Proteção contra explosão de sistemas de transporte pneumático

Perigo de explosão dos sistemas de transporte pneumático

Para o transporte de materiais a granel e granulados, são frequentemente utilizados sistemas especiais em que as matérias-primas ou os resíduos se deslocam através de condutas sob a influência do fluxo de ar. Trata-se de sistemas de transporte pneumático. Estão disponíveis em instalações para armazenamento e processamento de matérias-primas vegetais, no processamento de madeira e metal, na indústria farmacêutica, no processamento de resíduos.

Os sistemas de transporte pneumático, através dos quais são transportados produtos a granel, pertencem a objectos perigosos. A razão para isso é o meio explosivo presente neles - mistura de poeira e ar inflamada pela fonte de iniciação e levando a uma explosão envolvendo a mistura não queimada.

Uma explosão primária num sistema de transporte pneumático resulta normalmente numa série de explosões secundárias destrutivas. As condutas ramificadas e os tanques de armazenamento têm um ambiente de acidente quase ideal: espaço confinado, fluxo de ar para uma rápida propagação da combustão e uma quantidade suficiente de mistura explosiva poeira-ar.

E o problema não é sequer o facto de os sistemas de transporte pneumático arderem e explodirem. Um acidente neles se espalha rapidamente para unidades adjacentes de equipamentos de processo, leva à sua destruição, bem como à possível perda de vidas.

Fontes de início de explosão

De acordo com a norma EN 1127-1-2014, existem 13 fontes de ignição activas que, em contacto com uma mistura de poeira/ar combustível, podem provocar um acidente.

Nos sistemas de transporte pneumático, o fogo pode ser causado por:

• faíscas mecânicas causadas pela fricção de partículas de material transportado, incluindo objectos metálicos;
• aquecimento de secções individuais de condutas;
• partículas quentes no material transportado;
• auto-aquecimento em depósitos de poeira;
• descarga de eletricidade estática;
• faísca quando o motor é ligado, etc.

A lista de situações perigosas em sistemas de transporte pneumático é bastante longa. Além disso, a probabilidade de explosão não pode ser completamente excluída - o risco está relacionado com o próprio processo de movimentação de produtos a granel no espaço fechado das condutas de material.

Normas de segurança para o proprietário do FPO

Os sistemas de transporte pneumático com pó explosivo e meios de ar são classificados como instalações industriais perigosas (HIF). De acordo com a Diretiva Europeia 99/92/CE, o seu funcionamento é obrigatório:

• Avaliar os riscos tendo em conta a probabilidade de existência de atmosferas explosivas;
• classificar e rotular as zonas perigosas;
• instalar dispositivos de proteção contra explosões no aparelho.

Os requisitos gerais da Diretiva 99/92/CE são especificados na legislação nacional.

Os requisitos específicos para a classificação e proteção de áreas perigosas e os dispositivos técnicos nelas utilizados estão estabelecidos nas normas ATEX. Estas são a EN 1127-1, IEC 60079-10-2-2011 com requisitos gerais e especializados EN 15089, EN 16447, EN 14373, EN 16009.

Soluções técnicas

Os sistemas de proteção contra explosões são seleccionados com base nas condições de funcionamento e nas características do material a transportar. Por isso, determinamos primeiro a classe de área perigosa e o nível de proteção necessário do equipamento de acordo com a norma IEC 60079-10-2-2011.

Para o efeito, levamos poeiras combustíveis para testes laboratoriais em condições de "explosão controlada". Como resultado, são determinados os parâmetros de risco de explosão do processo de produção:

• concentração mínima de explosão / LIE
• pressão máxima de explosão / Pmax
• taxa máxima de aumento da pressão de explosão / (dp/dt)max
• classe de explosão / Kst
• temperatura mínima de explosão / MIT
• temperatura mínima de ignição / GT
• energia explosiva mínima / MIE
• Limite de concentração de oxigénio / LOC.

Com base nestes dados, seleccionamos o equipamento específico de proteção contra explosões.

Para os sistemas de transporte pneumático, a melhor solução é conter e isolar a explosão para evitar que se propague às secções de tubagem adjacentes e ao equipamento vizinho.

Barreira de HRD

Este dispositivo técnico detecta uma explosão primária na fase de nucleação e localiza-a rapidamente através da introdução de um supressor de explosivos. Isto evita que o acidente se propague às zonas vizinhas e as destrua.

Componentes do dispositivo:

• Sensores de pressão DetEx e de temperatura LumEx;
• Controlador de controlo CONEX;
• Cilindros HRD com supressor de explosivos.

Os sensores altamente sensíveis reagem a um aumento de pressão e/ou temperatura no equipamento protegido no espaço de 1 ms. Enviam um sinal para o controlador CONEX. Este último, por sua vez, dá um comando para o acionamento a alta velocidade dos cilindros com um agente de têmpera. Uma caraterística especial da barreira HRD são os bicos de pulverização com geometria complexa. Estes pulverizam o agente extintor num leque para cobrir o mais possível a superfície protegida e evitar que a chama se espalhe para as áreas vizinhas. O processo completo de contenção da explosão não demora mais de 60 ms.

Benefícios:

• A barreira HRD é utilizada em condutas interiores e exteriores;
• é adequado para equipamentos existentes sem necessidade de uma modernização dispendiosa;
• O sinal do centro de controlo para os activadores fornece um comando quase instantâneo para ativar os cilindros HRD com o agente extintor;
• a sensibilidade do sistema permite suprimir uma explosão com uma pressão inferior a 0,2 bar, ou seja, na fase de nucleação;
• A barreira HRD é simplesmente montada de acordo com um manual pormenorizado que transmitiremos ao cliente;
• Uma vez accionados, os cilindros são fáceis de substituir;
• a manutenção do aparelho é fácil;
• adequado para utilização nas indústrias alimentar e farmacêutica.

A barreira HRD é instalada como um dispositivo de contenção de explosões autónomo ou em combinação com painéis de descarga de explosivos, sistema HRD e corta-chamas FLEX.

Válvula de gaveta GATEX

O dispositivo é utilizado para fechar a conduta quando a barreira HRD não pode ser instalada ou a sua aplicação não se justifica economicamente. O GATEX é um amortecedor de alta velocidade acionado pneumaticamente que é acionado quando é detectada uma explosão inicial.

Componentes do dispositivo:

• Sensores de pressão DetEx e de temperatura LumEx;
• Controlador de controlo CONEX;
• válvula de comporta de comando pneumático.

Os sensores de pressão detectam uma explosão na fase inicial e enviam um sinal para o controlador de controlo. O atuador pneumático é ativado, o que fecha o registo, cortando a secção de emergência da tubagem do equipamento vizinho. Todo o processo demora alguns milissegundos, razão pela qual a válvula de comporta GATEX pode ser instalada nas proximidades de áreas perigosas.

Benefícios:

• corta rapidamente a secção de emergência;
• pode ser instalado num espaço limitado e não necessita de uma grande zona de proteção;
• pode ser utilizado ao ar livre em condições climatéricas desfavoráveis;
• pode ser instalado em tubagens D a partir de 50 mm e pressões até 21 bar;
• é acionado mesmo quando a fonte de alimentação é desligada com Fail-safe;
• A válvula de gaveta GATEX é de fácil manutenção.

O dispositivo técnico é utilizado como uma solução técnica autónoma ou em combinação com o sistema HRD, painéis de descarga de explosão VMP e corta-chamas FLEX.

Fases do trabalho

• Etapa 1. Avaliar o risco de explosão do processo, tendo em conta a localização e o comprimento do sistema de transporte pneumático e as propriedades dos materiais transportados.
• Etapa 2. Acordar os termos de referência com o cliente.
• Etapa 3.Selecionar uma solução de proteção contra explosões de acordo com a legislação de segurança industrial aplicável, os desejos do cliente e as recomendações do fabricante.
• Etapa 4. Preparar o projeto e coordená-lo com as autoridades de supervisão.
• Passo 5.Entregamos os dispositivos de proteção em qualquer ponto do país.
• Etapa 6.Instalar o equipamento ou controlar a qualidade do trabalho de instalação efectuado por terceiros.
• Etapa 7.Colocação em funcionamento dos sistemas de proteção contra explosões.
• Etapa 8.Prestar assistência técnica e apoio em garantia.

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