p4_261 - manual de elaborao - cetesb 2003

MANUAL DE ORIENTAO PARA A ELABORAO DE ESTUDOS DE ANLISE DE RISCOS

P4.261 maio/2003

SUMRIO

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Introduo...................................................................................................................................................... 1 1. Definies.................................................................................................................................................. 1 Parte I - Critrio para a classificao de instalaes industriais quanto periculosidade ........................ 8 2. Desenvolvimento da metodologia do critrio ........................................................................................... 9 Parte II Termo de referncia para a elaborao de estudos de anlise de riscos.................................. 17 3. Caracterizao do empreendimento e da regio ...................................................................................... 17 4. Identificao de perigos........................................................................................................................... 19 5. Consolidao dos cenrios acidentais ..................................................................................................... 22 6. Estimativa dos efeitos fsicos e avaliao de vulnerabilidade................................................................. 23 7. Estimativa de freqncias........................................................................................................................ 28 8. Estimativa e avaliao de riscos .............................................................................................................. 29 9. Gerenciamento de riscos ......................................................................................................................... 34 Referncias bibliogrficas ........................................................................................................................... 40 Anexo A - Listagem de substncias txicas ................................................................................................ 42 Anexo B - Listagem de substncias inflamveis ......................................................................................... 45 Anexo C - Relao entre as quantidades de substncias txicas e distncias seguras ................................ 48 Anexo D - Relao entre as quantidades de substncias inflamveis e distncias seguras......................... 74 INTRODUO O presente documento foi desenvolvido no mbito do Grupo de Trabalho da Cmara Ambiental da Indstria Qumica e Petroqumica e tem por principal objetivo aperfeioar as metodologias atualmente praticadas na elaborao de estudos de anlise de riscos em instalaes e atividades consideradas perigosas, visando a preveno de acidentes ambientais que possam colocar em risco a sade e a segurana da populao, bem como o meio ambiente como um todo. Este documento est dividido em duas partes. Na primeira apresentado o critrio para a classificao de instalaes quanto periculosidade e tem por finalidade auxiliar o processo de tomada de deciso, de forma padronizada, quanto necessidade ou no da realizao de estudos de anlise de riscos, tanto no processo de licenciamento ambiental, como em aes corretivas. Na segunda parte apresentado um termo de referncia para a elaborao dos estudos de anlise de riscos, que devero ser apresentados CETESB de acordo com o estabelecido neste documento. 1. DEFINIES Acidente Evento especfico no planejado e indesejvel, ou uma seqncia de eventos que geram conseqncias indesejveis.

CETESB/P4.261 maio/2003

Anlise de riscos Estudo quantitativo de riscos numa instalao industrial, baseado em tcnicas de identificao de perigos, estimativa de freqncias e conseqncias, anlise de vulnerabilidade e na estimativa do risco. Anlise de vulnerabilidade Estudo realizado por intermdio de modelos matemticos para a previso dos impactos danosos s pessoas, instalaes e ao meio ambiente, baseado em limites de tolerncia estabelecidos atravs do parmetro Probit para os efeitos de sobrepresso advinda de exploses, radiaes trmicas decorrentes de incndios e efeitos txicos advindos da exposio a uma alta concentrao de substncias qumicas por um curto perodo de tempo. Auditoria Atividade pela qual se pode verificar, periodicamente, a conformidade dos procedimentos de operao, manuteno, segurana e treinamento, a fim de se identificar perigos, condies ou procedimentos inseguros, para verificar se a instalao atende aos cdigos e prticas normais de operao e segurana; realizada normalmente atravs da utilizao de checklists, podendo ser feita de forma programada ou no. Avaliao de riscos Processo pelo qual os resultados da anlise de riscos so utilizados para a tomada de deciso, atravs de critrios comparativos de riscos, para definio da estratgia de gerenciamento dos riscos e aprovao do licenciamento ambiental de um empreendimento. BLEVE Do original ingls Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion. Fenmeno decorrente da exploso catastrfica de um reservatrio, quando um lquido nele contido atinge uma temperatura bem acima da sua temperatura de ebulio presso atmosfrica com projeo de fragmentos e de expanso adiabtica. Bola de fogo (fireball) Fenmeno que se verifica quando o volume de vapor inflamvel, inicialmente comprimido num recipiente, escapa repentinamente para a atmosfera e, devido despressurizao, forma um volume esfrico de gs, cuja superfcie externa queima, enquanto a massa inteira eleva-se por efeito da reduo da densidade provocada pelo superaquecimento. Concentrao letal 50 (CL50) Concentrao calculada e estatisticamente obtida de um substncia no ar que ingressa no organismo por inalao e que, em condies bem determinadas, capaz de causar a morte de 50% de um grupo de organismos de uma determinada espcie. normalmente expressa em ppm (partes por milho), devendo tambm ser mencionado o tempo de durao da exposio do organismo substncia. Curva F-N Curva referente ao risco social determinada pela plotagem das freqncias acumuladas de acidentes com as respectivas conseqncias expressas em nmero de fatalidades. Curva de iso-risco Curva referente ao risco individual determinada pela interseco de pontos com os mesmos valores de risco de uma mesma instalao industrial. Tambm conhecida como contorno de risco. Dano Efeito adverso integridade fsica de um organismo.2


Diagrama de instrumentao e tubulaes (P & ID's) Representao esquemtica de todas as tubulaes, vasos, vlvulas, filtros, bombas, compressores, etc., do processo. Os P & ID's mostram todas as linhas de processo, linhas de utilidades e suas dimenses, alm de indicar tambm o tamanho e especificao das tubulaes e vlvulas, incluindo toda a instrumentao da instalao. Disperso atmosfrica Mistura de um gs ou vapor com o ar. Esta mistura o resultado da troca de energia turbulenta, a qual funo da velocidade do vento e do perfil da temperatura ambiente. Distncia populao fixa (dp) Distncia, em linha reta, da fonte de vazamento pessoa mais prxima situada fora dos limites da instalao em estudo. Distncia segura (ds) Distncia determinada pelo efeito fsico decorrente do cenrio acidental considerado, onde a probabilidade de fatalidade de at 1% das pessoas expostas. Dose letal 50 (DL50) Quantidade calculada e estatisticamente obtida de uma substncia administrada por qualquer via, exceto a pulmonar e que, em condies bem determinadas, capaz de causar a morte de 50% de um grupo de organismos de determinada espcie. Duto Qualquer tubulao, incluindo seus equipamentos e acessrios, destinada ao transporte de petrleo, derivados ou de outras substncias qumicas, situada fora dos limites de reas industriais. Efeito domin Evento decorrente da sucesso de outros eventos parciais indesejveis, cuja magnitude global o somatrio dos eventos individuais. Empreendimento Conjunto de aes, procedimentos, tcnicas e benfeitorias que permitem a construo de uma instalao. Erro humano Aes indesejveis ou omisses decorrentes de problemas de seqenciamento, tempo (timing), conhecimento, interfaces e/ou procedimentos, que resultam em desvios de parmetros estabelecidos ou normais e que colocam pessoas, equipamentos e sistemas em risco. Estabilidade atmosfrica Medida do grau de turbulncia da atmosfera, normalmente definida em termos de gradiente vertical de temperatura. A atmosfera classificada, segundo Pasquill, em seis categorias de estabilidade, de A a F, sendo A a mais instvel, F a mais estvel e D a neutra. A classificao realizada a partir da velocidade do vento, radiao solar e percentagem de cobertura de nuvem; a condio neutra corresponde a um gradiente vertical de temperatura da ordem de 1 oC para cada 100 m de altitude. Estimativa de conseqncias Estimativa do comportamento de uma substncia qumica quando de sua liberao acidental no meio ambiente.3


Estudo de impacto ambiental (EIA) Processo de realizao de estudos preditivos sobre um empreendimento, analisando e avaliando os resultados. O EIA composto de duas partes: uma fase de previso, em que se procura prever os efeitos de impactos esperados antes que ocorra o empreendimento e outra em que se procura medir, interpretar e minimizar os efeitos ambientais durante a construo e aps a finalizao do empreendimento. O EIA conduz a uma estimativa do impacto ambiental. Exploso Processo onde ocorre uma rpida e violenta liberao de energia, associado a uma expanso de gases acarretando o aumento da presso acima da presso atmosfrica. Exploso de vapor confinado (CVE) A exploso de vapor confinado (CVE-Confined Vapour Explosion) o fenmeno causado pela combusto de uma mistura inflamvel num ambiente fechado, com aumento na temperatura e na presso internas, gerando uma exploso. Esse tipo de exploso pode ocorrer com gases, vapores e ps. Neste caso, grande parte da energia manifesta-se na forma de ondas de choque e quase nada na forma de energia trmica. Exploso de nuvem de vapor no-confinado (UVCE) A exploso de nuvem de vapor no-confinado (UVCE-Unconfined Vapour Cloud Explosion) a rpida combusto de uma nuvem de vapor inflamvel ao ar livre, seguida de uma grande perda de contedo, gerada a partir de uma fonte de ignio. Neste caso, somente uma parte da energia total ir se desenvolver sobre a forma de ondas de presso e a maior parte na forma de radiao trmica. Flashfire Incndio de uma nuvem de vapor onde a massa envolvida no suficiente para atingir o estado de exploso. um fogo extremamente rpido onde todas as pessoas que se encontram dentro da nuvem recebem queimaduras letais. Fluxograma de processo Representao esquemtica do fluxo seguido no manuseio ou na transformao de matrias-primas em produtos intermedirios e acabados. constituda de equipamentos de caldeiraria (tanques, torres, vasos, reatores, etc.); mquinas (bombas, compressores, etc.); tubulaes, vlvulas e instrumentos principais, onde devem ser apresentados dados de presso, temperatura, vazes, balanos de massa e de energia e demais variveis de processo. Freqncia Nmero de ocorrncias de um evento por unidade de tempo. Gerenciamento de riscos Processo de controle de riscos compreendendo a formulao e a implantao de medidas e procedimentos tcnicos e administrativos que tm por objetivo prevenir, reduzir e controlar os riscos, bem como manter uma instalao operando dentro de padres de segurana considerados tolerveis ao longo de sua vida til. Incndio Tipo de reao qumica na qual os vapores de uma substncia inflamvel combinam-se com o oxignio do ar atmosfrico e uma fonte de ignio, causando liberao de calor.

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Incndio de poa (pool fire) Incndio que ocorre numa poa de produto, a partir de um furo ou rompimento de um tanque, esfera, tubulao, etc.; onde o produto estocado lanado ao solo, formando uma poa que se incendeia, sob determinadas condies. Instalao Conjunto de equipamentos e sistemas que permitem o processamento, armazenamento e/ou transporte de insumos, matrias-primas ou produtos. Para fins deste manual, o termo definido como a materializao de um determinado empreendimento. Jato de fogo (jet fire) Fenmeno que ocorre quando um gs inflamvel escoa a alta velocidade e encontra uma fonte de ignio prxima ao ponto de vazamento. Licenciamento ambiental Procedimento administrativo pelo qual o rgo ambiental competente licencia a localizao, instalao, modificao, ampliao e a operao de empreendimentos ou atividades utilizadoras dos recursos ambientais, consideradas efetiva ou potencialmente poluidoras ou aquelas que, sob qualquer forma, possam causar a degradao ambiental, considerando as disposies legais e as normas tcnicas aplicveis ao caso. Limite Inferior de Inflamabilidade (LII) Mnima concentrao de gs que, misturada ao ar atmosfrico, capaz de provocar a combusto do produto, a partir do contato com uma fonte de ignio. Concentraes de gs abaixo do LII no so combustveis pois, nesta condio, tem-se excesso de oxignio e pequena quantidade do produto para a queima. Esta condio denominada de mistura pobre. Limite Superior de Inflamabilidade (LSI) Mxima concentrao de gs que, misturada ao ar atmosfrico, capaz de provocar a combusto do produto, a partir de uma fonte de ignio. Concentraes de gs acima do LSI no so combustveis pois, nesta condio, tem-se excesso de produto e pequena quantidade de oxignio para que a combusto ocorra. Esta condio denominada mistura rica. Perigo Uma ou mais condies, fsicas ou qumicas, com potencial para causar danos s pessoas, propriedade, ao meio ambiente ou combinao desses. Planta Conjunto de unidades de processo e/ou armazenamento com finalidade comum. Plano de ao de emergncia (PAE) Documento que define as responsabilidades, diretrizes e informaes, visando a adoo de procedimentos tcnicos e administrativos, estruturados de forma a propiciar respostas rpidas e eficientes em situaes emergenciais. Ponto de ebulio Temperatura na qual a presso interna de um lquido iguala-se presso atmosfrica ou presso qual est submetido.5


Ponto de fulgor Menor temperatura na qual uma substncia libera vapores em quantidades suficientes para que a mistura de vapor e ar, logo acima de sua superfcie, propague uma chama, a partir do contato com uma fonte de ignio. Populao fixa Pessoa ou agrupamento de pessoas em residncias ou estabelecimentos industriais ou comerciais, presentes no entorno de um empreendimento. Vias com grande circulao de veculos, como rodovias, grandes avenidas e ruas movimentadas, devem ser consideradas como populao fixa. Presso de vapor Presso exercida pelos vapores acima do nvel de um lquido. Representa a tendncia de uma substncia gerar vapores. normalmente expressa em mmHg a uma dada temperatura. Probabilidade Chance de um evento especfico ocorrer ou de uma condio especial existir. A probabilidade expressa numericamente na forma de frao ou de percentagem. Probit Parmetro que serve para relacionar a intensidade de fenmenos como radiao trmica, sobrepresso e concentrao txica com os danos que podem causar. O Probit (unidade de probabilidade) uma varivel randmica com mdia 5 e varincia 1. O valor do Probit relacionado a uma determinada porcentagem atravs de curvas ou tabelas. Programa de gerenciamento de riscos (PGR) Documento que define a poltica e diretrizes de um sistema de gesto, com vista preveno de acidentes em instalaes ou atividades potencialmente perigosas. Relatrio ambiental preliminar (RAP) Documento de carter preliminar a ser apresentado no processo de licenciamento ambiental no Estado de So Paulo. Tem como funo instrumentalizar a deciso de exigncia ou dispensa de EIA/RIMA para a obteno da Licena Prvia. Relatrio de impacto ambiental (RIMA) Documento que tem por objetivo refletir as concluses de um Estudo de Impacto Ambiental (EIA). Suas informaes tcnicas devem ser expressas em linguagem acessvel ao pblico, ilustradas por mapas com escalas adequadas, quadro, grficos e outras tcnicas de comunicao visual, de modo que se possam entender claramente as possveis conseqncias ambientais e suas alternativas, comparando as vantagens e desvantagens de cada uma delas. Risco Medida de danos vida humana, resultante da combinao entre a freqncia de ocorrncia e a magnitude das perdas ou danos (conseqncias). Risco individual Risco para uma pessoa presente na vizinhana de um perigo, considerando a natureza da injria que pode ocorrer e o perodo de tempo em que o dano pode acontecer.

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Risco social Risco para um determinado nmero ou agrupamento de pessoas expostas aos danos de um ou mais acidentes. Rugosidade Medida da altura mdia dos obstculos que causam turbulncia na atmosfera, devido ao do vento, influenciando na disperso de uma nuvem de gs ou vapor. Sistema Arranjo ordenado de componentes que esto interrelacionados e que atuam e interatuam com outros sistemas, para cumprir uma tarefa ou funo num determinado ambiente. Substncia Espcie da matria que tem composio definida. Unidade Conjunto de equipamentos com finalidade de armazenar (unidade de armazenamento) ou de provocar uma transformao fsica e/ou qumica nas substncias envolvidas (unidade de processo).

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PARTE I - CRITRIO PARA A CLASSIFICAO DE INSTALAES INDUSTRIAIS QUANTO PERICULOSIDADE Os acidentes industriais ocorridos nos ltimos anos, em particular na dcada de 80, contriburam de forma significativa para despertar a ateno das autoridades governamentais, da indstria e da sociedade como um todo, no sentido de buscar mecanismos para a preveno desses episdios que comprometem a segurana das pessoas e a qualidade do meio ambiente. Assim, as tcnicas e mtodos j amplamente utilizados nas indstrias blica, aeronutica e nuclear passaram a ser adaptados para a realizao de estudos de anlise e avaliao dos riscos associados a outras atividades industriais, em especial nas reas de petrleo, qumica e petroqumica. No Brasil, em particular no Estado de So Paulo, com a publicao da Resoluo No 1, de 23/01/86, do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), que instituiu a necessidade de realizao do Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e do respectivo Relatrio de Impacto Ambiental (RIMA) para o licenciamento de atividades modificadoras do meio ambiente, os estudos de anlise de riscos passaram a ser incorporados nesse processo, para determinados tipos de empreendimentos, de forma que, alm dos aspectos relacionados com a poluio crnica, tambm a preveno de acidentes maiores fosse contemplada no processo de licenciamento. Da mesma forma, os estudos de anlise de riscos tm se mostrado importantes na anlise de instalaes industriais j em operao, de modo que os riscos possam ser avaliados e gerenciados a contento, mesmo que estes empreendimentos no estejam vinculados ao processo de licenciamento. O presente critrio aplica-se s plantas qumicas de processo, sistemas de armazenamento de substncias qumicas e outros empreendimentos similares. Por outro lado, o mesmo no se aplica a unidades nucleares e plantas de tratamento de substncias e materiais radioativos, instalaes militares e atividades extrativas, uma vez que se tratam de empreendimentos que possuem riscos diferenciados dos anteriormente mencionados, alm de serem regidos por legislaes especficas, aplicadas pela Comisso Nacional de Energia Nuclear (CNEN), Ministrio do Exrcito e Departamento Nacional da Produo Mineral (DNPM), respectivamente. Para os empreendimentos listados a seguir, sempre dever ser solicitada a elaborao de estudos de anlise de riscos durante o processo de licenciamento ambiental, isto em funo dos perigos existentes nessas atividades; assim, nesses empreendimentos, no h a necessidade da aplicao do presente critrio para a tomada dessa deciso. So eles: sistemas de dutos, externos a instalaes industriais, destinados ao transporte de petrleo e seus derivados, gases ou outras substncias qumicas; plataformas de explorao de petrleo e/ou gs. O presente critrio aplica-se s instalaes que operam com substncias inflamveis e/ou txicas. Outras instalaes que operem com substncias com riscos diferenciados, como por exemplo explosivos ou reativos, sero estudados caso a caso. Instalaes ou atividades que possam impor riscos ambientais, como por exemplo derrames de produtos lquidos em corpos dgua, sero analisadas de forma especfica, uma vez que os estudos para a anlise e8


avaliao desses riscos devem ser definidos considerando a peculiaridade de cada instalao e das reas vulnerveis. No caso do licenciamento de empreendimentos de pequeno porte, a CETESB poder estabelecer critrios tcnicos especficos quando da avaliao da necessidade de elaborao de Estudo de Anlise de Riscos. Esses casos sero tratados como excees ao presente critrio. Nos processos de licenciamento onde ocorra a necessidade de ser elaborado o Relatrio Ambiental Preliminar (RAP), este dever contemplar uma anlise crtica do empreendimento do ponto de vista dos riscos a ele associados, bem como o escopo do estudo a ser elaborado nas etapas posteriores de licenciamento. J nos Estudos de Impacto Ambiental (EIAs), os estudos de anlise de riscos, quando necessrios, devero ser parte integrante dos mesmos, podendo tambm serem complementados nas etapas posteriores do licenciamento. 2. DESENVOLVIMENTO DA METODOLOGIA DO CRITRIO A metodologia do critrio proposto baseia-se no seguinte princpio: O risco de uma instalao industrial para a comunidade e para o meio ambiente, circunvizinhos e externos aos limites do empreendimento, est diretamente associado s caractersticas das substncias qumicas manipuladas, suas respectivas quantidades e vulnerabilidade da regio onde a instalao est ou ser localizada. Assim, o princpio da metodologia pode ser representado esquematicamente pelo diagrama apresentado na Figura 1.

Periculosidade das substncias

Quantidade das substncias

Vulnerabilidade da regio

Risco

Figura 1- Fatores que influenciam os estudos de anlise de riscos em instalaes industriais

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2.1 Classificao das substncias qumicas quanto periculosidade A primeira etapa para a elaborao da presente metodologia consistiu em selecionar as substncias, lquidas ou gasosas, que, de acordo com a sua periculosidade intrnseca em relao toxicidade e inflamabilidade, apresentam um potencial para causar danos ao ser humano e/ou ao meio ambiente. 2.1.1 Classificao de gases e lquidos txicos Para a classificao das substncias, foram definidos quatro nveis de toxicidade, de acordo com a CL50, via respiratria para rato ou camundongo, para substncias que possuam presso de vapor igual ou superior a 10 mmHg a 25 oC, conforme apresentado na Tabela 1. Tabela 1 - Classificao de substncias txicas Nvel de toxicidade 4 - Muito txica 3 - Txica 2 - Pouco txica 1 - Praticamente no txica C (ppm.h) C 500 500 < C 5000 5000 < C 50000 50000 < C 150000

C = concentrao letal 50% (CL50) em ppm multiplicada pelo tempo de exposio em horas.

Para as substncias cujos valores de CL50 no estavam disponveis, foram utilizados os valores de DL50, via oral para rato ou camundongo, considerando-se os mesmos valores de presso de vapor, ou seja, presso de vapor igual ou superior a 10 mmHg a 25 oC, conforme apresentado na Tabela 2. Tabela 2 - Classificao de substncias txicas pelo DL50 Nvel de toxicidade 4 - Muito txica 3 - Txica 2 - Pouco txica 1 Praticamente no txica DL50 (mg/kg) DL50 50 50 < DL50 500 500 < DL50 5000 5000 < DL50 15000

Para efeito deste trabalho, todas as substncias classificadas nos nveis de toxicidade 3 e 4 foram consideradas como gases e lquidos txicos perigosos. Deve-se ressaltar que esta classificao se aplica s substncias txicas que possuem presso de vapor igual ou superior a 10 mmHg nas condies normais de temperatura e presso (25oC e 1 atm) e tambm quelas cuja presso de vapor puder se tornar igual ou superior a 10 mmHg, em funo das condies de armazenamento ou processo. O Anexo A apresenta a listagem das principais substncias classificadas como txicas. 2.1.2 Classificao de gases e lquidos inflamveis Da mesma forma que para as substncias txicas, foi adotada uma classificao para as substncias inflamveis, segundo nveis de periculosidade, conforme apresentado no Tabela 3.

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Tabela 3 - Classificao de substncias inflamveis Ponto de fulgor (PF) e/ou Ponto de ebulio (PE) (oC) PF 37,8 e PE 37,8 PF 37,8 e PE > 37,8 37,8 < PF 60 PF > 60

Nvel de inflamabilidade 4 - Gs ou lquido altamente inflamvel 3 Lquido facilmente inflamvel 2 - Lquido inflamvel 1 - Lquido pouco inflamvel

Para efeito deste trabalho, todas as substncias do nvel 4, lquidas ou gasosas e do nvel 3, somente lquidas, foram consideradas substncias inflamveis perigosas. O Anexo B mostra a listagem das principais substncias classificadas como inflamveis. 2.2 Determinao das quantidades e distncias seguras Para as substncias inflamveis dos nveis 4, gasosas ou lquidas e 3, lquidas com presses de vapor superior a 120 mmHg a 25 oC, foram realizadas estimativas de conseqncias visando estabelecer a distncia mxima atingida pela sobrepresso decorrente da exploso de nuvem de vapor. J para as substncias inflamveis do nvel 3 que possuem presso de vapor igual ou inferior a 120 mmHg a 25 oC, as estimativas de conseqncias foram realizadas visando estabelecer a distncia mxima atingida pela concentrao correspondente metade do Limite Inferior de Inflamabilidade (L.I.I.). Para as substncias txicas, foi estimada a distncia mxima atingida pela concentrao da nuvem txica, onde a probabilidade de morte de at 1 %. Dessa forma, foi possvel correlacionar a quantidade da substncia existente com a distncia mxima para a no ocorrncia de danos indesejveis, denominada distncia segura. 2.2.1 Hipteses acidentais 2.2.1.1 Gases txicos ou inflamveis A hiptese acidental assumida para as substncias gasosas, txicas ou inflamveis, foi a ocorrncia de um vazamento instantneo de 20% da massa existente num recipiente. Tal cenrio foi adotado com base no histrico de ocorrncias atendidas pela CETESB nos ltimos anos, onde se observou que, na grande maioria dos casos, o vazamento de um recipiente envolveu massas menores que 20% da existente no mesmo. 2.2.1.2 Lquidos txicos ou inflamveis A hiptese acidental assumida para acidentes com essas substncias foi a ocorrncia de um vazamento instantneo de todo o inventrio existente num recipiente, de modo que toda a rea da bacia de conteno fosse ocupada pela substncia vazada. O volume da bacia de conteno foi estimado de acordo com os critrios apresentados na Tabela 4.11


Tabela 4 Volume do tanque e altura do dique considerada Volume do tanque (m3) 100 101 a 1000 1001 a 10.000 10.001 a 100.000 Altura do dique (m) 0,5 1,0 1,5 2,0

Assim, foi possvel obter a rea ocupada pela poa da substncia, atravs da diviso do volume presente no recipiente pela altura mdia da bacia. As simulaes foram realizadas variando-se a rea ocupada pela substncia vazada, o que significou variar o inventrio existente num recipiente. 2.2.1.3 Modelos de clculo As simulaes de conseqncias das hipteses acidentais foram realizadas atravs do cdigo de clculo que permitiu avaliar o comportamento de uma substncia txica ou inflamvel, a partir de uma liberao acidental. Inicialmente, caracterizou-se a hiptese a ser estudada considerando: tipo e quantidade da substncia envolvida; caractersticas do cenrio, como presso, temperatura e dimetro do furo, entre outras; caractersticas do vazamento, como rea do furo e tipo de liberao (contnua ou instantnea); condies meteorolgicas, como velocidade do vento, temperatura ambiente e umidade relativa do ar; concentraes de referncia.

A partir desses dados, o cdigo utilizado realizou a estimativa das conseqncias para todos os eventos que podem ocorrer na hiptese em estudo, selecionando automaticamente os modelos de clculo mais apropriados. Os principais modelos utilizados incluram os seguintes clculos: taxa de vazamento (gs, lquido ou bifsico); formao e evaporao de poa; formao e disperso de jatos; disperso de gases na atmosfera; radiao trmica decorrente de incndios de poas, jatos, flashfires e BLEVEs; sobrepresses decorrentes de exploses no confinadas.

2.2.1.4 Caractersticas meteorolgicas Ao estudar o comportamento de uma nuvem formada por uma substncia qumica, importante levar em considerao a estabilidade atmosfrica. Para a realizao das simulaes, foi adotada a categoria D de Pasquill, ou seja, a categoria de estabilidade atmosfrica neutra.

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Com relao velocidade do vento, temperatura ambiente e umidade relativa do ar, foram adotados os valores de 2 m/s, 25 C e 80 %, respectivamente. 2.2.1.5 Valores de referncia Para as substncias inflamveis dos nveis 4, gasosas ou lquidas e 3, lquidas com presses de vapor superior a 120 mmHg a 25 oC, a distncia adotada foi aquela referente ao nvel de sobrepresso de 0,1 bar, decorrente da exploso de uma nuvem inflamvel, cuja disperso ocorreu at a concentrao correspondente ao Limite Inferior de Inflamabilidade (LII). J para as substncias inflamveis do nvel 3 que possuem presso de vapor igual ou inferior a 120 mmHg a 25 oC, a distncia adotada foi a referente ao flashfire, cuja disperso ocorreu at a concentrao correspondente metade do Limite Inferior de Inflamabilidade (LII). No caso das substncias txicas, lquidas ou gasosas, a distncia adotada foi aquela correspondente probabilidade de morte de at 1 % da populao exposta, considerada praticamente nula, sendo que este valor foi obtido a partir da aplicao da equao de Probit, utilizando-se um tempo de exposio de 10 minutos. Os Anexos C e D apresentam listagens com as relaes entre as quantidades das substncias txicas e inflamveis e as respectivas distncias seguras, de acordo com o critrio estabelecido. 2.3 Aplicao do critrio A aplicao do critrio consiste em classificar as substncias presentes na instalao em anlise, relacionando as quantidades existentes nos recipientes com as distncias seguras correspondentes. Uma vez obtidas as distncias seguras, estas devem ser comparadas com as distncias reais dos diferentes recipientes populao fixa, para subsidiar a tomada de deciso quanto necessidade ou no de elaborao de um estudo de anlise de riscos. Os itens a seguir detalham a aplicao do critrio, passo a passo. 2.3.1 Etapa de classificao a) Levantar todas as substncias existentes na instalao em estudo ou em processo de licenciamento; b) Verificar se as substncias constam das listagens presentes nos Anexos A ou B; b.1) Caso as substncias constem das citadas listagens, deve-se proceder da seguinte maneira: b.1.1) Levantar as quantidades presentes nos diferentes recipientes existentes na instalao. Para tanto, deve-se considerar a quantidade presente em cada recipiente (tanque, reator, tubulao, tambor, etc.) de forma individual; ou seja, no dever ser realizado o somatrio do inventrio existente. Somente dever ser realizado o somatrio do inventrio quando dois ou mais recipientes estiverem, de alguma forma, interligados e operando simultaneamente, podendo, dessa forma, ocorrer o vazamento de mais de um deles.

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b.1.2) Obter a distncia segura correspondente quantidade presente no recipiente, de acordo com os dados constantes das listagens dos Anexos C ou D. b.1.3) Determinar a distncia real de cada recipiente populao fixa mais prxima e externa ao empreendimento. b.2) Caso as substncias no constem das listagens dos anexos, deve-se proceder da seguinte maneira:

b.2.1) Classificar as substncias de acordo com o nvel de toxicidade ou de inflamabilidade, considerando os critrios estabelecidos nos itens 2.1.1 ou 2.1.2. b.2.2) Proceder o levantamento das quantidades presentes nos diferentes recipientes existentes na instalao. Para tanto, deve-se considerar a quantidade presente em cada recipiente (tanque, reator, tubulao, tambor) de forma individual, ou seja, no dever ser realizado o somatrio do inventrio existente. Somente dever ser realizado o somatrio do inventrio quando dois ou mais recipientes estiverem, de alguma forma, interligados e operando simultaneamente, podendo, dessa forma, ocorrer o vazamento de mais de um deles. b.2.3) Obter a distncia segura para a quantidade presente no recipiente, estabelecida para a substncia de referncia correspondente ao nvel de toxicidade ou de inflamabilidade similar substncia em anlise, obtida nas Tabelas 5 e 6. b.2.4) Determinar a distncia de cada recipiente populao fixa mais prxima e externa ao empreendimento. Observaes a. Caso a quantidade exata da substncia existente no recipiente no conste das listagens dos anexos C ou D, dever ser realizada a interpolao linear dos dados para a determinao da distncia segura para a quantidade em questo. b. As listagens no contemplam todo o universo de substncias existentes. Dessa forma, caso a substncia em estudo no conste dos anexos A ou B, a classificao dever ser realizada considerando as distncias seguras definidas para as substncias de referncia equivalentes ao nvel de toxicidade ou de inflamabilidade das substncias em anlise. Essas substncias de referncia foram selecionadas em funo de pertencerem aos nveis de toxicidade e de inflamabilidade considerados perigosos. As Tabelas 5 e 6 apresentam, respectivamente, as substncias txicas e inflamveis de referncia, de acordo com o estado fsico. Tabela 5 - Substncias de referncia para lquidos e gases txicos Nvel de toxicidade 4 3 4 3 Estado fsico Gs Gs Lquido Lquido Substncia de referncia Cloro Amnia Acrolena Acrilonitrila

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Tabela 6 - Substncias de referncia para lquidos e gases inflamveis Estado fsico Gs Lquido dos nveis 4 e 3 com Pvap > 120 mmHg a 25 oC Lquido nvel 3 com Pvap < ou = 120 mmHg a 25 oC Substncia de referncia Propano n-Pentano Benzeno

c. Caso a substncia possa ser classificada como txica e inflamvel, dever ser adotada a situao mais restritiva em termos de distanciamento. d. Para a maioria dos gases possvel a sua existncia no estado lquido, bastando, para tanto, exercer presso e/ou reduzir a temperatura. Cada estado fsico poder apresentar um comportamento diferente no momento do vazamento e, consequentemente, durante sua disperso. As simulaes realizadas mostraram que tanto para gases txicos, como para inflamveis, liqefeitos ou no, os resultados foram bastante semelhantes. Dessa forma, as quantidades e as distncias correspondentes devero ser consideradas as mesmas, tanto para as substncias no estado gasoso ou na condio liqefeita. e. O critrio leva em considerao a presena de populao fixa, como residncias e/ou estabelecimentos comerciais ou industriais, no entorno do empreendimento. Em casos onde existam vias de grande circulao de veculos, como rodovias, grandes avenidas e ruas movimentadas, estas devem ser consideradas como populao fixa. 2.3.2 Avaliao dos resultados da aplicao do critrio Uma vez obtida a distncia segura (ds) e a distncia populao fixa (dp) , estas devem ser comparadas entre si, sendo que, quando houver a presena de populao fixa dentro dos limites determinados pela distncia segura, dever ser realizado um Estudo de Anlise de Riscos (EAR) a ser submetido aprovao da CETESB. Caso contrrio, isto , quando a distncia da populao fixa for maior que a distncia segura, o que corresponde a ausncia de populao nos limites determinados pela distncia segura, o empreendedor ficar dispensado da elaborao do EAR, devendo, submeter apreciao um Programa de Gerenciamento de Riscos (PGR). O PGR poder ter escopos diferentes, em consonncia com o porte do empreendimento sob avaliao. Para empreendimentos de maior porte, como refinarias, dutos e bases de derivados de petrleo, entre outros, dever ser requerido o PGR, de acordo com o modelo constante no item 9.1 da Parte II deste Manual. No caso de empreendimentos de menor porte, entre os quais pode-se citar como exemplo os usurios de Gs Liqefeito de Petrleo (GLP) e amnia anidra, dever ser requerido o PGR, de acordo com o modelo constante no item 9.2 da Parte II deste Manual.

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Assim, pode-se resumir o exposto da seguinte forma: a. Se dp ds b. Se dp > ds Realizao de EAR; Dispensa do EAR e realizao de PGR, de acordo com os critrios estabelecidos pela CETESB, considerando o porte do empreendimento.

A regra estabelecida neste item vlida, salvo excees previstas em Instrues Tcnicas especficas elaboradas pela CETESB.

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PARTE II TERMO DE REFERNCIA PARA A ELABORAO DE ESTUDOS DE ANLISE DE RISCOS O presente termo de referncia tem por objetivo fornecer as orientaes bsicas para a elaborao de Estudos de Anlise de Riscos (EAR) em atividades industriais, propiciando um entendimento geral sobre o tema e ainda apresentar a viso da CETESB no tocante interpretao e avaliao do tema. O termo de referncia aplica-se avaliao dos riscos populao externa ao empreendimento, no contemplando, por exemplo, riscos sade e segurana dos trabalhadores ou danos aos bens patrimoniais das instalaes analisadas. Os impactos ao meio ambiente sero avaliados caso a caso, de forma especfica, porm tal avaliao no ser feita atravs desse termo de referncia. Entende-se por conseqncias externas, os danos causados s pessoas (mortes ou leses) nas reas circunvizinhas, situadas alm dos limites fsicos da instalao. O termo de referncia aqui apresentado nico e dever ser adotado independentemente do estgio em que se encontra um determinado empreendimento, perante ao atual sistema de licenciamento ambiental vigente no Estado de So Paulo. O EAR constitudo por seis etapas, a saber: Caracterizao do empreendimento e da regio; Identificao de perigos e consolidao das hipteses acidentais; Estimativa dos efeitos fsicos e anlise de vulnerabilidade; Estimativa de freqncias; Estimativa e avaliao de riscos; Gerenciamento de riscos.

A Figura 2 apresenta a seqncia de desenvolvimento dessas etapas. 3. CARACTERIZAO DO EMPREENDIMENTO E DA REGIO O primeiro passo para a realizao do estudo de anlise de riscos a compilao de dados relativos s caractersticas do empreendimento, necessrios para o desenvolvimento do trabalho. Esses dados so de especial importncia para que seja possvel caracterizar o empreendimento, contemplando seus aspectos construtivos e operacionais, alm das peculiaridades da regio onde este se encontra ou ser instalado. A caracterizao do empreendimento dever incluir o levantamento dos seguintes dados: localizao e descrio fsica e geogrfica da regio, incluindo mananciais, reas litorneas, sistemas virios e cruzamentos e/ou interferncias com outros sistemas existentes, entre outros aspectos;

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Incio

Caracterizao do empreendimento e da regio Identificao de perigos e consolidao das hipteses acidentais Estimativa de efeitos fsicos e vulnerabilidade

Existem efeitos que atingem pessoas situadas fora da instalao?

No

Sim

Medidas para reduo dos efeitos fsicos

Sim

possvel reduzir os efeitos? No

Estimativa de freqnciasMedidas para reduo dos riscos Sim possvel reduzir os riscos ? No No

Estimativa dos riscos

Riscos tolerveis ?Sim

Reavaliao do projeto

Programa de gerenciamento de riscos

Fim

Figura 2 - Etapas para a elaborao de estudos de anlise de riscos

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distribuio populacional da regio; descrio fsica e layout da instalao, em escala; carta planialtimtrica ou fotos areas que apresentem a circunvizinhana ao redor da instalao; caractersticas climticas e meteorolgicas da regio; substncias qumicas identificadas atravs de nomenclatura oficial e nmero CAS, incluindo quantidades, formas de movimentao, armazenamento e manipulao, contemplando suas caractersticas fsico-qumicas e toxicolgicas. Devem ser consideradas as matrias-primas, produtos auxiliares, intermedirios e acabados, bem como resduos, insumos e utilidades; descrio do processo e rotinas operacionais; apresentao de plantas baixas das unidades e fluxogramas de processos, de instrumentao e de tubulaes; sistemas de proteo e segurana. Observao: para a etapa de modelagem matemtica de conseqncias, os derivados de petrleo listados na Tabela 7 podero ser simulados como substncias puras. Tabela 7 Substncias puras equivalentes a derivados de petrleo Derivado de petrleo Gasolina automotiva GLP (gs liqefeito de petrleo) Nafta Substncia pura n-Hexano Propano n-Pentano

4. IDENTIFICAO DE PERIGOS A identificao de perigos a segunda etapa a ser desenvolvida no estudo de anlise de riscos e consiste na aplicao de tcnicas estruturadas para a identificao das possveis seqncias de acidentes, para a definio dos cenrios acidentais a serem estudados de forma detalhada. As tcnicas disponveis para a realizao desta atividade so muitas e, dependendo do empreendimento a ser analisado e do detalhamento necessrio, deve-se utilizar as metodologias mais adequadas para o caso em estudo. Esta etapa poder ser precedida da elaborao de uma anlise histrica de acidentes, com vista a subsidiar a identificao dos perigos na instalao em estudo. 4.1 Tcnicas para identificao de perigos As tcnicas que podem ser utilizadas para a identificao de perigos numa instalao industrial so vrias. Entre as diversas tcnicas utilizadas para a identificao de perigos, as mais comumente utilizadas, e aqui apresentadas, so: Anlise Preliminar de Perigos (APP); Anlise de Perigos e Operabilidade (Hazard and Operability Analysis - HazOp).

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No entanto, outras tcnicas, como por exemplo, E se ? (What If ?) e Anlise de Modos de Falhas e Efeitos (AMFE), entre outras, podero ser utilizadas, desde que adequadas instalao em estudo. 4.1.1 Anlise Preliminar de Perigos (APP) A APP Anlise Preliminar de Perigos (PHA Preliminary Hazard Analysis) uma tcnica que teve origem no programa de segurana militar do Departamento de Defesa dos EUA. Trata-se de uma tcnica estruturada que tem por objetivo identificar os perigos presentes numa instalao, que podem ser ocasionados por eventos indesejveis. Esta tcnica pode ser utilizada em instalaes na fase inicial de desenvolvimento, nas etapas de projeto ou mesmo em unidades j em operao, permitindo, nesse caso, a realizao de um reviso dos aspectos de segurana existentes. A APP deve focalizar todos os eventos perigosos cujas falhas tenham origem na instalao em anlise, contemplando tanto as falhas intrnsecas de equipamentos, de instrumentos e de materiais, como erros humanos. Na APP devem ser identificados os perigos, as causas e os efeitos (conseqncias) e as categorias de severidade correspondentes (Tabela 8), bem como as observaes e recomendaes pertinentes aos perigos identificados, devendo os resultados ser apresentados em planilha padronizada. A Figura 3 apresenta um exemplo de planilha para a realizao da APP. Tabela 8 - APP - Categorias de Severidade CATEGORIA DE SEVERIDADE EFEITOS I Desprezvel Nenhum dano ou dano no mensurvel. II Marginal Danos irrelevantes ao meio ambiente e comunidade externa. Possveis danos ao meio ambiente devido a liberaes de substncias qumicas txicas ou III Crtica inflamveis, alcanando reas externas instalao. Pode provocar leses de gravidade moderada na populao externa ou impactos ambientais com reduzido tempo de recuperao. Impactos ambientais devido a liberaes de substncias qumicas, txicas ou inflamveis, IV Catastrfica atingindo reas externas s instalaes. Provoca mortes ou leses graves na populao externa ou impactos ao meio ambiente com tempo de recuperao elevado.

PERIGO

CAUSA

EFEITO

CATEGORIA DE SEVERIDADE

OBSERVAES E RECOMENDAES

Figura 3 Exemplo de planilha para AP20


4.1.2 Anlise de Perigos e Operabilidade (HazOp) A Anlise de Perigos e Operabilidade uma tcnica para identificao de perigos projetada para estudar possveis desvios (anomalias) de projeto ou na operao de uma instalao. O HazOp consiste na realizao de uma reviso da instalao, a fim de identificar os perigos potenciais e/ou problemas de operabilidade, por meio de uma srie de reunies, durante as quais uma equipe multidisciplinar discute metodicamente o projeto da instalao. O lder da equipe orienta o grupo atravs de um conjunto de palavras-guias que focalizam os desvios dos parmetros estabelecidos para o processo ou operao em anlise. Essa anlise requer a diviso da planta em pontos de estudo (ns) entre os quais existem componentes como bombas, vasos e trocadores de calor, entre outros. A equipe deve comear o estudo pelo incio do processo, prosseguindo a anlise no sentido do seu fluxo natural, aplicando as palavras-guias em cada n de estudo, possibilitando assim a identificao dos possveis desvios nesses pontos. Alguns exemplos de palavras-guias, parmetros de processo e desvios, esto apresentados nas Tabelas 9 e 10. A equipe deve identificar as causas de cada desvio e, caso surja uma conseqncia de interesse, avaliar os sistemas de proteo para determinar se estes so suficientes. A tcnica repetida at que cada seo do processo e equipamento de interesse tenham sido analisados. Em instalaes novas o HazOp deve ser desenvolvido na fase em que o projeto se encontra razoavelmente consolidado, pois o mtodo requer consultas a desenhos, P&ID's e plantas de disposio fsica da instalao, entre outros documentos

Tabela 9 - Palavras-guias Palavra-guia No Menor Maior Parte de Bem como Reverso Outro que Significado Negao da inteno de projeto Diminuio quantitativa Aumento quantitativo Diminuio qualitativa Aumento qualitativo Oposto lgico da inteno de projeto Substituio completa

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Tabela 10 Parmetros, palavras-guias e desvios Parmetro Fluxo Presso Temperatura Nvel Palavra-guia No Menor Maior Reverso Menor Maior Menor Maior Menor Maior Desvio Sem fluxo Menos fluxo Mais fluxo Fluxo reverso Presso baixa Presso alta Baixa temperatura Alta temperatura Nvel baixo Nvel alto

Os principais resultados obtidos do HazOp so: identificao de desvios que conduzem a eventos indesejveis; identificao das causas que podem ocasionar desvios do processo; avaliao das possveis conseqncias geradas por desvios operacionais; recomendaes para a preveno de eventos perigosos ou minimizao de possveis conseqncias.

A Figura 4 apresenta um exemplo de planilha utilizada para o desenvolvimento da anlise de perigos e operabilidade.

Palavra-Guia

Parmetro

Desvio

Causas

Efeitos

Observaes e Recomendaes

Figura 4 Exemplo de planilha para HazOp 5. CONSOLIDAO DAS HIPTESES ACIDENTAIS Identificados os perigos da instalao em estudo, as hipteses acidentais consideradas devem ser claramente descritas, devendo ser estudadas pormenorizadamente nas etapas posteriores do trabalho. Para tanto, deve-se estabelecer detalhadamente o critrio considerado para a escolha das hipteses acidentais consideradas relevantes, levando-se em conta a severidade do dano decorrente da falha identificada.

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Assim, por exemplo, caso a tcnica de identificao de perigos utilizada tenha sido a APP, todos os perigos classificados em categorias de severidade III e IV devero ser contemplados na lista de hipteses acidentais a serem estudadas nas etapas posteriores do estudo. J, na aplicao de outras tcnicas, como HazOp, AMFE e What If, entre outras, o analista deve deixar claro o critrio utilizado para a definio das hipteses acidentais escolhidas como relevantes. 6. ESTIMATIVA DOS EFEITOS FSICOS E AVALIAO DE VULNERABILIDADE A estimativa dos efeitos fsicos decorrentes dos cenrios acidentais envolvendo substncias inflamveis dever ser precedida da elaborao de rvores de Eventos, para a definio das diferentes tipologias acidentais. A Anlise de rvores de Eventos (AAE) dever descrever a seqncia dos fatos que possam se desenvolver a partir da hiptese acidental em estudo, prevendo situaes de sucesso ou falha, de acordo com as interferncias existentes at a sua concluso, com a definio das diferentes tipologias acidentais. As interferncias a serem consideradas devem contemplar aes, situaes ou mesmo equipamentos existentes ou previstos no sistema em anlise, que se relacionam com o evento inicial da rvore e que possam acarretar diferentes caminhos para o desenvolvimento da ocorrncia, gerando portanto diferentes tipos de fenmenos. A estimativa dos efeitos fsicos dever ser realizada atravs da aplicao de modelos matemticos que efetivamente representem os fenmenos em estudo, de acordo com as hipteses acidentais identificadas e com as caractersticas e comportamento das substncias envolvidas. Os modelos a serem utilizados devero simular a ocorrncia de liberaes de substncias inflamveis e txicas, de acordo com as diferentes tipologias acidentais. Para uma correta interpretao dos resultados, esses modelos requerem uma srie de informaes que devem estar claramente definidas. Portanto, neste captulo esto definidos os pressupostos que devero ser adotados para o desenvolvimento dessa etapa do estudo de anlise de riscos, bem como a forma de apresentao dos resultados. Qualquer alterao nos dados aqui apresentados, dever ser claramente justificada. Deve-se ressaltar que todos os dados utilizados na realizao das simulaes devero ser acompanhados das respectivas memrias de clculo, destacando-se, entre outros, os clculos das taxas de vazamento, as reas de poas e as massas das substncias envolvidas nas disperses e exploses de nuvens de gs ou vapor. 6.1 Condies atmosfricas Nos estudos de anlise de riscos devero ser utilizados dados meteorolgicos reais do local em estudo, quando estes estiverem disponveis, devendo-se considerar, no mnimo, os valores dos ltimos trs anos, considerando: temperatura ambiente e umidade relativa do ar: adotar a mdia para os perodos diurno e noturno; velocidade do vento: adotar a mdia para os perodos diurno e noturno, indicando a altura da medio; categoria de estabilidade atmosfrica (Pasquill): adotar aquelas compatveis com as velocidades de vento para os perodos diurno e noturno, de acordo com a Tabela 11; direo do vento: adotar pelo menos oito direes com suas respectivas probabilidades de ocorrncia, indicando o sentido do vento DE PARA. Ex: (NS 15%; NWSE 21%).23


A temperatura do solo dever ser considerada como sendo de 5oC acima da temperatura ambiente. Quando as informaes meteorolgicas reais no estiverem disponveis, devero ser adotados os seguintes dados: Perodo diurno: temperatura ambiente: 25 oC; velocidade do vento: 3,0 m/s; categoria de estabilidade atmosfrica: C; umidade relativa do ar: 80 %; direo do vento: 12,5 % (distribuio uniforme em oito direes). Perodo noturno: temperatura ambiente: 20 oC; velocidade do vento: 2,0 m/s; categoria de estabilidade atmosfrica: E; umidade relativa do ar: 80 %; direo do vento: 12,5 % (distribuio uniforme em oito direes). Tabela 11 Categorias de estabilidade em funo das condies atmosfricas(*) Velocidade do vento (V) a 10 m (m/s) V2 2

p4_261 - manual de elaborao - cetesb 2003

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