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© Drägerwerk AG & Co. KGaA 1

O monóxido de carbono é uma das substâncias mais perigosas na indústria siderúrgica. Existe alguma forma de monitorar esse gás tóxico com confiança? A gestão da segurança e a brigada de combate a incêndios da ArcelorMittal em Eisenhüttenstadt, Alemanha, no estado de Brandenburgo, uniram forças com a Dräger para desenvolver um sistema de detecção de gás abrangente, criado sob medida para as exigências da planta.

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Os desafios do alto-forno


MELHORES PRÁTICAS NA DETECÇÃO DE GASES NA FABRICAÇÃO DE AÇO: ARCELORMITTAL EM EISENHÜTTENSTADT, ALEMANHA

A configuração dos sistemas de monitoramento e requisitos para as tecnologias de medição de gás é definida por regulamentações abrangentes na maioria dos países; na Alemanha, as normas 109-601 (produção de aço e ferro em bruto) e a 113-004 (tanques, silos e espaços confinados) do Seguro Social de Acidentes (DGUV).

Temperaturas extremas, ruídos e maquinário pesado: o aço é fabricado e processado sob algumas das condições mais extremas imagináveis. Porém, o maior perigo é silencioso e, muitas vezes, quase imperceptível: o monóxido de carbono, ou CO. Esse gás altamente inflamável e venenoso aparece quando materiais que contêm carbono são queimados sem o abastecimento suficiente de oxigênio — uma reação química comum em vários processos na indústria do aço, da produção do ferro-gusa até o refinamento de superfície.

O gás dos altos-fornos, por exemplo, que surge como um subproduto dentro do forno e é usado como combustível para aquecer os sistemas de aquecimento para gerar ar quente, contém de vinte a vinte e cinco por cento de monóxido de carbono. O gás de conversão, gerado quando o carbono é extraído do ferro-gusa na planta conversora por meio da oxidação, contém aproximadamente sessenta e cinco por cento de monóxido de carbono.

Os altos-fornos e conversores são áreas abertas da planta. Neles pode haver fuga de gases tanto quanto vazamentos ou defeitos em áreas fechadas, como tanques ou tubos de gás. O monitoramento constante do ar ambiente é fundamental, usando sistemas fixos de detecção de gases em todas as áreas da aciaria com perigo de gases e também sistemas portáteis e individuais de detecção de gases incorporados no equipamento de proteção individual.

Um tóxico mortal em um ambiente difícil

O QUE TORNA O MONÓXIDO DE CARBONO TÃO PERIGOSO?

Fórmula química CODescrição gás incolor e inodoroNúmero de identificação CAS 630-08-0Identificação obrigatória tóxico, altamente inflamávelDensidade 1,25 kg/m³ — um pouco menos denso que o arLimites de explosão em %vol. LIE 10,9/UEL 74,0Temperatura de ignição 605 °CDados tóxicos LC a 5 min. de inalação de 16.000 ppm Limite de exposição ocupacional (TLV) 30 ppm (valor médio de 8 h)Valor de curto prazo 60 ppm (valor médio de 15 min)

MONÓXIDO DE CARBONO

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Como é incolor, insípido e inodoro, o monóxido de carbono aparece sem um alerta óbvio. Ao contrário do que se costuma pensar, ele não provoca falta de ar. Os primeiros sinais de uma intoxicação leve são tontura e dor de cabeça. As vítimas costumam confundir esses sintomas com uma gripe ou resfriado. Em alguns casos, a intoxicação por CO pode não causar nenhum sintoma inicialmente, e passa despercebida até a vítima ficar inconsciente. A única forma de determinar com confiança se existem concentrações perigosas de CO no ar é usando tecnologias especiais para detecção de gás.

O monóxido de carbono é absorvido pelas vias respiratórios e entra rapidamente na corrente sanguínea. Quando no sangue, as moléculas de CO se prendem aos glóbulos vermelhos, impedindo que o corpo absorva oxigênio. A gravidade dos danos depende da concentração de CO e da duração da exposição. Se há vazamento de CO não detectado, e o trabalhador é exposto a uma concentração de 660 ppm, apenas duas horas e meia depois, cinquenta por cento de seus glóbulos vermelhos, responsáveis pelo transporte de oxigênio necessário para a vida, estará bloqueado.¹ Essa falta de oxigênio provoca danos ao cérebro e ao coração e pode causar desorientação, insuficiência cardíaca ou derrame. Mesmo se a vítima sobreviver a um estágio agudo de intoxicação, dez a quarenta por cento dos casos, ela sofrerá danos no sistema nervoso ou cardíaco dentro de até três semanas.²

Grave perigo, consequências duradouras.

1 Jessel, Wolfgang: Gase - Dämpfe - Gasmesstechnik: ein Kompendium für die Praxis [Gases - Vapours - Gas Detection Techniques: A Practical Compendium], Lübeck: Dräger Safety AG & Company KGaA, 2001

2 Fontes: Ver acima

O CO BLOQUEIA O TRANSPORTE DE OXIGÊNIO PELO SANGUE

Quais são os efeitos do monóxido de carbono no corpo humano?

- Visão reduzida

400 ppm

Dor de cabeça que surge em uma a duas horas; risco à vida depois de três horas

12.800 ppm

Morte dentro de um a três minutos

- Danos ao coração e vias respiratórias

- Náuseas

- Tontura- Dor de cabeça- Desorientação

- Funcionamento prejudicado do cérebro

- Coma

- Fraqueza muscular- Cãibras

- Convulsões

Limite de exposição ocupacional (TWA) por exposição contínua a CO por um período superior a oito horas

30 ppm



"Zero acidente": quando o assunto é monóxido de carbono na indústria do aço, essa é uma meta ambiciosa. Ninguém em Eisenhüttenstadt sabe mais disso do que o engenheiro Uwe Starun, que começou a trabalhar na equipe de segurança e saúde ocupacional (OHS) da planta em 1984. Desde 1991, Starun é responsável pelas questões técnicas na brigada de combate a incêndios da planta, onde ele criou e expandiu o sistema de detecção de gases da ArcelorMittal.

Existem diferentes tecnologias de detecção de monóxido de carbono, como os tubos de amostragem de CO ou sensores eletroquímicos. As siderúrgicas devem monitorar constantemente o cumprimento dos limites de exposição ocupacional (TWA), e exigem medições precisas e estáveis durante um longo período. A tecnologia de sensores é mais adequada para isso do que os tubos de amostragem, e mais ainda se considerarmos a questão econômica pelo uso prolongado. Todas as decisões relacionadas às tecnologias de detecção baseiam-se na análise de riscos.

Três métodos comuns de detecção de monóxido de carbono são

— detectores de gases individuais, para proteger a força de trabalho, tanto os funcionários usuais quanto a brigada de combate a incêndio da planta;

— monitoramento atmosférico nas áreas da planta com perigo de vazamento de gás;

— medição para a liberação do trabalho antes de entrar em espaços confinados e tanques nas instalações para reparos ou manutenções.

Enquanto isso, o CO não é a única substância perigosa que ocorre durante a produção do aço. Muitas áreas devem ter monitorada a presença de outras substâncias. Geralmente, isso inclui o dióxido de carbono (CO₂) e o sulfeto de hidrogênio (H₂S), além da concentração de oxigênio e vários gases explosivos no ar. Como resultado, dependendo da localização, os sistemas de detecção de múltiplos gases também são necessários.

"Jornada ao zero" é o lema escolhido pela equipe de gestão de segurança da ArcelorMittal, a maior fabricante de aço do mundo, que opera sua segunda maior planta em Eisenhüttenstadt, no estado alemão de Brandenburgo. Essa planta integrada, que contém um alto-forno, aciaria e laminadores a quente e a frio, produz quase dois milhões de toneladas de ferro-gusa a cada ano, e depois o refina em vários produtos. A planta emprega 2.500 trabalhadores próprios, além de aproximadamente o mesmo número de terceirizados de várias empresas.

O que a tecnologia de detecção de gases faz?

Altos padrões em Eisenhüttenstadt

TWA

30 ppm 50 ppm 35 ppm 25 ppm

60 ppm 200 ppm 200 ppm 400 ppm

OSHA(PEL)

NIOSH(REL)

ACGIH®(TLV®)

LIMITES INTERNACIONAIS PARA MONÓXIDO DE CARBONO

STEL

STEL/CEIL(C) (15 min.)

ACGIH® e TLV® são marcas registradas da American Conference of Governmental Industrial Hygienists (EUA). STEL/CEIL(C) = limite de exposição de curto prazo/TLV-C (= teto).

Responsável pelas tecnologias de segurança contra incêndios da planta há mais de trinta anos:Uwe Starun.

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Depois disso, a ArcelorMittal começou a expandir seus sistemas de detecção de gases na planta de Eisenhüttenstadt. Em pouco tempo, os primeiros sistemas fixos de detecção de CO foram instalados nas áreas expostas do alto-forno e conversores. Simultaneamente, a empresa investiu em mais detectores de gases portáteis para os funcionários usarem no monitoramento individual de ar. A Dräger acompanhou tudo desde o começo.

O gigantesco centro da planta é o alto forno 5A. Em funcionamento desde 1997, ele produz ao redor de 5.000 toneladas de ferro-gusa por dia em média, divididos em três lotes. Durante o processo, ele produz 300.000 metros cúbicos de gás do alto-forno, contendo CO, a cada hora, que é despejado, purificado e temporariamente armazenado em um grande recipiente de gás.

Isso faz com que o alto-forno também seja o principal ponto para o monitoramento do monóxido de carbono na planta. Além do orifício de saída, os pontos de liberação potencial de gás no alto-forno incluem o eixo do alto forno, onde os tubos de água fria penetram o revestimento de aço. Os gases também escapam no soprador e no queimador adicional de gás, ou por meio de válvulas não vedadas, nos regeneradores de ar quente. Outro ponto crítico é a tubulação de distribuição de ar quente nos resfriadores e injetores não vedados. Os vazamentos também ocorrem na chaminé do alto forno.

Starun já vivenciou na própria pele os perigos do monóxido de carbono. No final dos anos 1980, a região que então pertencia à Alemanha Oriental, altos níveis de CO foram emitidos no que era o alto-forno 1, provocando rachaduras longas no lado externo do forno. Mas o alto-forno deveria continuar produzindo ferro-gusa por vários meses até que chegasse o momento da próxima próxima parada de manutenção. "Foi uma situação dramática, mas também teve um efeito positivo", lembra-se Starun. Antes disso, o ar ambiente só era monitorado para detectar vazamentos de gás periodicamente, usando tubos de amostragem. "A situação fora do comum deixou uma coisa bem clara para nós", afirma Starun, "só podemos operar com segurança se pudermos garantir o monitoramento constante individual do ar para o pessoal da planta". Ele relembra: "Numa conferência em Leipzig, Alemanha, visitamos o estande da Dräger e descobrimos que ela já tinha desenvolvido detectores de gases pequenos e portáteis, que eram adequados para o monitoramento individual de ar. Nossa empresa comprou cinco. E eles nos permitiram garantir a segurança contra gases, e assim pudemos continuar operando o alto-forno durante meses".

Monitoramento confiável em todos os pontos críticos do alto-forno

Emissões extraordinariamente altas de CO como sinal de alerta

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Fácil de operarO manuseio deve ser o mais intuitivo possível. "Sem muitos botões nem aparelhos complicados demais", como diz Starun. "Caso contrário, a chance de cometer erros é alta demais. Os dispositivos individuais de detecção de gases também são concedidos ao pessoal terceirizado trabalhando na planta, que podem não estar acostumados a operar esse tipo de aparelho. Então, se ocorre uma situação de estresse, deve ser fácil ler e usar os aparelhos."

Apoio com a documentaçãoOs dispositivos devem poder salvar e transmitir os dados de medição. O Dräger Pac® 7000 vem com um datalogger que facilita o cumprimento dos padrões cada vez mais comuns de documentação do setor. Também simplifica análises abrangentes dos resultados da medição, transformando a gestão de segurança em um sistema de aprendizado.

Desde então, o sistema foi continuamente expandido. "A ArcelorMittal é extremamente centrada na segurança", explica Starun. "As atividades em áreas com perigo de vazamento de gás, por exemplo, são regulamentadas por uma diretriz especial que se aplica a todas as instalações da empresa. Em muitos sentidos, nossa diretriz supera os padrões normativos exigidos por lei. Por exemplo, nosso limite de alerta para teor de oxigênio no ar gira em torno de 19,5 e 22,5 por cento por volume, o que é mais rigoroso que os padrões normativos."

A ArcelorMittal também exige muito da tecnologia de detecção de gases que emprega. "Na nossa opinião", afirma Starun, "a Dräger fornece as melhores soluções para nossos problemas com o CO."

Dispositivos resistentesAs condições difíceis na siderurgia exigem equipamentos duráveis. Os detectores pessoais estão sujeitos a desgastes mecânicos, ao passo que os equipamentos fixos de exterior estão expostos a intempéries.

Os sensores devem suportar uma faixa de temperatura ampla e funcionar com a mesma precisão e confiança a -25 °C e a +50 °C.

H²- sensores com compensaçãoA maior parte dos sensores eletroquímicos de CO também é sensível ao hidrogênio (H₂) e emite alarmes falsos mesmo em concentrações baixas. O sensor de CO da Dräger compensa quase totalmente as influências de H₂, produzindo resultados muito melhores do que os de outras marcas.

Sensores duradourosOs DrägerSensors® são extremamente resistentes. Isso reduz os custos de funcionamento e as atividades de manutenção.

Alarmes fáceis de reconhecerSe houver concentrações perigosas de monóxido de carbono, todos trabalhando na área devem ser avisados imediatamente. Os dispositivos da Dräger emitem sinais visuais e sonoros claros além de alarmes vibratórios.

Monitoramento confiável do CO — operação segura

Uma frota de orgulho: mais de 2.200 detectores portáteis de gases protegem a saúde e as vidas dos funcionários.

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O produto certo para qualquer trabalho

Sempre que for preciso fazer reparos ou outras atividades de manutenção nas partes que produzem CO, oito monitores pontuais móveis X-zone® da Dräger estão disponíveis para dar suporte aos locais em risco.

Sempre que se faz a medição para a liberação do trabalho em espaços confinados e tanques, incluindo tubulações ou poços, a tecnologia e acessórios de medição necessários ficam disponíveis em um kit da Dräger, especialmente equipado para CSE.

Hoje em dia, a planta de Eisenhüttenstadt da ArcelorMittalplant conta com um sistema de ponta para a detecção de gases, que proporciona a máxima segurança, sem deixar de ser altamente econômico e gerenciável. Um total de 57 sistemas fixos Dräger Polytron® para a detecção de gases mantém a vigilância de todas as áreas expostas da planta. Noventa e cinco por cento dos mais de 250 pontos de detectores são sensores de CO.

Para o monitoramento individual de ar, 2.200 detectores de gases portáteis de gás único, Dräger Pac® 7000, e 300 de múltiplos gases, Dräger X-am® (tipos 2000 a 5600), estão à disposição para o pessoal da planta. Em vários centros de controle, as estações de Bump Test estão instaladas localmente, para que cada funcionário possa trabalhar com o equipamento testado de acordo com as respectivas regulamentações.

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Um sistema de segurança abrangente

Um contrato de manutenção abrangente com a Dräger Product Service garante que sempre hajam aparelhos prontos para o uso na planta e simplifica a manutenção dos dispositivos em um processo prático e simples.

A equipe da oficina também usa o software Drägerware para administrar sua enorme frota de dispositivos. Esse software oferece, por exemplo, um relatório atualizado de quais dispositivos precisam passar por uma inspeção e também exibe sob demanda o histórico de manutenção completo de cada dispositivo.

Em casos excepcionais (parada de manutenção, por exemplo), nos quais são necessários dispositivos adicionais, o Dräger Rental Service pode fornecer equipamentos com rapidez, além do respaldo de segurança necessário nessas situações.

Isso não só traz tranquilidade, como ajuda a reduzir custos. Cada pane ou alarme falso evitado é igual ao tempo e dinheiro economizado. A Dräger cuida da segurança como um todo e não deixa de lado as questões financeiras.

Um fator importante para a segurança é a qualidade do equipamento; outro é o software e o serviço. A combinação dessas diferentes soluções gera um verdadeiro valor agregado.

A planta de Eisenhüttenstadt da ArcelorMittal conta com uma oficina para a detecção de gases totalmente equipada, construída em parceria com a Dräger. Nela realizam-se todas as calibrações e testes necessários. Os técnicos de manutenção dos dispositivos foram treinados na Dräger Academy de acordo com as normas 213-056 (T021) e 213-057 (T023) do Seguro Social de Acidentes (DGUV) da Alemanha.

IMPRINTDräger Safety AG & Co. KGaARevalstrasse 123560 Lübeck, Alemanha

www.draeger.comA cada vinte minutos, as coisas ficam quentes no conversor. Dez sistemas de detecção de gases com um total de 33 transmissores alertam imediatamente os funcionários da planta para qualquer alteração na concentração de gás.

Conheça toda a nossa linha em tecnologias para detecção portátil de gases e encontre as soluções certas para os desafios do seu dia a dia: www.draeger.com/portable-gas-detection

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