EXPLOSÃO DE TANQUE DE ARMAZENAMENTO DE INFLAMÁVEL

fevereiro 9, 2025

NORMAS.

O armazenamento de inflamáveis é uma atividade muito segura, pois precisa respeitar algumas normas nacionais e internacionais, não somente para o armazenamento como tanbém para a fabricação dos tanques, tubulações e acessórios.

Para o armazenamento dos inflamáveis apresento algumas normas que são mandatórias para esse fim.

Portaria 1.360 de 9 de dezembro de 2019 – Norma Regulamentadora NR 20 – Segurança e Saúde com Inflamáveis e Combustíveis;
ABNT NBT 17505 – Segunda Edição 07.02.2013 – Armazenamento de líquidos inflamáveis e Combustíveis – Parte 1 – Disposições Gerais;
ABNT NBT 17505 – Quarta Edição 13.07.2015 – Armazenamento de líquidos inflamáveis e Combustíveis – Parte 2 – Armazenamento e Tanques, Vasos, e em Recipientes Portáteis com Capacidade Superior a 3000 litros;
ABNT NBT 17505 – Segunda Edição 07.02.2013 – Armazenamento de líquidos inflamáveis e Combustíveis – Parte 3 – Sistema de Tubulação;
ABNT NBT 17505 – Terceira Edição 09.07.2015 – Armazenamento de líquidos inflamáveis e Combustíveis – Parte 4 – Armazenamento em Recipientes e Tanques Portáteis até 3000 litros;
ABNT NBT 17505 – Terceira Edição 09.07.2015 – Armazenamento de líquidos inflamáveis e Combustíveis – Parte 5 – Operações;
ABNT NBT 17505 – Segunda Edição 07.02.2013 – Armazenamento de líquidos inflamáveis e Combustíveis – Parte 6 – Requisitos para a instalação de Equipamentos Elétricos;
ABNT NBT 17505 – Terceira Edição 31.03.2015 – Armazenamento de líquidos inflamáveis e Combustíveis – Parte 7 – Proteção Contra Incêndio para parques de Armazenamento com Tanques Estacionários.
ABNT NBR IEC 60079 – Terceira Edição 08.09.2022 – Atmosferas Explosivas – Parte 10-1: Classificação de Área – Atmosferas Explosivas de Gás.

A aplicação destas norma diretamente irão conduzir do projeto para outras normas técncas e ferramentas idiretamente.

COMPORTAMENTO DO INFLAMÁVEL.

O Inflamável em seu “DNA”, possui algumas caracteristicas importantes que estão citadas e relacionadas em suas Fichas de Dados de Segurança – FDS, mais precisamente no item 9 – Propriedades Físico Químicas. Lá estão relacionados as informações mais importantes referente ao seu comportamento como pro exemplo: Massa Molar [g/mol], Ponto de Ebulição [°C], Ponto de Fulgor [°C], Ponto de Fusão [°C], Temperatura Crítica [°C], Densidade Relativa do Líquido [g/cm³ ou kg/m³], Densidade Relativa do Vapor [g/L], Densidade Absoluta do Vapor [g/L], Pressaão de Vapor [mmHg/°C], Calor Latente de Vaporização [cal/g], Limite Inferior de Inflamabilidade [%v/v], Limite Superior de Inflamabilidade [%v/v], Temperatura de Autoignição [°C], entre outros.

EXPLOSÃO DO INFLAMÁVEL.

Em um cenário de um possivel evento, a primeira fase do inflamável é a explosão e logo em (segunda fase), seguinda o incêndio; logo se isso acontecer dentro de um parque de tanque de podemos ter o chamado efeito dominó.

A explosão pode acontece por falha humana e por falhas naturais, sendo comprovado por ferramentas técnicas como por exemplo: APR e o HAZOP.

O tanque de armazenamento, possui algums sistemas de segurança ativis e passivos que operam simultaneamente, ininterruptamente durante todo o seu armazenamento.

Mas como se dá a Explosão?

A explosão está relacionada diretamento com seu “DNA” (Propriedade físico-químca) e o seu comportamento dentro do tanque.

Para entendermos melhor iremos assumir algumas variáveis.

Tanque vertical contendo um volume de 137,44m³ e/ou 137.440 litros
Dimenssões: h = 7,0m e d = 5,0m.
Substância: Etanol
Etanol – propriedade físico-química: Massa Molar [46,07 g/mol], Ponto de Ebulição [78,3°C], Ponto de Fulgor [12,8°C – vaso fechado], Limite Inferior de Inflamabilidade [3,3%v/v], Temperatura de Autoignição [365,2°C], Densidade Absoluta do Vapor [1,92g/L à 20°C].
Volume do tanque 40%, ou seja, 54,98m³ e/ou 54.980 Litros.

O tanque com o volume de 40% irá ter 54,98m³ e/ou 54.980 Litros, sabendo que o Liminte Inferior de Inflamabilidade é de 3,3% v/v, então podemos dizer que para 40% do tanque basta 1,81m³ e/ou 1.814,00 litros para atingirmos o limite de inflamabilidade. Convertendo esse valor para kg/m³ podemos dizer que 3,3% v/v é igual a 0,63 kg/m³ de etanol, ou seja, para o volume de 40% serão necessários 34,63kg para o volume de 54,98m³.

O tanque com 100% de volume corrsponde a 137,44m³ – 40% (54,98m³) = 60% (82,46m³) de volume sem produto. Essa área irá atingir o limite de inferior inflamabilidade, pois se trata de um ambiente sem produto líquido que durante a transformação da matéria (líquido para gasoso) será ocupado pela evaporação do etanol. Portanto, sabendo que 82,46m³ é o volume do tanque (espaço vazio), serão necessário dos 40% de liquido mais 2,95m³ de etanol para atingir o limite de inflamabilidade dessa área, ou seja, mais 51,95kg/m³ de etanol.

CONCLUSÃO

O tanque esta dividido em duas partes, sendo uma com 40% volume de líquido e outra com 60% de volume de espaço vazio. Para sabermos o limite inferior de inflamabilidade do tanque, precisaremos aplicar as equações para o volume real que encontra-se dentro do tanque, ou seja, 54,98m³ de etanol. Diante disso teremos dois resultados, sendo um para 40% e outro para 60%, tudo isso retirado do volume real que encontra-se dentro do tanque.

Diante disso respeitando o limite inferior de inflamabilidade do etanol que é de 3,3% teremos:

Para 40% de volume do tanque (54,98m³) = 1,81m³ e/ou 34,63kg de produto;
Para 60% de volume do tanque (82,46m³) = 2,95m³ e/ou 51,95kg de produto.
Para 100% do volume do tanque (137,44m³) = 4,76m³ e/ou 86,55kg de produto para explodir o tanque.

TAXA DE EVAPORAÇÃO

O comportamento do inflamável está diretamente ligado a temperatura [°C], ambiente e a umidade relativa do ar.

Todo o inflamável em seu processo de transformação da matéria (líquido para gasoso), sofre uma taxa de evaporação, ou seja, costumamos dizer que, o inflammável derramado não é o mesmo que o evaporado, e, para isso podemos cálcular também.

Assumido que o tanque esta com 40% (54,98m³), de volume e que precisamos de apenas 86,55kg para atingirmos o limite inferior de inflamabilildade, podemos fazer o seguinete questionamento:

Pergunta 01: Qual a taxa de evaporação de 86,55kg?
Pergunta 02: Qual o volume ocupado dentro do tanque de 86,55kg?
Pergunta 03: Qual a taxa de evaporação de 54,98m³?
Pergunta 04: Qual o volume ocupado dentro do tanque de 54,98m³?

Para respondermos a estas perguntas e termos um resultado preciso iremos assumir que a temperatura ambiente e a do líquido ambas, serão de 30 °C.

Resposta Pergunta 01: A taxa de evaporação de 86,55kg de etanol será:

1,7×10-02kg/h e/ou 4,8×10-06kg/s e/ou 2,6×10-08m³/s Lembrando que essa tavxa de evaporação estará acontecendo dentro do tanque a 30 °C e considenrando uma poça 1m².

Resposta Pergunta 02: O volume ocupa dentro do tanque para 86,55kg de etanol na fase gasosa, será de 1,01318m³ e/ou 1.013,18 litros, ou seja, aproximadamente 0,8% do volume total do tanque que é de 137,44m³.

Resposta Pergunta 03: A taxa de evaporação de 54,98m³ de etanol será:

2,53×10+00kg/h e/ou 7,0×10-04kg/s e/ou 3,8×10-06m³/s Lembrando que essa tavxa de evaporação estará acontecendo dentro do tanque a 30 °C.

Resposta Pergunta 04: O volume ocupa dentro do tanque para 54,98m³ de etanol na fase gasosa, será de 643,63m³ e/ou 643.612,98 litros, ou seja, aproximadamente 468% a mais do volume total do tanque que é de 137,44m³.