesse em se aprofundar em determinados temas, basta consultar a Bibliografi a ao fi nal de cada capítulo.

Ao longo de todo o material, caixas de destaque estão presentes. Cada uma delas tem objetivos distintos.

A caixa “Você Sabia” traz curiosidades a respeito do conteúdo abordado de um determinado item do capítulo.

“Importante” é um lembrete das questões essenciais do

conteúdo tratado no capítulo.

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Elétrica, 2007.

( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir:

14

15

É atribuído a Tales de Mileto (624 - 556 a.C.) a primeira observação de um fenômeno relacionado com a eletricidade estática. Ele teria esfregado um fragmento de âmbar com um tecido seco e obtido um comportamento inusitado – o âmbar era capaz de atrair pequenos pedaços de palha. O âmbar é o nome dado à resina produzida por pinheiros que protege a árvore de agressões externas. Após sofrer um processo semelhante à fossilização, ela se torna um material duro e resistente.

Os riscos elétricos de uma instalação são divididos em dois grupos principais:

1.1. Riscos de incêndio e explosão

Podemos defi nir os riscos de incêndio e explosão da seguinte forma:

Situações associadas à presença de sobretensões, sobrecorrentes, fogo no ambiente elétrico e possibilidade de ignição de atmosfera potencialmente explosiva por descarga descontrolada de eletricidade estática.

Os riscos de incêndio e explosão estão presentes em qualquer

Trazendo este conhecimento para a realidade do E&P, podemos observar alguns pontos que garantirão o controle dos riscos de incêndio e explosão nos níveis defi nidos pelas normas de segurança durante o projeto da instalação, como por exemplo:

A escolha do tipo de

• aterramento funcional mais adequado ao ambiente;

A seleção dos dispositivos de proteção e controle; •

A correta manutenção do sistema elétrico. •

O aterramento funcional do sistema elétrico tem como função permitir o funcionamento confi ável e efi ciente dos dispositivos de proteção, através da sensibilização dos relés de proteção, quando existe uma circulação de corrente para a terra, provocada por anormalidades no sistema elétrico.

Observe no diagrama a seguir os principais riscos elétricos associados à ocorrência de incêndio e explosão:

Já a caixa de destaque “Resumindo” é uma versão compacta dos principais pontos abordados no capítulo.

Em “Atenção” estão destacadas as informações que não devem ser esquecidas.

Todos os recursos didáticos presentes nesta apostila têm como objetivo facilitar o aprendizado de seu conteúdo.

Aproveite este material para o seu desenvolvimento profi ssional! É muito importante que você conheça os tipos de pig

de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na sua Unidade. Informe-se junto a ela!

IMPORTANTE!

ATENÇÃO

• Lançadores e recebedores deverão ter suas RESUMINDO... 87 6 horas 88 5 horas 89 4 horas e 30 minutos 90 4 horas 91 3 horas e 30 minutos 92 3 horas 93 2 horas e 40 minutos 94 2 horas e 15 minutos 95 2 horas 96 1 hora e 45 minutos 98 1 hora e 15 minutos 100 1 hora 102 45 minutos 104 35 minutos 105 30 minutos 106 25 minutos 108 20 minutos 110 15 minutos 112 10 minutos 114 8 minutos 115 7 minutos

VOCÊ SABIA?

?

IMPORTANTE!

ATENÇÃO

VOCÊ SABIA?

?

IMPORTANTE!

ATENÇÃO

85 8 horas 86 7 horas 87 6 horas 88 5 horas 89 4 horas e 30 minutos 90 4 horas 91 3 horas e 30 minutos 92 3 horas 93 2 horas e 40 minutos 94 2 horas e 15 minutos 95 2 horas 96 1 hora e 45 minutos 98 1 hora e 15 minutos 100 1 hora 102 45 minutos

(14)

(15)

Introdução 15 Capítulo 1 - A combustão e sua relação com áreas classificadas

Objetivos 17

1. A combustão e sua relação com áreas classificadas 19

1.1. Temperatura 20

1.2. Limites de inflamabilidade 21

1.3. Densidade relativa de gás ou vapor 23

1.4. Triângulo do fogo 24

1.5. Relação entre combustão, classificação de área

e atmosfera explosiva 25

1.6. Exercícios 26

1.7. Glossário 29

1.8. Bibliografia 30

1.9. Gabarito 31

Capítulo 2 - Áreas classificadas

Objetivos 33 2. Áreas classificadas 35 2.1. O conceito de “zona” 35 2.2. Fonte de risco 36 2.3. Eventos catastróficos 37 2.4. Exercícios 39 2.5. Glossário 41 2.6. Bibliografia 42 2.7. Gabarito 43

Capítulo 3 - Classificação de áreas

Objetivos 45

3. Classificação de áreas 47

3.1. Critérios da International Electrotechnical Commission (IEC) 49

(16)

Capítulo 4 - Equipamentos elétricos em áreas classificadas

Objetivos 57

4. Equipamentos elétricos em áreas classificadas 59

4.1. Tipos de proteção 60

4.1.1. À prova de explosão (Ex d) 60

4.1.2. Pressurizado (Ex p) 61

4.1.3. Imerso em óleo (Ex o) / Imerso em areia (Ex q) / Imerso em resina (Ex m) 62

4.1.4. Segurança aumentada (Ex e) 63

4.1.5. Segurança intrínseca (Ex i) 63

4.1.6. Não acendível (Ex n) 64

4.1.7. Especial (Ex s) 64

4.2. Grau de proteção 64

4.3. Certificado de conformidade dos equipamentos 66

4.4. Exercícios 69

4.5. Glossário 71

4.7. Gabarito 73

Capítulo 5 - Influência da ventilação em áreas classificadas

Objetivo 75

5. Influência da ventilação em áreas classificadas 77

5.1. Exercícios 80

5.2. Glossário 81

5.4. Gabarito 83

Capítulo 6 - Plano de classificação de áreas

Objetivos 85

6. Plano de classificação de áreas 87

6.1. Documentação 87

6.1.1. Plantas de classificação de áreas 87

6.1.2. Listas de dados para áreas classificadas 89

6.2. Exercícios 93

6.3. Glossário 95

(17)

15

A

classificação de áreas é uma das regras que permite

avaliarmos o grau de risco da presença de uma mistura inflamável em uma unidade industrial. Essa classificação contém informações sobre o tipo de substância inflamável que pode estar presente no local, sobre a probabilidade dessa substância estar presente no meio externo e quais os limites da área com risco de presença de atmosfera explosiva.

Os equipamentos elétricos, ao operarem em atmosferas potencialmente explosivas, podem se constituir em fontes de ignição ocasionadas por centelhamento normal, conseqüente da abertura e fechamento de seus contatos, ou simplesmente pelo fato de apresentarem temperatura elevada. Essa temperatura elevada pode ser intencional, com o fim de atender a uma função própria do equipamento ou provocada por correntes de defeito.

Para que a energia elétrica das plataformas não se constitua em perigo, é necessário que se providenciem meios de segurança e proteção das instalações elétricas. A fabricação dos equipamentos elétricos, sua montagem e manutenção seguem, portanto, normas técnicas que garantem um nível de segurança aceitável para as instalações.

Esse nível de segurança depende de uma avaliação cujo resultado é a classificação de áreas, representada por um desenho básico utilizado no desenvolvimento de toda instalação elétrica da indústria.

(18)

(19)

Capítulo 1

A combustão

e sua relação

com áreas

classificadas

Ao final desse capítulo, o treinando poderá:

• Definir combustão, identificando os componentes

e parâmetros necessários para que esta aconteça; • Estabelecer a relação entre combustão e classificação de áreas.

(20)

18

(21)

19

1. A combustão e sua relação

com áreas classificadas

A combustão é um dos fenômenos que ocorrem rotineiramente em nosso cotidiano, mesmo que não percebamos, em cozinhas, automóveis, fábricas e diversos outros contextos da nossa vida.

Podemos definir esse fenômeno como:

Uma reação química que envolve uma substância combustível e uma substância comburente, promovida a partir de uma fonte de calor inicial.

Durante a combustão ocorre a formação da reação em cadeia, e a liberação de energia na forma de luz e calor. Como conseqüência, são gerados subprodutos na forma de gases (vapor d’água, monóxido, dióxido de carbono, dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio) além de cinzas e resíduos de carbono (carvão, fuligem, coque etc.).

Para que haja combustão é necessária a presença de:

Combustível: material sólido, líquido ou gasoso capaz de reagir

com o comburente, em geral o gás oxigênio, através de uma reação de combustão.

Comburente: material gasoso que permite que ocorra a reação de

oxidação de um material combustível, produzindo assim a combustão.

Fonte de ignição: condição ou agente que, ao introduzir a energia

mínima necessária, pode dar início ao processo de combustão na mistura combustível/comburente. O senso comum nos faz associar as fontes de ignição à presença de chama (fogo), mas também são exemplos superfícies e atmosferas aquecidas, centelhas, atrito etc.

(22)

20

Alguns conceitos são de extrema relevância para o entendimento do processo de combustão e classificação de área. Vejamos estes conceitos a seguir.

1.1. Temperatura

A temperatura de uma substância é influenciada pelo meio e pelo processo aos quais está submetida. Serão verificados, a seguir, alguns conceitos associados a essa influência.

Podemos definir como:

Parâmetro físico que descreve um sistema associado a noções de frio e calor e a transferências de energia térmica.

A temperatura está associada à combustão quando falamos em fontes de ignição e inflamabilidade de substâncias.

a) Fontes de ignição

As fontes de ignição mais comuns na instalação industrial são de origem elétrica. No entanto, não são as únicas fontes existentes. O quadro a seguir apresenta exemplos de fontes de ignição de origem elétrica e não elétrica.

Origem elétrica

• Equipamento elétrico do tipo comum; • Arco elétrico;

• Centelha devido a curto circuito.

Origem não elétrica

• Centelha ou fagulha gerada mecanicamente; • Chama exposta;

• Cigarro;

• Superfície quente.

(23)

21

b) Ponto de fulgor

É a menor temperatura na qual o líquido libera vapor em quantidade suficiente para formar uma mistura inflamável. Na presença de uma fonte de ignição, resulta em um flash, que representa o início da combustão. Nessa temperatura, a quantidade de vapor não é suficiente para dar continuidade à combustão.

A norma da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), NBR 7505 (Armazenagem de líquidos inflamáveis e combustíveis) define líquidos inflamáveis e combustíveis, baseados no ponto de fulgor do líquido, da seguinte forma:

Classificação Classe Comportamento do líquido

Inflamável I Possuem ponto de fulgor inferior a 37,8 ºC.

Combustível II

Possuem ponto de fulgor igual ou superior a 37,8 ºC e inferior a 60 ºC.

III Possuem ponto de fulgor igual ou superior a 60 ºC.

c) Ponto de combustão

Trata-se da temperatura com poucos graus acima do ponto de fulgor. Nesta temperatura, o líquido libera vapor em quantidade suficiente para iniciar e dar continuidade à combustão na presença de uma fonte de ignição.

d) Ponto de ignição

O ponto de ignição é a menor temperatura de uma superfície ou de uma centelha, capaz de iniciar a combustão.

1.2. Limites de inflamabilidade

(24)

22

Algumas substâncias possuem amplas faixas de inflamabilidade, portanto são mais perigosas que outras com faixas menores.

Os limites de inflamabilidade são:

Limite Inferior de Inflamabilidade (LII): é a concentração mínima na

qual a mistura se torna inflamável. Também é chamado de Limite Inferior de Explosividade (LIE).

Limite Superior de Inflamabilidade (LSI): é a concentração que passa

a ter produto inflamável em quantidade excessiva para a combustão. Também chamado de Limite Superior de Explosividade (LSE).

Esses conceitos podem ser entendidos observando-se a ilustração a seguir:

Faixa de

inflamabilidade do gás hipotético

Mistura pobre Mistura rica

ATENÇÃO

Substâncias com baixos valores de LIE merecem atenção especial, pois rapidamente podem formar uma mistura inflamável com o ar.

Existem três faixas de concentração referentes aos limites de inflamabilidade: mistura pobre, mistura rica e mistura ideal.

(25)

23

As faixas de concentração que compõem a escala de inflamabilidade são:

Mistura pobre

Faixa de concentração em que existe muito oxigênio e pouco produto inflamável. Nesta região não há fogo, pois não há combustível suficiente para a combustão. É limitada de zero até o Limite Inferior de Inflamabilidade (LII).

Mistura rica

Faixa de concentração em que existe muito produto inflamável e pouco oxigênio. Da mesma forma que na mistura pobre, não há fogo nesta região, porém, nessa faixa, é o oxigênio que é deficiente. Está no Limite Superior de Inflamabilidade (LSI), até 100% de concentração, ou seja, 100% de produto inflamável.

Mistura ideal

É a mistura inflamável, onde há a concentração ideal entre o ar e o gás/vapor em que a combustão acontece. Está limitada entre a faixa que começa no LII e termina no LSI.

1.3. Densidade relativa de gás ou vapor

Densidade de um gás ou vapor relativamente à densidade do ar, nas mesmas condições de pressão e temperatura, considerando-se a densidade do ar igual a 1.0.

Basicamente, quando se tem um gás ou vapor com densidade menor do que 1.0 diz-se que este gás/vapor é mais leve que o ar, portanto é facilmente dispersado em movimento ascendente.

Podem ser citados, como exemplos, o acetileno, o metano e o hidrogênio

DH2< 1

H2

(26)

24

Se o gás/vapor possui densidade maior do que 1.0, diz-se que é mais pesado que o ar, portanto tende a acumular mais abaixo e possui dispersão mais lenta.

Que a maioria dos gases e vapores são mais pesados que o ar? VOCÊ SABIA?

?

Nuvem pesada GLP

< 1

DGLP

GLP 1.4. Triângulo do fogo

Para que haja fogo, é necessário que os três elementos essenciais que promovem o início de uma combustão estejam presentes. Esses três elementos geram o que é conhecido como “triângulo do fogo”.

Comburente

Fonte de ignição Combustível

(27)

25

São eles:

Material comburente (em geral o oxigênio); •

Material combustível; •

Fonte de ignição. •

1.5. Relação entre combustão, classificação de área e atmosfera explosiva

Quando uma atmosfera é potencialmente explosiva, essa área é caracterizada como “área classificada”. Os conceitos relacionados à combustão nos auxiliarão no entendimento da possibilidade ou não da instalação de determinados equipamentos elétricos em áreas classificadas. Além disso, auxiliará também a entender que determinadas situações no dia-a-dia da plataforma precisam ser evitadas.

Como exemplos de situações do dia-a-dia, podemos citar:

Solda

É importante que as soldas em áreas classificadas sejam feitas mediante a monitoração contínua da concentração da mistura inflamável do ambiente através do detector de gás portátil.

Equipamentos elétricos comuns

portáteis

A utilização de equipamentos elétricos comuns portáteis em área classificada só é permitida a partir do monitoramento contínuo da concentração da mistura inflamável do ambiente através do detector de gás portátil.

(28)

26

1) Correlacione os termos relacionados à combustão, essenciais à classificação de área e atmosfera explosiva, às suas respectivas definições: 1. Ponto de fulgor 2. Ponto de combustão 3. Ponto de ignição 4. Combustão 5. Triângulo de fogo

( ) Presença dos elementos essen-ciais que promovem o início de uma combustão.

( ) Refere-se a um dos fenômenos que ocorrem rotineiramente em nosso cotidiano, mesmo que não percebamos, em cozinhas, automóveis, fábricas e diversos outros contextos da nossa vida. ( ) Trata-se da menor temperatura

na qual o líquido libera vapor em quantidade suficiente para formar uma mistura inflamável. ( ) Menor temperatura de uma

superfície ou de uma centelha capaz de iniciar a combustão. ( ) É a temperatura, poucos graus

acima do ponto de fulgor, na qual o líquido libera vapor em quantidade suficiente para ini-ciar e dar continuidade à com-bustão, na presença de uma fonte de ignição.

1.6. Exercícios

(29)

27

2) Os conceitos que envolvem os tipos de mistura são apresentados a seguir.

Indique o tipo de mistura, de acordo com o conceito apresentado, preenchendo as lacunas:

a) Trata-se de uma mistura inflamável. Onde há a concentração ideal entre o ar e o gás/vapor em que a combustão acontece. Está limitada entre a faixa que começa no Limite Inferior de Inflamabilidade (LII) e termina no Limite Superior de Inflamabilidade (LSI).

_____________________________________________________________ b) Não há fogo nesta região, porém, nessa faixa, há deficiência do

oxigênio. Está no Limite Superior de Inflamabilidade (LSI) até 100% de concentração, ou seja, 100% de produto inflamável. Possui faixa de concentração em que existe muito produto inflamável e pouco oxigênio.

_____________________________________________________________ c) Não há fogo nesta região já que não há combustível suficiente

para a combustão. É limitada de zero até o Limite Inferior de Inflamabilidade (LII). Faixa de concentração em que existe muito oxigênio e pouco produto inflamável.

(30)

28

3) As alternativas a seguir apresentam a relação entre combustão, classificação de área e atmosfera explosiva. Marque com um X a(s) alternativa(s) que elucidam essa relação de forma correta:

( ) Auxilia no entendimento de que determinadas situações no dia-a-dia da plataforma precisam ser evitadas. Como exemplos dessas situações podemos citar atividade de solda e utilização de equipamentos elétricos comuns portáteis. ( ) Uma atmosfera potencialmente explosiva nem sempre

ca-racteriza uma área classificada.

( ) A utilização de equipamentos comuns portáteis em área classificada só é permitida a partir do monitoramento con-tínuo da concentração da mistura inflamável do ambiente através do detector de gás.

( ) Conceitos relacionados à combustão auxiliam para o enten-dimento da possibilidade ou não da instalação de determi-nados equipamentos elétricos em áreas classificadas.

( ) É importante que as soldas em áreas classificadas sejam feitas mediante a monitoração contínua da concentração da mistura inflamável do ambiente através do detector de gás.

(31)

29

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas.

Arco elétrico - fluxo de corrente elétrica através do ar entre dois condutores ou um

condutor e a terra, liberando uma grande quantidade de energia em um tempo pequeno, resultando em altas temperaturas.

LIE - Limite Inferior de Explosividade. Concentração mínima na qual a mistura se

torna inflamável. Também é chamado de Limite Inferior de Inflamabilidade (LII).

LII - Limite Inferior de Inflamabilidade. Concentração mínima na qual a mistura se

torna inflamável. Também é chamado de Limite Inferior de Explosividade (LIE).

LSE - Limite Superior de Explosividade. Concentração que passa a ter produto

inflamável em quantidade excessiva para a combustão. Também chamado de Limite Superior de Inflamabilidade (LSI).

LSI - Limite Superior de Inflamabilidade. Concentração que passa a ter produto

inflamável em quantidade excessiva para a combustão. Também chamado de Limite Superior de Explosividade (LSE).

NBR - Norma Brasileira.

(32)

30

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. Armazenagem de líquidos

inflamáveis e combustíveis, NBR-7505. 2000.

FERREIRA, Aurélio Buarque de Holanda. Novo Aurélio Século XXI: o dicionário da

língua portuguesa. 3ª ed. Rio de Janeiro: Nova Fronteira, 1999.

JORDÃO, Dácio de Miranda. Manual de instalações elétricas em indústrias químicas,

petroquímicas e de petróleo: atmosferas explosivas. 2ª ed. Rio de Janeiro: 2002.

1.8. Bibliografia

(33)

31

1.9. Gabarito

1) Correlacione os termos relacionados à combustão, essenciais à classificação de área e atmosfera explosiva, às suas respectivas definições:

1. Ponto de fulgor 2. Ponto de combustão 3. Ponto de ignição 4. Combustão 5. Triângulo de fogo

( 5 ) Presença dos elementos essenciais que

promovem o início de uma combustão.

( 4 ) Refere-se a um dos fenômenos que ocorrem

rotineiramente em nosso cotidiano,

mesmo que não percebamos, em cozinhas, automóveis, fábricas e diversos outros contextos da nossa vida.

( 1 ) Trata-se da menor temperatura na qual o

líquido libera vapor em quantidade suficiente para formar uma mistura inflamável.

( 3 ) Menor temperatura de uma superfície ou de

uma centelha capaz de iniciar a combustão.

( 2 ) É a temperatura, poucos graus acima do

ponto de fulgor, na qual o líquido libera vapor em quantidade suficiente para iniciar e dar continuidade à combustão, na presença de uma fonte de ignição.

2) Os conceitos que envolvem os tipos de mistura são apresentados a seguir. Indique o tipo de mistura, de acordo com o conceito apresentado, preenchendo as lacunas:

a) Trata-se de uma mistura inflamável. Onde há a concentração ideal entre o ar e o gás/vapor em que a combustão acontece. Está limitada entre a faixa que começa no Limite Inferior de Inflamabilidade (LII) e termina no Limite Superior de Inflamabilidade (LSI).

Mistura ideal.

b) Não há fogo nesta região, porém, nessa faixa, há deficiência do oxigênio. Está no Limite Superior de Inflamabilidade (LSI) até 100% de concentração, ou seja, 100% de produto inflamável. Possui faixa de concentração em que existe muito produto inflamável e pouco oxigênio.

Mistura rica.

c) Não há fogo nesta região já que não há combustível suficiente para a combustão. É limitada de zero até o Limite Inferior de Inflamabilidade (LII). Faixa de concentração em que existe muito oxigênio e pouco produto inflamável.

(34)

32

3) As alternativas a seguir apresentam a relação entre combustão, classificação de área e atmosfera explosiva. Marque com um X a(s) alternativa(s) que elucidam essa relação de forma correta:

( X ) Auxilia no entendimento de que determinadas situações no dia-a-dia da plataforma precisam ser evitadas. Como exemplos dessas situações podemos citar atividade de solda e utilização de equipamentos elétricos comuns portáteis.

( ) Uma atmosfera potencialmente explosiva nem sempre caracteriza uma área classificada.

( X ) A utilização de equipamentos comuns portáteis em área classificada só é permitida a partir do monitoramento contínuo da concentração da mistura inflamável do ambiente através do detector de gás.

( X ) Conceitos relacionados à combustão auxiliam para o entendimento da possibilidade ou não da instalação de determinados equipamentos elétricos em áreas classificadas.

( X ) É importante que as soldas em áreas classificadas sejam feitas mediante a monitoração contínua da concentração da mistura inflamável do ambiente através do detector de gás.

(35)

Capítulo 2

Áreas

classificadas

Ao final desse capítulo, o treinando poderá:

• Definir área classificada, discriminando suas zonas;

• Identificar as fontes de riscos definidas pela norma Petrobras N-2154 - Classificação de áreas para instalações elétricas em regiões de perfuração e produção.

(36)

34

(37)

35

2. Áreas classificadas

A

classificação de áreas está baseada em eventos e situações

associados às operações normais ou anormais, porém previstas, de uma instalação industrial.

Áreas classificadas são áreas nas quais há a ocorrência ou a

possibilidade de ocorrência de uma atmosfera potencialmente explosiva.

2.1. O conceito de “zona”

As atmosferas potencialmente explosivas que resultam em áreas classificadas podem surgir a partir de operações de perfuração ou testes de produção em poços, e também em torno de equipamentos e instalações de produção onde gases e líquidos inflamáveis são armazenados, processados ou manuseados.

A classificação da variação das possibilidades das ocorrências de uma atmosfera explosiva é denominada “zona”.

O quadro a seguir apresenta as “zonas” que classificam uma área potencialmente explosiva (área classificada).

Zona 0 É a área onde continuamente está presente uma atmosfera _{potencialmente explosiva ou a mesma ocorre por longos períodos.}

Zona 1 É a área onde é provável a ocorrência de uma mistura potencialmente _{explosiva durante a operação normal de uma instalação/equipamento.}

Zona 2

É a área onde é pouco provável a ocorrência de uma mistura

potencialmente explosiva durante a operação normal ou anormal esperada de uma instalação/equipamento (exemplos: vazamentos em válvulas e flanges). Ainda que exista a ocorrência, será por curtos períodos.

(38)

36

Em uma instalação industrial, a classificação de áreas deve ser feita, preferencialmente, por equipe multidisciplinar, englobando profissionais de processo, utilidades, segurança, elétrica, operação e VAC (Ventilação e Ar Condicionado). A correta classificação de áreas por “zonas” é fundamental para que os equipamentos elétricos instalados nessas áreas não sejam fontes de ignição dessa atmosfera potencialmente explosiva. Zona 2 raio 3 m Fonte de risco de grau secundário Zona 1 raio 1.5 m Fonte de risco de grau primário Zona 2 Zona 0 Fonte de risco de grau contínuo Representação de “zonas” nos planos de classificação de áreas Zona 0 : Zona 1 : Zona 2 :

Exemplo de classificação de áreas de um tanque com líquido inflamável em áreas abertas e adequadamente ventiladas

ATENÇÃO

Toda instalação industrial, sempre que passar por qualquer modificação, deve ter sua classificação de área analisada e revisada, caso necessário.

2.2. Fonte de risco

Para auxiliar na identificação das áreas classificadas por “zonas”, o conceito e a gradação da fonte de risco são importantes e estão definidos na Norma Petrobras N-2154 (Classificação de áreas para instalações elétricas em regiões de perfuração e produção).

De acordo com essa norma, fonte de risco é o ponto ou local no qual uma substância pode ser liberada para formar uma atmosfera inflamável e/ou explosiva.

(39)

37

A fonte de risco recebe uma classificação de acordo com o grau do risco envolvido, como é mostrado a seguir:

Fonte de risco

• - ponto ou local no qual uma substância pode ser

liberada para formar uma atmosfera inflamável e/ou explosiva;

Fonte de risco de grau contínuo

• - a liberação da substância

ocorre continuamente por longos períodos ou freqüentemente por curtos períodos;

Fonte de risco de grau primário

ocorre periodicamente ou ocasionalmente, em condições normais de operação, ou é causada por operações de reparo, manutenção freqüente, rompimento, falha no equipamento de processo, condições que sejam anormais, porém previstas, e onde aparecem, simultaneamente, mistura explosiva e fonte de ignição elétrica;

Fonte de risco de grau secundário

ocorre em condições anormais de operação ou causadas por rompimento, falha no equipamento de processo que sejam anormais, porém previstas, ou infreqüentes, por curtos períodos. O quadro a seguir relaciona a gradação das fontes de riscos quanto à classificação de áreas por “zonas”.

Fonte de risco Zona

Grau contínuo Resulta em zona 0 Grau primário Resulta em zona 1 Grau secundário Resulta em zona 2

2.3. Eventos catastróficos

Para a classificação de áreas, não se deve levar em consideração os eventos catastróficos geralmente associados a liberações de

(40)

38

Exemplos de eventos catastróficos:

Blow-out • ;

Ruptura de vasos ou tubulações com hidrocarbonetos. •

Esses eventos são verificados no escopo de uma avaliação mais profunda e são realizados à luz de estudos denominados Análise de Riscos.

(41)

39

1) Defina área classificada:

_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 2) Correlacione a classificação das “zonas” às suas respectivas descrições:

1. Zona 0 2. Zona 1 3. Zona 2

( ) Área onde é pouco provável a ocorrência de uma mistura potencialmente explosiva durante a operação normal ou anormal esperada.

( ) Área onde, continuamente, está presente uma atmosfera potencialmente explosiva ou a mesma ocorre por longos períodos.

( ) Área onde é provável a ocorrência de uma mistura potencialmente explosiva durante a operação normal de uma instalação/equipamento.

3) Indique a alternativa que apresenta o objetivo da gradação que envolve as fontes de riscos:

( ) Evitar acidentes.

( ) Auxiliar na identificação das áreas classificadas por “Zonas”. ( ) Classificar áreas.

( ) Instalar equipamentos elétricos.