Sistemas Fixos e Semifixos de Espuma para
Tanques de Armazenamento
DESCRIÇÃO:
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Nos anos iniciais da indústria de petróleo, incêndios em tanques
de armazenamento eram uma ocorrência comum. Praticamente
todos os produtos eram armazenados em tanques de teto cônico
construídos de placas de aço rebitadas, e o teto freqüentemente
era construído de madeira e papel revestido com alcatrão.
Incêndios em tanques eram comuns principalmente após uma
tempestade de raios. Essa experiência custosa levou gradualmente
a aperfeiçoamentos de melhores códigos e diretrizes para o
manuseio de incêndios em tanques de armazenamento. Tanques
de tetos flutuantes foram adotados para produtos de petróleo de
baixo ponto de combustão e comprovaram ser o método mais
confiável de proteção contra prejuízos em razão de incêndios. Os
produtos menos voláteis com pontos de combustão mais altos
continuam a ser armazenados em tanques de tetos de cone de
aço soldado.
SC-119
À medida que a freqüência de incêndios em tanques de armazenamento totalmente envolvidos diminuem para um
nível mais aceitável, o tamanho do incêndio, quando ocorre, se torna maior em razão do aumento do tamanho e
capacidade do tanque. É bem comum ver tanques com diâmetros acima de 328 pés (100 metros), com capacidade
para armazenar um milhão de barris de produto. Um método prático para proteger tanques de armazenamento para
líquidos inflamáveis contra incêndios é com um sistema de proteção contra incêndios de espuma fixo ou semifixo.
Quando projetado, instalado e conservado corretamente, esses sistemas proporcionarão muitos anos de serviço
confiável. O sistema de espuma pode ser utilizado para prevenção de incêndios, controle ou extinção direta de
qualquer incêndio de líquidos inflamáveis ou combustíveis no interior do tanque. Para selecionar o sistema de espuma
correto, é necessário entender os seguintes sistemas:
Um Sistema Fixo é uma instalação completa com tubulação desde uma estação central de espuma, descarre-
gando através de dispositivos fixos de descarga sobre o risco a ser protegido. Componentes de dosagem de espuma
estão instalados permanentemente.
Um Sistema Semifixo é uma instalação onde o risco é provido de dispositivo(s) fixo(s) de descarga, que conectam a tubulação que termina a uma distância segura do risco. (Normalmente fora da parede de retenção.) Materiais produtores de espuma são transportados até a cena após o início do incêndio e estão conectados à tubulação.
DEFINIÇÕES
Existem três tipos principais de tanques normalmente utilizados para o armazenamento de combustível ou líquidos
inflamáveis.
• Tanque de teto cônico
• Tanque de topo aberto com teto flutuante
• Tanque de teto flutuante interno/Teto flutuante coberto
Um Tanque de Armazenamento de Teto Cônico possui lados verticais e é provido de um teto
fixo de forma cônica que é soldado às laterais do tanque. Tanques que foram projetados em conformidade com as
normas API possuem uma costura pouco resistente na junção onde o teto e as laterais se encontram. No caso de
uma explosão interna, o teto se separa e explode, deixando a parede do tanque intacta. Esse sistema possibilita que
o tanque retenha seu conteúdo e qualquer incêndio resultante envolverá toda a superfície do líquido inflamável
exposto.
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Tanques de Armazenamento
Um Tanque de Armazenamento de Topo Aberto com Teto Flutuante é similar ao tanque
de teto cônico quanto à construção, porém com exceção do fato de não ter um teto fixo. Um teto do tipo pontão
flutua diretamente sobre a superfície do líquido inflamável. Esse teto flutuante possui uma sapata mecânica ou vedação tubular fixada a todo o seu perímetro. A vedação de aro cobre o espaço entre o teto flutuante e a parede do
tanque (parede lateral).
Um Tanque de Armazenamento com Teto Flutuante Interno/Teto Flutuante Coberto
é uma combinação dos tanques de teto cônico e de topo aberto com teto flutuante. O tanque possui um teto cônico, porém com adição de um teto flutuante interno ou cuba que flutua diretamente sobre a superfície do combustível. Os respiros abertos nas paredes laterais do tanque exatamente abaixo da junção do teto identificam esse tipo de
tanque. Caso o teto flutuante interno seja diferente de uma plataforma dupla de aço ou do tipo pontão, o sistema de
proteção contra incêndios deverá ser projetado para incêndios de superfície total (similar a tanques de teto cônico).
Para os tetos internos de plataforma dupla ou de pontão construídos em aço, poderá ser permitido um projeto para
proteção de área selada (da mesma forma que para os tanques de topo aberto com teto flutuante).
Às vezes, pequenas quantidades de líquidos inflamáveis são armazenadas em tanques de tipo horizontal, que
normalmente estão assentados sobre cavaletes ou em instalações de armazenamento subterrâneas. Essa seção se
aplica somente aos três tipos principais de tanques conforme relacionado acima.
IDENTIFIQUE O LÍQUIDO INFLAMÁVEL
Existem duas classificações básicas de líquidos inflamáveis e combustíveis:
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• Hidrocarbono (não-miscível com água) e
• Solvente polar (miscível com água)
A família dos hidrocarbonos é composta basicamente dos produtos padronizados de petróleo, tais como gasolina,
querosene, Diesel, combustível para jatos, heptano, óleo cru, etc. – produtos que não se misturam com água.
O grupo de solventes polares é composto basicamente de etanol, metanol, cetona e acetona, etc. – produtos que se
misturarão prontamente com água.
Todas as espumas concentradas relacionadas no U.L. e as de grau padronizado Chemguard são adequadas para
utilização em incêndios ou vazamentos de combustíveis hidrocarbono.
Somente os concentrados de Espumas Aquosas e à Prova de Álcool para Formação de Película (AF-APFF) Chenguard
U.L. Listed e Standard UltraGuard 3% e 3% - 6% (em taxa proporcional de 6%) são adequadas para utilização em
incêndios e derramamento de combustível Solvente Polar.
NOTA:
MTBE puro é apenas levemente miscível com água (aproximadamente 4% - 6%).
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LÍQUIDOS INFLAMÁVEIS E COMBUSTÍVEIS
CONFORME NFPA 11
Líquidos inflamáveis significam qualquer líquido que tenha um ponto de combustão abaixo de 100°F (37,8°C) e com
uma pressão de vapor que não exceda 40 psi (276 kpa)(absoluto) a 100°F (37,8°C). Líquidos inflamáveis são divididos
da seguinte forma:
Líquidos da classe I abrangem aqueles que tenham ponto de combustão acima de 100°F (37,8°C) e podem ser subdivididos como segue:
(a) Líquidos classe IA abrangem aqueles que tenham pontos de combustão abaixo de 73°F (22,8°C) e com um ponto
de ebulição abaixo de 100°F (37,8°C).
(b) Líquidos classe IB abrangem aqueles que tenham pontos de combustão abaixo de 73°F (22,8°C) e com um ponto
de ebulição acima de 100°F (37,8°C).
(c) Líquidos classe IC abrangem aqueles que tenham pontos de combustão em ou acima de 73°F (22,8°C) e abaixo de
100°F (37,8°C). Líquidos combustíveis significam qualquer líquido que tenha ponto de combustão em ou acima de
100°F (37,8°C). Podem ser subdivididos como segue:
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(a) Líquidos classe II abrangem aqueles que tenham pontos de combustão em ou acima de 100°F (37,8°C) e abaixo
de 140°F (60°C).
(b) Líquidos classe IIIA abrangem aqueles que tenham pontos de combustão em ou acima de 140°F (60°C) e abaixo
de 200°F (93,3°C).
(c) Líquidos classe IIIB abrangem aqueles que tenham pontos de combustão em ou acima de 200°F (93,3°C).
PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIOS DE TANQUES
DE ARMAZENAMENTO
O U.L. estabeleceu dois tipos diferentes de saídas e descarga de espuma:
• Saída de descarga tipo II – um dispositivo fixo que fornece espuma sobre o líquido incendiado e que submerge parcialmente a espuma e produz uma agitação restrita da superfície. Exemplos desse tipo de dispositivo são câmaras de
espuma e geradores de espuma.
• Saída de descarga tipo III – um dispositivo fixo ou portátil que fornece espuma diretamente sobre a superfície do
íquido de uma forma que causa agitação geral.
Exemplos desse tipo de dispositivo são esguichos de jato de mangueira e canhões monitores.
Existem dois métodos básicos de sistemas de proteção contra incêndios para tanques de armazenamento:
• Injeção de base subsuperficial
• Sobre o topo – (Subdividido da seguinte forma)
Câmaras de espuma
Geradores de espuma
Canhão monitor portátil de espuma
Torre de espuma
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INJEÇÃO DE BASE SUBSUPERFICIAL
O método susuperficial de proteção contra incêndios produz espuma com um “gerador de espuma de alta pressão de
retorno” localizado fora do tanque de armazenamento. Esse sistema fornece a massa de espuma expandida através
de tubulação para a base do tanque. A tubulação poderá ser uma linha de produto existente ou uma linha de espuma
dedicada de proteção contra incêndios. A espuma expandida que penetra no tanque por meio da saída de descarga
é injetada no líquido inflamável. A saída de descarga deve estar no mínimo 1 pé acima de qualquer água que possa
estar presente na base do tanque. A espuma será destruída caso seja injetada na camada de água. Quando injetada
no combustível, a espuma subirá pelo combustível e formará uma cobertura de espuma cerrada de vapor sobre a
superfície do combustível.
Vantagens do método subsuperficial
• A espuma em elevação pode levar o combustível no tanque a circular, o que poderá auxiliar a resfriar o combustível
até a superfície.
• Caso ocorra uma explosão e incêndio que possa danificar o topo do tanque, é improvável que o sistema de injeção
subsuperficial sofra danos.
• A espuma descarregada é dirigida de forma mais eficiente à superfície do combustível sem qualquer interrupção a
partir da corrente ascendente do incêndio.
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Desvantagens do método subsuperficial
• NÃO PODE ser utilizado em tanques de armazenamento que contenham combustíveis do tipo solvente polar ou
produtos que exijam a utilização de espumas concentradas do tipo ARAFFF.
• Não recomendado para utilização em tanques do tipo de teto flutuante ou teto flutuante interno.
• Deverá ser observado que a velocidade máxima de entrada da espuma não seja excedida; caso contrário, ocorrerá
coleta excessiva de combustível pela espuma à medida que esta penetra no tanque.
• Não deve ser utilizado para a proteção de líquidos hidrocarbonos da classe 1A.
GERADOR DE ESPUMA DE ALTA PRESSÃO DE
RETORNO
O dispositivo HBPFM é montado na linha de espuma para aspirar a solução de espuma antes que seja descarregada na
base do tanque de armazenamento. Ele proporcionará basicamente uma relação de expansão de entre 2 – 1 e 4 – 1. O
dispositivo tem capacidade de descarregar contra uma pressão razoável de retorno, que pode atingir 40% da pressão
operacional. A pressão de retorno é um acúmulo de pressão na crista no combustível no interior do tanque de
armazenamento e qualquer perda de carga entre o gerador de espuma e o tanque. Normalmente é necessária uma
pressão mínima de entrada de 100 psi no HBPFM para assegurar a operação correta. A velocidade da espuma através
da tubulação para o tanque a partir do HBPFM é muito crítica. Com líquidos inflamáveis, a velocidade da espuma que
penetra no tanque NÃO deverá exceder 10 pés por segundo, e com líquidos combustíveis NÃO deverá exceder 20 pés
por segundo.
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O gráfico a seguir mostra os tempos mínimos de descarga e as taxas para aplicação subsuperficial:
Combustível tipo hidrocarbono Tempo mínimo de descarga Ponto de combustão entre 100°F e 140°F (37,8°C e 93,3°C)
30 minutos Taxa mínima
de aplicação
0,10 gpm/pé
4,1 L/min/m
Ponto de combustão
55 minutos abaixo de100°F (37,8°C), líquidos aquecidos acima
de seus pontos de
combustão
0,10 gpm/pé
4,1 L/min/m
Petróleo cru 55 minutos 0,10 gpm/pé
4,1 L/min/m
NOTA:
A taxa máxima de aplicação deverá ser de 0,20 gpm / pé (8,1 L/min/m).
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CÂMARAS DE ESPUMA
DISPOSITIVO DE DESCARGA TIPO II
A câmara de espuma normalmente é utilizada em tanques de armazenamento de teto cônico. A câmara é parafusada ou soldada na parte externa da parede do tanque nas proximidades da junção do teto. Um defletor está montado
na parte interna do tanque, de forma que a espuma descarregada a partir da câmara de espuma será desviada de
volta contra a parte interna da parede do tanque.
A câmara de espuma é montada na cuba da parede do tanque de armazenamento de teto cônico em uma posição
vertical exatamente abaixo da junção do teto ou aproximadamente 8” até 12” abaixo da junção do teto ao ponto
central da saída da câmara de espuma.
Na seqüência, as câmaras de espuma Chemguard modelos FC 2.2, 3, 4 e 6 devem ser montadas a aproximadamente
8” até aproximadamente 12” abaixo da junção do teto. Quando a câmara de espuma é montada corretamente a
vedação de vidro interna da mesma ficará ligeiramente acima em termos de elevação do que a junção do teto no
tanque de armazenagem.
Cada câmara de espuma montada em um tanque de armazenamento de teto cônico, DEVERÁ ter seu próprio elevador com válvulas fornecendo a solução de espuma a partir de fora da área de retenção. Para a operação correta, é
necessário um mínimo de 40 psi de pressão na entrada para a câmara de espuma.
GERADORES DE ESPUMA
DISPOSITIVO DE DESCARGA TIPO I
O gerador de espuma normalmente é utilizado para aspirar solução de espuma antes de ser descarregada no interior
da área de retenção (dique) ou quando utilizado com tanque flutuante externo para alimentar espuma para a área da
vedação de aro.
A tubulação de descarga a jusante do gerador de espuma é dimensionada para diminuir a velocidade da espuma
expandida e com formato para defletir a espuma de volta contra a parte interna da parede de retenção, sobre um
painel de respingo ou sobre a parede do tanque quando utilizado para a proteção da vedação do teto flutuante.
O painel de respingo deve ser montado acima do topo do tanque de teto flutuante.
O tamanho correto da tubulação de descarga do gerador de espuma deve ser instalado conforme as informações
fornecidas no projeto do sistema de proteção da área de retenção.
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Quando montado sobre um tanque de armazenamento ou utilizado em um sistema de proteção de área de retenção,
o gerador de espuma pode ser montado tanto na posição horizontal como na vertical sem qualquer efeito negativo no
desempenho da espuma.
É recomendável instalar uma tubulação reta com comprimento mínimo de 12” a montante do gerador de espuma
durante a instalação.
Quando utilizar o gerador de espuma Chemguard modelo CGFM 1.5 para um sistema de proteção de área de retenção,
deverá ser conectada uma tubulação de 3” de diâmetro com comprimento mínimo de 28” e máximo de 100” à saída do
gerador de espuma (lado a jusante). Esse comprimento de tubulação de descarga possibilita a realização da expansão
correta de espuma e diminui a velocidade de descarga. O gerador de espuma modelo CGFM 2.5 necessita que seja
conectada uma parte de tubulação de 4” no lado de descarga do gerador. Esse comprimento de tubulação também
deve ter um mínimo de 28”, porém poderá ter um máximo de 120”. Em ambos os casos, a tubulação de descarga
deve ser dirigida de volta contra a parede interna da retenção. Essa instalação possibilita uma aplicação mais suave ao
líquido inflamável no interior da retenção e diminui a submersão da espuma.
Critérios para dimensionar um sistema de espuma para um tanque de armazenamento de teto cônico.
• Identifique o combustível no interior do tanque.
• Tipo de concentrado de espuma a ser utilizado.
• Calcule a área da superfície do combustível (TTR2).
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• Taxa de aplicação.
• Tipo de dispositivo de descarga necessária e quantidade (com base no ponto de combustão do combustível e no
diâmetro do tanque).
• Calcule a duração da descarga.
• Linhas suplementares de mangueiras necessárias e duração da descarga.
• Quantidade necessária de concentrado de espuma.
• Estabelecer lista de materiais.
NOTA:
Para determinar a quantidade de concentrado de espuma em uma quantidade dada de solução de espuma, utilize a
seguinte fórmula:
Multiplique a solução de espuma por
x 0,01 caso esteja utilizando concentrado do tipo a 1%
x 0,03 caso esteja utilizando concentrado do tipo a 3%
x 0,06 caso esteja utilizando concentrado do tipo a 6%
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Tanques de Armazenamento
EXEMPLO
Tanque de teto cônico – diâmetro de 150 pés
Combustível – gasolina
Concentrado de espuma – 3% AFFF
Área da superfície – 75’ x 75’ x 3,1417 = 17.672 pés quadrados
Taxa de aplicação a 0,10 gpm por pé quadrado (conforme NFPA 11) 0,10 x 17.672 pés quadrados = 1.767,2 gpm de
solução de espuma necessários
Dispositivo de descarga – câmara de espuma, quantidade necessária 4
Duração da descarga – 55 minutos 1.767,2 x 55 = 97,196 galões de solução de espuma x 0,03 = 2.915,88 galões de
concentrado AFFF a 3% necessários.
Linhas suplementares de mangueiras necessárias (conforme NFPA 11) – quantidade necessária 3 (cada uma com um
mínimo de 50 gpm) (diâmetro do tanque acima de 120 pés).
Duração da descarga da linha de mangueira (conforme NFPA 11) – 30 minutos (diâmetro do tanque acima de 95 pés),
3 x 50 = 150 x 30 = 4.500 galões de solução de espuma x 0,03 = 135 galões de AFFF a 3%. São necessários 3.051 (135
+ 2.916) galões de concentrado de espuma.
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Uma lista de materiais dos componentes principais adequada para o sistema acima utilizando um tanque de diafragma
poderia ser:
• 1 tanque de diafragma tipo horizontal de 3.200 galões.
• 1 proporcionador entre flanges de 6”.
• 4 câmaras de espuma modelo FC6, cada uma com taxa de vazão de 395 até 1.050 gpm dependendo da pressão de
entrada.
• 1 proporcionador roscado 2-1/2” (para sistema suplementar).
• 3 esguichos de linha manual de 50 gpm. • concentrado de espuma.
NOTA:
Esse gráfico identifica a quantidade de câmaras de espuma necessária para a proteção de um líquido inflamável
contido em um tanque de armazenamento atmosférico de teto cônico vertical, onde o dispositivo de descarga está
agregado ao tanque. Onde forem necessárias duas ou mais saídas, as saídas devem ser igualmente espaçadas ao redor
da periferia do tanque e cada saída deve ser dimensionada para fornecer aproximadamente a mesma taxa de espuma.
Diâmetro do tanque Metros Quantidade
(ou área equivalente) máxima de
saídas de
descarga
Até 80 pés
24 1
Acima de 80 até 120 24 até 36 2
Acima de 120 até 140 36 até 42 3
Acima de 140 até 160 42 até 48 4
Acima de 160 até 180 48 até 54 5
Acima de 180 até 200 54 até 60 6
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Tanques de Armazenamento
Sugere-se que para tanques acima de 200 pés (60 m) de diâmetro, seja adicionada pelo menos uma saída de descarga
para cada 5.000 pés quadrados adicionais (465 metros quadrados) de superfície de líquido ou fração.
Esse gráfico indica a quantidade de jatos de mangueira SUPLEMENTARES necessários para tanques de tamanhos
variados. Cada jato de mangueira deve ter a capacidade de uma taxa mínima de vazão de 50 gpm de solução de
espuma.
Diâmetro do tanque maior Até 65 pés (19,5 m) 65 até 120 pés (19,5 até 36 m) Acima de 120 pés (36 m) Quantidade mínima de
jatos de mangueira
necessários
1
2
3
Esse gráfico mostra o tempo mínimo de descarga e a taxa de aplicação para dispositivos fixos de descarga de espuma
do tipo II em tanques de armazenamento com teto cônico.
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Tipo do hidrocarbono Taxa de aplicação Tempo
de descarga
Ponto de combustão entre 0,10 gpm/pé 30 minutos
100°F e 140°F (4,1 L/min/m)
(37,8°C e 93,3°C)
Ponto de combustão
abaixo de 100°F (37,8°C) ou líquidos
aquecidos até acima de
seus pontos de combustão
0,10 gpm/pé
(4,1 L/min/m)
55 minutos
Petróleo cru 0,10 gpm/pé (4,1 L/min/m)
55 minutos
• Líquidos inflamáveis com um ponto de ebulição menor do que 100°F poderão requerer taxas de aplicação mais
elevadas. Isto deve ser determinado por meio de testes.
• Para líquidos de alta viscosidade aquecidos acima de 200°F, poderá ser desejável ter taxas de aplicação inicial
mais baixas de espuma para minimizar a formação de espuma e a conseqüente expulsão do líquido do tanque de
armazenamento. Deverá ser usada uma boa avaliação para aplicar espumas a tanques que contenham óleos quentes,
asfaltos em combustão ou líquidos em combustão que tenham ponto de ebulição acima do da água.
• A tabela acima abrange misturas de gasolina com álcool e gasolinas sem chumbo que não contenham mais do que
10% de aditivos oxigenados por volume. Onde esses aditivos excederem 10% por volume, ou onde o líquido inflamável
seja um solvente polar ou um produto miscível com água, a Chemguard deverá estabelecer as taxas recomendáveis de
aplicação para a proteção contra incêndios. A duração mínima da descarga é de 55 minutos.
O gráfico a seguir indica o tempo mínimo de operação do(s) jato(s) suplementar(es) de mangueira para diversos
tamanhos de tanques.
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Tanques de Armazenamento
Diâmetro do maior tanque Tempo mínimo de operação
Até 35 pés (10,5 m) 35 até 95 pés (10,5 até 28,5 m) Acima de 95 pés (28,5 m) 10 minutos
20 minutos
30 minutos
Lista de equipamentos que utilizam um conjunto de skid de bomba de espuma para um tanque de diâmetro 150 pés
que contenha gasolina.
1 tanque atmosférico de armazenamento de concentrado de espuma de 3100 galões.
1 skid de dosagem de bomba de espuma acionada eletricamente com proporcionador pré-tubulado de 6” (câmaras
de espuma) e proporcionador prétubulado de 2-1/2” (linhas suplementares de mangueira).
4 câmaras de espuma modelo FC4 ou FC6
3 esguichos de linha manual de 3 x 50 gpm
3.051 galões de AFFF a 3% (mais qualquer acréscimo para testes do sistema)
NOTA:
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Quando proteger tanques múltiplos de armazenamento, o sistema de espuma deverá ser dimensionado para proteger
o maior risco individual.
A figura 9 ilustra um sistema de skid de bomba manual de espuma que mostra toda a tubulação, válvulas, dispositivos
de descarga, proporcionador, bomba de espuma e tanque de armazenamento de espuma necessários para o sistema
acima.
A figura 10 mostra um tanque de Armazenamento de Teto Cônico com um Sistema de Espuma Semi- Fixo.
O exemplo a seguir mostra os requisitos do sistema de espuma para a proteção selada de um tanque de topo aberto
com teto flutuante de 150 pés de diâmetro.
Tipo de tanque – tanque de topo aberto com teto flutuante
Diâmetro do tanque – 150 pés
Tipo de combustível – gasolina
Retenção de espuma instalada no teto – Sim – a 2 pés da parede do tanque e com 2 pés de altura
Área em pés quadrados do anel circular – 930 pés quadrados
Taxa de aplicação – 30 gpm por pé quadrado (conforme NFPA 11) . 30 x 930 pés quadrados = 279 gpm de solução de
espuma necessários.
Tipo de dispositivo de descarga – geradores de espuma
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Duração da descarga – 20 minutos
279 x 20 = 5.580 galões de solução de espuma – x 0,03 (AFFF a 3%) = 167,4 galões de concentrado de espuma
Quantidade de geradores de espuma necessária (conforme NFPA 11) – necessários 6.
Acrescente linhas de mangueiras adicionais por exemplo para tanques de teto cônico com câmaras de espuma.
NOTA:
A quantidade de pontos fixos de descarga de espuma em um tanque de topo aberto com teto flutuante é determinada
pela circunferência do tanque.
O espaçamento máximo entre pontos de descarga é de 40 pés (12,2 m) da circunferência do tanque quando utilizar
uma retenção de espuma com 12” (305 mm) de altura e cada 80 pés (24,4 m) da circunferência do tanque quando
utilizar uma retenção de espuma com 24” (610 mm) de altura.
Em conformidade com NFPA 11
Design da retenção de espuma – A retenção de espuma deve ser circular e construída de chapa de aço
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de pelo menos nº 10 da Norma de Espessura dos EUA (0,134 pol/3,4 mm). A retenção deve ser soldada ou fixada
seguramente ao teto flutuante. A retenção de espuma é projetada para reter a espuma na área da vedação a uma
profundidade suficiente para cobrir a área de vedação enquanto leva a espuma a fluir lateralmente até o ponto de
ruptura da vedação.
A altura da retenção deve ser de pelo menos 12” (305 mm) e deve se estender por pelo menos 2” (51 mm) acima
de qualquer vedação secundária de metal ou uma guarnição secundária combustível utilizando uma (??)log(??) de
espuma plástica.
Deve ser no mínimo 2” (51 mm) mais alto do que qualquer painel queimado em vedações secundárias de metal.
Retenções de espuma devem estar a pelo menos 1 pé (0,3 m) porém não mais do que 2 pés (0,6 m) da borda do teto
flutuante.
Solução de espuma & água de chuva devem ser drenadas por meio de estrias no fundo da retenção na base de 0,04
pol2 de área estriada por pé quadrado (278 mm2/m2) de área de retenção, restringindo-se as estrias a 3/8” (9,5 mm)
de altura. Aberturas de drenagem excessivas na retenção devem ser evitadas para impedir a perda de espuma pelas
estrias de drenagem.
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SISTEMA SUBSUPERFICIAL
(Normalmente, a injeção subsuperficial de espuma não é recomendada para combustíveis que tenham uma viscosidade
maior do que 2.000 ssu (440 centistokes) em sua temperatura mínima antecipadade armazenamento.)
Exemplo de um sistema de injeção de base subsuperficial
Tanque de teto cônico – diâmetro de 80 pés
Combustível – gasolina
Concentrado de espuma – AR-AFFF a 3% - 6%
Área da superfície - = 40’ x 40’ x 3,1417 = 5.026,7 pés quadrados
Taxa de aplicação – 0,10 gpm por pé quadrado 0,10 x 5.027 pés quadrados = 502,7 gpm de solução de espuma
Duração da descarga – 55 minutos
Quantidade de concentrado de espuma necessário – 503
(502,7) x 55 x 0,03 = 829, 95 galões
Dispositivo de descarga – Quantidade 1 gerador de espuma de alta pressão de retorno (“Gerador de espuma”)
Quantidade de saídas de descarga no interior do tanque
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Quantidade 1 (tanque de 80 pés ou menos)
(conforme NFPA 11)
Linhas suplementares de mangueira por exemplo para tanques de teto cônico.
O gráfico a seguir mostra a quantidade de saídas de descarga necessária no interior do tanque.
Diâmetro Quantidade de descarga Saídas necessárias
do tanque Ponto de combustão Ponto de combustão
abaixo de 100°F (38°C) 100°F (38°C) ou acima
Até 80 pés (24 m)
1 1
Acima de 80 pés até 120 pés
(24 – 36 m) 2
1
Acima de 120 pés até 140 pés
(36 – 42 m)
3 2
Acima de 140 pés até 160 pés
(42 – 48 m) 4
2
Acima de 160 pés até 180 pés
(48 – 54 m) 5
2
Acima de 180 pés até 200 pés
(54 – 60 m) 6 3
Acima de 200 pés (60 m) 6 3
Mais uma saída para
cada 5.000 pés2
(465 m2) adicionais
Mais uma saída para
cada 7.500 pés2
(697 m2) adicionais
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Tanques de Armazenamento
Lista de equipamentos para o exemplo acima utilizando um sistema de espuma fornecido em um tanque de diafragma
de espuma.
• 1 tanque de diafragma estilo vertical de 900 galões
• 1 proporcionador roscado de 21/2” (para linhas suplementares de mangueira)
• 1 proporcionador entre flanges de 4”
• 1 gerador de espuma de alta pressão de retorno modelo CFM500 (HBPFM)
• Esguichos manuais suplementares e concentrado de espuma.
Determinando a Quantidade de Saídas de Descarga para Injeção de Base Subsuperficial
A quantidade de saídas de descarga necessária é baseada no diâmetro do tanque e no ponto de combustão do
combustível conforme mostrado no gráfico acima.
CANHÕES MONITORES DE ESPUMA E LINHAS
MANUAIS
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Canhões monitores não devem ser considerados como meios principais de proteção para tanques de teto fixo acima
de 60 pés de diâmetro. Linhas manuais de espuma não devem ser consideradas como meios principais de proteção
para tanques acima de 30 pés de diâmetro ou para aqueles acima de 20 pés de altura.
Taxas de Aplicação Utilizando Canhões
Monitores ou Linhas Manuais
A taxa mínima de aplicação de solução de espuma é baseada na suposição de que toda a espuma descarregada atingirá
a área protegida. Considerando-se as necessidades reais da vazão de solução, as perdas potenciais de espuma em
razão de condições climáticas, correntes ascendentes do incêndio, etc., devem ser levadas em consideração.
O gráfico a seguir mostra a densidade de aplicação e a duração para canhões monitores e linhas manuais em tanques
que contenham hidrocarbonos.
Tipo do hidrocarbono Taxa mínima de aplicaçãoTempo mínimo
gpm/pé2 (L/min)/m2 de descarga
(min.)
Ponto de combustão
entre 100°F e 140°F
(37,8°C e 93,3°C) 0,16 6,5 50
Ponto de combustão
abaixo de 100°F
(37,8°C) ou líquidos
aquecidos até acima
de seu ponto de
combustão Petróleo cru 0,16 0,16 6,5 6,5 65
65
Código do PDF: 067 | Rev. 1
Sistemas Fixos e Semifixos de Espuma para
Tanques de Armazenamento
Misturas álcool-gasolina e gasolinas sem chumbo contendo não mais do que 10% de um aditivo oxigenado por volume
estão incluídos na tabela acima.
Para tanques que contenham líquidos inflamáveis miscíveis com água/solventes polares, a duração recomendada da
aplicação de espuma é de 65 minutos.
Líquidos inflamáveis com ponto de ebulição menor do que 100°F e produtos que tenham queimado durante um
determinado tempo, podem desenvolver uma camada de calor que poderá exigir taxas de aplicação de solução de
espuma de 0,2 ou 0,25 gpm por pé quadrado.
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Onde forem utilizados canhões monitores ou linhas manuais para proteger tanques de armazenamento que contenham
solventes polares ou líquidos miscíveis com água, a duração da descarga deverá ser de no mínimo 65 minutos à taxa
recomendada de aplicação.
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Proteção de Tanques de Armazenagem com
Monitores de Alta Vazão
TÉCNICA PARA A EXTINÇÃO DE INCÊNDIOS EM
TANQUES DE GRANDE PORTE:
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Incêndios em tanques de grande porte são eventos muito
complexos e a extinção satisfatória requer planejamento
metódico e o uso eficiente dos recursos. Nesse momento, os
códigos e normas existentes não proporcionam diretrizes para
o uso de canhões monitores de alta vazão de espuma para
incêndios em tanques de grande porte. Entretanto, os códigos e
normas existentes fornecem boas recomendações para sistemas
fixos de proteção contra incêndios. Incêndios de superfície total
envolvendo tanques com grandes diâmetros ocorreram ao
redor do mundo. Historicamente, a extinção de tais incêndios
não foi totalmente bemsucedida. Entretanto, com a introdução
de canhões monitores de espuma de alta capacidade, novas
variedades de espumas concentradas e aperfeiçoamento das
técnicas de aplicação, houve algum sucesso para se conseguir a
extinção.
SC-119
O maior incêndio em tanque totalmente envolvido que foi extinto com sucesso foi o de 150 pés (46 metros). A
extinção foi realizada com um canhão monitor/canhão de alta capacidade aplicando espuma não-aspirada “sobre o
topo” sobre a superfície em chamas. Acredita-se que a atual tecnologia de combate a incêndios é capaz de extinguir
incêndios em tanques totalmente envolvidos de até 197 pés (60 metros) de diâmetro. Teoricamente, poderá ser tecnicamente viável extinguir incêndios acima de 200 pés (61 metros) utilizando o método “sobre o topo” com canhões
monitores móveis de altíssima capacidade com espumas concentradas aperfeiçoadas. A logística para montar tais
operações maciças deve ser totalmente considerada.
TAXA DE APLICAÇÃO
NFPA 11 – Taxa de aplicação para equipamentos móveis é freqüentemente interpretada como 0,16 gpm/pé2 (6,5 L/
min/m2).
O código também determina que líquidos inflamáveis que tenham um ponto de ebulição menor do que 100°F (37,8°C)
poderão requerer taxas de aplicação mais elevadas. Além disso, líquidos inflamáveis com uma ampla faixa de pontos
de ebulição, tais como óleo cru, poderão requerer taxas de 0,2 gpm/pé2 (8,1 L/min/m2) ou mais. A taxa de aplicação
estabelecida no código é baseada na suposição de que a solução de espuma atinja toda a superfície em chamas.
Nota: As taxas são destinadas a combustíveis líquidos hidrocarbonos. Líquidos solventes polares são destrutivos
para espumas normais e requerem a utilização de espumas resistentes a álcool. A Chemguard, Inc. deve ser consultada para determinar a taxa de aplicação recomendada.
Considerando-se as taxas acima e a experiência prática adquirida com incêndios de superfície total envolvendo
tanques de armazenamento de grande porte, seria mais adequado considerar 0,25 gpm/ pé2 (10,4 L/min/m2). Para
tanques de óleo cru em chamas, uma taxa de 0,32 gpm/pé2 (12,9 L/min/m2) poderia ser mais adequada.
As elevadas taxas de aplicação asseguram uma chance maior da espuma alcançar a superfície em chamas, aumentando assim as probabilidades de extinção. A consideração para taxas tão elevadas deveria levar em conta a falha do
sistema de abastecimento, perdas em razão de fortes correntes ascendentes térmicas, rompimento da espuma à
medida que passa entre as chamas para alcançar o combustível em chamas e destruição da espuma em razão do
combustível quente e qualquer outra superfície metálica quente.
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Proteção de Tanques de Armazenagem com
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ÁGUA E CONCENTRADO DE ESPUMA NECESSÁRIOS PARA COMBATER
INCÊNDIOS EM TANQUES DE GRANDE PORTE
A alimentação de água em termos de pressão, taxa de vazão e volume adequado de concentrado de espuma estão
entre os fatores mais importantes para se lançar uma operação de extinção bem sucedida.
A não ser que uma alimentação adequada e ininterrupta esteja assegurada, uma tentativa para extinguir um incêndio
de um tanque de grande porte totalmente envolvido estará condenada ao fracasso desde o início da operação.
O volume de água e a taxa de vazão necessários para produzir solução de espuma para combater um incêndio em
tanque de grande porte podem ser encontrados na tabela 1.
A quantidade de concentrado de espuma a 3% e a taxa de vazão necessária para solução de espuma para gerar
espuma para combater um incêndio em tanque de grande porte podem ser encontrados na tabela 2.
TANQUE ENVOLVIDO POR RESFRIAMENTO E A PROTEÇÃO DE TANQUES
ADJACENTES CONTRA FONTES DE CALOR IRRADIADO
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Com referência às diretrizes existentes, o volume de água necessário para resfriar a parede do tanque envolvido é
estimado pelo tamanho do tanque:
100 pés (30 metros) de diâmetro 120 pés (36 metros) de diâmetro 160 pés (48 metros) de diâmetro 220 pés (67 metros) de diâmetro 750 gpm (3 m3/min)
1000 gpm (4 m3/min)
1250 gpm (5 m3/min)
1500 gpm (6 m3/min)
A água de resfriamento necessária para proteger cada tanque adjacente não protegido do tanque em chamas é de
500 gpm (2 m3/min).
Na prática, a água aplicada à cuba de um tanque de grande porte em chamas é ineficiente para evitar que empene e se
deforme. Nos últimos estágios da extinção, a água de resfriamento aplicada na área acima do nível do líquido auxiliaria
a espuma a ficar em contato com a parede do tanque. Os jatos de resfriamento devem ser interrompidos quando se
iniciar o ataque da espuma para conservar água e se concentrar na extinção.
A necessidade de proteção para tanques adjacentes pode ser mais bem ilustrada com informações e dados publicados
em um estudo recente feito sobre incêndios em tanques de grande porte. Apesar de ainda não totalmente validado,
mesmo assim proporciona informações valiosas para finalidades de planejamento pré-incêndios.
O tempo necessário para criar uma condição de escalação em um tanque adjacente depende de uma quantidade de
fatores inclusive: tamanho do tanque, distância/separação, tipo de construção, ponto de ebulição inicial do líquido
inflamável nos tanques, resfriamento por água, design do tanque, velocidade e direção do vento.
Por exemplo, espera-se que um incêndio de superfície total envolvendo um tanque de nafta de topo aberto com teto
flutuante de 164 pés (50 m) de diâmetro envolva completamente um tanque vizinho idêntico em aproximadamente
1,5 hora sob as seguintes condições:
- 4 m/seg (14 km/h) de vento na direção do tanque vizinho
- Separação entre os tanques de 0,5 diâmetro (82 pés) (25 m)
- Tanque vizinho com teto de pontão e proteção inadequada de aspersão de água
Código do PDF: 067 | Rev. 1
Proteção de Tanques de Armazenagem com
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A alteração de qualquer uma das condições acima pode modificar o tempo para a ignição do tanque adjacente:
Caso-base Alteração de condições:
Calmo (sem condição de ventos) Separação entre tanques aumentada para 1,0 D
(50 m) Separação entre tanques aumentada para 2,0 D
(100 m) Proteção de água no lado exposto = 2,8 horas
Teto de plataforma dupla no tanque exposto
Proteção de água no lado exposto + teto de
plataforma dupla = 24,0 horas
Diâmetros dos tanques somente 30 m, porém com
0,5 D de separação Tanque vizinho contém querosene, não nafta
= 1,5 hora
= 2,8 horas
= 3,0 horas
= 17,0 horas
= 1,5 hora
= 0,5 hora
= 22,0 horas
Algumas conclusões obtidas dos resultados são:
• A escalação é provável para tanques desprotegidos, com materiais voláteis, com
incêndio original for extinto rapidamente.
separação normal salvo se o
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• Condições tranqüilas somente retardam a escalação potencial.
• O aumento isolado da separação somente retarda a escalação potencial.
• Proteção de aspersão de água ou isolação do teto individualmente evitam a escalação.
• Proteção de aspersão de água em conjunto com isolação do teto são eficientes.
• Tanques com diâmetros menores com separação normal estão sob maior risco de escalação do que tanques com
diâmetros maiores.
• Combustíveis menos voláteis proporcionam um tempo maior de resposta para o bombeiro.
O resfriamento de tanques adjacentes é melhor conseguido com sistemas fixos que são projetados para proporcionar
uma cobertura eficiente de película de água de todas as superfícies metálicas expostas. Uma taxa de água de
resfriamento de 0,05 gpm/pé2 (2,0 L/min/m2) é suficiente para absorver 90% do calor irradiado penetrante. Qualquer
aumento na taxa de água de resfriamento não aumenta o efeito de resfriamento de forma significativa. O número 10,2
L/min/m2 pela NFPA 15 se refere principalmente à proteção de tanques pressurizados, tais como tanques de LPG
sujeitos ao impacto direto de chamas.
Código do PDF: 067 | Rev. 1
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TÉCNICA DE APLICAÇÃO SOBRE O TOPO COM CANHÕES
MONITORES DE ESPUMA DE ALTA CAPACIDADE
Um conceito atual na extinção de incêndios em tanques de grande porte é o de utilizar canhões monitores de espuma
não-aspirados de alta capacidade para aplicar espuma “sobre-o-topo” do tanque envolvido sobre a superfície do
combustível em chamas. Apesar de serem normalmente conhecidos como canhões monitores não-aspirados, esses
canhões monitores são capazes de produzir espuma com uma relação de expansão aproximada de 3,1 até 4,5 quando
utilizados com espumas concentradas do tipo resistente a álcool.
A Chemguard tem disponíveis atualmente canhões monitores de espuma de alta capacidade variando desde 2.000 até
4.000 gpm (7.570 L/min). O equipamento opera a pressões de entrada entre 100 até 130 psi (690 até 890 kPa) e tem
um alcance de aproximadamente 250 até 300 pés (61 – 99 metros).
Concentrado de espuma AR-AFFF é a preferido e deve ser transportado em volumes ou trailers com grande capacidade.
A logística para transportar espuma em recipientes de 5 galões ou tambores de 55 galões até o local do incêndio não
deverá ser considerada por razões óbvias.
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Deverá ser utilizada mangueira de diâmetro grade para alimentar a vazão necessária para o ataque de volumes grandes
de espuma. É preferível a utilização de mangueira de diâmetro de 5” (125 mm) em razão da baixa perda de carga e
facilidade de utilização. Deve ser lembrado que é extremamente difícil mover a mangueira assim que estiver cheia de
água. Para uma estimativa rápida, providencie uma linha de mangueira de 5” (125 mm) para cada 1.000 gpm (3,8 m3/
min) de necessidade de vazão. Nesta taxa de vazão, a perda de carga é de 8,0 psig (55 kPa) para cada 100 pés (30,5 m).
A tabela 3 fornece informações sobre perda de carga de algumas mangueiras de diâmetros grandes.
A técnica de espuma “sobre-o-topo” ataca o tanque em chamas com um canhão monitor de espuma de capacidade
muito alta que atende a taxa de aplicação necessária ou combina diversos canhões monitores para formar um jato
de massa descarregando com o vento para concentrar sobre uma zona selecionada de queda no interior do tanque.
A extremamente alta “taxa/densidade de aplicação local” promove a sobrevivência do percurso da espuma através
das chamas para estabelecer um ponto de apoio em uma área relativamente pequena da superfície em chamas. Uma
vez estabelecida a cobertura de espuma na zona de queda, ela pode ser expandida por meio de ajustes do jato da
massa. A vantagem acrescentada da aplicação de volumes grandes em uma área pequena poderá auxiliar a reduzir
a “temperatura local do combustível” e a pressão real de vapor associada que, por sua vez, pode auxiliar a reduzir
a gravidade do incêndio. Esses fatores requerem consideração, pois à medida que a temperatura do combustível
se aproxima do ponto de ebulição da água, é difícil a sobrevivência da espuma. À medida que a temperatura do
combustível aumenta, a temperatura real do vapor aumentará até ultrapassar a eficácia da cobertura de espuma.
O ataque com grandes volumes de espuma deve ser lançado tão rapidamente quanto possível; entretanto, o esforço
deverá ser no sentido de que a aplicação não deve ser realizada até que todos os equipamentos e o suporte logístico
estejam posicionados. Quanto mais tempo o tanque permanecer em chamas,
maior o risco de escalação. O aumento da temperatura do combustível dificulta sua extinção; e a cuba exposta do tanque
se deforma (normalmente, o aço exposto se inclina para dentro criando cantos e fendas), dificultando a cobertura de
espuma em toda a superfície em chamas. No caso de óleo cru, a possibilidade de ocorrer uma “sobrefervura “aumenta
com o tempo.
A capacidade em lidar com incêndios em tanques de grande porte depende de planejamento metódico pré-incêndio,
treinamento regular e exercícios. Entretanto, o fator mais importante reside na minimização do risco de ter um incêndio
em um tanque de grande porte totalmente envolvido por meio de um bom projeto de engenharia, gerenciamento
eficiente e programas de manutenção.
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