ANÁLISE DE RISCO. Pág. 1 de 107

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2 ÍNDICE: 1. INTRODUÇÃO SUMÁRIO EXECUTIVO RESULTADOS E CONCLUSÕES...6 Risco Individual...6 Risco Social RESULTADOS E CONCLUSÕES COM AS MEDIDAS MITIGADORAS INTRODUÇÃO DESCRIÇÃO GERAL DAS INSTALAÇÕES E DO PROCESSO Descrição do Processo Descrição do Sistema de Combate a Incêndio OCUPAÇÃO DA VIZINHANÇA CARACTERÍSTICAS METEOROLÓGICAS PRODUTOS ENVOLVIDOS NOS PROCESSOS E QUANTIDADES MOVIMENTADAS INTRODUÇÃO QUANTIDADE DE PRODUTOS MOVIMENTADOS TRANSPORTE DE PRODUTOS PERIGOSOS IDENTIFICAÇÃO DOS PERIGOS INTRODUÇÃO ANÁLISE PRELIMINAR DE PERIGOS (APP) Metodologia de Análise Realização da APP Planilhas da APP Estatísticas dos Cenários de Acidentes CENÁRIOS ESCOLHIDOS CÁLCULO DAS FREQUÊNCIAS DOS CENÁRIOS DE ACIDENTE E VULVERABILIDADE INTRODUÇÃO FREQUÊNCIA DOS EVENTOS INICIADORES ÁRVORES DE EVENTOS Características das Árvores de Eventos CÁLCULO DAS FREQUÊNCIAS DOS CENÁRIOS DE ACIDENTE Equação da Freqüência dos Cenários Itens dos Cabeçalhos das Árvores de Eventos CARACTERIZAÇÃO DOS CENÁRIOS ESCOLHIDOS Caracterização dos cenários críticos CÁLCULO DAS ÁREAS VULNERÁVEIS Área Vulnerável a Nuvem de Gás Tóxico Área vulnerável a Radiação Térmica Área Vulnerável a Explosões...78 Pág. 2 de 107

3 5.7.5 Mapeamento das Áreas Vulneráveis AVALIAÇÃO DOS RISCOS INTRODUÇÃO RISCOS INDIVIDUAIS Riscos Individuais - Resultados Riscos Sociais - Resultados COMPARAÇÃO DOS RISCOS Riscos Individuais Riscos Sociais RECOMENDAÇÕES PARA REDUÇÃO DO RISCO MEDIDAS PARA REDUZIR A FREQUÊNCIA DOS EVENTOS MEDIDAS PARA MINIMIZAR AS CONSEQUÊNCIAS DOS EVENTOS BIBLIOGRAFIA EQUIPE TÉCNICA ANEXOS Pág. 3 de 107

4 1. INTRODUÇÃO 1.1 Sumário Executivo Objetivos e Escopo do trabalho: Este estudo visa analisar e quantificar os riscos e conseqüências de possíveis acidentes envolvendo os equipamentos e processos das Instalações da Empresa. A Análise de consequências abrangeu os cenários identificados na Análise Preliminar de Perigos - APP classificados nas categorias de severidade 3 e 4, o que tornou a análise mais conservativa do que a combinação das categorias de frequência e severidade descritos no Capítulo 4 deste relatório. Pág. 4 de 107

5 Resumo da Metodologia: Esta análise foi feita utilizando-se técnicas de análise de risco, que por sua vez, compõem-se de um conjunto de procedimentos qualitativos, quantitativos e modelos de cálculo, cuja aplicação sistemática resulta na identificação dos perigos potenciais decorrentes da operação de uma instalação industrial e na avaliação/quantificação dos efeitos físicos e riscos devido a liberação de substâncias inflamáveis. As etapas da Análise de Risco das Instalações da EMPRESA, foram feitas da seguinte forma: 1. Definição dos objetivos da análise e delimitação das fronteiras abrangidas pela análise, tomando-se como base as exigências da Notifição n o do Processo n o emitida pela FEEMA - Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente. 2. Identificação dos cenários de acidentes relacionados com as substâncias tóxicas e inflamáveis através da aplicação da técnica de Análise de Risco chamada Análise Preliminar de Perigos (APP). 3. Caracterização dos cenários de acidentes, avaliação/quantificação dos efeitos físicos e dos riscos individual e social devido a formação de jato de fogo, incêndio em poça, incêndio em nuvem, explosão em nuvem e nuvem tóxica. Para simulação das conseqüências e cálculo do risco foi utilizado o programa PHAST / SAFETI, fornecidos pela empresa DNV. Pág. 5 de 107

6 1.2 Resultados e Conclusões Risco Individual Segundo o critério adotado pela Feema, o risco individual considerado intolerável para a população externa é de 1.0E-05 / ano para instalações já existentes. Da figura 1.1, observamos que a curva de 1.0 E-05/ano ultrapassa os limites da EMPRESA, demonstrando que as instalações da EMPRESA precisam de medidas para redução do risco individual. FIGURA 1.1 CURVA DE ISO-RISCO PARA AS INSTALAÇÕES DA EMPRESA Pág. 6 de 107

7 Risco Social A figura 1.2 mostra o gráfico contendo as curvas de aceitabilidade adotadas pela FEEMA e a simples observação da curva F X N da instalação da EMPRESA demonstra que o risco social é aceitável. Figura 1.2 Curva F x N para População Externa Pág. 7 de 107

8 1.3 Resultados e Conclusões com as Medidas Mitigadoras Risco Individual Segundo o critério adotado pela FEEMA, o risco individual considerado intolerável para a população externa é de 1.0E-05 / ano para instalações já existentes. Da figura 1.1, observamos que a curva de 1.0 E-05/ano ultrapassa os limites da EMPRESA em cerca de 10 metros para o lado Oeste sem alcançar ocupação sensível. Vale ressaltar que o risco social da EMPRESA está dentro da região de aceitabilidade. FIGURA 1.1- CURVAS DE ISORISCO PARA A EMPRESA Pág. 8 de 107

9 Risco Social A figura 1.2 mostra o gráfico contendo as curvas de aceitabilidade adotadas pela Feema. A curva F X N da instalação da EMPRESA aparece no gráfico dentro da região de risco aceitável. FIGURA 1.2 COMPARAÇÃO DO RISCO PARA A POPULAÇÃO EXTERNA COM O CRITÉRIO DE ACEITABILIDADE FEEMA Pág. 9 de 107

10 1.3 Introdução NESTE CAPÍTULO, SÃO APRESENTADAS INFORMAÇÕES BÁSICAS PARA A REALIZAÇÃO DE ANÁLISE DE RISCOS, TAIS COMO: DESCRIÇÃO GERAL DAS INSTALAÇÕES, DESCRIÇÃO DO PROCESSO, SISTEMAS DE SEGURANÇA, OCUPAÇÃO DA VIZINHANÇA E CARACTERÍSTICAS METEOROLÓGICAS. PARA A REALIZAÇÃO DA ANÁLISE DE RISCOS É FUNDAMENTAL O CONHECIMENTO DAS INSTALAÇÕES, PROCESSOS, AS INTERDEPENDÊNCIAS ENTRE OS SISTEMAS, O INVENTÁRIO E AS CONDIÇÕES DE PRODUTOS ENVOLVIDOS NO PROCESSO. 1.4 Descrição Geral das Instalações e do Processo A FÁBRICA DA EMPRESA CONTA COM um EFETIVO DE 47 FUNCIONÁRIOS, TEM COMO ATIVIDADE PRINCIPAL A ARMAZENAGEM DE PRODUTOS PERECÍVEIS EM CÂMARAS FRIGORÍFICAS. AS CÂMARAS NUM TOTAL DE 4, MEDEM 23,45 METROS DE COMPRIMENTO, 6,44 METROS DE LARGURA E 4,70 METROS DE ALTURA E TEM SUAS PAREDES ISOLADAS TERMICAMENTE COM POLIESTIRENO. O SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO UTILIZA AMÔNIA COMO SUBSTÂNCIA REFRIGERANTE, SENDO ESTE SISTEMA OPERADO POR 4 OPERADORES COM A SEGUINTE ROTINA OPERACIONAL DIÁRIA: 09:00 ÀS 22:00 OPERAÇÃO NORMAL 22:00 ÀS 04:00 UIDADE PARADA 04:00 ÀS 08:00 OPERAÇÃO NORMAL 08:00 ÀS 09:00 OPERAÇÃO DE DEGELO Pág. 10 de 107

11 Descrição do Processo A AMÔNIA LÍQUIDA (2000 KG) É ARMAZENADA EM 3 RECIPIENTES DE ESTOCAGEM MANTENDO CADA UM 666 KG DE NH3 DURANTE AS PARADAS DE OPERAÇÃO. OS TANQUES OPERAM COM UMA PRESSÃO DE 12 KGF/CM2 E TEMPERATURA AMBIENTE. O RECIPIENTE É ABASTECIDO EM MÉDIA 4 VEZES POR ANO, ATRAVÉS DE TUBULAÇÃO DE ½ POR CILINDRO CONTENDO 80 KG DE AMÔNIA. A FASE LÍQUIDA DOS TANQUES SEGUEM PARA OS SEPARADORES DE LÍQUIDO DAS CAMARAS DE RESFRIAMENTO ATRAVÉS DE UMA LINHA DE ¾, ONDE SE EXPANDE/RESFRIA, MANTENDO-SE EM EQUILÍBRIO À TEMPERATURA DE -5 C E TROCANDO CALOR NOS EVAPORADORES DAS CÂMARAS PARA MANTÊ-LAS REFRIGERADAS. OUTRAS 2 LINHAS DE LÍQUIDO DE 1 SAEM DOS TANQUES E SEGUEM PARA SEPARADORES DE LÍQUIDO EM CASCATA, SAINDO DO PRIMEIRO A 5 0 C E INDO PARA O SEGUNDO SEPARADOR DE LÍQUIDO, ONDE NOVAMENTE SOFRE O PROCESSO DE EXPANSÃO ATÉ ALCANÇAR A TEMPERATURA DE 35 C. DAS PARTES INFERIORES DE CADA SEPARADOR DE LÍQUIDO SAI UMA TUBULAÇÃO DE 3, PARA AS BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO, ONDE A AMÔNIA LÍQUIDA SEGUE PARA O HEADER COM REGISTROS DE ALIMENTAÇÃO DOS EVAPORADORES DAS CÂMERAS FRIGORÍFICAS. OS SISTEMAS DE RESFRIAMENTO E CONGELAMENTO PODEM TRABALHAR SIMULTANEAMENTE. O GÁS DE RETORNO DAS CÂMARAS DE RESFRIAMENTO/CONGELAMENTO É DESCARREGADO NA FASE VAPOR DOS SEPARADORES DE ONDE É SUCCIONADO PELOS 5 COMPRESSORES QUE COMPRIMEM A UMA PRESSÃO MÁXIMA DE 12 KG/CM2 E ENVIAM PARA A OPERAÇÃO DE RESFRIAMENTO/CONDENSAÇÃO NOS CONDENSADORES EVAPORATIVOS, SENDO EM SEGUIDA ARMAZENADO NO TANQUE DE ESTOCAGEM. O FLUXOGRAMA DO PROCESSO SE ENCONTRA NO ANEXO 2. Pág. 11 de 107

12 1.4.1 Descrição do Sistema de Combate a Incêndio O SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO DA EMPRESA CONTA COM UMA RÊDE DE HIDRANTES ESPALHADOS PELA ÁREA DA FÁBRICA DE FORMA ESTRATÉGICA PARA PROTEGER TODOS OS PONTOS DA INSTALAÇÃO. ALÉM DISSO, EXISTEM EXTINTORES DE INCÊNDIO LOCALIZADOS JUNTO AOS PONTOS DE MAIOR RISCO DE INCÊNDIO PARA O COMBATE IMEDIATO AOS PRINCÍPIOS DE INCÊNDIO. O DESENHO DA RÊDE DE INCÊNDIO E DISTRIBUIÇÃO DE EXTINTORES ESTÁ NO ANEXO 1. Pág. 12 de 107

13 2. Ocupação da Vizinhança A REGIÃO ONDE A EMPRESA ESTÁ SITUADA É OCUPADA POR ESTABELECIMENTOS COMERCIAIS E RESIDÊNCIAS. O MAPA DE SITUAÇÃO DA EMPRESA E SUAS OCUPAÇÕES SENSÍVEIS ESTÁ APRESENTADO NA FIGURA 2.1 E A TABELA 2.2 DESCREVE A LOCALIZAÇÃO NO MAPA (ID), DENSIDADE DEMOGRÁFICA E A ÁREA OCUPADA. O TIPO DE OCUPAÇÃO, A POPULAÇÃO, A tabela 2.2 Mostra a distribuição da população na região próxima a EMPRESA TABELA 2.2 DISTRIBUIÇÃO DA POPULAÇÃO NA REGIÃO ID OCUPAÇÃO POPULAÇÃO DENSIDADE ÁREA (M²) (HABITANTES) (H/M²) 1 CASAS LADO NORTE , CASAS LADO SUL , CASAS LADO OESTE , ESCOLA PÚBLICA 560 0, UNIVERSIDADE 400 0, CASA DE SHOW , ÁREA DESOCUPADA Pág. 13 de 107

14 FIGURA 2.1 MAPA DE SITUAÇÃO DA EMPRESA A OCUPAÇÃO SENSÍVEL MAIS PRÓXIMA DA FÁBRICA É A UNIVERSIDADE A 280 METROS E UMA ESCOLA LOCALIZADA A 400M A SUDESTE. OUTRA OCUPAÇÃO IMPORTANTE COM GRANDE POPULAÇÃO NOS FINAIS DE SEMANA É A CASA DE SHOW QUE FICA A 350 METROS NO LADO NORDESTE. Pág. 14 de 107

15 2.1 Características Meteorológicas Abaixo são apresentados os parâmetros climáticos que podem afetar a dispersão de nuvens geradas por liberações de substâncias tóxicas e/ou inflamáveis. A tabela 2.3 apresenta as freqüências de vento na Região da EMPRESA, que foram obtidas a partir de dados da estação do Aeroporto fornecidos pela Infraero. As velocidades médias consideradas na tabela, representam as seguintes faixas de velocidades: Velocidade 1 m/s ,5 m/s Velocidade 2 m/s... 1,5-2,5 m/s Velocidade 3 m/s... 2,5-3,5 m/s Velocidade 4 m/s... > 3,5 m/s TABELA FREQUÊNCIA DE VENTOS NA REGIÃO DA EMPRESA Direção/Veloc. 1 m/s 2 m/s 3 m/s 4 m/s TOTAL Ventos N 3,79 4,64 2,09 0,94 11,46 NE 4,14 4,59 2,87 1,14 12,74 E 4,14 6,34 4,14 2,14 16,76 SE 3,76 6,77 4,89 4,51 19,93 S 2,64 3,51 2,89 1,84 10,88 SW 1,89 1,89 1,89 1,59 7,26 W 2,01 3,39 2,52 1,72 9,64 NW 2,64 4,89 2,64 1,14 11,31 TOTAL 25,02 36,02 23,92 15, Dados fornecidos pela Infraero (Aeroporto - Período de amostragem: Jan/1999 a Dez/2003 Pág. 15 de 107

16 DADOS SOBRE A REGIÃO: Altitude da estação meteorológica: Altura do anemômetro: Temperatura do Ar: Temperatura do Solo: Pressão atmosférica: 3 m 10 m 298 K 302 K 1 atm Umidade Relativa: 70% Classe de Estabilidade Atmosférica: Rugosidade do solo: Neutra Área residencial com poucos prédios Pág. 16 de 107

17 3. PRODUTOS ENVOLVIDOS NOS PROCESSOS E QUANTIDADES MOVIMENTADAS 3.1 Introdução O conhecimento das características dos produtos utilizados é fundamental para a análise de risco das instalações da Empresa. Para tal, foi utilizado o Banco de Dados CHEMINFO (Referência 8.10) para obter as propriedades físico-químicas, caracterização quanto à toxicidade e inflamabilidade dos produtos inflamáveis manuseados nas instalações da EMPRESA. As características dos produtos FISPQ, utilizados na empresa são apresentadas no capítulo de Anexos - Anexo Quantidade de Produtos Movimentados NA TABELA 3.5 SÃO APRESENTADAS AS QUANTIDADES MOVIMENTADAS DO PRODUTO MANUSEADO NA EMPRESA. TABELA 3.5- QUANTIDADE MOVIMENTADA DO PRINCIPAL PRODUTO PERIGOSO PRODUTO ESTOCADO QUANTIDADE MÁXIMA ARMAZENADA Amônia 3 tanques de 666 Kg 3.3 Transporte de Produtos Perigosos A Amônia é o único produto perigoso recebido na EMPRESA. O produto é utilizado para reposição das perdas do sistema de Amônia, sendo entregue a cada 6 meses 700 kg em cilindros que são imediatamente transferidos para o processo. O fornecedor utiliza a Rodovia como via de acesso. Pág. 17 de 107

18 4. IDENTIFICAÇÃO DOS PERIGOS 4.1 Introdução ESTE CAPÍTULO CONSISTE NA IDENTIFICAÇÃO DOS CENÁRIOS DE ACIDENTES RELATIVOS AS INSTALAÇÕES DA EMPRESA, ESTUDANDO-SE OS EVENTOS CAPAZES DE OCASIONAR OS ACIDENTES E SUAS PRINCIPAIS CONSEQÜÊNCIAS. PARA ESTA IDENTIFICAÇÃO FOI UTILIZADA A TÉCNICA DE ANÁLISE PRELIMINAR DE PERIGOS (APP). A SEÇÃO 4.2 APRESENTA A ANÁLISE PRELIMINAR DE PERIGOS (APP), QUE TEVE A PARTICIPAÇÃO DO PESSOAL DA EMPRESA. ABAIXO APRESENTAMOS A DESCRIÇÃO DA METODOLOGIA E OS RESULTADOS OBTIDOS. 4.2 Análise Preliminar de Perigos (APP) A ANÁLISE PRELIMINAR DE PERIGOS (APP) É UMA METODOLOGIA ESTRUTURADA PARA IDENTIFICAR OS PERIGOS QUE PODEM SER CAUSADOS DEVIDO À OCORRÊNCIA DE EVENTOS INDESEJÁVEIS. ESTA METODOLOGIA PODE SER USADA PARA SISTEMAS EM INÍCIO DE DESENVOLVIMENTO OU EM FASE DE PROJETO E, TAMBÉM, COMO REVISÃO GERAL DE SEGURANÇA DE SISTEMAS JÁ EM OPERAÇÃO. NA APP SÃO LEVANTADAS AS CAUSAS DE CADA UM DOS EVENTOS E AS SUAS RESPECTIVAS CONSEQÜÊNCIAS, SENDO, ENTÃO, FEITA UMA AVALIAÇÃO QUALITATIVA DA FREQÜÊNCIA DE OCORRÊNCIA DO CENÁRIO DO ACIDENTE, DA SEVERIDADE DAS CONSEQÜÊNCIAS E DO RISCO ASSOCIADO. PORTANTO, OS RESULTADOS OBTIDOS SÃO QUALITATIVOS, NÃO FORNECENDO ESTIMATIVA NUMÉRICA Metodologia de Análise O ESCOPO DA APP ABRANGE TODOS OS EVENTOS PERIGOSOS CUJAS CAUSAS TENHAM ORIGEM NAS INSTALAÇÕES ANALISADAS, ENGLOBANDO TANTO AS FALHAS INTRÍNSECAS DE COMPONENTES OU SISTEMA, COMO EVENTUAIS ERROS OPERACIONAIS (ERROS HUMANOS). FICAM EXCLUÍDOS DA ANÁLISE OS EVENTOS PERIGOSOS CAUSADOS POR AGENTES EXTERNOS, TAIS COMO QUEDAS DE AVIÕES OU HELICÓPTEROS, Pág. 18 de 107

19 TERREMOTOS E INUNDAÇÕES. TAIS EVENTOS EXTERNOS FORAM EXCLUÍDOS POR SEREM AS SUAS FREQÜÊNCIAS DE OCORRÊNCIA CONSIDERADAS EXTREMAMENTE BAIXAS. PARA A ANÁLISE DOS EVENTOS INDESEJÁVEIS NA APP, FORAM IDENTIFICADAS AS SUBSTÂNCIAS PRESENTES NAS INSTALAÇÕES. NO CASO DA EMPRESA VERIFICOU-SE A PRESENÇA DE PRODUTO INFLAMÁVEL E TÓXICO. PORTANTO, FORAM CONSIDERADOS, POR EXEMPLO, OS SEGUINTES EVENTOS INDESEJÁVEIS: PEQUENA LIBERAÇÃO DE SUBSTÂNCIA INFLAMÁVEL GRANDE LIBERAÇÃO DE SUBSTÂNCIA INFLAMÁVEL PEQUENA LIBERAÇÃO DE SUBSTÂNCIA TÓXICA GRANDE LIBERAÇÃO DE SUBSTÂNCIA TÓXICA A realização da análise foi feita através do preenchimento de uma planilha de APP para cada módulo de análise da instalação. A planilha utilizada nesta APP, mostrada na figura 4.1, contém 9 colunas, as quais foram preenchidas conforme a descrição apresentada a seguir. Pág. 19 de 107

20 FIGURA PLANILHA UTILIZADA PARA A ANÁLISE PRELIMINAR DE PERIGOS Perigo Causa Modo de Detecção Efeito Categorias Medidas/ Observações Freqüência Severidade Risco No Cenário 1ª coluna: Perigo Esta coluna contém os perigos identificados para o módulo de análise em estudo. De uma forma geral, os perigos são eventos acidentais que têm potencial para causar danos às instalações, aos operadores, ao público ou ao meio ambiente. Portanto, os perigos de uma forma geral, referem-se a eventos tais como liberação de material inflamável e tóxico. 2ª coluna: Causa As causas de cada perigo são discriminadas nesta coluna. Estas causas podem envolver tanto falhas intrínsecas de equipamentos (vazamentos, rupturas, falhas de instrumentação, etc), bem como erros humanos de operação e manutenção. Pág. 20 de 107

21 3ª coluna: Modo de Detecção Os modos disponíveis na instalação para a detecção do perigo identificado na primeira coluna foram relacionados nesta coluna. A detecção da ocorrência do perigo tanto pode ser realizada através de instrumentação (alarmes de pressão, de Temperatura, etc), como através de percepção humana (visual, odor, etc). 4ª coluna: Efeito Os possíveis efeitos danosos de cada perigo identificado foram listados nesta coluna. Os principais efeitos dos acidentes envolvendo substâncias inflamáveis e tóxicas incluem: incêndio em nuvem; explosão de nuvem; incêndio em poça; nuvem tóxica; 5ª coluna: Categoria de Freqüência do Cenário No âmbito desta APP, um cenário de acidente é definido como o conjunto formado pelo perigo identificado, suas causas e cada um dos seus efeitos. Exemplo de cenário de acidente possível: Grande liberação de substância inflamável devido a ruptura de tubulação podendo levar à formação de uma nuvem inflamável tendo como conseqüência incêndio ou explosão da nuvem. De acordo com a metodologia de APP adotada neste trabalho, os cenários de acidentes foram classificados em categorias de freqüência, as quais fornecem uma indicação qualitativa da freqüência esperada de ocorrência para cada um dos cenários identificados, conforme tabela 4.1. Pág. 21 de 107

22 6ª coluna: Categoria de Severidade Também de acordo com a metodologia de APP adotada neste trabalho, os cenários de acidentes foram classificados em categorias de severidade, as quais fornecem uma indicação qualitativa do grau de severidade das conseqüências de cada um dos cenários identificados, dentro e fora da fábrica. As categorias de severidade utilizadas no presente trabalho estão na tabela ª coluna: Categoria de Risco Combinando-se as categorias de freqüência com as de severidade obtêm-se a Matriz de Riscos, conforme figura 4.2, a qual fornece uma indicação qualitativa do nível de risco de cada cenário identificado na análise. 8ª coluna: Medidas/Observações Esta coluna contém as medidas que devem ser tomadas diminuir a freqüência ou severidade do acidente ou quaisquer observações pertinentes ao cenário de acidente em estudo. A letra (E) - Existente nesta coluna indica que as medidas já foram tomadas. 9ª coluna: Identificação do Cenário de Acidente Esta coluna contém um número de identificação do cenário de acidente. Foi preenchida seqüencialmente para facilitar a consulta a qualquer cenário de interesse. Pág. 22 de 107

23 TABELA CATEGORIAS DE FREQÜÊNCIAS DOS CENÁRIOS USADAS NA APP CATEGORIA DENOMINAÇÃO FAIXA DE FREQÜÊNCIA (/ANO) DESCRIÇÃO A Extremamente Remota < 10-4 Extremamente improvável de ocorrer durante a vida útil da instalação B Remota 10-3 a 10-4 Não deve ocorrer durante a vida útil da instalação C Improvável 10-2 a 10-3 Pouco provável que ocorra durante a vida útil da instalação D Provável 10-1 a 10-2 Esperado ocorrer até uma vez durante a vida útil da instalação E Freqüente > 10-1 Esperado ocorrer várias vezes durante a vida útil da instalação Pág. 23 de 107

24 TABELA CATEGORIA DE SEVERIDADE DAS CONSEQÜÊNCIAS DOS CENÁRIOS CATEGORIA DENOMINAÇÃO DESCRIÇÃO/CARACTERÍSTICAS I Desprezível Sem danos ou danos insignificantes aos equipamentos, à propriedade e/ou ao meio ambiente; Não ocorrem lesões/mortes de funcionários, de terceiros (não funcionários) e/ou de pessoas extramuros (indústrias e comunidade);o máximo que pode ocorrer são casos de primeiros socorros ou tratamento médico menor. II Marginal Danos leves aos equipamentos, à propriedade e/ou ao meio ambiente (os danos são controláveis e/ou de baixo custo de reparo); Lesões leves em funcionários, terceiros e/ou em pessoas extramuros; III Crítica Danos severos aos equipamentos, à propriedade e/ou ao meio ambiente, levando à parada ordenada da unidade e/ou sistema; Lesões de gravidade moderada em funcionários, em terceiros e/ou em pessoas extramuros (probabilidade remota de morte de funcionários e/ou de terceiros); Exige ações corretivas imediatas para evitar seu desdobramento em catástrofe. IV Catastrófica Danos irreparáveis aos equipamentos, à propriedade e/ou ao meio ambiente, levando à parada desordenada da unidade e/ou sistema (reparação lenta ou impossível); Provoca mortes ou lesões graves em várias pessoas (em funcionários e/ou em pessoas extramuros). Pág. 24 de 107

25 FIGURA MATRIZ DE CLASSIFICAÇÃO DE RISCOS USADA EM APP FREQÜÊNCIA A B C D E IV III II I S E V E R I D A D E I II III IV SEVERIDADE DESPREZÍVEL MARGINAL CRÍTICA CATASTRÓFICA FREQÜÊNCIA A EXTREMAMENTE REMOTA B REMOTA C IMPROVÁVEL D PROVÁVEL E FREQÜÊNTE RISCO (1) DESPREZÍVEL (2) MENOR (3) MODERADO (4) SÉRIO (5) CRÍTICO Pág. 25 de 107

26 4.2.2 Realização da APP A APP FOI REALIZADA EM REUNIÃO COM PESSOAL DE OPERAÇÃO DA EMPRESA, CONTEMPLANDO O SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO COM AMÔNIA DAS CÂMARAS FRIGORÍFICAS: FOI FEITA UMA APRESENTAÇÃO DOS OBJETIVOS DO TRABALHO E DA METODOLOGIA DE APP PARA QUE TODOS ENTENDESSEM A METODOLOGIA DA ANÁLISE. A SEGUIR, FORAM PREENCHIDAS AS PLANILHAS DA APP, IDENTIFICANDO-SE OS PERIGOS, SUAS CAUSAS, SEUS MODOS DE DETECÇÃO E SUAS CONSEQÜÊNCIAS. FINALMENTE FOI FEITA UMA ESTIMATIVA DAS CATEGORIAS DE FREQÜÊNCIA E SEVERIDADE. DEPOIS DO PREENCHIMENTO DAS PLANILHAS DA APP, A TAREFA SEGUINTE FOI O LEVANTAMENTO DO NÚMERO DE CENÁRIOS DE ACIDENTES IDENTIFICADOS POR CATEGORIAS DE FREQÜÊNCIA, DE SEVERIDADE E DE RISCO. FINALMENTE, PROCEDEU-SE À ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS, LISTANDO-SE OS CENÁRIOS QUE DEVERÃO TER SUAS CONSEQÜÊNCIAS SIMULADAS Planilhas da APP AS PLANILHAS DA ANÁLISE PRELIMINAR DE PERIGOS DA EMPRESA SÃO APRESENTADAS NO CAPÍTULO DE ANEXOS - ANEXO Estatísticas dos Cenários de Acidentes NA FIGURA 4.3 É MOSTRADA A CLASSIFICAÇÃO DOS CENÁRIOS EM CATEGORIAS DE RISCO, INDICANDO A QUANTIDADE DE CENÁRIOS EM CADA UMA DAS CATEGORIAS. VERIFICAMOS QUE 30 CENÁRIOS FORAM CLASSIFICADOS NA CATEGORIA DE RISCO MODERADO, 31 NA CATEGORIA MENOR, 18 NA CATEGORIA DESPREZÍVEL E NENHUM CENÁRIO NAS CATEGORIAS SÉRIO E CRÍTICO. Pág. 26 de 107

27 FIGURA NÚMERO DE CENÁRIOS CLASSIFICADOS EM CADA CATEGORIA DE RISCO A B C D E IV 16 III II I RISCO (1) DESPREZÍVEL (2) MENOR (3) MODERADO (4) SÉRIO (5) CRÍTICO Pág. 27 de 107

28 4.3 Cenários Escolhidos A tabela 4.3 apresenta os cenários que serão objetos da análise quantitativa, considerando a configuração do sistema estudado. Os cenários classificados nas categorias de severidade 3 e 4 foram escolhidos para este estudo por serem os cenários onde foram previstas os maiores danos, e que têm potencial para gerar danos à população exposta dentro e fora dos limites da propriedade da EMPRESA. TABELA CENÁRIOS ESCOLHIDOS PARA SIMULAÇÕES DE CONSEQÜÊNCIAS: EVENTOS INICIADORES NÚMERO DO CENÁRIO EI-01- Grande liberação de substância tóxica/inflamável devido a ruptura de linha de NH3 líquida no trecho compreendido entre a saída dos tanques de amônia e os tanques de expansão da câmara de salgados e o da câmara de laticínios EI-02- Grande liberação de substância tóxica/inflamável devido a ruptura de linha de NH3 líquida no trecho compreendido entre a saída do tanque de expansão da câmara de salgados até os evaporadores da câmara EI-03- Grande liberação de substância tóxica/inflamável devido a Ruptura de linha de NH3 gás entre a saída dos evaporadores das câmaras de salgados e a de laticínios e os compressores de NH3, passando pelos tanques de expansão EI-04- Grande liberação de substância tóxica/inflamável devido a ruptura de linha de NH3 líquido no trecho entre a bomba de NH3 da câmara de laticínios e os evaporadores; EI-05- Grande liberação de substância tóxica/inflamável devido a ruptura do tanque de estocagem de Amônia EI-06- Grande liberação de substância tóxica/inflamável-amônia, devido ruptura no trecho de linha de NH3 gás entre os tanques 1, 2 e 3 EI-07- Grande liberação de substância tóxica/inflamável-amônia, devido ruptura no trecho de linha de NH3 líquida entre os tanques 1, 2 e 3 até o separador intermediário 05, 06, 07, 08 09, 10, 11, 12 13, 14, 15, 16 17, 18,19,20 21,22,23,24 31,32,33,34 37,38,39,40 Pág. 28 de 107

29 TABELA CENÁRIOS ESCOLHIDOS PARA SIMULAÇÕES DE CONSEQÜÊNCIAS: EVENTOS INICIADORES NÚMERO DO CENÁRIO EI-08- Grande liberação de substância tóxica/inflamável, devido a ruptura no trecho de linha de NH3 líquida entre os tanques 1, 2 e 3 até o separador separador 2 EI-09- Grande liberação de substância tóxica/inflamável devido a ruptura no trecho de linha de transferência de NH3 líquida entre o separador intermediário e o separador 1. EI-10- Grande liberação de substância tóxica/inflamável devido a ruptura no trecho de linhas de gás dos vasos separadores 1 e 2 até os compressores. EI-11- Grande liberação de substância tóxica/inflamável devido a ruptura no trecho de linha de líquido das bombas de NH3 até os evaporadores da câmara de congelados. EI-12- Grande liberação de substância tóxica/inflamável devido a ruptura no trecho de linha de líquido das bombas de NH3 até os evaporadores da câmara de carnes. EI-13- Grande liberação de substância tóxica/inflamável devido a ruptura no trecho de linha de gás entre os evaporadores das câmaras de congelados e o separador 1. EI-14- Grande liberação de substância tóxica/inflamável devido a ruptura no trecho de linha de gás entre os evaporadores das câmaras de carnes e o separador 2. EI-15- Grande liberação de substância tóxica/inflamável devido a ruptura no trecho de linha de gás da descarga dos compressores até os tanques de estocagem, passando pelos condensadores. 41,42,43,44 46, 47, 48, 49 51, 52, 53, 54 60, 61,62, 63 64, 65, 66, 67 68, 69, 70, 71 72, 73, 74, 75 76, 77, 78, 79 Pág. 29 de 107

30 5. CÁLCULO DAS FREQUÊNCIAS DOS CENÁRIOS DE ACIDENTE E VULVERABILIDADE 5.1 Introdução O risco de um acidente fica perfeitamente caracterizado quantitativamente como um conjunto formado por três elementos, conforme demonstrado abaixo: RISCO = {Cenário, Freqüência, Conseqüência} O cenário de acidente, definido na análise quantitativa de riscos, consiste na composição da ocorrência de um evento iniciador de acidente e das diferentes possibilidades de evolução do acidente, dependendo da performance dos sistemas de proteção, das várias possibilidades de condições atmosféricas no instante do acidente e da presença ou não de eventuais fontes de ignição, no caso de acidente envolvendo gás inflamável. A freqüência esperada de ocorrência do cenário é referida a um certo intervalo de tempo, normalmente considera-se o período de 1 (um) ano, de modo que o risco seja obtido em uma base anual. A partir desta caracterização quantitativa, pode-se expressar quantitativamente o risco de uma instalação de várias formas distintas, sendo as mais comuns, as chamadas curvas F X N e o risco social médio. A curva F X N, também chamada função de distribuição cumulativa complementar é obtida ordenando-se todos os cenários de acidente por ordem crescente de conseqüências e construindo-se uma curva formada pela junção dos pontos cujas coordenadas são: na abscissa o número de vítimas fatais e na ordenada a freqüência acumulada dos cenários com N vítimas fatais. O risco social médio é definido pela equação: Risco Social Médio = f i x Ci, ( i = 1...n) Pág. 30 de 107

31 Em caso de ocorrência de um vazamento de líquido inflamável (não tóxico), por exemplo, o risco pode ser avaliado, utilizando-se o esquema de cálculo representado pela Árvore de Eventos (AE) genérica mostrada na figura 5.1, cuja construção é explicada a seguir. O objetivo de uma AE consiste em apresentar, de uma forma sistemática, todos os cenários possíveis de ocorrer em conseqüência de um dado evento iniciador de acidente, considerando, desta forma, as diferentes possibilidades de evolução do acidente deflagrado por aquele evento iniciador e permitindo o cálculo das freqüências de ocorrência dos cenários de interesse. No caso de uma liberação de líquido inflamável em uma instalação industrial qualquer, a primeira pergunta a ser feita na AE corresponde à ocorrência ou não de ignição imediata. Em caso afirmativo (ramo superior), tem-se a ocorrência de um incêndio em poça, cuja radiação térmica pode causar danos às pessoas e às estruturas nas imediações da poça. Pág. 31 de 107

32 FIGURA 5.1 ÁRVORE DE EVENTOS GENÉRICA Evento iniciador 1 Ignição imediata Direção do vento Velocidade do Vento Ignição retardada Incêndio Explosão Id Cenário dos acidentes S 1 Incêndio em poça N Norte V= 0 a 2m/s S I 2 Incêndio em nuvem E 3 Explosão N 4 Dispersão V= 2 a 4m/s S I 5 Incêndio em nuvem E 6 Explosão N 7 Dispersão V= 4 a 6m/s S I 8 Incêndio em nuvem E 9 Explosão N 10 Dispersão V= > 6 m/s S I 11 Incêndio em nuvem E 12 Explosão N 13 Dispersão Nordeste V= 0 a 2m/s S I 14 Incêndio em nuvem E 15 Explosão N 16 Dispersão V= 2 a 4m/s S I 17 Incêndio em nuvem E 18 Explosão N 19 Dispersão V= 4 a 6m/s S I 20 Incêndio em nuvem E 21 Explosão N 22 Dispersão V= > 6 m/s S I 23 Incêndio em nuvem E 24 Explosão Pág. 32 de 107

33 FIGURA 5.1 ÁRVORE DE EVENTOS GENÉRICA - CONTINUAÇÃO Evento iniciador 1 Ignição imediata Direção do vento Velocidade do Vento Ignição retardada Incêndio Explosão Id Cenário dos acidentes N 25 Dispersão Leste V= 0 a 2m/s S I 26 Incêndio em nuvem E 27 Explosão N 28 Dispersão V= 2 a 4m/s S I 29 Incêndio em nuvem E 30 Explosão N 31 Dispersão V= 4 a 6m/s S I 32 Incêndio em nuvem... E 33 Explosão N 34 Dispersão Pág. 33 de 107

34 Caso não ocorra ignição imediata do líquido derramado, dá-se a formação de uma nuvem de vapor que é transportada pelo vento. A terceira e a quarta colunas da AE perguntam, respectivamente, pela direção e velocidade do vento. Na quinta coluna da AE da figura 5.1 é questionada a ocorrência de ignição retardada da nuvem. Caso a nuvem se desloque para as direções onde não há pontos de ignição, a nuvem se dispersa sem causar nenhum efeito. Para as demais direções caso a nuvem atinja, com concentração dentro dos limites de inflamabilidade, um dos pontos de ignição existentes, poderá ocorrer uma explosão da nuvem (UVCE, Unconfined vapor cloud Explosion ) ou um rápido incêndio da nuvem sem que seja gerada uma onda de sobrepressão significativa ( flash fire ), podendo resultar em mortes e outros danos. Caso não haja ignição, a nuvem se dispersa no meio ambiente sem causar qualquer dano. Após a construção das árvores de eventos para cada evento iniciador, a freqüência de cada cenário é obtida multiplicando-se a freqüência do evento iniciador pelas probabilidades dos itens do cabeçalho da árvore (ignição imediata, sistema de controle do vazamento, direção e velocidade do vento, etc.) Assim, para a árvore genérica da figura 5.1 temos, por exemplo, o valor da freqüência do cenário 2 é dado por: Freq. (Cen 2) = (Freq. do evento iniciador) x (prob. de não ocorrer ignição imediata) x(fração do tempo que o vento sopra na direção norte com o vento entre 0 e 2 m/s) x (prob. de ocorrer ignição retardada) x (prob. que a ignição resulte em incêndio em nuvem). A primeira etapa para o cálculo das freqüências dos cenários consiste na obtenção das freqüências dos eventos iniciadores, como apresentado no item 5.2. Os itens 5.3 e 5.4 estão relacionados, respectivamente, com as árvores de eventos e o cálculo das freqüências dos cenários. Pág. 34 de 107

35 5.2 Frequência dos Eventos Iniciadores Para o cálculo das freqüências de cada Evento Iniciador (EI) foram somadas as freqüências de cada uma das causas associadas ao EI, além de se considerar o tempo de operação, já que o sistema não opera 24 horas por dia. A freqüência de cada evento iniciador foi obtida, em quase todos os casos, multiplicando-se o número de componentes pela freqüência de ruptura de cada componente, tendo como base a tabela 5.1, cujos dados foram extraídos de banco de dados e literatura internacional. As tabelas 5.2 a 5.16 apresentam o cálculo das freqüências para os eventos iniciadores selecionados na APP. TABELA 5.1 FREQÜÊNCIAS ANUAIS COMPONENTE FREQÜÊNCIA ANUAL PARA GRANDE VAZAMENTO (/ANO) Bomba (selo mecânico) 2 E-05 Filtro 1 E-05 Flanges/conexões para instrumentação 1E-05 Trocador de Calor 2 E-05 Tubulação até 2 (por metro) 5 E-07 Tubulação (2 a 6 / por metro) 3 E-07 Tubulação > 6 (por metro) 1 E-07 Tanque/Vaso de Pressão (ruptura intrínseca) 7 E-06 Válvula (automática/manual) 3 E-05 Válvula de Retenção 2 E-05 Visor de Nível 1 E-03 Pág. 35 de 107

36 TABELA 5.2 FREQÜÊNCIA DO EVENTO INICIADOR 01 CAUSA NÚMERO DE FREQÜÊNCIA/ANO COMPONENTES Linha de ¾ 10m 0,50 E-05 Válvulas 10 30,0 E-05 Filtros 02 2,0 E-05 Flanges e juntas 05 5,0 E-05 Tanque de expansão E-06 Total 38,2 E-05 Frequência de operação 17 horas / dia (17/24=0,71) 0,71 Frequência de ruptura por ano 27,1 E-05 TABELA 5.3 FREQÜÊNCIA DOS EVENTOS INICIADORES 02 CAUSA NÚMERO DE COMPONENTES FREQÜÊNCIA/ANO Linha de ¾ 50m 2,5 E-05 Válvulas 13 39,0 E-05 Filtros 03 3,0 E-05 Flanges e juntas 06 6,0 E-05 Total 50,5 E-05 Frequência de operação 17 horas / dia (17/24=0,71) 0,71 Frequência de ruptura por ano 35,8 E-05 Pág. 36 de 107

37 TABELA 5.4 FREQÜÊNCIA DOS EVENTOS INICIADORES 03 CAUSA NÚMERO DE COMPONENTES FREQÜÊNCIA/ANO Linha de 6 50m 1,50 E-05 Válvulas 05 15,0 E-05 Filtros 03 3,0 E-05 Tanque de expansão E-06 Total 20,9 E-05 Frequência de operação 17 horas / dia (17/24=0,71) 0,71 Frequência de ruptura por ano 14,8 E-05 Pág. 37 de 107

38 TABELA 5.5 FREQÜÊNCIA DOS EVENTOS INICIADORES 04 CAUSA NÚMERO DE COMPONENTES FREQÜÊNCIA/ANO Linha de ¾ 20m 1,0 E-05 Válvula 23 69,0 E-05 Filtros 07 7,0 E-05 Flanges 10 10,0 E-05 Bomba 01 2,0 E-05 Frequência Total 89 E-05 Probabilidade de ocorrer ruptura durante operação 0,71 TOTAL 63,1 E-05 TABELA 5.6 FREQÜÊNCIA DOS EVENTOS INICIADORES 05 CAUSA NÚMERO DE COMPONENTES FREQÜÊNCIA/ANO Tanque 3 21,0 E-06 TOTAL 21,0 E-06 Pág. 38 de 107

39 TABELA 5.7 FREQÜÊNCIA DO EVENTO INICIADOR 06 CAUSA NÚMERO DE FREQÜÊNCIA/ANO COMPONENTES Linha de 1 ¼ 20m 1,0 E-05 Válvula 02 6,0 E-05 Flange 03 3,0 E-05 FREQUÊNCIA TOTAL 10,0 E-05 Probabilidade de ocorrer ruptura durante a operação 0,71 TOTAL 7,1 E-05 Pág. 39 de 107

40 TABELA 5.8 FREQÜÊNCIA D EVENTO INICIADOR 07 CAUSA NÚMERO DE FREQÜÊNCIA/ANO COMPONENTES Linha de 1 50m 2,5 E-05 Válvula 01 3,0 E-05 Flange 01 1,0 E-05 FREQUÊNCIA TOTAL 6,5 E-05 Probabilidade de ocorrer ruptura durante a operação 0,71 TOTAL 4,6 E-05 TABELA 5.9 FREQÜÊNCIA DO EVENTO INICIADOR 08 CAUSA NÚMERO DE FREQÜÊNCIA/ANO COMPONENTES Linha de 1 50m 2,5 E-05 Válvula E-05 Filtro 01 1,0 E-05 FREQUÊNCIA TOTAL 15,5 E-05 Probabilidade de ocorrer ruptura durante a operação 0,71 TOTAL 11 E-05 Pág. 40 de 107

41 TABELA 5.10 FREQÜÊNCIA DO EVENTO INICIADOR 09 CAUSA NÚMERO DE FREQÜÊNCIA/ANO COMPONENTES Linha de 1 10m 0,50 E-05 Válvulas 04 12,0 E-05 Filtros 01 1,0 E-05 Separador 01 7 E-06 Flanges e juntas 02 2 E-05 Total 16,2 E-05 Frequência de operação 17 horas / dia (17/24=0,71) 0,71 Frequência de ruptura por ano 11,5 E-05 TABELA 5.11 FREQÜÊNCIA DO EVENTO INICIADOR 10 CAUSA NÚMERO DE FREQÜÊNCIA/ANO COMPONENTES Linha de 4 50m 1,50 E-05 Válvulas 10 30,0 E-05 Flanges e juntas 02 2 E-05 Total 33,5 E-05 Frequência de operação 17 horas / dia (17/24=0,71) 0,71 Frequência de ruptura por ano 23,8 E-05 Pág. 41 de 107

42 TABELA 5.12 FREQÜÊNCIA DO EVENTO INICIADOR 11 CAUSA NÚMERO DE FREQÜÊNCIA/ANO COMPONENTES Linha de 2,5 50m 1,50 E-05 Válvulas E-05 Flanges e juntas 03 3 E-05 Total 28,5 E-05 Frequência de operação 17 horas / dia (17/24=0,71) 0,71 Frequência de ruptura por ano 20,2 E-05 TABELA 5.13 FREQÜÊNCIA DO EVENTO INICIADOR 12 CAUSA NÚMERO DE FREQÜÊNCIA/ANO COMPONENTES Linha de 2,5 50m 1,50 E-05 Válvulas E-05 Bombas 01 3 E-05 Flanges e juntas 03 3 E-05 Total 43,5 E-05 Frequência de operação 17 horas / dia (17/24=0,71) 0,71 Frequência de ruptura por ano 30,8 E-05 Pág. 42 de 107

43 TABELA 5.14 FREQÜÊNCIA DO EVENTO INICIADOR 13 CAUSA NÚMERO DE FREQÜÊNCIA/ANO COMPONENTES Linha de 3 50m 1,50 E-05 Válvulas E-05 Evaporadores E-06 Flanges e juntas 01 1 E-05 Total 26,3 E-05 Frequência de operação 17 horas / dia (17/24=0,71) 0,71 Frequência de ruptura por ano 18,6 E-05 TABELA 5.15 FREQÜÊNCIA DO EVENTO INICIADOR 14 CAUSA NÚMERO DE FREQÜÊNCIA/ANO COMPONENTES Linha de 2 50m 1,50 E-05 Válvulas E-05 Evaporadores E-05 Flanges e juntas 01 1 E-05 Total 40,5 E-05 Frequência de operação 17 horas / dia (17/24=0,71) 0,71 Frequência de ruptura por ano 28,7 E-05 Pág. 43 de 107

44 TABELA 5.16 FREQÜÊNCIA DO EVENTO INICIADOR 15 CAUSA NÚMERO DE FREQÜÊNCIA/ANO COMPONENTES Linha de 3 50m 1,50 E-05 Válvulas E-05 Condensadores 03 6 E-05 Compressores E-05 Flanges e juntas 09 9 E-05 Total 56,5 E-05 Frequência de operação 17 horas / dia (17/24=0,71) 0,71 Frequência de ruptura por ano 40,1 E-05 Pág. 44 de 107

45 5.3 Árvores de Eventos Características das Árvores de Eventos Para cada um dos eventos iniciadores foi construída uma Árvore de Evento (como apresentada na figura 5.1). Como exemplo, a figura 5.2 mostra parte da Árvore do Evento Iniciador 01: Grande liberação de substância tóxica/inflamável devido a ruptura de linha de NH3 líquida no trecho compreendido entre a saída dos tanques de amônia e os tanques de expansão da câmara de salgados e o da câmara de laticínios, construída conforme metodologia descrita no item 5.1. As demais árvores são semelhantes, diferenciando-se, no evento iniciador e nos pontos de ignição. A primeira coluna de cada AE caracteriza o EI. No caso do Evento Iniciador 01 não há possibilidade de bloqueio, portanto, a coluna seguinte refere-se a ocorrência ou não de ignição imediata (no local). Em caso afirmativo, pode ocorrer formação de jato de fogo/incêndio em poça. Não havendo ignição imediata (no local) do produto liberado, dá-se a formação de uma nuvem de vapor que é transportada pelo vento. Portanto, as perguntas subsequentes referem-se ao fato de ser dia ou noite, à direção e velocidade do vento. O transporte da nuvem de vapor no meio ambiente depende fundamentalmente da topografia local, da velocidade do vento e do grau de turbulência da atmosfera no momento do acidente. Para a turbulência atmosférica foi assumida classe de estabilidade D, a qual corresponde a um comportamento médio na região. Pág. 45 de 107

46 Foram consideradas 8 direções de vento e para a velocidade, os valores obtidos na região foram classificados em um número de categorias de velocidades representativas das condições meteorológicas da região. Neste trabalho foram utilizadas quatro categorias: 1ª - velocidade média = 1,0 m/s 2ª - velocidade média = 2,0 m/s 3ª - velocidade média = 3,0 m/s 4ª - velocidade média = 4,0 m/s Estas quatro categorias caracterizam as diferenças no processo de dispersão da nuvem, cobrindo adequadamente todo o conjunto dos valores de velocidades do vento obtidos na região, conforme mostrado no item 2.5. Nas colunas seguintes questiona-se sobre a ocorrência de ignição retardada da nuvem. Em caso afirmativo a última pergunta refere-se a ocorrência de incêndio em nuvem (I) ou explosão (E). Não ocorrendo ignição retardada a nuvem se dispersa no meio ambiente sem causar qualquer dano. Pág. 46 de 107

47 Figura 5.2 Árvore de Eventos do Evento Iniciador 01 EVENTO IGNIÇÃO DIREÇÃO VELOCIDADE DO IGNIÇÃO INCÊNDIO ID CENÁRIO DOS ACIDENTES INICIADOR 1 IMEDIATA DO VENTO VENTO RETARDADA EXPLOSÃO S 1 Jato de fogo / Incêndio em poça N Norte V= 1 m/s S I 2 Incêndio em nuvem E 3 Explosão N 4 Vazamento sem ignição V= 2 m/s S I 5 Incêndio em nuvem E 6 Explosão N 7 Vazamento sem ignição V= 3 m/s S I 8 Incêndio em nuvem E 9 Explosão N 10 Vazamento sem ignição V= 4 m/s S I 11 Incêndio em nuvem E 12 Explosão N 13 Vazamento sem ignição Nordeste V= 1 m/s S I 14 Incêndio em nuvem E 15 Explosão N 16 Vazamento sem ignição V= 2 m/s S I 17 Incêndio em nuvem E 18 Explosão N 19 Vazamento sem ignição V= 3 m/s S I 20 Incêndio em nuvem E 21 Explosão N 22 Vazamento sem ignição V= 4 m/s S I 23 Incêndio em nuvem E 24 Explosão Pág. 47 de 107

48 Figura 5.3 Árvore de Eventos dos Cenários de nuvem tóxica Frequência de ocorrência do Evento Iniciador / ano Vel. Vento (probabilidade) Direção do vento (probabilidade) EI 01 a EI 16 1 m/s (0,2425) N (0,0434) NE (0,0474) E (0,0324) SE (0,0304) S (0,0324) SW (0,0245) W (0,0155) NW (0,0165) Probabilidade de morte no ponto (x,y) do centro do quadrado de cálculo (Eq. Probit) Risco Total 2 m/s (0,2354) N (0,039) NE (0,043) E (0,0224) SE (0,035) S (0,039) SW (0,012) W (0,003) NW (0,042) 3 m/s (0,2049) N (0,032) NE (0,025) E (0,016) SE (0,027) S (0,036) SW (0,021) W (0,0089) NW (0,039) 4 m/s (0,3172) N (0,0152) NE (0,013) E (0,029) Pág. 48 de 107

49 Figura 5.3 Árvore de Eventos dos Cenários de nuvem tóxica - Continuação Frequência de ocorrência do Evento Iniciador Vel. Vento (probabilidade) Direção do vento (probabilidade) SE (0,081) S (0,123) SW (0,034) W (0,012) NW (0,01) Probabilidade de morte no ponto (x,y) do centro do quadrado de cálculo (Eq. Probit) Risco Total A metodologia de cálculo está descrita no anexo 8. Pág. 49 de 107

50 5.4. Cálculo das Frequências dos Cenários de Acidente Equação da Freqüência dos Cenários Como descrito anteriormente, foi construída uma AE para cada EI, e a freqüência de cada cenário foi obtida multiplicando-se o valor da freqüência do EI (tabelas 5.2 a 5.16) pelas probabilidades dos itens do cabeçalho da Árvore de Eventos. Assim, por exemplo, a freqüência do cenário 06 do EI-01 é dada por: Freq. (Cen 06) = (Freq. do evento iniciador EI-01) x (prob. de não ocorrer ignição imediata) x(fração do tempo que o vento sopra na direção norte com o velocidade de 1 m/s) x (prob. de ocorrer ignição retardada) x (prob. que a ignição resulte em incêndio em nuvem). No caso da nuvem de gás tóxico do EI-01 seria: Freq. de ocorrência do EI-01 x prob. do vento com 1 m/s x prob. do vento em uma das 8 direções. A partir daí, o cálculo seria feito utilizando-se equação de Probit para determnar a probabilidade de morte em cada ponto e a população exposta seria considerada na determinação do risco social. Freq. (Cen 05) = (Freq. do evento iniciador EI-01) x (prob. de não ocorrer ignição imediata) x prob. do vento com 1,2,3 ou 4 m/s x prob. do vento em uma das 8 direções x (prob. de não ocorrer ignição retardada) Pág. 50 de 107

51 5.4.2 Itens dos Cabeçalhos das Árvores de Eventos Ignição Imediata Como referência, apresentamos na tabela 5.17 os valores das probabilidades de ignição imediata adotados pelo SRD da Inglaterra na Análise de Risco de Canvey Island (SRD(1978)). TABELA 5.17 PROBABILIDADE DE IGNIÇÃO IMEDIATA FONTES DE IGNIÇÃO Nenhuma Muito Poucas Poucas Muitas PROBABILIDADE 0,1 0,2 0,5 0,9 Nenhuma Nenhuma prontamente identificável, ex: liberação limitada de hidrocarboneto líquido em um dique em caso de enchimento excessivo do tanque. Muito Poucas Grande liberação de gás liqüefeito sob pressão após ruptura catastrófica do tanque em uma área de tancagem ( tank farm ) Poucas Liberação de material inflamável próximo a operações não contínuas, ex: liberação de GLP de um tanque próximo a instalações rodoviárias ou ferroviárias. Muitas Liberação de material inflamável em uma instalação industrial de processo ou uma liberação resultante de um incêndio ou explosão nas vizinhanças. Pág. 51 de 107

52 Neste trabalho foi adotado o valor de 0,9 para probabilidade de ignição imediata dentro das instalações industriais e 0,5 para locais externos à instalação. Comparado ao valor da tabela 5.17, Os valores adotados neste trabalho correspondem a situações onde haveriam muitas e poucas fontes de ignição Direção e Velocidade do Vento A fração do tempo em que o vento sopra em cada direção e a fração em que o vento está em cada uma das quatro faixas de velocidade, foram obtidas a partir dos dados da Estação Meteorológica do Aeroporto, conforme tabela 2.3. Pág. 52 de 107

53 Ignição Retardada Existem poucos trabalhos na literatura disponível, de onde se possa aferir sem ambigüidades a probabilidade de ignição de uma nuvem de gás inflamável devido a uma dada fonte de ignição. Pode-se dizer que, a fixação dos valores dessas probabilidades é ainda uma questão de julgamento dos analistas. Existem incidentes registrados na literatura, em que nuvens de gás inflamável passaram sobre o que pareciam ser, à primeira vista, fontes certas de ignição (probabilidade de ignição = 1) sem que tenha havido ignição. Um exemplo bem conhecido é o incidente ocorrido em Pensacola, Flórida em 1971, quando parte de uma nuvem contendo cerca de 30 toneladas de ciclohexano (a mesma substância que causou a explosão em Flixborough) penetrou na casa de força de uma fornalha, fazendo com que uma densa fumaça negra fosse emitida pela chaminé, sem que tenha ocorrido explosão (Lees,1980). Os valores das probabilidades de ignição de uma nuvem em movimento adotados pelo SRD da Inglaterra na Análise de Riscos de canvey island (SRD/1978) estão mostrados na tabela TABELA 5.18 IGNIÇÃO EM NUVEM NUVENS PASSANDO SOBRE Terreno vazio Sítio Industrial Terminal da British Gas PROBABILIDADE 0,0 0,9 0,5 A figura 5.4 apresenta a localização dos pontos de ignição considerados. Os valores de probabilidades dos pontos de ignição utilizados no presente trabalho são apresentados na tabela Pág. 53 de 107

54 FIGURA 5.4 LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE IGNIÇÃO Pág. 54 de 107

55 TABELA 5.19 PONTOS DE IGNIÇÃO LOCAIS DOS PONTOS DE IGNIÇÃO PONTO DE IGNIÇÃO PROBABILIDADE DE IGNIÇÃO Casas Lado Sul área de ignição 1 0,5 Estrada 2 0,5 Casas Lado Oeste área de ignição 3 0,5 Pág. 55 de 107

56 Incêndio/Explosão Quando uma nuvem não confinada de vapor inflamável entra em ignição, dois processos distintos podem ocorrer: incêndio em nuvem ( flash fire ) ou explosão de nuvem. Portanto, faz-se necessário determinar a probabilidade de que a ignição resulte em uma explosão (geração de sobrepressão) ou em incêndio em nuvem. Esta questão ainda não está completamente definida, podendo-se encontrar valores discrepantes na literatura. A dificuldade na fixação desses valores advém da grande variabilidade das condições de ocorrência dos acidentes registrados, de onde se procura extrair este tipo de informação. Fatores como, a reatividade do gás, a massa liberada, as condições de dispersão, a presença de obstáculos, o grau de confinamento, a presença de maior ou menor número de fontes de ignição, entre outros, tem um papel importante no resultado final de cada evento de liberação de gases ou vapores inflamáveis. Kletz (1977) sugere que se a quantidade de material inflamável dentro dos limites de inflamabilidade da nuvem de vapor for da ordem de 10 toneladas, a probabilidade de explosão da nuvem é de 1 em 10, e se a quantidade é da ordem de 1 tonelada ou menos, então, a probabilidade é de 1 em 100 ou menos. Analisando uma relação de 165 acidentes, Wiekema (1984) concluiu que em 150 desses acidentes tinha-se um conhecimento positivo sobre se havia ocorrido incêndio ou explosão. Em aproximadamente 60% dos 150 acidentes, ocorreu explosão e nos restantes, apenas incêndio. No presente trabalho, adotou-se 0,5 para a probabilidade de explosão. Este valor está próximo do encontrado por Wiekema. As freqüências dos cenários de cada uma das árvores de eventos foram quantificadas, juntamente com as suas respectivas conseqüências pelo Programa Safeti, desenvolvido pela DNV Technica, constando os resultados no Anexos 5 e 6. Pág. 56 de 107

57 5.5. Caracterização dos Cenários Escolhidos Neste capítulo serão apresentadas as áreas atingidas pelos efeitos dos possíveis acidentes envolvendo as instalações, considerando as condições ambientais predominantes na região. A determinação da área vulnerável para cada um dos cenários de acidente identificados na APP, é o que denominamos de Análise de Vulnerabilidade. Para os cálculos das áreas vulneráveis, foram utilizadas quatro velocidades de vento ( 1.0, 2.0, 3.0 e 4,0 m/s) que caracterizam a rosa dos ventos da região da EMPRESA e classe de estabilidade D. Portanto, as áreas vulneráveis estimam o alcance dos efeitos físicos dos acidentes analisados, tomando como base as condições meteorológicas médias da região. Para a avaliação da área vulnerável, a primeira etapa é a caracterização do cenário de acidente, que consiste na apresentação de todas as condições físicas e das hipóteses necessárias para a determinação dos efeitos físicos do acidente, tais como, a situação física do vazamento na fábrica, o produto envolvido, as suas condições termodinâmicas no momento do vazamento, o diâmetro da tubulação, o tempo de vazamento e as condições atmosféricas. O item deste capítulo apresenta a caracterização de cada cenário de acidente selecionado para simulação. Para cada acidente caracterizado é obtida uma área vulnerável para cada tipo de efeito característico do acidente simulado. O mapeamento das áreas vulneráveis a cada um dos tipos de efeitos físicos é apresentado na seção 5.5. Os resultados foram obtidos utilizando-se o programa SAFETI que está descrito juntamente com a listagem de saída no Capítulo de Anexos Anexos 5 e 6. São apresentadas abaixo as tabelas 5.20 a 5.35 com a caracterização de cada cenário de acidente selecionado para simulação em termos de condições de estocagem ou processo, local e condições de liberação do material. Pág. 57 de 107

58 Caracterização dos cenários críticos TABELA CENÁRIOS REFERENTES AO EVENTO INICIADOR 01 Ponto de Liberação Material: Estado do Material: Tipo de liberação: Efeitos : Caracterização do vazamento: Caracterização da Dispersão: Observações CENÁRIO 5,6,7,8 Ruptura de linha de NH3 líquida no trecho compreendido entre a saída dos tanques de amônia e os tanques de expansão da câmara de salgados e o da câmara de laticínios Amônia Líquido Transiente Jato de fogo, nuvem tóxica Fração Líquida Temperatura Veloc. Descarga Vazão Descarga Duração 0.83 fraction 2,10 C 74,8 m/s 0,896 kg/s 600 s Classe de estabilidade: D Velocidade do vento: 1.0, 2.0, 3.0 e 4.0 m/s Área do dique: Sem dique 1. O sistema de Amônia está instalado em local confinado com uma taxa de ventilação natural estimada em 1 troca/hora, conforme critério de P.M.Brown Pág. 58 de 107

59 TABELA CENÁRIOS REFERENTES AO EVENTO INICIADOR 02 CENÁRIOS: 09,10,11,12 Ponto de Liberação Ruptura de linha de NH3 líquida no trecho compreendido entre a saída do tanque de expansão da câmara de salgados até os evaporadores da câmara Material: Amônia Estado do Material: Líquido Tipo de liberação: Transiente Efeitos : Jato de fogo, nuvem tóxica Caracterização do vazamento: Caracterização da Dispersão: Observações Fração Líquida 0.91 fraction Temperatura -20 C Veloc. Descarga 51,2 m/s Vazão Descarga 0,44 kg/s Duração 600 s Classe de estabilidade: D Velocidade do vento: 1.0, 2.0, 3.0 e 4.0 m/s Área do dique: Sem dique 1. O sistema de Amônia está instalado em local confinado com uma taxa de ventilação natural estimada em 1 troca/hora, conforme critério de P.M.Brown Pág. 59 de 107