Sistema de Descarga Baseado
em Dióxido de Carbono (CO2)
Líquido
White Martins
Gases Industriais
S.A.
IVIG COPPE
Grupo de Análise de Risco Tecnológico Ambiental GARTA
Grupo de pesquisa aplicada do Instituto de Estudos de Mudanças Globais - IVIG - da
Coordenação dos Programas de Pós-Graduação em Engenharia - COPPE/UFRJ,
dedica-se ao estudo de cenários de acidentes maiores e suas respectivas ações de
controle. Realiza experimentos de campo e utiliza modelagem matemática de
eventos acidentais. Os resultados são plotados em realidade virtual, para análise em
3D. Compõe cenários de alta complexidade para organização de sistemas de
resposta a emergências.
Atividades Atuais
ELETRONUCLEAR - Evacuação da ZPE05 da Central Nuclear de Angra (CNAAA)
PETROBRAS/TRANSPETRO - Modelagem de ruptura catastrófica em duto urbano
El Paso Energy - Treinamentos para combate em sistema Turbo Gerador
Pesquisa do Sistema de CO2 vem sendo realizada nos últimos 5 anos, em
parceria com o Centro de Pesquisas da White Martins Gases Industriais
S.A.
Tipos de Chama
Chama Pré Misturada
Queima eficiente, se aproxima da estequiometria da reação de combustão
Zona de combustão estabilizada no espaço
Pequena ou nenhuma geração de material particulado
Distância mínima entre a base da Zona de Combustão e a Fonte
Chama de Difusão
Queima incompleta com reações intermediárias e subprodutos variados
Chama com intensa geração de material particulado
Janelas de aeração em posições variadas
Zona de Combustão com forma e distribuição de fluxos de radiação térmica,
variáveis.
Medidas dos Impactos de Incêndios e
Explosões
Cenário
Incêndio em
Nuvem
Incêndio em
Poça
Limite
32 KW/m
Efeito Esperado
2
5 KW /m 2
8 KW /m 2
23 KW /m 2
Explosão da
Nuvem
0,03 bar
0,17 bar
0,48 bar
0,70 bar
2,0 bar
100% de fatalidades para pessoas
expostas
Queimaduras graves: 1 m in de
exposição
1% de fatalidades: 1m in de
exposição
90% de fatalidades: 1m in de
exposição
100% de vidros quebrados (não
blindados)
Destruição
de
edificações
residenciais: 50%
Destruição
de
edificações
residenciais: 100%
Destruição de m áquinas pesadas:
100%
Fatalidades
por
hemorragia
pulmonar: 100%
Dinâmica de Chama de Difusão, Contínua em
Ambiente Aberto
Zona de Dispersão e Acúmulo de Gases Super
Aquecidos
Zona de Dispersão de Radiação Térmica
Zona Principal de
Combustão
Janela de
Aeração
Janela de
Aeração
Fonte
Variações da Chama de Difusão
a) Chamas com fontes de alta taxa de emissão
•gases liqüefeitos
•líquidos inflamáveis
•líquidos combustíveis
•fontes pressurizadas
b) Chamas com fontes de baixa taxa de emissão
•sólidos combustíveis
•graxas e lubrificantes
•parafinas sólidas
Chamas com fontes de alta taxa de emissão
Chamas com fontes de alta taxa de emissão
Chamas com fontes de alta taxa de emissão
Chamas com fontes de alta taxa de emissão:
Ignição retardada de fontes de alta taxa de emissão pode formar
bolas de fogo e explosão da nuvem.
Chamas com fontes de baixa taxa de emissão
Dinâmica de Chama de Difusão, Contínua em Ambiente
Fechado - Célula de Combustão
Zona de Dispersão e Acúmulo de Gases Super
Aquecidos
Zona de Dispersão de Radiação Térmica
Zona Principal de
Combustão
Janelas de Aeração
dependem da
geometria do
ambiente
Fonte
Célula de Incêndio em Ambiente Fechado
•Distribuição das janelas de aeração depende da geometria
do ambiente
•Zona de acúmulo e dispersão de gases favorece a expansão
e combustão súbitas dos gases super aquecidos não
queimados (“flashover”)
•Em espaços superiores a 200m2 torna-se muito difícil
ajustar a geometria da frente de resfriamento à dimensão da
zona de combustão.
•Severa restrição ao posicionamento das linhas de ataque
•Essa configuração é comum nos modernos escritórios que
adotaram a partir do final da década de 80, salões sem
divisórias e vias de circulação concentradas
•Situação verificada em armazéns de redes de varejo e
estoques de indústrias de bens de consumo duráveis.
Chama de Difusão Contínua em Ambiente Amplo Fechado Célula de Combustão
Chama de Difusão Contínua em Ambiente Amplo Fechado Célula de Combustão - Manobra para retirar gases super
aquecidos
Sistema de Descarga Baseado em CO2 Líquido
Composição do Sistema
Tanque de CO2 Líquido
Bombas de alimentação
Vaporizadores
Fonte de energia (Gerador móvel ou fonte AC)
Mangueiras de alta velocidade (3/4” , 50m)
Mangueiras de alta vazão (1,5”, 50m)
Difusores de ajuste de disparo
Meios de Ataque
Jatos de CO2 de alta velocidade para guiar o disparo e invadir as células.
Jatos de alta vazão com teor variável de neve carbônica entre 10% e 70%,
para resfriamento, deslocamento de gases super aquecidos e abafamento.
Sistema de Descarga Baseado em CO2 Líquido
Mangueira de
Alta Velocidade
Vaporizador
e Fonte de
Energia
Mangueira de
Alta Vazão
Tanque de
CO2 liq.
Dimensões do Veículo de Suporte
Aplicações do Sistema
Em ambiente urbano:
• Armazéns de estoque
• Escritórios em andar aberto
• Ambientes com obras de arte (museus e igrejas)
• Centrais de equipamentos eletrônicos
• Inertizar galerias urbanas e residências com
vazamentos de gás
Aplicações Industriais do Sistema
Prospecção
/Produção
Transporte
Oil Tankers
Terminais marítimos
Sistemas de dutos
Terminais de
arma zenamento
Plataformas de perfuração
Plataformas de produção
FPSO
Refino
Transporte
de derivados
Distribuição
Terminais Ferroviários
Rodoviários
Fluviais
*Sistemas de
ta nques subterrâneos
*Sistemas de controle
de emergências ambientais
Unidades de processo
Sistemas de utilidades
Sistemas de controle ambiental
Pa rques de estocagem: 1- Petróleo cru
2- Produto refinado líquido
(Gasolina/Diesel e outros)
3- Gás liquefeito de petróleo
(GLP= Propano+Buta no)
Aplicações Industriais do Sistema
UN
Refino
Unidades de Processo
Parque de Estocagem de GLP
Unidade de desasfaltação a solvente
Problema: Vaso de 10 ton de
propano líquido na área
Equipamento: Esfera de GLP com
1500 ton
Problema: Ausência de procedimento
eficaz para o controle de vazamentos
de GLP líquido
Cenário com potencial impacto sobre
as comunidades vizinhas
Estágio Atual do Projeto
Montagem do protótipo e execução de
usinagem de partes especiais
Acordos para realização de testes
Descrição dos testes para definição de
parâmetros operacionais (relações
área/volume, distâncias de eficiência
máxima e áreas de segurança para
aplicação)