O PERIGO DAS EXPLOSÕES EM ARMAZENAGEM DE GRÃOS

Eng. Aleksander Grievs
Gerência Técnica Comercial
e-mail: aleksander@speedsafety.com.br
Responsável Técnico
CREA: 0600492536
Diretor do Comitê de Proteção contra Incêndio e Explosão da ABSEG
 

Em primeiro lugar é importante termos em mente que explosões de poeiras e pós em suspensão nos armazéns (armazenagem horizontal) e silos armazenagem vertical) não são incomuns. Segundo estatísticas mundiais, pois no Brasil ainda não temos este tipo de informação confiável, até 14% das explosões causadas por poeira nas indústrias começam em silos.

Abaixo números estatísticos de explosões por setor a nível mundial.

Outro item que deve ser considerado é que tais explosões podem ter um preço trágico, como foi o caso do incidente na Cooperativa em Palotina no Paraná quando, uma explosão na área de armazenagem provocou o óbito de 11 pessoas e 12 feridos, sendo alguns em estado grave e resultou em milhões de reais de perdas, valor ainda a ser confirmado.

No que diz respeito à indústria, as explosões de poeira de alimentos são as mais comuns em 32% de todos os casos, seguidas por poeiras de madeira, 30% de todos os casos. O primeiro grupo inclui farinha, açúcar e pó de grãos.

Não somente no Brasil, mas, em muitos países, muitas das informações de explosões não são registradas, consequentemente, não estão disponíveis nas estatísticas gerais.

Desta forma, para fins informativos para este artigo e a fim de demonstrar a frequência de explosões de poeira em silos, vamos usar os dados obtidos pela Universidade de Purdue, dos Estados Unidos da América. Nos últimos 10 anos, pesquisadores da Universidade de Purdue coletaram dados que atestam um total de 81 explosões, 46 das quais começaram em elevadores de grãos. Deve-se notar que os dados se aplicam apenas ao pó gerado por movimentação de grãos.

Uma média de 10,6 explosões de poeira de grãos agrícolas são relatadas por ano no EUA resultando em 1,6 mortes, 12,6 feridos e milhões de dólares em danos (Schoeff, 2006). Alguns desses eventos são espetaculares e são notícia, embora a maioria não chegue à mídia. Mesmo as pequenas explosões, causam danos aos equipamentos, tempo de inatividade dos equipamentos e têm potencial para acidente de trabalho. Informações básicas sobre o manejo de poeira de grãos podem ajudar. Para tanto, os responsáveis pelos elevadores de caneca e esteiras transportadoras de grãos, devem se concentrar nas medidas mitigadoras necessárias a serem adotadas para evitar o acúmulo de poeira que possa gerar explosões.

Controlar a poeira gerada nas moegas, quando da descarga de grãos, assim como, na operação da movimentação dos grãos por elevadores de caneca e esteiras, é uma parte importante para uma boa gestão da poeira, para diminuir ao máximo a possibilidade da ocorrência de acúmulo de poeiras que possam causar explosão.

IMPORTANTE: qualquer projeto para o gerenciamento e a diminuição do nível de risco de explosão, deve obrigatoriamente ser iniciado por uma Análise de Risco correta feita por pessoal especializado e com amplo conhecimento e experiência no assunto.

Por ser um tema extenso e que exige um detalhamento técnico que não cabe num só artigo, vamos descrever a seguir alguns elementos básicos que devem considerados para a Segurança e Prevenção quando da elaboração de uma Análise de Risco e também no projeto, como causas inerentes na poeira de grãos, para a geração de uma explosão.

Camadas de poeira em um espaço confinado fornecem potencial explosivo. São 04 elementos físicos básicos que presentes podem causar uma explosão:

01: OMBUSTÍVEL:

Partículas muito pequenas de pó de grãos secos sejam eles:

• Trigo;
• Milho;
• Soja;
• Aveia;
• Cevada;
• Ou farinha de aveia
• Amido de milho, etc.

02: OXIGÊNIO:

Quantidade de ar adequado com níveis normais de oxigênio.

03: CONFINAMENTO: um ambiente que pode ser:

• Um invólucro ou alojamento vertical (caneca) da perna do elevador;
• Um transportador de arrasto fechado;
• Uma esteira transportadora;
• Um caixote para contenção de pó;
• Uma tubulação (duto) descendente;
• Um duto para aeração;
• Um túnel;
• Uma galeria e/ou um caixote para lixo;
• Um silo, etc.

4: FONTES DE IGNIÇÃO:

• Um rolamento superaquecido em um motor, cabeça ou transportador da perna de elevador; em uma perna de elevador fricção do cinto contra o invólucro lateral da perna;
• Um arco elétrico em algum componente que não seja a prova de explosão em algum dispositivo elétrico;
• Um curto elétrico;
• Pastilhas ou comprimidos de fosfina explodindo em um duto de aeração úmido;
• Eletricidade estática;
• Um isqueiro ou cigarro aceso inadvertidamente;
• Um maçarico de corte ou solda;
• Faíscas metálicas geradas por um moedor
• Faíscas geradas por atrito de metal para metal;
• Faíscas geradas por queda de ferramenta metálica;
• Descargas elétricas etc.

Todos os elementos para uma explosão de pó de grãos estão normalmente presentes em uma instalação/ambiente de manuseio de grãos. Devemos lembrar que o oxigênio e os espaços confinados são mais difíceis de controlar.

Outro fator que deve ser considerado, são as condições climáticas. A baixa umidade, relativa do ar, muito comum na maioria das regiões brasileiras, é um fator importante nas explosões em que a eletricidade estática possa ter sido a fonte de ignição pois o pó de grãos fica muito seco.

Na análise de Risco, deve-se levar em conta também os limites explosivos para pó de grãos e produtos de farinha de grãos.

LIMITES EXPLOSIVOS PARA PÓ DE GRÃOS E PRODUTOS DE FARINHA DE GRÃOS

A concentração explosiva mínima (MEC) para pó de grãos, farinha de grãos ou ração moída dos ingredientes, varia de acordo com o tamanho da partícula (ATENÇÂO: partículas menores são mais potentes) e natureza energética (calórica) do produto.

O amido de milho é considerado um dos produtos de grãos mais voláteis e poderosos, mas todo pó de grão e farinha deve ser considerado muito perigoso.

Para uma referência básica, pesquisadores de controle de poeira da Texas A&M University sugerem que, a faixa MEC é de 50 a 150 gramas por metro cúbico, dependendo do tipo de poeira e do tamanho das partículas (Parnell, 1998).

Outra referência interessante a ser considerada é a profundidades de poeira de grãos necessárias para concentrações explosivas em elevadores de caneca e moinhos.

A tabela a seguir converte o mínimo e concentrações ideais de explosão a uma altura de poeira acumulada necessária para uma explosão:

Altura do espaço fechado (pés) versus altura mínima de poeira para explosão (MEC) em polegadas. Profundidade ideal de poeira para explosão (OEC) em polegadas.

COMO AS EXPLOSÕES DE POEIRA SE DESENVOLVEM

Durante uma grande explosão de poeira, ocorrem duas fases explosivas separadas, a primária e as explosões secundárias. Explosões primárias e secundárias geralmente estão tão próximas umas das outras (uma fração de segundo de diferença) que podem ser ouvidas como uma explosão ou uma série de explosões, como trovões. A explosão primária é causada pelo confinamento de poeira transportada pelo ar em contato com uma fonte de calor que inflama a poeira.

A primeira explosão envia uma onda de choque de ar, ou uma frente de pressão, a cerca de 3340 m/s ao longo de corredores das galerias, túneis e poços verticais no elevador, que agita a poeira em camadas.

Segue-se uma frente de chama que viaja a cerca de 3,5 m/s. da onda de pressão, inflamando a poeira transportada pelo ar à medida que progride através de uma estrutura.

Parte da poeira da fonte primária de explosão pode ser transportada junto com a pressão onda, fornecendo combustível adicional para explosões secundárias.

Explosões secundárias enviam mais ondas de pressão em toda a estrutura (Parnell, 1998).

Como referência base para a Análise de Risco e para projetos de proteção, considera-se que, as explosões de poeira geralmente ocorrem em pontos de transferência de grãos tais como: em elevadores caneca ou túneis com correias transportadoras, onde pequenas partículas de poeira se deslocam dos grãos devido ao tombamento, agitação e impactos de grãos, à medida que grãos de fluxo rápido atingem as canecas dos elevadores ou na mudança de direção nas correias transportadoras.

Esses movimentos turbulentos de grãos provocam níveis elevados de partículas de poeira em suspensão (2 a 20 mícrons de diâmetro) no espaço ambiente, muitas vezes perto de um rolamento de seção da base de perna do elevador que pode estar quente ou uma faísca de metal em um trecho da esteira transportadora.

Muitas explosões primárias se iniciam nas pernas dos elevadores de grãos, que podem armazenar normalmente de 2 a 10 quilos de pó de grãos por tonelada (Parnell, 1998).

Por exemplo: se uma perna de elevador de caneca trabalha com 360 toneladas por hora, no nível mais baixo de dois quilos de poeira por hora/ tonelada, 720 quilos por hora de pó de grão estarão sendo movimentadas com os grãos.

Se esta perna for 44 m de altura, o volume da caixa da base da perna é de cerca de 167m³. No âmbito do MEC teremos 1,56 libras, de pó de grão livre reciclando no ar dentro da perna o que é suficiente para alcançar o MEC.

As velocidades da correia para uma perna normalmente é de correm entre 200 e 270 m por minuto, ou cerca de 3,5 a 4,5 m por segundo. A correia de alimentação em uma perna de 44 m pés faz uma revolução em cerca de 20 segundos. Parte da poeira transportada pelo ar tende a circular continuamente à medida que o ar é arrastado pelos copos na caixa da perna. Mesmo que apenas uma parte da poeira total é arrastada no ar na caixa da perna, grande parte da poeira em ambiente não ventilado as pernas permanecem concentradas no ar que circula na carcaça da perna durante a continuidade operação, geralmente excedendo o valor MEC do NGFA de 0,05 onças por pé cúbico (Buss, 1981).