SUMÁRIO EXECUTIVO

 ELETRICIDADE ESTÁTICA NA TRANSFERÊNCIA DE INFLAMÁVEIS

 A eletricidade estática é uma ameaça invisível e traiçoeira em ambientes industriais com atmosferas explosivas. Uma faísca imperceptível, gerada por simples atrito, fluxo ou separação de materiais, pode liberar de 5 a 40 mJ de energia, um potencial massivamente superior aos 0,2 a 1 mJ necessários para inflamar a maioria dos vapores e gases inflamáveis. Este desequilíbrio crítico exige uma gestão proativa para prevenir incêndios e explosões catastróficos.

Controlar este risco exige uma abordagem integrada e multicamadas, que transcende o simples aterramento:

1. Engenharia Robusta: Implementação de sistemas de aterramento e ligação equipotencial monitorados e intertravados, garantindo que todos os elementos condutivos (caminhões, tanques, mangueiras) estejam no mesmo potencial e drenando cargas para a terra.
2. Controle de Processo Rigoroso: Limitação de velocidades de fluxo, eliminação de “splash filling” (enchimento por queda livre) através de tubos submersos, e aplicação de tempos de relaxação após etapas de alta geração de carga (ex: filtração).
3. Materiais Adequados: Seleção estratégica de mangueiras e recipientes condutivos ou dissipativos, e o uso de aditivos antiestáticos quando aplicável, para gerenciar a condutividade do fluido.
4. Proteção Pessoal e Ambiental: Uso obrigatório de EPIs e pisos dissipativos para operadores, além do controle da umidade do ar, mitigando o acúmulo de carga no corpo humano e em superfícies isolantes.
5. Monitoramento Ativo e Procedimentos Padrão: Instrumentação para detecção de gases, auditorias de continuidade, manutenção preventiva e a implementação de Procedimentos Operacionais Padrão (POPs) claros e treinamentos contínuos, garantindo a execução correta das medidas de controle.

A AMG – Consultoria e Treinamento capacita sua empresa a dominar cada aspecto da eletricidade estática. Com nossa expertise em auditorias, análise de risco e programas de gerenciamento, transformamos este perigo em controle mensurável e confiável, assegurando a conformidade, otimizando a segurança de processo e protegendo vidas e ativos. Não deixe um risco invisível comprometer sua operação.

 

ELETRICIDADE ESTÁTICA

 Em atmosferas explosivas, qualquer fonte de ignição — por menor que pareça — pode fornecer a energia necessária para iniciar uma combustão. Muitos vapores e pós combustíveis possuem energias mínimas de ignição (EMI) muito baixas (ordem de dezenas de microjoules a poucos milijoules), o que significa que faíscas imperceptíveis, superfícies ligeiramente aquecidas ou cargas eletrostáticas acumuladas já podem deflagrar um evento. Por isso, o controle sistemático das fontes de ignição é tão importante quanto a classificação de áreas e a ventilação, compondo, junto com o controle de emissões e a gestão operacional, a espinha dorsal da segurança em instalações com líquidos inflamáveis, gases e poeiras combustíveis.

Na prática, a probabilidade de ignição resulta do encontro de três elementos: mistura inflamável/explosiva, fonte de ignição eficaz e tempo de exposição. Como a presença de atmosferas inflamáveis pode ser inevitável em certos processos (transferência, armazenamento, carregamento/descarregamento), o projeto, a instalação e a operação devem concentrar-se em impedir que fontes de ignição eficazes estejam presentes ou que atinjam energia suficiente para superar a EMI do produto envolvido.

O conjunto de fontes de ignição normalmente consideradas em projetos, auditorias e procedimentos operacionais inclui:

• CHAMA ABERTA – ( Fornos, chaminés e equipamentos de aquecimento (fornalhas), Ato de fumar e cigarros acesos, Corte, solda e maçarico, Gases quentes (incluindo partículas quentes).
• ELÉTRICA – Equipamentos eletro/eletrônicos, fixos, transportáveis, portáteis, pessoais; Faíscas geradas por equipamentos elétricos, tais como, interruptores, botoeiras e tomadas; Superfícies quentes de equipamentos elétricos e eletrônicos, tais como, luminárias e motores; Aparelhos eletrônicos portáteis, tais como, telefones celulares e máquinas fotográficas; Correntes parasitas e proteção catódica.
• MECÂNICA – Calor de fricção ou faíscas; Esteiras, elevadores de caneca, moinhos, separadores.
• ELETROSTÁTICA – Descargas atmosféricas; Transferência de gases, líquidos e partículas sólidas.
• TEMPERATURA DE SUPERFÍCIE – superfícies quentes, tais como aquecedores e tubulações de vapor ou fluido térmico; Calor radiante.
• AUTOIGNIÇÃO – ignição espontânea; Reações exotérmicas, incluindo autoignição de poeiras; Compressão adiabática e ondas de choque.
• DIVERSOS – Radiofrequência (RF) de ondas eletromagnéticas de 10⁴ a 3×10¹² Hz ; Ondas eletromagnéticas, incluindo a radiação óptica a partir de 3×10¹¹ para 3×10¹⁵ Hz ; Radiação ionizante;

 Em síntese: entender “como” cada fonte gera energia, “quanto” dessa energia pode atingir a mistura e “quando” ela pode coexistir com atmosferas inflamáveis é o que permite transformar uma lista de perigos em um programa de prevenção eficaz, auditável e mensurável. Nos próximos tópicos, cada categoria será detalhada com mecanismos, critérios de avaliação e medidas de controle recomendadas para transferência de inflamáveis.

1 – INTRODUÇÃO

Quantas vezes já não nos surpreendemos com aquele pequeno choque inesperado ao tocar na maçaneta da porta, ao sair do carro ou mesmo ao abraçar alguém? Esse instante, por vezes divertido, por vezes incômodo, é a manifestação mais comum de um fenômeno físico extraordinário e onipresente: a eletricidade estática. Longe de ser apenas uma curiosidade do dia a dia, a eletricidade estática representa uma complexa interação de forças invisíveis que, quando compreendida e gerenciada, é inofensiva e até útil; mas quando negligenciada, pode se tornar uma fonte de risco significativo, especialmente em ambientes industriais de alta sensibilidade.

Em sua essência, a eletricidade estática não é uma “geração” de eletricidade no sentido de produção contínua, como a de uma usina hidrelétrica. Ela é, na verdade, um desequilíbrio de cargas elétricas. Todo material é composto por átomos, que contêm prótons (cargas positivas), nêutrons (sem carga) e elétrons (cargas negativas).

Este artigo visa apresentar de forma clara um pouco de conhecimento com a eletricidade estática em atmosferas explosivas.

2 – QUÍMICA

 

2.1 – ÁTOMOS E MOLÉCULAS

Do que somos feitos? E por que isso importa para entender a eletricidade estática?

Quando pensamos no corpo humano, é natural lembrar dos órgãos,  coração, pulmões, estômago, trabalhando em conjunto para manter tudo funcionando. Aprofundando um nível, chegamos às células: neurônios, células musculares, epiteliais, cada uma com funções específicas. Mas, no nível mais fundamental, tanto o nosso corpo quanto todo o mundo ao nosso redor vivo ou inanimado são feitos de átomos, que se organizam em moléculas.

Compreender o que é um átomo e como a matéria se organiza é o primeiro passo para entender a eletricidade estática: um fenômeno cotidiano (o “choque” na maçaneta, o balão que gruda no cabelo) e, ao mesmo tempo, crucial em segurança industrial, áreas classificadas e proteção de eletrônicos sensíveis.

Átomos e moléculas respeitam as leis da química e da física, mesmo quando fazem parte de um ser vivo complexo. Se você aprendeu em química que alguns átomos tendem a ganhar ou perder elétrons, ou a formar ligações entre si, esses fatos continuam sendo verdadeiros mesmo quando os átomos e moléculas são parte de um ser vivo. Na verdade, interações simples entre átomos – que ocorrem várias vezes e em diversas combinações, em uma única célula ou organismo – é o que torna a vida possível. Pode-se dizer que tudo o que você é, incluindo sua consciência, é subproduto de interações químicas e elétricas entre um grande número de átomos não vivos. Então, como um incrível complexo ser, composto por aproximadamente 7.000.000.000.000.000.000.000.000.000 e/ou 7,0 x10⁺²⁷ de átomos, você provavelmente irá querer saber o básico de química ao explorar o mundo da biologia e o mundo em geral, ou seja:

• Um átomo tem um núcleo muito pequeno, formado por prótons (carga positiva) e nêutrons (sem carga).
• Em torno do núcleo, encontramos elétrons (carga negativa), distribuídos em regiões chamadas orbitais — um “emaranhado” de probabilidade, não órbitas rígidas.
• Em um átomo neutro, o número de elétrons é igual ao número de prótons, equilibrando as cargas.

Embora o núcleo concentre quase toda a massa, ele ocupa uma porção minúscula do volume do átomo. A maior parte do espaço atômico é “vazio” — vazio no sentido de não haver partículas massivas lá; ainda assim, esse espaço é governado por campos e regras quânticas.

“ Por que os sólidos não atravessam uns aos outros, se há tanto “espaço vazio”?

Porque ao aproximar dois átomos, suas nuvens eletrônicas, regiões onde os elétrons têm alta probabilidade de estar interagindo. A repulsão eletrostática entre elétrons e o princípio da exclusão de Pauli (que impede elétrons de ocuparem o mesmo estado quântico) criam uma barreira efetiva. É isso que percebemos como “rigidez” ou “solidez””.

2.2 – MATÉRIA E ELEMENTO

O termo matéria se refere a qualquer coisa que ocupe espaço e tenha massa – em outras palavras, as “coisas” das quais o universo é feito. Toda matéria é composta por substâncias chamadas elementos, que possuem propriedades químicas e físicas especificas e não podem ser quebradas em outras substâncias através de uma simples reação químicas. O ouro, por exemplo, é um elemento, assim como o carbono. Existem 118 elementos, mas apenas 92 ocorrem naturalmente. Os demais elementos existem apenas quando produzidos em laboratório e são instáveis.

Cada elemento é representado por seu símbolo químico, que é um única letra maiúscula, ou quando uma letra já é usada por outro elemento, uma combinação de duas letras. Alguns elementos seguem o termo em português para aquele elemento, como C para carbono e Ca para cálcio. O símbolo para outros elementos vem do seu nome em latim, por exemplo, o símbolo para sódio é Na, que é a abreviação de natrium, o termo em latim para sódio.

Os quatro elementos comuns a todos os seres vivos são oxigênio (O), carbono (C), hidrogênio (H) e nitrogênio (N), que juntos compõem cerca de 96% do corpo humano. No mundo inanimado, elementos são encontrados em proporções diferentes, e alguns elementos comuns nos seres vivos são relativamente raros na Terra como um todo. Todos os elementos e as reações químicas entre eles obedecem às mesmas leis da química e da física, independente se eles fazem parte de seres vivos ou não vivos.

2.3 – ÁTOMO

Um átomo é a menor unidade da matéria que conserva todas as propriedades de um elemento. Por exemplo, uma moeda de ouro é simplesmente um número muito grande de átomos de ouro moldados no formato de uma moeda, com pequenas quantidades de outros elementos contaminantes. Átomos de ouro não podem ser quebrados em nada menor e ainda manter as propriedades do ouro. Um átomo de ouro tem suas propriedades provenientes de pequenas partículas subatômicas das quais é composto.

Um átomo consiste de duas regiões. A primeira é o pequeno núcleo atômico, que está no centro do átomo e contém partículas carregadas positivamente chamadas prótons e partículas neutras e não carregadas chamadas nêutrons. A segunda região, muito maior, é uma “nuvem” de elétrons, partículas carregadas negativamente que orbitam ao redor do núcleo. A atração entre prótons carregados positivamente e elétrons carregados negativamente mantém o átomo unido. A maioria dos átomos contém todas os três tipos de partículas subatômicas – prótons, elétrons e nêutrons. O hidrogênio (H) é uma exceção porque, tipicamente, tem um próton e um elétron, mas não tem nêutrons. O número de prótons no núcleo determina em qual elemento um átomo é, enquanto o número de elétrons ao redor do núcleo determina que tipo de reações o átomo fará. Os três tipos de partículas subatômicas são ilustrados abaixo em um átomo de hélio – que, por definição, contém dois prótons.

Prótons e nêutrons não têm a mesma carga, mas eles têm aproximadamente a mesma massa, cerca de 1,67 x 10^-24 gramas. Como o grama não é uma unidade muito conveniente para medir massas tão pequenas, os cientistas definiram uma unidade alternativa, o dalton ou unidade de massa atômica (amu). Um único nêutron ou próton tem peso bem próximo ao de 1 u. Os elétrons são muito menores em massa que os prótons, cerca de apenas 1/1800 de uma unidade de massa atômica, portanto eles não contribuem muito para a massa atômica total de um elemento. Por outro lado, os elétrons afetam muito a carga do átomo, pois cada elétron tem uma carga negativa igual à carga positiva de um próton. Em átomos neutros sem carga, o número de elétrons orbitando ao redor do núcleo é igual ao número de prótons dentro do núcleo. As cargas positivas e negativas se neutralizam, levando a um átomo sem carga resultante.

Prótons, nêutrons e elétrons são muito pequenos, e a maioria do volume de um átomo, mais de 99% é, na verdade, espaço vazio. Com todo esse espaço vazio, você talvez queira saber por que os chamados objetos sólidos não atravessam uns aos outros. A resposta é que as nuvens de elétrons de carga negativa dos átomos repelem-se entre si se chegarem muito perto, resultando em nossa percepção de solidez.

3 – ELETRICIDADE ESTÁTICA

A eletricidade estática está por toda parte: no estalo ao tocar a maçaneta, no balão que “gruda” no cabelo, no plástico que atrai poeira e, de forma crítica, nas descargas que podem danificar eletrônicos ou até iniciar incêndios em atmosferas inflamáveis. Entender o que é, como se forma e como controlá-la é essencial tanto para a vida cotidiana quanto para a segurança industrial e a confiabilidade de processos.

“Estática” refere-se à carga elétrica em repouso. Em termos simples, é o acúmulo de cargas elétricas (excesso de elétrons ou sua falta) na superfície de um material. Diferente da eletricidade “dinâmica” (corrente elétrica fluindo por um condutor), a eletricidade estática trata de como as cargas se acumulam, se distribuem e eventualmente se descarregam.

• Carga elétrica: medida em coulomb (C). Na prática, trabalhamos com quantidades muito pequenas (nano, pico coulomb).
• Sinal da carga: elétrons têm carga negativa; prótons, positiva. Um corpo fica carregado quando há desequilíbrio entre o número de elétrons e prótons.
• Neutralidade e “solidez”: apesar do átomo ser majoritariamente espaço vazio, as nuvens de elétrons ao redor dos núcleos se repelem quando aproximadas, o que percebemos como “solidez” entre objetos.

3.1 – ELETRICIDADE ESTÁTICA NO CORPO HUMANO

No caso do corpo humano, isso ocorre quando há um desequilíbrio entre elétrons e prótons. Nosso corpo é um condutor elétrico razoável, principalmente devido à presença de água e eletrólitos.

A acumulação de eletricidade estática no corpo humano geralmente acontece por três mecanismos principais:

• Fricção (Efeito Triboelétrico): Este é o método mais comum. Quando dois materiais diferentes (especialmente isolantes) entram em contato e se separam, os elétrons podem ser transferidos de um material para o outro. Por exemplo, ao caminhar sobre um tapete (lã, nylon) com sapatos de borracha, o atrito entre os materiais pode fazer com que elétrons sejam transferidos para o seu corpo, deixando-o com um excesso de elétrons (carga negativa) ou uma deficiência de elétrons (carga positiva).
• Condução:O contato direto entre um objeto carregado e um objeto neutro, onde as cargas podem se transferir.
• indução: Aproximar-se de um objeto já carregado estaticamente pode fazer com que as cargas elétricas dentro do seu corpo se redistribuam, criando uma separação de cargas. Por exemplo, se você se aproxima de uma tela de TV antiga (CRT) que está ligada, a tela pode induzir uma carga em você.

“Regra de ouro: sempre que houver contato e separação, ou movimento relativo de superfícies e fluidos, há potencial de geração de carga estática”.

3.1.1 – LEIS E CONCEITOS BÁSICOS (SEM MATEMÁTICA EXCESSIVA)

• Lei de Coulomb: a força elétrica entre cargas é proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância (F = k · q¹ q² / r²). Cargas iguais se repelem; opostas se atraem.
• Conservação de carga: a carga não é criada nem destruída, apenas transferida.
• Condutores x isolantes: condutores permitem movimento livre de elétrons (metais); isolantes prendem as cargas na superfície (plásticos, vidros, borrachas). Semicondutores e materiais dissipativos ficam no meio, úteis para controle de ESD.
• Polarização: mesmo um isolante pode ter suas cargas “deslocadas” microscopicamente, criando regiões com comportamento atrativo/repulsivo.
• Capacitância: superfícies e objetos armazenam carga em função de sua geometria e do meio ao redor. Mais capacitância, maior energia acumulável para um mesmo potencial.

3.2 – ELETRICIDADE ESTÁTICA NO CORPO HUMANO

É importante ressaltar que não falamos em “quantidade de eletricidade” em termos de amperes ou coulombs diretamente no corpo, mas sim em potencial elétrico (voltagem) que o corpo pode atingir e na energia que essa descarga pode liberar.

O corpo humano pode acumular um potencial elétrico que varia de centenas a dezenas de milhares de volts.

• 100 a 1.000 volts: É a faixa onde a maioria das pessoas começa a sentir um pequeno choque ao tocar em algo aterrado ou em outro objeto/pessoa. Esse nível de descarga geralmente não causa dor significativa, mas é perceptível.
• 000 a 5.000 volts: Choques nessa faixa são mais pronunciados e podem ser incômodos ou até dolorosos. Eles são comuns ao sair de um carro ou ao tocar em maçanetas de metal em ambientes secos.
• Acima de 10.000 a 25.000 volts (ou mais): Em condições muito secas e com materiais altamente geradores de carga (como certos tipos de carpetes ou roupas de poliéster), o corpo pode acumular potenciais extremamente altos. Descargas desse nível são bastante dolorosas e podem ser acompanhadas por uma pequena faísca visível no escuro e um estalo audível.

3.3 – FATORES QUE INFLUENCIA AO ACÚMULO DE CARGA

A eletricidade estática não “aparece do nada”. Ela é o resultado do balanço entre dois processos que coexistem em qualquer operação: geração de carga e dissipação de carga. Quando a taxa de geração supera a capacidade de dissipação ao longo do tempo de processo, a carga se acumula e, em atmosferas inflamáveis, isso pode evoluir para descargas perigosas. Entender o que acelera a geração e o que atrapalha a dissipação é o primeiro passo para controlar o risco.

3.3.1 – UMIDADE DO AR

Este é o fator mais crítico. Em ambientes com alta umidade (acima de 50-60% UR), a água no ar age como um condutor, permitindo que as cargas se dissipem gradualmente do corpo, evitando grandes acúmulos. Em ambientes secos (baixa umidade, comum no inverno ou em ambientes com ar-condicionado forte), a dissipação é muito mais lenta, levando a acúmulos maiores de carga.

3.3.2 – TIPO DE MATERIAS

• Calçados: Sapatos com solados de borracha ou outros materiais isolantes são excelentes para acumular carga. Solados de couro ou materiais condutores, por outro lado, ajudam a dissipar a carga para o chão.
• Roupas: Tecidos sintéticos como poliéster, nylon e acrílico são grandes geradores de estática quando esfregados contra a pele ou outras roupas. Algodão e lã tendem a gerar menos.
• Pisos e Superfícies: Carpetes, pisos de vinil e certos tipos de móveis podem ser superfícies que facilitam o acúmulo de carga.
• Atividade Física: Caminhar, arrastar os pés, levantar-se de cadeiras ou sofás – qualquer movimento que cause fricção entre você e outros materiais aumenta a probabilidade de acumular carga.

3.4 – ENTENDENDO A ENERGIA ELETROSTÁTICA

Para calcular a energia armazenada em um objeto carregado, como o corpo humano que atua como um capacitor em relação ao solo, utilizamos a seguinte fórmula da física:

E = ½ * C * V²

Onde:

• E = Energia eletrostática armazenada (em Joules, J)
• C = Capacitância do corpo humano (em Farads, F)
• V = Potencial elétrico ou voltagem acumulada no corpo (em Volts, V)

3.4.1 – CAPACITÂNCIA DO CORPO HUMANO (C)

Um capacitor é constituído por dois condutores isolados (as placas), que podem receber cargas +q e –q. A capacitância C é definida pela equação:

q = CV.

em que V é a diferença de potencial entre as placas.

• Quando um circuito formado por uma bateria, uma chave aberta e um capacitor descarregado é completado pelo fechamento da chave, os elétrons de condução mudam de posição, deixando as placas do capacitor com cargas opostas.

Dois condutores, isolados entre si e do ambiente, formam um capacitor. Quando um capacitor está carregado, as cargas dos condutores, ou placas, como são chamados, têm o mesmo valor absoluto q e sinais opostos.

A figura acima mostra um arranjo particular, conhecido como capacitor de placas paralelas, formado por duas placas paralelas condutoras de área A separadas por uma distância d. O símbolo usado para representar um capacitor se baseia na estrutura do capacitor de placas paralelas, mas é usado para representar capacitores de qualquer geometria. Vamos supor, por enquanto, que não existe um material isolante, como vidro ou plástico, na região entre as placas.

– Símbolo usado para representar um capacitor.

 

(a) Um capacitor de placas paralelas, feito de duas placas de área A separadas por uma distância d. As cargas da superfície interna das placas têm o mesmo valor absoluto q e sinais opostos. (b) Como mostram as linhas de campo, o campo elétrico produzido pelas

placas carregadas é uniforme na região central entre as placas. Nas bordas das placas, o campo não é uniforme.

Quando um capacitor está carregado, as placas contêm cargas de mesmo valor absoluto e sinais opostos, +q e −q. Entretanto, por convenção, dizemos que a carga de um capacitor é q, o valor absoluto da carga de uma das placas. (Note que q não é a carga total do capacitor, que é sempre zero.)

Como são feitas de material condutor, as placas são superfícies equipotenciais: todos os pontos da placa de um capacitor estão no mesmo potencial elétrico. Além disso, existe uma diferença de potencial entre as duas placas. Por razões históricas, essa diferença de potencial é representada pelo símbolo V e não por ΔV, como nos casos anteriores.

A carga q e a diferença de potencial V de um capacitor são proporcionais:

q = CV.

A constante de proporcionalidade C é chamada de capacitância do capacitor; o valor de C depende da geometria das placas, mas não depende da carga nem da diferença de potencial. A capacitância é uma medida da quantidade de carga que precisa ser acumulada nas placas para produzir certa diferença de potencial. Quanto maior a capacitância, maior a carga necessária.

A unidade de capacitância no SI é o coulomb por volt. Essa unidade ocorre com tanta frequência que recebeu um nome especial, o farad (F):

O farad é uma unidade muito grande. Submúltiplos do farad, como o microfarad (1 μF = 10⁻⁶ F) e o picofarad (1 pF = 10⁻¹² F), são unidades muito mais usadas na prática, por serem mais convenientes.

Capítulo: Fundamentos de Física Eletromagnetismo – Volume 3 (autor Jearl Warker)

O corpo humano, quando isolado do solo (por exemplo, usando sapatos com solado de borracha ou estando em uma superfície isolante), comporta-se como um capacitor em relação à terra. A capacitância de um ser humano varia um pouco, dependendo de fatores como sua massa corporal, postura e a distância até superfícies condutoras próximas.

Valores comuns de capacitância para o corpo humano geralmente estão na faixa de 100 picofarads (pF) a 400 picofarads (pF). Um picofarad é um trilhão de vezes menor que um Farad (1 pF = 1 x 10⁻¹² F). Para nossos cálculos, usaremos um valor médio e amplamente aceito em normas de ESD (Descarga Eletrostática) de 200 pF (ou 200 x 10⁻¹² F) para um modelo de corpo humano.

3.4.2 – VOLTAGEM ACUMULADA (V)

Como discutimos anteriormente, o corpo humano pode acumular uma ampla gama de potenciais elétricos. Vamos usar alguns dos valores típicos de voltagem que o corpo pode atingir para calcular a energia correspondente em millijoules (1 mJ = 0.001 J):

3.4.3 – CÁLCULOS DA ENERGIA ELETROSTÁTICA EM MILLIJOULES (MJ)

Agora, aplicando a fórmula E = ½ * C * V² para cada cenário, com C = 200 x 10⁻¹² F:

• V = 500 V (Mínimo perceptível)

E = ½ * (200 x 10⁻¹² F) * (500 V)²E = ½ * (200 x 10⁻¹² F) * 250.000 V²E = 100 x 10⁻¹² * 250.000 JE = 25.000.000 x 10⁻¹² JE = 0,000025 JE = 0,025 Mj

• V = 3.000 V (Choque comum/incômodo)

E = ½ * (200 x 10⁻¹² F) * (3.000 V)²E = ½ * (200 x 10⁻¹² F) * 9.000.000 V²E = 100 x 10⁻¹² * 9.000.000 JE = 900.000.000 x 10⁻¹² JE = 0,0009 JE = 0,9 mJ

• V = 10.000 V (Choque forte/doloroso)

E = ½ * (200 x 10⁻¹² F) * (10.000 V)²E = ½ * (200 x 10⁻¹² F) * 100.000.000 V²E = 100 x 10⁻¹² * 100.000.000 JE = 10.000.000.000 x 10⁻¹² JE = 0,01 JE = 10 mJ

• V = 25.000 V (Choque muito forte em ambientes secos)

E = ½ * (200 x 10⁻¹² F) * (25.000 V)²E = ½ * (200 x 10⁻¹² F) * 625.000.000 V²E = 100 x 10⁻¹² * 625.000.000 JE = 62.500.000.000 x 10⁻¹² JE = 0,0625 JE = 62,5 Mj

Esses valores de energia podem parecer pequenos, e de fato são, o que explica por que a eletricidade estática geralmente não é perigosa para a saúde humana. A energia necessária para causar danos sérios ao corpo humano (como queimaduras ou problemas cardíacos) é ordens de magnitude maior. Por exemplo, um desfibrilador cardíaco libera centenas de Joules (ou centenas de milhares de mJ).

Nos cenários, especialmente em “auditorias”, “análise de risco” e “programas de gerenciamento de risco”, essas pequenas quantidades de energia em millijoules são extremamente significativas.

• Danos a Eletrônicos: Componentes eletrônicos sensíveis podem ser danificados por descargas eletrostáticas com energias de apenas alguns milijoules ou até microjoules (µJ). Um chip de computador, por exemplo, pode ser permanentemente destruído por uma descarga que você nem mesmo sentiria (0,025 mJ). Isso é crucial em áreas classificadas e ambientes de produção.
• Ignição de Atmosferas Explosivas: Em “áreas classificadas” (onde há risco de atmosferas explosivas), mesmo uma energia de descarga na faixa de 0,1 mJ a 0,25 mJ pode ser suficiente para inflamar gases, vapores ou poeiras combustíveis. É por isso que o controle de ESD é vital para a segurança em muitas indústrias.

3.4.4 – ENERGIA ESTÁTICA VZ ENERGIA MÍNIMA DE IGNIÇÃO

Em operações com líquidos inflamáveis, vapores, gases e poeiras combustíveis, um dos pontos mais críticos, e, por vezes subestimados, é a comparação entre a energia eletrostática disponível nas descargas (ESD) e a Energia Mínima de Ignição (EMI) da atmosfera presente. Em termos simples: se a descarga eletrostática liberar energia igual ou superior à EMI do produto inflamável, há potencial real de ignição. Essa relação direta, expressa em milijoules (mJ), é o fio condutor para decisões técnicas, operacionais e de engenharia que se traduzem em segurança, continuidade operacional e conformidade.

Energia eletrostática é a energia acumulada por separação de cargas, fenômeno que ocorre com frequência em processos industriais: adensamento e escoamento de pós, bombeamento e pulverização de líquidos de baixa condutividade, deslocamento de correias, movimentação de contêineres, e até o simples caminhar de pessoas em determinados pisos. Quando essa energia acumulada descarrega via faísca (spark), pincel (brush), coroa (corona), descarga de propagação, ou “cone” de pós, o pulso resultante pode atingir atmosferas inflamáveis. A energia de uma descarga depende principalmente da capacitância e da tensão envolvidas (uma forma simplificada de estimar é E ≈ 0,5·C·V²), mas o risco real combina também o tipo de descarga, a geometria, o acoplamento e o cenário (gás/vapor/poeira).

A EMI, por sua vez, é a menor energia capaz de inflamar uma mistura inflamável sob condições específicas. Ela varia em ordens de grandeza: atmosferas muito sensíveis podem inflamar com frações de mJ (caso de alguns gases e vapores próximos da estequiometria), enquanto muitas poeiras combustíveis requerem dezenas a centenas de mJ. Condições de processo alteram a EMI: concentração (misturas próximas da estequiometria exigem menos energia), temperatura e pressão (aquecimento e pressurização tendem a reduzir a EMI), umidade (baixa umidade favorece a acumulação de carga e pode reduzir a EMI de alguns sistemas) e granulometria no caso de pós (partículas finas e secas costumam ser mais igníveis).

O eixo prático é estabelecer uma “margem de segurança” mensurável: reduzir a energia eletrostática disponível abaixo da EMI da atmosfera presente, ou elevar a resistência à ignição do cenário (por exemplo, inertizando para remover o comburente). Na prática, isso se traduz em medidas como equipotencialização e aterramento eficazes, seleção de materiais com condutividade adequada (especialmente para líquidos com condutividade muito baixa, frequentemente < 50 pS/m), controle de velocidades de escoamento e de spray, uso de aditivos antiestáticos, gestão de umidade, escolha correta de FIBC (sacos big bag tipo C ou D) para manuseio de pós, e desenho de processo que evite zonas de carregamento e superfícies isolantes extensas. Complementam-se as medidas com classificação de áreas, especificação Ex adequada e gestão operacional (POP, PT, treinamento).

Para além da energia absoluta, um programa robusto considera: o tipo de descarga provável no cenário, a taxa de geração de carga, a presença de fontes de ignição concorrentes, as condições operacionais que aproximam a mistura da faixa explosiva, e, sobretudo, os dados específicos do produto (EMI, Ponto de Fulgor, LIE/LSE, granulometria, umidade). Referenciais técnicos como ABNT NBR/IEC 60079-32-1 e NFPA 77 oferecem critérios para avaliação, limites práticos e controles recomendados.

A tabela a seguir apresenta resultados da eletricidade estática e a energia mínima de ignição dos grupos de substâncias para as atmosferas potencialmente explosivas.

GASES, VAPORES E NÉVOAS – GRUPO I

Diante do gráfico podemos concluirmos que para o GRUPO I:

• Mínimo Perceptível – 500V – 0,025 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (0,025mJ), será insuficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de (- 0,495), um percentual padrão de 4,81%, com uma variação relativa de segurança de 95,19% e/ou 0,048 vezes a menos.
• Choque Comum – 3000V – 0,9 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (0,9mJ), será suficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de + 0,38, um percentual padrão de 173,08%, com uma variação relativa de segurança de + 73,08% e/ou 0,17 vezes a mais.
• Choque Forte – 10.000V – 10,0 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (0,9mJ), será suficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de + 9,48, um percentual padrão de 1.923,08%, com uma variação relativa de segurança de +1.823,08% e/ou 19,23 vezes a mais.
• Choque Muito Forte (Ambiente Seco ≤ 40% Umidade) – 25.000V – 62,5 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (62,5mJ), será suficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de + 61,98, um percentual padrão de 12.019,23%, com uma variação relativa de segurança de + 11.919,23% e/ou 19,23 vezes a mais.

GASES, VAPORES E NÉVOAS – GRUPO IIA

Diante do gráfico podemos concluirmos que para o GRUPO IIA:

• Mínimo Perceptível – 500V – 0,025 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (0,025mJ), será insuficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de (- 0,175), um percentual padrão de 12,50%, com uma variação relativa de segurança de 87,50% e/ou 0,125 vezes a menos.
• Choque Comum – 3000V – 0,9 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (0,9mJ), será suficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de + 0,70, um percentual padrão de 450,00%, com uma variação relativa de segurança de + 350,00% e/ou 4,5 vezes a mais.
• Choque Forte – 10.000V – 10,0 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (0,9mJ), será suficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de + 9,80, um percentual padrão de 5.000,00%, com uma variação relativa de segurança de + 4.900,00% e/ou 49,00 vezes a mais.
• Choque Muito Forte (Ambiente Seco ≤ 40% Umidade) – 25.000V – 62,5 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (62,5mJ), será suficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de + 62,30, um percentual padrão de 31,250,00%, com uma variação relativa de segurança de + 31.150,00% e/ou 312,5 vezes a mais.

GASES, VAPORES E NÉVOAS – GRUPO IIB

Diante do gráfico podemos concluirmos que para o GRUPO IIB:

• Mínimo Perceptível – 500V – 0,025 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (0,025mJ), será insuficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de (- 0,175), um percentual padrão de 12,50%, com uma variação relativa de segurança de 87,50% e/ou 0,125 vezes a menos.
• Choque Comum – 3000V – 0,9 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (0,9mJ), será suficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de + 0,70, um percentual padrão de 450,00%, com uma variação relativa de segurança de + 350,00% e/ou 4,5 vezes a mais.
• Choque Forte – 10.000V – 10,0 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (0,9mJ), será suficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de + 9,80, um percentual padrão de 5.000,00%, com uma variação relativa de segurança de + 4.900,00% e/ou 49,00 vezes a mais.
• Choque Muito Forte (Ambiente Seco ≤ 40% Umidade) – 25.000V – 62,5 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (62,5mJ), será suficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de + 62,30, um percentual padrão de 31,250,00%, com uma variação relativa de segurança de + 31.150,00% e/ou 312,5 vezes a mais.

GASES, VAPORES E NÉVOAS – GRUPO IIC

Diante do gráfico podemos concluirmos que para o GRUPO IIC:

• Mínimo Perceptível – 500V – 0,025 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (0,025mJ), será insuficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de (- 0,115), um percentual padrão de 62,50%, com uma variação relativa de segurança de 37,50% e/ou 0,625 vezes a menos.
• Choque Comum – 3000V – 0,9 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (0,9mJ), será suficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de + 0,86, um percentual padrão de 2.250,00%, com uma variação relativa de segurança de + 2.150,00% e/ou 22,5 vezes a mais.
• Choque Forte – 10.000V – 10,0 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (0,9mJ), será suficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de + 9,96, um percentual padrão de 25.000,00%, com uma variação relativa de segurança de + 24.900,00% e/ou 249,00 vezes a mais.
• Choque Muito Forte (Ambiente Seco ≤ 40% Umidade) – 25.000V – 62,5 mJ: A energia estática do corpo humano dissipada (62,5mJ), será suficiente para atingir a energia mínima de ignição normativa (0,52mJ), com uma diferença absoluta de + 62,50, um percentual padrão de 156.250,00%, com uma variação relativa de segurança de + 156.150,00% e/ou 1.562,5 vezes a mais.

POEIRAS E FIBRAS

POEIRAS – GRUPO IIIA

Diferentemente dos gases (Grupo II, que têm valores definidos de EMI por substância), para poeiras e fibras combustíveis os valores são intervalos típicos obtidos experimentalmente, pois variam bastante em função da granulometria, umidade, concentração e composição química.

O grupo IIIA composto por fibras GERALMENTE, não formam nuvem de poeira combustível, mas sim, sendo como principal risco o princípio de incêndio, ou seja, a combustão das substâncias.

Como as fibras combustíveis (algodão, juta, sisal, linho etc.) não formam nuvem explosiva, não existe um valor de EMI (Energia Mínima de Ignição) definido.

O que temos é a temperatura mínima de ignição (TMI) ou a energia térmica necessária para iniciar a combustão superficial.

FONTES TÍPICAS DE IGNIÇÃO PARA FIBRAS 

• SUPERFÍCIES QUENTES: Motores, rolamentos superaquecidos, tubulações, lâmpadas → temperaturas entre 250 °C e 400 °C já podem inflamar fibras secas.

• CHAMAS E BRASAS: Fósforos, cigarros (~600 a 700 °C na ponta da brasa).

• FAÍSCAS MECÂNICAS: Atrito de ferramentas, impacto metálico.

• DESCARGAS ELETROSTÁTICAS: Em fibras soltas e secas, a energia pode ser suficiente para gerar brasa inicial (ordem de centenas de mJ a alguns J, não somente em mJ como poeiras).

Fibras naturais como algodão e sisal podem acumular eletricidade estática, principalmente em ambientes secos e com atrito/movimentação. Porém, não existe um “valor em mJ próprio do material”. A energia de uma descarga eletrostática não é uma constante da substância; ela depende do sistema (capacitância do corpo/objeto, tensão atingida, geometria, umidade do ar, aterramento, etc.). A mesma fibra pode resultar em energias muito diferentes conforme as condições. Ainda assim, dá para estimar faixas típicas de energia de descargas relacionadas ao manuseio dessas fibras e de pessoas/objetos que interagem com elas.

A energia E de uma descarga estática é dada, em primeira aproximação, por: E = 0,5 × C × V².

Onde:

• C é a capacitância do sistema (pessoa + roupa, pacote de fibras, rolo de material, etc.), não do material isolado.

• V é a tensão alcançada antes da descarga (resultado do atrito, separação de superfícies, velocidade do processo e umidade).

Materiais como algodão e sisal influenciam o quanto carregam/retêm carga (por resistividade e umidade), mas não determinam sozinhos os mJ da descarga.

DESCARGA DE CORPO HUMANO (MODELO PADRONIZADO DE ESD)

• Modelo clássico de ensaio (IEC 61000-4-2) usa 150 pF. Tomando isso como referência:
  • 2 kV → ~0,3 mJ
  • 4 kV → ~1,2 mJ
  • 6 kV → ~2,7 mJ
  • 8 kV → ~4,8 mJ
  • 15 kV → ~16,9 mJ

Em ambientes secos, pessoas vestindo tecidos naturais podem atingir alguns kV, mas o algodão tende a carregar menos e dissipar mais rápido do que sintéticos, especialmente com umidade ambiental adequada.

DESCARGAS DE SUPERFÍCIE ISOLANTE (ESCOVA/“BRUSH DISCHARGE”)

Superfícies isolantes grandes e secas (filmes plásticos, massas de fibras secas, revestimentos não dissipativos) podem gerar descargas de escova da ordem de poucos mJ (tipicamente até a casa de 5–10 mJ em cenários desfavoráveis).

Em fibras naturais, a alta absorção de umidade geralmente reduz muito esse risco quando a umidade relativa está controlada.

DESCARGAS ASSOCIADAS A PÓS E ACUMULADORES VOLUMOSOS (EX.: “CONE DISCHARGES” EM PÓ FINO MUITO ISOLANTE)

As descargas associadas a pó e acumuladores volumosos, podem chegar a dezenas de mJ (e, em cenários raros e muito críticos, ainda mais). São mais típicas de pós plásticos/isolantes secos do que de fibras naturais úmidas, mas atenção a condições de baixa umidade, altas velocidades e isolamentos não intencionais.

RESUMINDO:

Para algodão e sisal, em condições normais de umidade (≥ 50–60%), as energias de descargas tendem a ser baixas. Em condições secas e com isolamento, as energias podem subir para a mesma ordem de grandeza das descargas humanas padronizadas (mJ), suficientes para inflamar muitos vapores inflamáveis.

PROPRIEDADES DAS FIBRAS E FATORES QUE MAIS INFLUENCIAM A SEGURANÇA

HIGROSCOPICIDADE:

• Algodão e sisal absorvem umidade do ar. Isso reduz a resistividade e acelera a dissipação de carga.

Com umidade relativa adequada (em torno de 50–60% ou mais), ambos tendem a se comportar como materiais dissipativos, diminuindo acúmulo de estática.

RESISTIVIDADE:

• Em baixa umidade (20–30% UR): superfície e volume podem atingir faixas de material isolante (p. ex., superfície > 10¹¹–10¹³ Ω.m).
• Em umidade moderada/alta (≥ 50–60% UR): caem para faixas dissipativas (p. ex., 10⁶–10⁹ Ω.m).

Nota: Esses números variam com a construção do tecido, acabamento, contaminação, temperatura e UR.

SÉRIE TRIBOELÉTRICA:

• Algodão normalmente carrega positivamente ao contato/atrito com muitos polímeros (PVC, PTFE, PE).
• Sisal, como fibra lignocelulósica, tem comportamento semelhante ao de outras fibras vegetais; também tende a carregar positivamente quando friccionado com polímeros comuns.

REGRA PRÁTICA: contato com plásticos isolantes secos aumenta a chance de carga estática.

GEOMETRIA E ESCALA:

• Fardos, rolos ou mantas grandes têm maior capacitância efetiva e podem acumular mais carga total do que amostras pequenas.
• Velocidade de processamento, separação rápida de camadas e aspiração pneumática intensificam a geração de carga.

CONCLUSÃO:

Não há um valor único e intrínseco para esse grupo de substância, pois existem outras varáveis que irão influenciar na combustibilidade.

Em termos práticos, nas situações industriais típicas:

• Uma pessoa manuseando algodão/sisal em baixa umidade pode descarregar entre ~0,3 mJ e ~5 mJ (ou até ~17 mJ em cenários extremos de tensão muito alta), com base no modelo padronizado de ESD.
• Descargas de superfície tipo “escova” a partir de massa de fibras secas podem ocorrer na ordem de poucos mJ se a superfície atuar como isolante extenso.

• Em umidade controlada (≥ 50–60%), algodão e sisal tendem a dissipar carga rapidamente, tornando improváveis descargas perigosas, embora, na presença de vapores muito sensíveis (MIE < 1 mJ), a abordagem preventiva ainda se justifique.

Portanto, uma descarga eletrostática humana de poucos mJ é suficiente para inflamar a maioria dos vapores inflamáveis. Em nuvens de pó, o risco depende do MIE do pó específico; muitas vezes, descargas humanas típicas não alcançam o MIE de certos pós, mas há exceções (pós muito sensíveis e condições muito secas), por isso, controle de umidade, aterramento e seleção de materiais dissipativos são críticos ao manipular fibras perto de atmosferas inflamáveis.

POEIRAS – GRUPO IIIB

O Grupo IIIB abrange poeiras combustíveis não condutivas, conforme a IEC 60079-10-2 (no Brasil, ABNT NBR IEC 60079-10-2). Em termos práticos, são poeiras com resistividade volumétrica suficientemente alta para se comportarem como isolantes elétricos, favorecendo o acúmulo de cargas eletrostáticas quando manuseadas, transportadas ou peneiradas.

CONCLUSÃO:

• Açúcares (20–60 mJ): choques perceptível/comum/forte (0,025–10 mJ) ficam abaixo da EMI; a descarga muito forte (62,5 mJ) pode atingir ou superar o topo da faixa → possível ignição em condições desfavoráveis (pó fino, suspensão densa, atmosfera seca).
• Amidos e farináceos (20–80 mJ): situação semelhante; a descarga muito forte cruza parte da faixa (até 62,5 mJ), mas não o teto (80 mJ) → risco possível, porém reduzido a frações mais sensíveis.
• Leite em pó/proteínas (20–100 mJ): a descarga muito forte alcança somente a parte inferior/média da faixa → risco mais restrito a cenários com EMI mais baixa.
• Madeira/serragem fina (50–>500 mJ): apenas a porção mais sensível (≈ 50–60 mJ) ficaria vulnerável à descarga muito forte; para a maioria dos casos, ESD humana é insuficiente → risco geralmente baixo a moderado, dependendo da finura e umidade.
• Polímeros/plásticos moídos (100–>1000 mJ): ESD humana tipicamente insuficiente → risco baixo por ESD de corpo; atenção a outras fontes eletrostáticas (p. ex., escovas/brush, cones, FIBC inadequado), que podem atingir > 1000 mJ.

Portanto;

No  Grupo IIIB, a descarga eletrostática humana comum raramente atinge EMI das poeiras. Contudo, descargas “muito fortes” (≈ 62,5 mJ) podem, em condições desfavoráveis, deflagrar materiais do espectro mais sensível (açúcares; parte dos amidos e proteínas; algumas poeiras de madeira muito finas e secas).

POEIRAS – GRUPO IIIC

As poeiras do Grupo IIIC representam a categoria de maior criticidade nas áreas classificadas por poeira combustível. Diferentemente do Grupo IIIB (poeiras não condutivas), as poeiras IIIC apresentam condutividade elétrica significativa, capaz de provocar curtos-circuitos, “tracking” em superfícies isolantes, pontes condutivas dentro de equipamentos e, sobretudo, modificar rotas de corrente de falha e descargas eletrostáticas. Isso eleva o risco de ignição e impõe requisitos mais rigorosos de projeto, seleção de equipamentos, instalação e manutenção.

Poeiras com condutividade elétrica relevante (tipicamente resistividade volumétrica ≤ 10^-3 Ω·m, conforme referência aplicada em IEC 60079-10-2).

As substância do grupo IIIC, podem formar camadas, depósitos, nuvens e “galhos” condutivos que:

• Reduzem a isolação entre partes energizadas.
• Geram caminhos para correntes de fuga e curtos.
• Alteram o comportamento de descargas eletrostáticas, inclusive favorecendo descargas incendiastes por contato.

Exigem, por norma, medidas de proteção reforçadas (por exemplo, maior grau de proteção contra ingresso de poeira — IP6X — em diversas situações e níveis de proteção “Ex t” específicos para IIIC).

Nota: a condutividade efetiva e a perigosidade variam com a composição, o tamanho das partículas, a distribuição granulométrica, a umidade e a compactação do depósito. Ensaios laboratoriais são decisivos para confirmar parâmetros.

CONCLUSÃO:

MÍNIMO PERCEPTÍVEL (0,025 MJ) VS. PÓS IIIC:

• 0,025 mJ é muito abaixo da faixa típica de ignição para pós metálicos. Em condições normais, não deve ser suficiente para acender uma nuvem de pó IIIC.

CHOQUE “COMUM” (0,9 MJ) VS. PÓS IIIC:

• 0,9 mJ ainda tende a estar abaixo do limiar de ignição da maioria dos pós metálicos, mas pode tangenciar o limite inferior de pós extremamente sensíveis (aqueles “poucos mJ”, p. ex., em torno de 1–3 mJ), especialmente se houver:
  • mistura ar-pó otimizada (próxima da concentração mais facilmente inflamável),
  • partículas finas e bem dispersas,
  • boa geometria/acoplamento da descarga,
  • baixa umidade do ar e do pó.

CHOQUE “FORTE” (10 MJ) VS. PÓS IIIC:

• 10 mJ coincide com o limiar inferior da faixa “típica” mencionada. Isso significa que um choque humano forte já entra em zona de risco real de ignição para muitos pós metálicos do Grupo IIIC.

CHOQUE “MUITO FORTE” (62,5 MJ) VS. PÓS IIIC:

• 62,5 mJ excede a extremidade superior típica (50 mJ). Em outras palavras: descargas muito fortes do corpo humano, em ambiente seco, tendem a superar a EMI da maioria dos pós metálicos condutivos — risco de ignição elevado.

Portanto;

Descargas eletrostáticas humanas em ambiente seco (≤ 40% UR) variando de “forte” a “muito forte” alcançam ou superam a EMI típica de pós metálicos do Grupo IIIC. Portanto:

• Choques fortes (≈10 mJ) já são potencialmente suficientes para ignição de muitos pós metálicos.
• Choques muito fortes (≈62,5 mJ) superam a faixa típica alta (≈50 mJ), representando risco ainda mais significativo.

Choques mínimos e comuns (0,025–0,9 mJ) normalmente não atingem a EMI da maioria dos pós metálicos, mas não devem ser completamente descartados para pós excepcionalmente sensíveis, principalmente se as condições de poeira e ambiente forem altamente favoráveis à ignição.

Em síntese: em áreas com pós IIIC, o controle de eletricidade estática é uma barreira crítica de segurança, sobretudo em condições secas.

Nota importante: a EMI é medida sob condições padronizadas e a transferência de energia de uma descarga humana para a nuvem de pó depende de diversos fatores (tipo de descarga, distância/folga, geometria, umidade, concentração de pó, tamanho/oxidabilidade das partículas, turbulência, etc.). Entretanto, por serem condutivos, os pós do Grupo IIIC tendem a acoplar melhor a energia da descarga, o que aumenta a relevância de ESD como fonte de ignição.

4 – ELETRICIDADE ESTÁTICA NOS LÍQUIDOS INFLAMÁVEIS

A eletricidade estática está entre as fontes de ignição mais subestimadas em operações com líquidos inflamáveis. Durante a transferência (bombas, mangueiras, filtros, respingos), correntes triboelétricas e de arraste (streaming current) carregam o fluido e as superfícies. Se a energia acumulada alcançar a energia mínima de ignição (MIE) da atmosfera, uma faísca pode deflagrar uma explosão. O controle eficaz combina engenharia (aterramento/bonding, projeto de bicos e velocidades), processo (tempos de relaxação, aditivos), materiais (mangueiras condutivas) e procedimentos (PPE antiestático, intertravamentos, inspeção).

 

 

4.1 – ELETRICIDADE ESTÁTICA NO ESCOAMENTODE INFLMÁVEIS

A eletricidade estática é uma das fontes de ignição mais traiçoeiras em ambientes com substâncias inflamáveis. No contexto do escoamento de líquidos em tubulações, ela se torna um risco ainda mais crítico devido à constante movimentação e atrito de materiais. Compreender seus mecanismos e formas de controle é fundamental para prevenir acidentes catastróficos.

A eletricidade estática é o acúmulo de carga elétrica em um objeto devido ao contato, separação ou fricção entre dois materiais. Em termos mais simples, é um desequilíbrio de elétrons. No contexto de líquidos, esse fenômeno é conhecido como eletricidade de fluxo ou geração de carga por fluxo.

4.1.1 – COMO A ELETRICIDADE ESTÁTICA SE APRESENTA NO ESCOAMENTO DOS INFLAMÁVEIS

Quando um líquido flui através de uma tubulação, especialmente em altas velocidades, o atrito entre as moléculas do líquido e a superfície interna da tubulação (ou entre diferentes camadas do próprio líquido) pode causar a transferência de elétrons. Se os materiais envolvidos não forem bons condutores (o que é comum com muitos hidrocarbonetos, que são isolantes ou semicondutores), essas cargas não conseguem se dissipar rapidamente e se acumulam, criando um potencial elétrico.

A eletricidade estática está entre as fontes de ignição mais subestimadas em operações com líquidos inflamáveis. Durante a transferência (bombas, mangueiras, filtros, respingos), correntes triboelétricas e de arraste (streaming current) carregam o fluido e as superfícies. Se a energia acumulada alcançar a energia mínima de ignição (MIE) da atmosfera, uma faísca pode deflagrar uma explosão. O controle eficaz combina engenharia (aterramento/bonding, projeto de bicos e velocidades), processo (tempos de relaxação, aditivos), materiais (mangueiras condutivas) e procedimentos (PPE antiestático, intertravamentos, inspeção).

“Regra prática: muitos vapores inflamáveis têm MIE entre 0,2 e 1 mJ. Descargas estáticas humanas podem chegar a dezenas de mJ — portanto, controle é indispensável”.

4.1.1.1 –  POR QUE A ELETRICIDADE ESTÁTICA É CRÍTICA NA TRANSFERÊNCIA?

GERAÇÕES DE CARGA INTENSIFICAM-SE COM:

• • Baixa condutividade do líquido (ex.: hidrocarbonetos puros, solventes secos).
  • Altas velocidades de fluxo, turbulência e jatos (splash filling).
  • Passagem por filtros/elementos coalescentes.
  • Mangueiras e acessórios isolantes.

CONSEQUÊNCIAS

• • Ignição de atmosferas inflamáveis em bocais, respiros e áreas classificadas.
  • Danos a instrumentos sensíveis (ESD).
  • Interrupções operacionais e perdas reputacionais.

4.1.1.2 – COMO A CARGA É GERADA DURANTE A TRANSFERÊNCIA

 

• Triboeletricidade: atrito líquido–tubo/mangueira e líquido–ar.
• Corrente de arraste (streaming current): separação de cargas na interface líquido/superfície conduz à acumulação de potencial ao longo do escoamento.
• Atomização e respingos: aumentam área de interface e geração de cargas.
• Filtração: passagens estreitas elevam cisalhamento e carregamento.

Fatores de influência:

• Condutividade do líquido (pS/m): quanto menor, maior o acúmulo de carga e maior o tempo de relaxação.
• Geometria: quedas livres, bocais elevados, arestas vivas.
• Ambiente: umidade baixa favorece descarga por faísca; ventilação afeta nuvens de vapor.

4.1.1.3 –  PARÂMETROS CRÍTICOS DE ENGENHARIA E PROCESSO

CONDUTIVIDADE DO LÍQUIDO:

• • Baixa condutividade (<50 pS/m): risco elevado; aditivos antiestáticos e cautela redobrada.
  • Condutiva (>50–100 pS/m): risco reduzido, mas não nulo.

 

VELOCIDADE DE FLUXO (VALORES CONSERVADORES USUAIS; CONFIRME NAS NORMAS APLICÁVEIS AO SEU PROCESSO):

• • Início de enchimento: ≤ 1 m/s até submergir o bico/linha de enchimento (evitar respingos).
  • Após submersão estável: 1–3 m/s para líquidos de baixa condutividade; em sistemas qualificados, valores maiores podem ser aceitos mediante análise técnica.

 

 

TEMPOS DE RELAXAÇÃO DE CARGA:

• • Após mistura, filtração ou agitação: aguardar 30s a alguns minutos antes de amostragem ou abertura do tanque (conforme procedimento e condutividade).

 

 

ENERGIA MÍNIMA DE IGNIÇÃO (MIE):

• • Muitos vapores orgânicos: ~0,2–1 mJ.
  • Hidrogênio e acetileno: MIE muito baixa (ordem de 0,02 mJ). Controle ainda mais rigoroso.

 

 

 

4.1.1.4 – CENÁRIOS DE ALTO RISCO NA PRÁTICA

• Carregamento de caminhões/ferrovia por topo com jato livre.
• Transferência para tambores/IBCs sem aterramento/bonding.
• Linhas com filtros finos ou coalescentes sem tempo de relaxação a jusante.
• Drenagens e purgas para recipientes isolantes.
• Operações de amostragem e medição (aberturas na zona de vapores).
• Mistura por jato (“jet mixing”) em solventes secos.

 

4.1.2 – ESTRATÉGIAS DE CONTROLE

ATERRAMENTO E EQUIPOTENCIALIZAÇÃO

• Conectar TODOS os condutores envolvidos: tanque de origem, tubulação, mangueira condutiva, bico, recipiente de destino, chassi de caminhão/IBC e estruturas metálicas próximas.
• Usar grampos com pontas que penetrem pintura/óxido; preferir cabos com malha de aço e certificação para áreas classificadas.
• Monitores de aterramento com intertravamento: só liberam a bomba após confirmação de continuidade; param a operação se a conexão for perdida.
• Valores práticos adotados na indústria: resistência de bonding/aterramento frequentemente controlada para ≤10 Ω entre partes (consulte a norma/procedimento da planta).

PROJETO DO SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA

• Enchimento por fundo (bottom loading) ou uso de tubo de enchimento imerso até próximo ao fundo do tanque.
• Evitar “splash filling”: nada de quedas livres; manter a ponta submersa antes de aumentar vazão.
• Preferir tubulações e acessórios metálicos aterrados; quando mangueiras forem necessárias, usar tipo condutivo (fio antiestático contínuo).
• Minimizar quedas de pressão excessivas e arestas: conexões suaves reduzem cisalhamento.
• Em respiros, evitar presença de fontes de ignição; considerar selos/retentores adequados.

CONTROLE OPERACIONAL

• Partida suave: iniciar com baixa vazão; elevar gradualmente após submersão estável.
• Definir velocidades-limite por produto (com base em condutividade e experiência operacional).
• Após filtração/mistura, aguardar tempo de relaxação antes de medir/abrir.
• Proibir recipientes isolantes (baldes plásticos) em áreas classificadas.
• Sequência padrão para caminhões/IBCs:
  1. Estacionar e travar.
  2. Conectar aterramento monitorado ao chassi.
  3. Realizar bonding entre bico e boca de carga.
  4. Confirmar intertravamentos OK.
  5. Iniciar fluxo em baixa vazão, submergir ponta.
  6. Aumentar até a vazão-alvo.
  7. Encerrar, aguardar relaxação (quando aplicável), desconectar na ordem inversa.

MATERIAIS E COMPONENTES

• Mangueiras condutivas ou dissipativas, com resistência total do conjunto tipicamente ≤ 10^-6 Ω.m; testar continuidade periodicamente.
• Pistolas/bicos com continuidade elétrica integrada.
• Filtros/coalescedores: posicionar de forma a permitir seção a jusante para relaxação de carga (volume e tempo).

AMBIENTE E ATMOSFERA

• Controle de umidade: manter UR >40% quando viável reduz incidência de ESD humana.
• Ventilação/extração local para abaixo do limite inferior de explosividade (LIE).
• Inertização com nitrogênio: manter O2 abaixo da concentração limite de oxigênio (LOC) conforme estudo; intertravamentos de O2 favorecem segurança.

PESSOAS, PPE E PROCEDIMENTOS

• Vestimentas antiestáticas, calçados dissipativos (resistência de sistema pessoa–piso usualmente 10^-5 a 10^-8 Ω.m).
• Proibir luvas e clipboards plásticos isolantes nas zonas de risco; usar versões dissipativas.
• Treinamentos práticos: demonstração de checagem de aterramento, posicionamento de bico, ajuste de vazão e tempos de espera.

INSTRUMENTAÇÃO E INTERTRAVAMENTOS

• Monitores de aterramento com indicação verde/vermelha e sinal a DCS.
• Chaves de pressão/vazão para garantir partida suave.
• Detectores de gás para alarme e intertravamento em LEL.
• Clicker-torque ou sensores nas garras (confirmam pressão de contato).

MANUTENÇÃO E VERIFICAÇÃO PERIÓDICA

• Inspeção de grampos/cabos (integridade mecânica e elétrica).
• Teste de continuidade de mangueiras e bicos (periodicidade definida por criticidade).
• Calibração dos monitores de aterramento.
• Revisões de procedimentos com base em auditorias.

REGRAS PRÁTICAS E MINI‑CÁLCULOS ÚTEIS

• Energia de uma descarga capacitiva: E ≈ 0,5 × C × V².
  • Mesmo pequenas capacitâncias a altas tensões geram milijoules suficientes para ignição de muitos vapores.
• Tempo de relaxação em líquidos: τ ≈ ε/κ (permissividade/condutividade).
  • Líquidos de baixa condutividade têm τ maior; por isso o “esperar relaxar” é importante após filtração/mistura.
• Limites conservadores usuais de velocidade:
  • Antes da submersão: ≤1 m/s.
  • Após submersão: 1–3 m/s para líquidos de baixa condutividade, salvo justificativa técnica/documentada.
• Use estudos específicos da planta para ajustar limites; sempre confronte com normas e dados de condutividade reais dos produtos.

CHECKLISTS OPERACIONAIS

Antes da transferência

• Identificar produto, ponto de fulgor, LIE e condutividade.
• Classificação de área confirmada e equipamentos adequados (Ex).
• Aterramento do sistema e bonding entre todos os elementos.
• Verificar integridade e continuidade de mangueiras e bicos.
• Confirmar configuração de enchimento por fundo ou ponta submersa.
• Intertravamentos e monitores OK; detectores de gás operacionais.

Durante

• Iniciar com baixa vazão; confirmar submersão do bico.
• Elevar gradualmente até a vazão permitida.
• Evitar quedas livres, respingos e jato direcionado à superfície.
• Monitorar LEL/ventilação e alarmes.
• Manter pessoas e objetos isolantes fora da zona de abertura.

Após

• Aguardar tempo de relaxação quando aplicável (pós-filtração/mistura).
• Encerrar fluxo, fechar válvulas, depressurizar conforme procedimento.
• Desconectar bonding/aterramento na ordem correta.
• Registrar parâmetros (vazão, tempos, alarmes) e anomalias.

INDICADORES E METAS MENSURÁVEIS (KPI)

• 0 falhas de aterramento por 10.000 operações (com monitor e intertravamento).
• ≥ 98% de conformidade em auditorias de checklist estático.
• Redução ≥50% em “near misses” relacionados a ESD em 6 meses.
• 100% dos operadores treinados e requalificados anual/semestralmente.
• Tempo médio de relaxação respeitado em 100% dos lotes com filtração.

Controlar eletricidade estática na transferência de inflamáveis exige camadas: engenharia sólida, operação disciplinada, materiais adequados e verificação contínua. Com aterramento/bonding confiáveis, enchimento sem respingos, limites de vazão bem definidos, tempos de relaxação, inertização quando necessária e pessoal treinado, o risco de ignição cai drasticamente.

6 – EXEMPLO DE CASO – ENERGIA ESTÁTICA VZ ENERGIA MÍNIMA DE IGNIÇÃO EM GASSE, VAPORES E NÉVOAS

 

6.1 – TRANSBORDO DE ETANOL PARA IBC

Tendo como premissa a operação de transbordo de etanol de reator de 10m³ para um IBCs de 1m³, utilizando uma mangueira em um processo industrial.

Dados da Substância:

• Substância: Etanol C₂H₆O e/ou C₂H₅OH;
• Massa Molar do Etanol: 46,07g/mol;
• Massa Molar do ar atmosférico: 28,97g/mol;
• Temperatura do Etanol: 25°C;
• Temperatura ambiente: 30°C;
• Pressão Atmosférica: 1atm;
• Velocidade do ar 1m/s;
• Ambiente interno.

Dados do Equipamento:

• Reator 10m³
• Mangueira 1,5” x 5,0m comprimento;
• IBC: 1,0m³

PERGUNTAS A SEREM RESPONDIDAS:

1 – Qual a velocidade de escoamento do etanol para o IBC?

R = Velocidade no tubo: v ≈ 2,92 m/s

2 – Qual o tempo para encher 1 IBC de 1m³?

R = Tempo para 1,0 m³: t ≈ 5,0 min

3 – Vazão Mássica em kg/s

R = Vazão mássica: ṁ ≈ 2,61 kg/s

4 – Vazão Volumétrica L/s?

R = Vazão volumétrica: Q ≈ 3,31 L/s

6.2 – DENSIDADE ABSOLUTA E RELATIVA DO ETANOL

1 – Qual a densidade relativa absoluta da substância em relação ao ambiente?

Fórmula:

Onde:

• d = densidade (g/L),
• P = pressão (atm ou mmHg),
• R = Constante 0,082 (se a pressão for expressa em atm), 62,3 (se a pressão por expressa em mmHg) ou 8,31 (se a pressão for expressa em kPa).
• T = Temperatura dada emKelvin (k = 273 + ºC).

Resposta: O memorial de cálculo mostra através do gráfico que a uma temperatura de 30°C, o etanol terá densidade absoluta MAIOR que a do AR ATMOSFÉRICO, portanto, em uma evaporação nessa temperatura sua curva será descendente.

Ainda, os resultados mostram que em uma curva de temperatura de 0°C a 150°C a sua densidade ainda se manterá MAIOR que a do AR ATMOSFÉRICO.

6.3 – TAXA DE EVAPORAÇÃO DO ETANOL

Sabendo que a vazão mássica é de 2,61 kg/s a 30°C de temperatura, agora precisamos saber qual o a taxa de evaporação dentro do IBC. No momento em que o IBC estiver enchendo a taxa de evaporação será de:

Taxa de Evaporação – We – (kg/h) = 0,022kg/h e/ou 2,2×10^-02 kg/h

Taxa de Evaporação – We – (kg/s) = 0,0000062kg/s e/ou 6,2×10^-06 kg/s

Fórmula

Taxa de Evaporação – Qg – (m³/s) = 0,000000032 m³/s  e/ou  3,2×10^-08 m³/s

Fórmula

Resposta:

Com uma vazão mássica de 2,61 kg/s a 30°C, cerca de 0,00023% do líquido evapora naturalmente.

6.4 – VOLUME NO ESPAÇO DO ETANOL

Sabendo que a vazão mássica é de 2,61 kg/s a 30°C de temperatura e que a taxa de evaporação é de 0,0000062kg/s e/ou 6,2×10^-06 kg/s, precisamos saber qual será o volume ocupado desses vapores dentro do IBC?

Fórmula:

Onde:

• P = Pressão (atm, mmHg e/ou kPa);
• V = Volume;
• n = nº de mol;
• R = Constante universal dos gases perfeitos. Seu valor depende das unidades utilizadas para medir a variáveis de estados, sendo mais comumente usados, 082 (atm), 62,3 (mmHg) e 8,31(kPa).
• T = Temperatura em ºK (Kelvin).

Resposta:

A quantidade de 0,0000062 kg/s e/ou 6,2×10^-06 kg/s evaporado, irá ocupar um volume de 11,86 L/s, ou seja, 1,19% naturalmente do volume do IBC.

6.5 – LIMITE DE INFLAMABILIDADE DO ETANOL

Sabendo que a vazão mássica é de 2,61 kg/s a 30°C de temperatura e que a taxa de evaporação é de 0,0000062kg/s e/ou 6,2×10^-06 kg/s, precisamos saber qual será o limite de inflamabilidade dos vapores da substância dentro do IBC?

Para isso será aplicado a fórmula de Lei de Le Chatelier

Resposta:

Dentro do IBC para a vazão mássica é de 2,61 kg/s a 30°C, atingira:

• Limite Inferior de Inflamabilidade – LII: 0,00118g e/ou 3,27×10^-07 g/s;
• Limite Ideal de Inflamabilidade – LII: de 9,43g e/ou 3,27×10^-07 g/s a 9,43g e/ou 2,62×10^-03 g/s;
• Limite Superior de Inflamabilidade – LSI: > 9,43g e/ou 3,27×10^-07 g/s a 9,43g e/ou 2,62×10^-03 g/s;

Portanto nos primeiros segundo de taxa de evaporação, já atingiríamos a Limite Ideal de Inflamabilidade dentro do IBC.

6.6 – CONCLUSÃO DO ETANOL

Com base na densidade relativa do vapor (maior que a do ar, com tendência à acumulação local), na taxa de evaporação informada (capaz de levar o headspace ao LFL em segundos a poucos minutos, dependendo do volume remanescente) e nos limites de inflamabilidade do etanol (3,3–19% v/v a 30°C), tem-se que, durante o enchimento do IBC, ocorre com alta probabilidade a formação de atmosfera inflamável no entorno do bocal/respiradouro.

Dada a energia mínima de ignição do etanol (~0,28 mJ) e os níveis típicos de descarga eletrostática humana (≥ 0,9 mJ em “choque comum” de ~3 kV, frequentemente excedidos em ambientes secos), a fonte de ignição mais provável, na prática operacional e na ausência de controles específicos, é a descarga eletrostática do colaborador mais próximo ao ponto de enchimento. Assim, o cenário dominante de ignição é o contato/aproximação entre pessoa, ferramentas/EPIs e partes condutivas do bocal/mangote/IBC no momento em que a mistura local se encontra entre o LFL e o UFL.

Outro fator importante é:

A 30°C, o headspace do IBC contendo etanol é propenso a entrar e permanecer na faixa inflamável, pois a concentração de saturação por pressão de vapor (~7–8% v/v) cai dentro do intervalo de inflamabilidade (3,3–19% v/v). Durante o enchimento, respingos, spray e turbulência aceleram esse processo localmente.

A velocidade de escoamento de 2,92 m/s, quando associada a enchimento por cima sem submersão do bocal, eleva o risco de spray/respingo, aumenta a geração de vapor local e favorece carregamento eletrostático em superfícies isolantes (como a garrafa de PEAD do IBC).

Na ausência de ligação equipotencial e aterramento eficazes (linha, bico, gaiola, estruturas) e sem controle antiestático do pessoal (calçado condutivo + piso dissipativo + pulseiras/luvas adequadas quando aplicável), a diferença de potencial humano pode alcançar valores suficientes para descargas com energia muito acima da MIE do etanol/AR.

Portanto, a probabilidade dominante de ignição, nesse cenário sem controles robustos de ESD e com enchimento sem tempo/condição de neutralização adequada, recai sobre a descarga eletrostática do colaborador mais próximo ao ponto de enchimento do IBC.

A falta de aterramento e a própria velocidade de enchimento (2,92 m/s) sem submersão/repouso adequado podem, sim, ignitar os vapores no IBC. A fonte mais provável é a descarga eletrostática do colaborador mais próximo, com mínima carga corporal, por exceder a MIE do etanol.

7 – EXEMPLO DE CASO – ENERGIA ESTÁTICA VZ ENERGIA MÍNIMA DE IGNIÇÃO EM POEIRAS

CRUZANDO ESD HUMANA × MIE

Poeiras orgânicas do Grupo IIIB (farinha de trigo, açúcar, leite/proteínas, soja, milho, madeira, polímeros moídos):

• • Faísca humana de 10.000 V (~10 mJ): está na borda inferior para várias orgânicas. Pode falhar em muitas situações, mas pode acender as mais sensíveis quando muito secas, muito finas e bem dispersas.
  • Faísca humana de 25.000 V (~62,5 mJ): atinge ou supera a MIE típica de boa parte dessas poeiras. Em condições favoráveis (granulometria fina, umidade baixa, nuvem dentro da faixa de explosividade) a ignição é plausível.
  • Conclusão prática: em ambientes secos, com partículas finas e poeira dispersa em concentração explosiva, um colaborador carregado pode sim iniciar a ignição de várias poeiras orgânicas comuns.
• Poeiras condutivas do Grupo IIIC (alumínio, magnésio, titânio, zinco, carvão condutivo, grafite):
  • Até “choque forte” de 10.000 V (~10 mJ) já é suficiente para alumínio, titânio e zinco; para magnésio, até 3.000 V (~0,9 mJ) pode se aproximar do limiar (muitas vezes ainda abaixo, mas qualquer faísca mais “eficiente” ou condições ideais podem acender).
  • Em 25.000 V (~62,5 mJ), a ignição de muitos metais em pó é altamente provável, desde que a nuvem esteja nos parâmetros de explosividade.
  • Conclusão prática: risco significativamente maior; faíscas humanas “comuns” já se aproximam ou superam a MIE de vários pós metálicos.

Síntese executiva: Se a nuvem de poeira estiver dentro da faixa explosiva e a partícula for suficientemente fina e seca, uma descarga eletrostática de um colaborador pode funcionar como fonte de ignição — especialmente com IIIC (metálicos) e, em condições secas e com partículas finas, também com IIIB (orgânicos). A situação “25 kV em ambiente seco” é um gatilho perigoso para muitos cenários.

 

 

 

6 – CONCLUSÃO FINAL

A essência da eletricidade estática reside no “desequilíbrio de cargas elétricas” (Seção 1), um fenômeno de “carga elétrica em repouso” (Seção 3), que difere fundamentalmente da corrente elétrica. Ela não é criada, mas sim transferida, e seu acúmulo em superfícies e objetos isolados, como o corpo humano, pode gerar potenciais elétricos (voltagens) que variam de centenas a dezenas de milhares de volts (Seção 3.2). A energia liberada por uma descarga eletrostática (ESD) pode ser quantificada pela fórmula E = ½ * C * V², onde ‘C’ é a capacitância (para o corpo humano, tipicamente 200 pF) e ‘V’ é a voltagem acumulada (Seção 3.4).

A grande revelação do documento, e o ponto focal para a atuação da AMG, é a comparação entre esta energia de descarga e a Energia Mínima de Ignição (EMI) das atmosferas potencialmente explosivas. O documento demonstra graficamente que:

• GASES E VAPORES (GRUPOS I, IIA, IIB, IIC):

• • Para o Grupo I (Gás Grisu), com EMI normativa de 0,52 mJ, um “Choque Comum” do corpo humano (3.000V, 0,9 mJ) já é 73,08% superior e 1,7 vezes a mais potente, enquanto um “Choque Forte” (10.000V, 10 mJ) é assustadores 1.823,08% e 19,23 vezes maior (p. 25).
  • Para os Grupos IIA (derivados de petróleo, EMI ≥ 0,20 mJ) e IIB (família do Eteno, EMI < 0,20 mJ), o cenário é igualmente crítico. Um “Choque Comum” (0,9 mJ) supera a EMI normativa em 350% (4,5 vezes mais) e 450% (4,5 vezes mais), respectivamente (p. 27 e 29).
  • No Grupo IIC (Hidrogênio, Acetileno, EMI < 0,04 mJ), o risco é elevadíssimo. Mesmo um “Mínimo Perceptível” (500V, 0,025 mJ) se aproxima da EMI, sendo 62,50% da EMI normativa, e qualquer choque acima disso (0,9 mJ ou mais) representa um potencial de ignição exponencialmente maior, atingindo 2.150% (22,5 vezes mais) para um choque comum e 156.150% (1.562,5 vezes mais) para um choque muito forte (p. 31).

 

• POEIRAS E FIBRAS (GRUPOS IIIA, IIIB, IIIC):

• • Para fibras (Grupo IIIA), não há uma EMI definida, mas as descargas eletrostáticas podem gerar brasa inicial, com modelos padronizados de ESD humana liberando de ~0,3 mJ a ~17 mJ (p. 35). A higroscopicidade das fibras, que influencia a dissipação de carga, é um fator crítico, e o controle de umidade (UR ≥ 50–60%) é vital.
  • Em poeiras não condutivas (Grupo IIIB), como açúcares e amidos (EMI típicas de 20 a 80 mJ), um “Choque Muito Forte” (25.000V, 62,5 mJ) já pode deflagrar os materiais mais sensíveis dentro dessa faixa (p. 38).
  • As poeiras condutivas (Grupo IIIC), como metais (EMI típica de 10 a 50 mJ), são as mais críticas. Um “Choque Forte” (10.000V, 10 mJ) já coincide com o limiar inferior da EMI desses pós, e um “Choque Muito Forte” (62,5 mJ) excede a faixa típica superior, representando um “risco de ignição elevado” (p. 40). A condutividade desses pós melhora o acoplamento da energia da descarga, tornando a ameaça ainda mais pronunciada.

Esses dados técnicos detalhados e comparativos sublinham a necessidade de ir além do superficial na avaliação de riscos. A compreensão de que mesmo um “choque comum” pode ser catastrófico em certas atmosferas classifica a gestão da eletricidade estática como um “pilar inegociável da segurança”.

7 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[01] NFPA. NFPA 77: Recommended Practice on Static Electricity. Quincy, MA: National Fire Protection Association, ed. vigente. Disponível em:  www.nfpa.org 

[02] NFPA. NFPA 30: Flammable and Combustible Liquids Code. Quincy, MA: National Fire Protection Association, ed. vigente. Disponível em:  www.nfpa.org

[03] API. API Recommended Practice 2003: Protection Against Ignitions Arising Out of Static, Lightning, and Stray Currents. Washington, DC: American Petroleum Institute, ed. vigente. Disponível em:  www.api.org

[04] IEC. IEC/TS 60079-32-1: Explosive atmospheres — Part 32-1: Electrostatic hazards, guidance. Geneva: International Electrotechnical Commission, ed. vigente. Disponível em:  webstore.iec.ch

[05] IEC. IEC 60079-32-2: Explosive atmospheres — Part 32-2: Electrostatic hazards — Tests. Geneva: International Electrotechnical Commission, ed. vigente. Disponível em:  webstore.iec.ch

[06] CEN. EN 1127-1: Explosive atmospheres — Explosion prevention and protection — Part 1: Basic concepts and methodology. Brussels: European Committee for Standardization, ed. vigente. Disponível em: standards.cencenelec.eu

[07] CENELEC. CLC/TR 60079-32-1: Explosive atmospheres — Electrostatic hazards, guidance (adoção europeia). Brussels: CENELEC, ed. vigente. Disponível em: standards.cencenelec.eu

 

NORMAS DE ENSAIO E DADOS (EMI, PROPRIEDADES DE MATERIAIS, CONDUTIVIDADE)

[01] ISO/IEC. ISO/IEC 80079-20-1: Explosive atmospheres — Part 20-1: Material characteristics for gas and vapour classification — Test methods and data. Geneva: ISO/IEC, ed. vigente. Disponível em:  www.iso.org

[02] ISO/IEC. ISO/IEC 80079-20-2: Explosive atmospheres — Part 20-2: Material characteristics — Combustible dusts test methods. Geneva: ISO/IEC, ed. vigente. Disponível em:  www.iso.org

 

[03] ASTM. ASTM D2624: Standard Test Methods for Electrical Conductivity of Aviation and Distillate Fuels. West Conshohocken, PA: ASTM International, ed. vigente. Disponível em:

www.astm.org

[04] ASTM. ASTM E582: Standard Guide for Determining Minimum Ignition Energy of a Dust Cloud. West Conshohocken, PA: ASTM International, ed. vigente. Disponível em:  www.astm.org

 

CÓDIGOS, NORMAS E DIRETRIZES CORRELATAS (APOIO À GESTÃO DE RISCO, CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS, PREVENÇÃO DE IGNIÇÃO)

 

[01] IEC. IEC 60079-10-1: Explosive atmospheres — Part 10-1: Classification of areas — Explosive gas atmospheres. Geneva: IEC, ed. vigente. Disponível em:  webstore.iec.ch

[02] IEC. IEC 60079-10-2: Explosive atmospheres — Part 10-2: Classification of areas — Combustible dust atmospheres. Geneva: IEC, ed. vigente. Disponível em:  webstore.iec.ch

[03] ABNT. ABNT NBR 17505 (série): Armazenamento de líquidos inflamáveis e combustíveis. Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Normas Técnicas, ed. vigente. Disponível em:  www.abnt.org.br

[03] MTP (Brasil). NR-20 — Segurança e Saúde no Trabalho com Inflamáveis e Combustíveis. Brasília: Ministério do Trabalho e Previdência, ed. vigente. Disponível em:  www.gov.br

 

LIVROS E MANUAIS TÉCNICOS (FUNDAMENTOS, EMI, CASOS E BOAS PRÁTICAS)

[01] Babrauskas, V. Ignition Handbook. Fire Science Publishers; SFPE, ed. vigente. Recurso abrangente sobre energias mínimas de ignição de gases, vapores e pós, além de mecanismos de ignição eletrostática.

[02] Lees, F. P.; Mannan, S. (ed.). Lees’ Loss Prevention in the Process Industries. Elsevier, ed. vigente. Capítulos dedicados a fontes de ignição, eletricidade estática e gerenciamento de risco em processos.

[03] Crowl, D. A.; Louvar, J. F. Chemical Process Safety: Fundamentals with Applications. Pearson, ed. vigente. Conceitos de EMI, análise de risco, prevenção de ignição e bases de segurança de processos.

[04] NFPA/ SFPE. SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. Springer; SFPE, ed. vigente. Seções sobre ignição, descargas eletrostáticas e prevenção.

 

GUIAS E MATERIAIS INSTITUCIONAIS (APOIO PRÁTICO E CASOS)

[01] HSE (UK). Static electricity — guidance. Health and Safety Executive, ed. vigente. Disponível em: www.hse.gov.uk

[02] CSB (US). Chemical Safety Board — relatórios e safety bulletins envolvendo ignição por eletricidade estática em operações com inflamáveis. Disponível em:  www.csb.gov