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ESTUDO DE PREVENÇÃO DE ACIDENTES POR EXPLOSÕES VERTICAIS PARA ABASTECIMENTO DE CEREAIS marcelo eloy fernandes (uninove) [email protected] Camila Eiko Yazawa Namba (uninove.br) [email protected] MARCELO PUPIM GOZZI (uninove.br) [email protected] Este estudo tem como objetivo em realizar uma análise das principais causas de explosão em silos de cereais estuda o qual é pouco difundido em nosso país. As causas destes acidentes ocorridos por pós em suspensão podem ser definidas por esttudos já realizados e são mencionados neste trabalho as prováveis causas para a ocorrência do mesmo. Foram realizadas análises das principais causas de explosão, confrontando as principais causas destes acidentes que pode estar relacionada desde a fonte de ignição com acumulo de pós à problemas de manutenção de equipamentos e necessidade de treinamento de funcionários. Em se tratando de Segurança do Trabalho a explosão é uma problemática de grande magnitude e desta forma este tema tem importante foco, e neste trabalho foi analisado implementação de novas tecnologias e dispositivos de seguranças para reduzir estes acidentes. Neste contexto a necessidade de prevenção para este tipo de acidente é essencial para evitar perdas de vidas humanas. Sendo necessária a conscientização e sensibilização de funcionários e técnicos e empresários. As hipóteses argumentadas foram coerentes com as reais situações encontradas nos silos, entretanto fatores humanos são os principais causadores de acidentes. Os resultados apontam a necessidade de treinamentos constantes com funcionários e manutenção preventiva de equipamentos. Palavras-chaves: Explosão, Pós de cereais, silos, fonte de ignição, dispositivos de segurança XXXI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Inovação Tecnológica e Propriedade Intelectual: Desafios da Engenharia de Produção na Consolidação do Brasil no Cenário Econômico Mundial Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 2011.

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ESTUDO DE PREVENÇÃO DE

ACIDENTES POR EXPLOSÕES

VERTICAIS PARA ABASTECIMENTO

DE CEREAIS

marcelo eloy fernandes (uninove)

[email protected]

Camila Eiko Yazawa Namba (uninove.br)

[email protected]

MARCELO PUPIM GOZZI (uninove.br)

[email protected]

Este estudo tem como objetivo em realizar uma análise das principais

causas de explosão em silos de cereais estuda o qual é pouco difundido

em nosso país.As causas destes acidentes ocorridos por pós em

suspensão podem ser definidas por esttudos já realizados e são

mencionados neste trabalho as prováveis causas para a ocorrência do

mesmo.Foram realizadas análises das principais causas de explosão,

confrontando as principais causas destes acidentes que pode estar

relacionada desde a fonte de ignição com acumulo de pós à problemas

de manutenção de equipamentos e necessidade de treinamento de

funcionários. Em se tratando de Segurança do Trabalho a explosão é

uma problemática de grande magnitude e desta forma este tema tem

importante foco, e neste trabalho foi analisado implementação de

novas tecnologias e dispositivos de seguranças para reduzir estes

acidentes.Neste contexto a necessidade de prevenção para este tipo

de acidente é essencial para evitar perdas de vidas humanas. Sendo

necessária a conscientização e sensibilização de funcionários e

técnicos e empresários.As hipóteses argumentadas foram coerentes

com as reais situações encontradas nos silos, entretanto fatores

humanos são os principais causadores de acidentes. Os resultados

apontam a necessidade de treinamentos constantes com funcionários e

manutenção preventiva de equipamentos.

Palavras-chaves: Explosão, Pós de cereais, silos, fonte de ignição,

dispositivos de segurança

XXXI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Inovação Tecnológica e Propriedade Intelectual: Desafios da Engenharia de Produção na Consolidação do Brasil no

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Estudo de prevenção de acidentes por explosões verticais para abastecimento de

cereais

1. Introdução

Os silos e os armazéns são construções indispensáveis ao armazenamento da produção

agrícola e influem decisivamente na sua qualidade e preço.

De acordo com dados do IBGE (2009), no Brasil os silos para grãos apresentaram em média

43. 701.611 toneladas de capacidade útil total no país, detendo a região Sul 54,9% deste total

e as regiões Centro-Oeste e Sudeste 26,5% e 13,5%,respectivamente.

A maioria dos acidentes em silos localizados geralmente em áreas rurais, onde há limitação ao

acesso à informação, são ocasionados por diversos fatores: reconhecimento dos espaços

confinados existentes; permissões de entrada e trabalho; testes de atmosfera; bloqueio de

equipamentos mecânicos, energia elétrica, vapor, material granulados e fluídos;

procedimentos e equipamentos de proteção individual; resgate e primeiros socorros.

Em se tratando de silos de cereais os principais riscos para os trabalhadores: explosões,

problemas ergonômicos, lesões respiratórias (poeiras) e lesões oculares, riscos físicos (ruído,

iluminação, umidade e vibrações) e acidentes gerais como queda e asfixia.

Neste trabalho teremos como foco de estudo as explosões ocasionadas por pó em silos de

grãos e interligar procedimentos de mitigação de acidentes através de estudo de procedimento

e melhoria tecnológica, sem estar comprometendo a qualidade de estocagem de grãos.

A dimensionalidade dos riscos de explosão constitui em uma esfera de grandeza superior aos

outros riscos em silos de cereais, mediante ao grande envolvimento de vidas humanas com

riscos de queimaduras e óbitos, além de danificação de estruturas e equipamentos das

estruturas componentes dos silos.

Formas paliativas de prever este tipo de explosão: procedimentos adequados e manejo

cuidadoso na limpeza de grãos, informarem os operadores e demais funcionários quanto os

potencias riscos de explosão através de treinamento continuo, fazer manutenções periódicas

dos equipamentos eletromecânicos e cabos elétricos, informarem aos responsáveis quando

ocorrer trabalho de manutenção utilizando soldas e estiver com a devida ordem de serviço,

aspergir a massa de grão de cereais com óleos minerais, substituição de caçambas de

elevadores e pás dos transportadores por materiais plásticos a fim de minimizar atrito e gerar

faíscas; instalar captação do pó; proceder a aterramento elétrico dos componentes

eletromecânicos e pontos geradores de cargas eletrostáticas; instalar sistema de pára raios;

usar iluminação apropriada para riscos de explosão; projetos de construção de silos pré

moldados a fim de obter a segurança dos trabalhadores.

2. Objetivo

O objetivo deste trabalho é realizar um estudo de riscos de explosões em silos, ocasionado

principalmente através de pós de grãos em contato com uma fonte ignição.

3. Problema

Para ocorrer explosão em silos são necessários vários fatores físicos, ambientais e humanos.

Normalmente as explosões em silos ocorrem durante o processo de armazenagem, transporte

e descarregar os grãos. Entretanto, quais são as principais fontes para ocorrerem explosão

ocasionada por pós de cereais?

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Quais medidas de seguranças que possam ser adotadas para estarmos minimizando estes

riscos?

4. Justificativa

Por ser um tema pouco explorado e visto a grandiosidade de silos estabelecidos no Brasil, este

trabalho torna-se necessário para a sensibilização de todos envolvidos na área de segurança do

trabalho.

A maioria dos silos encontrados possui condições propícias para que ocorram acidentes,

sejam de natureza química, física ou biológica.

Estudos realizados pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro evidenciaram que “o

acúmulo de poeiras no local de trabalho, depositada nos pisos, elevadores, túneis e

transportadores, apresentam um risco de incêndio muito grande. Isso ocorre quando, uma

superfície de poeira de grãos é aquecida até o ponto de liberação de gases de combustão que,

com o auxílio de uma fonte de ignição com energia, dá início ao incêndio. Além disso, a

decomposição de grãos pode gerar vapores inflamáveis; se a umidade do grão for superior a

20%, poderá gerar metanol, propanol ou butanol. Os gases metano e etano, também

produzidos pela decomposição de grãos, são igualmente inflamáveis e podem gerar explosões.

A poeira depositada ao longo do tempo, quando agitada ou colocada em suspensão e na

presença de uma chama, poderá explodir, causando vibrações subseqüentes pela onda de

choque; isto fará com que mais pó depositado no ambiente entre em suspensão e mais

explosões aconteçam. Cada qual mais devastadora que a anterior, causando prejuízos

irreversíveis ao patrimônio, paradas no processo produtivo e as pior, vidas humanas são

ceifadas ou ficam permanentemente incapacitadas para o trabalho.

5. Revisão Bibliográfica

Em um sistema de armazenagem de grãos, o silo é o principal componente deste sistema.

Geralmente um sistema de armazenagem de grãos é composto de secadores, equipamentos

para moagem, transportadores e elevadores, controladores de peso coletores de amostras;

equipamentos para movimentação de cargas, moegas e o silo pulmão.

Em nosso estudo analisaremos tipos de silos metálicos, componentes dos silos metálicos e

explosões por pós.

Em um sistema de armazenagem de grãos, o silo é o principal componente deste sistema.

Geralmente um sistema de armazenagem de grãos é composto de secadores, equipamentos

para moagem, transportadores e elevadores, controladores de peso coletores de amostras;

equipamentos para movimentação de cargas, moegas e o silo pulmão.

Em nosso estudo analisaremos tipos de silos metálicos, componentes dos silos metálicos e

explosões por pós.

5.1 Silos Metálicos Verticais

Os silos metálicos verticais são estruturas largamente empregadas em sistema de

armazenagem no Brasil, devido ao seu preço competitivo, durabilidade e qualidade na

conservação de grãos.

São projetados e montados sobre uma base de concreto, e fixados por meio de chumbadores

tipo âncora executados em aço de alta resistência e sapatas da base, garantindo sólida fixação

do silo e atendendo a norma regulamentadora NR (Norma Regulamentadora) 31 no item

31.14.1 quando menciona o dimensionamento e construção dos silos em solo com resistência

compatível com a carga de trabalho.

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Os silos verticais, geralmente são circulares e possuem a altura maior do que a dimensão da

base.

São classificados, de acordo com a função do tipo de fundo:

a) fundo plano;

b) tronco cone;

c) fundo cônico;

d) fundo “melita”.

A Figura 1 a seguir faz referência para uma ilustração melhor desses tipos de fundos

mencionados utilizados nos silos.

Figura 1 – Tipos de silos verticais metálicos. Fonte: DUARTE, Rosangelo(2010)

5.2 Componentes dos silos metálicos

Os dados dos componentes descritos a seguir foram retirados da tese de Rosangelo Duarte, o

qual coletou dados reais de silos e serviu de base para descrição a seguir.

Os silos são divididos basicamente em duas partes: corpo do silo e estrutura do telhado.

5.2.1 Corpo do Silo

São estruturas básicas da armazenagem, são concebidos para receber os produtos, mantendo-

os em condições suficientes de segurança, quantidade e qualidade no seu interior. O corpo do

silo possui os seguintes componentes:

5.2.1.1 Chapa Lateral

São chapas com perfil ondulados e galvanizadas. As espessuras das chapas utilizadas são

adequadas conforme a carga que deverão resistir, permitindo garantir estabilidade e segurança

aos silos. Possuem as extremidades sobrepostas, com utilização de material vedante,

assegurando a vedação contra a entrada de umidade na massa de grãos.

A figura a seguir ilustra uma construção do silo metálico.

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Figura 2 – Corpo do silo. Fonte: DUARTE, Rosangelo (2010).

5.2.1.2 – Reforço

O corpo do silo é estruturado por colunas adequadamente dimensionadas e rigidamente

fixado, permitindo estabilidade para a estrutura. São fabricados em aço galvanizado, com

desenho adequado para maior resistência ás cargas e fixação ao corpo do silo.

Com os reforços localizados na parte externa do silo a limpeza dos resíduos

de grãos é facilitada e evita-se o acúmulo de impurezas na estrutura, que com o tempo podem

gerar concentrações de gases inflamáveis e névoa de poeira, devido a decomposição desses

grãos.

Antigamente, os fabricantes projetavam esse item internamente no silo que estimulava a

propagação de insetos e fungos, hoje essa concepção mudou, pois perceberam que esse fixado

no interior acumulava resíduos de massas de grãos, podendo causar risco de incêndio e

explosão. Já com o reforço sendo externo, facilitando para o operador a manutenção e evita

esses risco. Desse modo, percebe-se que o fabricante atende a norma NR 31 , item 31.14.3,

com relação ao impedimento de acúmulo de grãos, poeiras e a formação de barreiras.

5.2.1.3 – Anel de Reforço

O anel de reforço são tubos galvanizados fixados a estrutura, Figura 3 usados para enrijecer o

silo garantindo maior resistência estrutural e segurança a pressões de ventos que não podem

ser absorvidas somente pelo conjunto chapa laterais e reforços.

Este tipo de anel de reforço é utilizado, também, como dispositivo de proteção para o

operador, pois serve para travar o cinto de segurança. Como se percebe este item é de grande

importância, para evitar as quedas dos operadores, garantindo sua segurança. Além disso, esse

item é padrão no projeto do fabricante, o que demonstra a necessidade na estrutura do silo. È

válido ressaltar que o mesmo respeita a norma de segurança, oferecendo aos trabalhadores,

quando na realização de suas atividades em condições segura, este item vem em projeto

identificado na cor amarela no telhado do silo.

Figura 3- Anel de Reforço. Fonte: DUARTE, Rosangelo (2010)

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5.2.2 Telhado

O teto do silo são metálicos constituídos de perfis estruturais em lance único.

Os telhados dos silos,figura 4, são estruturados para o recebimento de esforços de sustentação

dos cabos de termometria, espalhador de grão e da passarela, além de permitir o acesso com

segurança aos operadores sobre os grãos.

Figura 4-Teclado do silo. Fonte: DUARTE (2010)

5.3 Explosões de pós de cereais

Em se tratando em explosões de pó temos de acordo com a tabela 01 uma evidencia de

principais eventos ocorridos entre 1985 até meados de 1997, visando mostrar que o índice de

índice de mortalidade é relativamente baixo em comparação aos números evidenciados,

entretanto mesmo com esse levantamento básico é necessário analisar e prever prováveis

acidentes.

Empresa Cidade Estado Mês Ano Mortos Feridos Causa

Ceval Pranchita PR Janeiro 1985 - - -

Cotrirosa Santa Rosa RS Agosto 1985 - - -

Canorpa Apucarana PR Agosto 1988 - - -

Portobrás Paranaguá PR Janeiro 1992 2 5 Atrito

Copervale

Assis

Chateaubriand PR Junho 1993 4 7 Solda

Cotrijui Ijuí RS Março 1997 - 5 -

Cotrirosa Santa Rosa RS Julho 1997 - 8 -

Tabela 01- Explosões em pó ocorridas no Brasil entre 1985 e 1997.

(Fonte: REVISTA PROTEÇÃO, 2010)

As indústrias de processamento de produtos que em alguma de suas fases se apresentam na

forma de pó são instalações de alto potencial de riscos quanto a incêndios e explosões. São

indústrias de armazenagem, secagem e beneficiamento de produtos agrícolas, fabricantes de

rações animais balanceadas, indústrias alimentícias (incluindo as fábricas de óleos vegetais),

indústrias metalúrgicas, farmacêuticas, plásticas, de carvão e beneficiamento de madeira. Tais

instalações devem, antes de sua implantação, efetuar uma análise acurada de seus riscos e

tomar as precauções cabíveis, pois na fase de projeto as soluções são mais simples e

econômicas. Porém as indústrias já implantadas, com o auxílio de um profissional

competente, poderão equacionar razoavelmente bem os problemas, minorando os riscos

inerentes. (SÁ, 1997)

5.4 Atmosferas Explosivas

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Uma atmosfera é explosiva quando a proporção de gás, vapor ou pó no ar é tal que uma faísca

proveniente de um circuito elétrico ou do aquecimento de um aparelho provoca a explosão.

Para que se inicie uma explosão, três elementos são necessários: combustível + oxigênio +

faísca = explosão.

A combinação acima forma o Triângulo do Fogo, conforme figura 6 abaixo:

Figura 5 – Triangulo do Fogo. Fonte: ARISTATEK (2008)

Atualmente é mencionado também um quarto elemento: a reação molecular, formando então

o Tetraedro do Fogo. Observa-se que o oxigênio do ar está presente em quase todo o processo

produtivo em questão. É preciso saber que uma faísca ou uma chama não é indispensável para

que se produza uma explosão.

Figura 6 –Tetraedro do fogo –Fonte: ARISTATEK (2008)

Geralmente ocorre em silos de cereais, os quais as poeiras acumuladas no ar possuem

propriedades explosivas em contato com faíscas / calor externos.

Existem pontos críticos nas instalações, onde devemos estar averiguando emissões destes

gases, tais como: área de moagem, descarga, movimentação, transporte etc., desde que sem

controle de exaustão e desde que, obviamente existam os fatores desencadeantes.

6. HIPÓTESES

Levantada a possíveis causas de explosão em silos, analisaremos as seguintes hipóteses:

H.1 Ventilação e Aeração inadequadas e ausência da análise de termometria.

H.2 Atmosfera explosiva, nuvem de pó e auto-ignição

H.3. Falta de manutenção de equipamentos e limpeza inadequada:

5. ANÁLISE E DISCUSSÕES

Apresentadas as possíveis hipóteses esta parte do trabalho tem como objetivo estar discutindo

e analisando se as hipóteses apresentadas são coerentes a estudos já apresentados por outros

pesquisadores e pelas evidencias de outros acidentes ocasionados por explosão por pós de

cereais.

5.1. HIPÓTESE 1

A hipótese nº 1 relaciona falhas ou ausência de ventilação, aeração e termometria com

possíveis causas de explosões.

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A ventilação tem como objetivo principal a proteção da saúde do trabalhador, uma vez que

capta os poluentes da fonte, antes que os mesmos se dispersem no ar do ambiente de trabalho,

ou seja, antes que atinjam a zona de respiração do trabalhador. Os sistemas de controle de

particulados para a atmosfera são compostos basicamente de: captores no ponto de entrada ou

captação; dutos para transporte de granulados, ventiladores industriais para mover os gases e

equipamentos de coleta de poeiras (filtros, ciclones, lavadores).

A aeração é necessária para evitar formação de fungos e conseqüentemente gases que podem

ocasionar a explosão, além de problemas respiratórios. Conforme demonstrado em figura a

seguir:

Figura 7- Sistema de aeração do ar. Fonte DUARTE (2010)

Problemas de riscos de explosão são geralmente ocasionadas por faísca gerada pelo motor do

ventilador associado aos fatores essenciais para ocorrer explosão: ar, misturas, tanque,

combustível.

1. Em países europeus e na América existem normas especificas para ambientes

explosivos que são as normas NFPA (National Fire Protection Association) 68 e EN

(European Standard) 14491. Os quais existem estudos aplicados e direcionados com relação

ao volume do silo, a explosividade dos grãos e a aplicabilidade destas normas na ventilação

destes silos, conforme artigo escrito pelo pesquisador TASCÓN. E através deste artigo

podemos estar analisando tecnicamente um sistema de ventilação utilizando variáveis reais

exigidas por estas normas, além de, estar verificando a devida importância de instalação de

sistema de ventilação para proteção contra explosão.

O motivo principal pelo qual é necessário ter uma ventilação local exaustora nos processos de

geração de pó é evitar que o pó se disperse no ambiente formando depósitos indesejáveis

sobre estruturas, tubulações e muitos outros locais de difícil acesso, porém com enorme

potencial de incêndio e explosões.

O qual se sugere que seja feito um levantamento físico do local da instalação dos

equipamentos compostos do sistema exaustor local, analisar e conhecer catálogo das

máquinas envolvidas, saber o local de fixação dos dutos de aspiração, local do equipamento

de separação. Um bom captor é aquele que consegue aspirar ao máximo de substâncias, com a

menor vazão de ar, pois isto implica no tamanho do equipamento, potência absorvida e

tamanha dos dutos de transporte, porém é importante que capture o máximo de substâncias

indesejáveis. Deve também ser elaborado um projeto afim de não prejudicar a operação,

manutenção e visibilidade do operador.

A tubulação condutora do ar dos pontos ao sistema de separação deve ser bem dimensionada,

para que não haja depósitos de material ao longo da mesma, nem que haja formação de

eletricidade estática, o qual esta eletricidade também é considerada uma das causas de

explosão e será abordada em hipótese a seguir.

Todos os equipamentos envolvidos no processo de ventilação têm que ser resistentes aos

esforços mecânicos das pressões envolvidas, dilatações, aterramento, etc.

Os equipamentos de separação e o destino dos resíduos deverão atender às normas de

emissões externas, conforme legislações pertinentes.

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Analisamos o sistema de controle de grãos armazenados fornecido pela GARTEN®, o qual é

baseado no controle preciso da temperatura em diversos pontos dentro do silo, na massa de

grãos, em conjunto com a monitoração da temperatura e umidade ambientes. Existem dois

tipos de termometria utilizados no mercado:

Termometria convencional, utilizando leitor portátil, o qual a leitura da temperatura é feita

através da inserção do plug do leitor digital portátil à caixa de comutação. Este leitor possui a

sua faixa de leitura ideal entre -20°C e 57°C, trazendo uma maior precisão por trabalhar com

as temperaturas normais de armazenagem de grãos.

E a termometria automatizada, usado principalmente no sistema de conservação de grãos, o

sistema proposto peça GARTEN® foi desenvolvido com o objetivo de dispensar a necessidade

de tomada de decisões por operador humano.

Portanto resumidamente os objetivos da termometria resumem-se em:

Acompanhar dia a dia a redução da umidade do produto armazenado sem a

necessidade de efetuar amostragens.

Recebe sinais de umidade relativa do ar e temperatura ambiente de uma central

meteorológica.

Faz varredura nos sensores dentro dos silos, utilizando para efeito de controle apenas

os que estão imersos na massa de grãos.

Reduz as perdas pela aeração excessiva, pelo controle da temperatura na massa de

grãos em conjunto com os dados lidos na Estação Meteorológica.

Dispositivo de segurança que não aciona os aeradores se estiver chovendo.

Desta maneira, a termometria previne o desenvolvimento dos focos de combustão passiva do

cereal. Não devem ser ancoradas na base do silo, para não servirem de condutor.

A seguir figura 8 ilustrativa de sistema de termometria:

Figura 8 - Exemplo de sistema de termometria aplicada em silos. Fonte: DUARTE, Rosangelo (2010)

5.2. HIPÓTESE 2

A hipótese nº 2 baseia-se na formação de uma atmosfera explosiva, nuvem explosiva e auto-

ignição do pó, os quais são elementos que podem contribuir para uma explosão.

A ameaça de explosão nos silos deve ser acompanhada praticamente em todo processo de

armazenamento de grãos. Desde a moega (local de recepção do grão), passando pelas

correias, que transportam os grãos para as peneiras secadoras até os silos. O principal

componente da fórmula para a combustão é a alta concentração de poeira orgânica no ar dos

espaços confinados como elevadores, túneis subterrâneos, silos, etc. Acumulo de gases

decorrentes a fermentação de cereais; a decomposição de grãos pode gerar vapores

inflamáveis; se a umidade do grão for superior a 20%, poderá gerar metanol, propanol ou

butanol. Os gases metano e etano, também produzidos pela decomposição de grãos, são

igualmente inflamáveis e podem gerar explosões.

A poeira depositada ao longo do tempo, quando agitada ou colocada em suspensão e na

presença de uma chama, poderá explodir, causando vibrações subseqüentes pela onda de

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choque, isto fará com que mais pó depositado no ambiente entre em suspensão e mais

explosões aconteçam.

A composição física química descrita a seguir, ilustra esta hipótese.

Tamanho de partícula: < 0,1 milímetro;

Concentração da poeira: 40 g/m3 – 4000 g/m3;

Índice de umidade: < 11%;

Oxigênio: > 12%;

Energia de ignição: > 10 mJ – 100 mJ

Temperatura da ignição: 410° - 600 °C. (FIREFLY, 2005).

Estudos realizados tanto no Brasil quanto no exterior comprovam que a dispersão de pós em

ambientes pode ocasionar explosões quando em contato com fonte de ignição. Existem casos

que os pós podem sofrer auto-ignição devido à pressão estabelecida e características físico-

químicas do pó de cereal.

Um estudo aprofundado foi realizado pelo pesquisador SÁ (1997) o qual realizou testes

laboratoriais demonstrando os Índices de Explosividade dos cereais.

Em seu artigo SÁ constatou atribuiu a Sensibilidade de ignição (Si) e a gravidade de explosão

(Ge) se definem da seguinte modelo:

Si. = Ti. x E min. x Conc. min. do pó “Pittsburg” / Ti. x E min. x Conc. min.

Ge. = Ti. x E min. x Conc. min. ( pó em teste). / Ti. x E min. x Conc. min.

Onde:

Ie. Índice de Explosividade Ge. Gravidade de Explosão

Si. Sensibilidade de ignição Pmp. Pressão máx. de expl. Kg/Cm2

Ge. Gravidade de explosão Vmp. Velocidade Max. de aumento da pressão. Kg/Cm2

T1. Temp. ig. do leito C. T2. Temp. Ig. da nuvem ºC.

E. Energia de ignição Joules C. Concentração Gr/m3 P.% de O2 mínimo.

E elaborou uma tabela dos principais cereais que possuem altos valores de SI e Ge. Esta

tabela encontra-se em anexo B. Além disso, analisou os valores de Si, Ge e Ie, classificando

os tipos de explosão em diversas categorias, conforme tabela 2:

Tipo de explosão Si Ge Ie

Débil <0,2 <0,5 <0,1

Moderada 0,2 - 1,0 0,5 - 1,0 0,1 - 1,0

Forte 1,0 - 5,0 1,0 - 2,0 1,0 - 10

Muito forte >5,0 >2,0 >10

Tabela 02- Classificação do tipo de explosão. Fonte: SÁ (1997)

Este estudo realizado pelo pesquisador SÁ não só possibilita analisarmos os principais pós

com alto teor de explosividade como prever futuros acidentes.

Sobre o processo de auto-ignição: pode ocorrer no preenchimento dos silos e varia com a

temperatura, conforme ilustrado na figura 9 a seguir:

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XXXI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Inovação Tecnológica e Propriedade Intelectual: Desafios da Engenharia de Produção na Consolidação do Brasil no

Cenário Econômico Mundial Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 2011.

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Figura 9 – Temperaturas de ignição de nuvem de poeira

(Fonte: REVISTA PROTEÇÃO, 2010)

A possibilidade da explosão por uma nuvem de pó está condicionada pela dimensão de suas

partículas, sua concentração, as impurezas, a concentração de oxigênio e a potência da fonte

de ignição. As explosões de pó se produzem em série e muitas vezes a deflagração inicial e

muito pequena em quantidade, porém de suficiente intensidade para colocar o pó em

suspensão, ou romper peças de máquinas ou instalações dentro do edifício, como os coletores

de pó, com o que se cria uma nuvem maior através do qual podem se propagar explosões

secundárias.

Como a capacidade elétrica dos sólidos é função de sua superfície, a possibilidade que se

produzam descargas eletrostáticas de suficiente intensidade para colocar em ignição a nuvem

de pó, aumenta ao diminuir a dimensão média da partícula. Porém para que se produzam

descargas eletrostáticas se requer, entre outros, consideráveis quantidades de pó em grandes

volumes com forças dielétricas relativamente altas e conseqüentemente, longas períodos de

relaxação. Devido às altas energias de ignição necessárias para incendiar a nuvem, em

comparação com as que requerem os gases. A causa de uma explosão de pó deve atribuir-se a

outros fatores, a não ser que existam provas definitivas que demonstrem que esta foi à causa

provável. Como acontece com os vapores e os gases inflamáveis existem uma margem

específica de concentração de pó dentro do qual pode ocorrer a explosão. Os valores da

concentração podem expressar-se em peso por unidade de volume, embora ao não conhecer-

se a dimensão da partícula da amostra, esta expressão é pouco significativa. A pureza da

amostra, a concentração de O2, a potência da fonte de ignição, a turbulência da nuvem e a

uniformidade da dispersão influem também nos limites inferiores de explosividade da nuvem

(LIE).

Os limites superiores de explosividade (LSE) das nuvens de pó geralmente não são

determinados devido a dificuldades experimentais, também se questiona se ele existe para

poeiras e do ponto de vista pratico sua utilidade é duvidosa. As curvas que se obtêm ao

relacionar graficamente a Pmp. e a Vmp., com a concentração, demonstram que estes valores

são mínimos no limite inferior de explosividade e que depois aumentam até seu valor máximo

ao dar-se a concentração ótima, em cujo ponto começa a diminuir lentamente. Também se

verifica que a Pmp. e a Vmp., não se dão precisamente em igual concentração. O efeito

destrutivo se determina em primeiro lugar pela Vmp.

Observa-se que as explosões mais violentas se produzem com uma concentração ligeiramente

superior a necessária para que se tenha a reação com todo o oxigênio que haja na atmosfera.

As concentrações menores se geram menos calor e se criam menores pressões de ponta. Com

concentrações maiores das que causam explosões violentas, a absorção do calor pela poeira

não queimada pode ser a razão que se produzam pressões menores de explosão, que a

máxima.

5.3. HIPÓTESE 3

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A hipótese nº 3 é fundamentada na falta de manutenção de equipamentos e limpeza

inadequada, o qual está diretamente relacionado à falta de planejamento, estabelecimento de

rotinas e treinamento por parte dos responsáveis e funcionários da área.

O artigo da Revista Proteção (2010) evidencia este fato à medida que é proposta uma

manutenção periódica dos equipamentos e principalmente das instalações elétricas. Um bom

programa de manutenção e de emergência torna-se necessário para prevenção de acidentes,

principalmente em áreas de riscos.

Desta maneira, devemos estar assegurando que não exista pó em suspensão, principalmente

em equipamentos com geração de força eletromotriz conforme figura a seguir, pois fagulhas

geradas pelo motor acrescidas de pó depositado no local é uma combinação perfeita para

explosão.

Algumas medidas preventivas devem ser consideradas: peças girantes devem trabalhar sem

pó; nunca varrer o armazém; usar o aspirador de pó;equipar elevadores, balanças e coletores

de alívios contra pressões; manter umidade do local em 50% (ambiente seco é explosivo). O

respiro deve ser sempre limpo para que não ocorra o acumulo de pó. Deve-se sempre usar as

considerações dadas pelo fabricante.

Figura 10 – Acúmulo de pó de grãos em motor elétrico. Fonte: (RANGEL,2003)

6. CONCLUSÃO

Em uma análise inicial sobre este tema, foram diagnosticados os principais riscos e

analisaram-se algumas medidas preventivas visando à segurança do trabalhador.

As empresas fornecedoras de exaustores, equipamentos de monitoramento de gases e

dispositivos de segurança encontram-se dispostas a auxiliar os produtores de silos e existe

muita tecnologia a ser aplicada, entretanto o alto custo faz com que muitos produtores não

adquiram tais equipamentos, desta forma aumentando os riscos de acidentes por explosão.

A proposta deste trabalho foi unificar os processos já encontrados em vigência com uma

implementação de novas propostas a serem adotadas.

As hipóteses argumentadas foram coerentes com as reais situações encontradas nos silos,

entretanto fatores humanos são os principais causadores de acidentes. Sendo desta forma,

reforçar a necessidade de treinamentos constantes com funcionários e manutenção preventiva

de equipamentos.

Este trabalho teve como objetivo realizar estudo sobre explosão em silos ocasionados por pós

de cereais, diagnóstico de eventuais causas e estar verificando quais são os procedimentos e

equipamentos de segurança aplicáveis para a prevenção de futuros acidentes. Entretanto, pelo

fato de serem evidenciados poucos estudos nesta área propõem-se a outros autores que

realizem estudos direcionados a este tema, enfocando causas principais, como eletricidade

estática e novas tecnologias aplicadas para minimização de acidentes.

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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fevereiro de 2010

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