Hidrogênio Revisão 3 15/07/2005

Transcrição

1 Descrição: O hidrogênio é um gás inflamável, não tóxico, incolor, inodoro e insípido. Sendo o gás de densidade mais baixa conhecida, normalmente é transportado em cilindros de aço a pressões entre 150 e 200 bar. As moléculas de hidrogênio apresentam duas formas isoméricas. Uma forma é designada de orto-hidrogênio, onde os dois núcleos atômicos estão girando na mesma direção (rotação paralela); na outra forma, designada pára-hidrogênio, as rotações nucleares são opostas (rotação não paralela). Na temperatura ambiente, o equilíbrio da composição é 75:25 orto-pára, para fins deste trabalho chamaremos esta proporção de H 2 normal. Propriedades físicas (todos dados abaixo se referem ao H 2 normal) Calor molar específico, 101,325 26,8 pressão constante Calor molar específico, 101,325 26,8 volume constante Condutividade térmica, 101,325 26,8 ºC Constante dielétrica, 20,38 K 1,230 28,851 J/(mol x K) 20,535 J/(mol x K) Densidade absoluta, 101, ºC 0,08235 kg/m 3 Densidade crítica 0,0310 kg/dm 3 Densidade relativa, normal, 25 ºC (ar =1) 0,0695 0, W/(m x K); 434,3 x 10-6 cal/(s x cm x ºC) Densidade líquido 23 K 67,723 kg/l Fator crítico de compressibilidade 0,305 Fórmula H 2 Limites de inflamabilidade no ar 4,0-75% (por volume) Peso molecular 2,016 Ponto de 101,325 kpa 20,384 K; -252,8 ºC; -423 ºF Pressão crítica Pressão no ponto triplo Razão do calor específico 101,325 26,8 ºC, Cp/Cv 1, kpa; 12,97 bar; 188,1 psia; 12,80 atm 7,075 kpa; 70,75 mbar; 53,0 mmhg Temperatura crítica 33,24 K; -239,9 ºC; -399,8 ºF Temperatura de auto-ignição 844,3 K; 571,2 ºC; 1060 ºF Página 1 de 3

2 Temperatura no ponto triplo 13,95 K; -259,2 ºC; -434,6 ºF Tensão 20,38 K Viscosidade 101,325 26,8 ºC Viscosidade líquido 21 K Volume crítico Volume 21,1ºC, 101,325kPa 1,946 x 10 3 n/m 0, mpa x s; 0, cp 0,01284 mpa x s; 0,01284 cp 32,242 dm 3 /kg 11967,4dm 3 /kg; 191,7ft 3 /lb Aplicações: O hidrogênio é amplamente usado na hidrogenação de óleos e gorduras vegetais e animais. É também usado na área metalúrgica por causa de sua habilidade em reduzir os óxidos metálicos e evitar a oxidação de ligas em processos de tratamento térmico. Ele encontra algum uso em soldagem e corte de metais. O hidrogênio é utilizado em grandes quantidades na síntese de amônia e na operação de refinamento do petróleo. Hidrogênio líqüido tem sido usado como um combustível para foguetes na combustão com oxigênio ou flúor. Este gás é também utilizado em pequenas quantidades em laboratórios como gás de arraste ou combustível em cromatografia em fase gasosa. Muita pesquisa tem sido feita com o intuito de utilizar o hidrogênio como combustível para automóveis, ônibus e caminhões, porém, até o momento devido a grande dificuldade para armazenar quantidades adequadas de forma segura e em recipientes leves não foi possível desenvolver esta nova aplicação. Caso nos próximos anos um recipiente adequado seja desenvolvido, existe um imenso potencial para a utilização de hidrogênio para este fim, uma vez que, o produto da queima de hidrogênio é o vapor de água, o que seria excelente para controlar a emissão de poluentes no planeta. Efeitos sobre o homem e toxicidade: O hidrogênio não é tóxico. No Brasil o anexo número 11 da Norma Regulamentadora 15 (NR 15), considera o produto como asfixiante simples e não impõe limites de exposição, entretanto, no ambiente de trabalho, deve-se garantir que a concentração mínima de oxigênio seja de 18% em volume. Mesmo sem considerar o enorme risco de explosão, as situações nas quais a concentração de oxigênio estiver abaixo deste valor serão consideradas de risco grave e iminente. Em caso de super exposição ao produto, ele pode causar asfixia e neste caso os sintomas são: náuseas, e pressão na testa e nos olhos, podendo ainda causar perda de consciência e morte. Primeiros Socorros: Uma pessoa que seja vitima de asfixia por hidrogênio, deve imediatamente ser removida para uma área descontaminada, de preferência ao ar livre. Caso a pessoa esteja apresentando dificuldade respiratória pode ser administrado oxigênio. Caso a pessoa apresente perda de Página 2 de 3

3 consciência e parada respiratória, é necessário fazer respiração artificial (boca a boca) seguida de administração de oxigênio. Caso haja parada cardíaca, será necessário administrar massagem cardíaca simultaneamente à respiração artificial; fazendo-se 5 massagens cardíacas e uma respiração alternadamente. Em qualquer caso chame imediatamente um médico ou socorro especializado. Precauções no Manuseio e Estocagem: O maior perigo atribuído ao manuseio de hidrogênio é sua extrema inflamabilidade. Os cilindros de hidrogênio devem ser estocados em uma área bem ventilada longe de calor e de todos tipos de chamas abertas e faíscas. Não use hidrogênio perto de motores, instalações elétricas abertas ou de qualquer outro equipamento que possa produzir faíscas. Não estoque cilindros de hidrogênio com cilindros contendo oxigênio, cloro, quaisquer outros oxidantes ou juntamente a outros materiais inflamáveis. Prenda adequadamente os cilindros para evitar queda. Caso seja necessário ter instalações elétricas, como por exemplo, iluminação, estas devem ser à prova de explosão, somente um especialista pode monta-las de forma segura. Lembre-se sempre: em caso de vazamento de hidrogênio em área que não seja adequadamente ventilada, ele se acumulará no teto, sendo extremamente perigoso acender lâmpadas neste momento. O hidrogênio é inodoro, portanto, você nunca saberá, através do olfato, se houve ou não vazamento. Utilize apenas equipamentos a prova de explosão e ferramentas a prova de faíscas em áreas de manuseio de hidrogênio. Informações para transporte: Dados os riscos envolvidos e a complexidade das exigências de segurança legais e normativas para o transporte terrestre de produtos perigosos em geral, e especificamente do hidrogênio, sugerimos que os clientes não transportem gases a granel ou em cilindros, a menos que estejam altamente familiarizados com as exigências mencionadas e possuam os equipamentos e recursos necessários. As informações que se seguem têm caráter puramente ilustrativo e não estão completas. Recomendamos enfaticamente que quando o transporte seja indispensável para a operação de um determinado cliente, este, adquira a versão mais atualizada do Manual de Autoproteção Produtos Perigosos Manuseio e transporte rodoviário publicado pela Indax Advertising Comunicação Ltda. ou então da coletânea de decretos lei e normas pertinentes da ABNT. O transporte do hidrogênio em cilindros deve ser feito em caminhão equipado com carroçaria metálica aberta, que possua condições de transportá-los em posição vertical e que esteja devidamente sinalizado e equipado com o kit de emergência apropriado ao produto ou produtos que esteja transportando. O motorista deve possuir habilitação compatível com o tipo e porte de veículo que esteja sendo utilizado e ter participado com aproveitamento de curso de transporte de produtos perigosos ministrado por estabelecimento de ensino reconhecido. Em toda operação de transporte os seguintes documentos são de porte obrigatório: habilitação do motorista, certificado de conclusão do curso de transporte de produtos perigosos, envelope de transporte contendo: notas fiscais dos produtos transportados e suas fichas de emergência. Normalmente o kit de emergência para o transporte de gases é constituído de: 4 cones de sinalização, 4 placas auto portantes com inscrição Perigo Afaste-se com dimensões mínimas de 340 x 470 mm, 100 metros de fita zebrada com largura mínima de 70 mm, 06 suportes para Página 3 de 3

4 sustentação da fita zebrada, 02 calços de madeira de 150 x 150 x 200 mm, 01 caixa com jogo de ferramentas, 01 lanterna grande com pilhas novas carregadas, isto além de EPIs como óculos de segurança, pares de luvas de raspa de couro, etc. em perfeitas condições e em quantidade suficiente para o motorista e demais ocupantes do veiculo de transporte. Isto sem falar em extintores de incêndio e demais itens de segurança do veículo. No caso específico do hidrogênio as leis e normas vigentes devem ser consultadas para verificar se existem requisitos adicionais. Além das sinalizações regulares como faixas refletivas na carroçaria e para choques, as unidades de transporte devem estar sinalizadas com rótulos de risco, além de painéis de segurança. Como os regulamentos normativos para sinalização do veículo são muito complexos nos limitamos a informar abaixo somente os dados principais que devem definir a sinalização do hidrogênio e recomendamos que seja consultada a coletânea de normas ABNT para o transporte terrestre de produtos perigosos. Produto: Hidrogênio, comprimido Número da ONU: 1049 Classe de risco: 2.1 gases inflamáveis Risco subsidiário: não pertinente Número de risco: 23 Detecção de Vazamentos: Todos os equipamentos: válvulas, reguladores de pressão, conexões, tubulações, etc. que se destinem a serem utilizados com hidrogênio, devem ser devidamente testados e condicionados antes do uso. Dois métodos de teste que podem ser utilizados estão listados abaixo em ordem de preferência: 1. Pressurizar o sistema com uma mistura de no máximo 5% de hidrogênio em nitrogênio e testar todas as conexões com um detector de condutividade térmica. Ao final do teste o sistema deve ser purgado com o próprio hidrogênio que será utilizado para remover os resíduos da mistura de gases utilizada. Este teste necessita ser realizado por uma pessoa adequadamente treinada, dá resultados muito satisfatórios e o sistema se torna altamente confiável. Este procedimento é especialmente recomendado para processos de alta responsabilidade. 2. Pressurizar o sistema com o próprio hidrogênio e testar todas as conexões e pontos suspeitos com uma mistura de água e detergente. No local onde haja vazamento haverá formação de bolhas. Este teste pode ser feito por quase qualquer pessoa, porém os resultados podem não ser os mais seguros e pequenos vazamentos podem não ser detectados. Este método é especialmente recomendado para hidrogênio industrial podendo ainda ser utilizado para hidrogênio de elevada pureza desde que após a detecção e correção dos vazamentos, seja feita a secagem interna dos equipamentos através da passagem do próprio hidrogênio puro por seu interior até haver plena certeza que toda a umidade residual tenha sido eliminada. Página 4 de 3

5 Aviso Importante: Este material foi concebido com o intuito de fornecer ao leitor acesso conveniente a informações de propriedades físicas e químicas do produto em pauta. A Gama envidou seus maiores esforços no sentido de produzir um material de alta qualidade técnica, não obstante, este informativo apesar de abrangente não contém todos os dados e informações técnicas disponíveis sobre o produto. A Gama se exime de quaisquer responsabilidades por eventuais danos materiais ou humanos que possam decorrer em função da utilização destas informações, por omissão de informações neste material, por eventuais erros ou mudanças no conhecimento técnico que possam ocorrer. Página 5 de 3