Por que explosões em silos causadas por concentrações de poeira não são incomuns e como reduzir acidentes
Veja como atender normas regulatórias e reduzir riscos de acidentes em plantas industriais e falhas em equipamentos usando a simulação.
Explosões devido às concentrações de poeira em silos não são incomuns. Pelo contrário, até 14% das explosões devido a concentração de poeira inflamável acontecem em silos, segundo o Combustible Dust Incident Report. Em muitos países, não são registradas informações sobre este tipo de explosões e desta forma existe uma dificuldade de se encontrar índices estatísticos para essas ocorrências. Por isso, a fim de demonstrar a frequência de explosões de poeira em silos, pesquisadores da Universidade de Purdue coletaram dados nos últimos 10 anos, que atestam um total de 81 explosões, sendo que 46 das quais começaram em elevadores de grãos.
Poeiras de grãos, produtos agrícolas, alimentos, madeira e poeiras metálicas (incluindo poeiras de ligas) são responsáveis por 70% das explosões relacionadas a poeiras na indústria. Isso ainda nos deixa com 30% dos incidentes envolvendo dezenas de tipos de poeira menos óbvias. Um bom exemplo é o nitrato de amônio utilizado na produção de fertilizantes. Essa substância causou, por exemplo, a poderosa explosão no porto de Beirute que ocorreu em 2020, causando pelo menos 218 mortes, 7.000 feridos e US$ 15 bilhões em danos materiais, além de deixar cerca de 300.000 pessoas desabrigadas.
O Brasil também tem um histórico recente em acidentes envolvendo atmosfera explosiva resultantes de poeira de grãos de soja na região do Mato Grosso e grãos de milho no Paraná. Desta forma, normas reguladoras, critérios de fiscalização e multa devem ficar cada vez mais rígidas e rigorosas.
Existem normas de segurança do trabalho e reguladoras de equipamentos, como por exemplo, normas NR13, ASME VIII Div 2, API 650 e ASME FFS-1 API 579 que auxiliam a regularização de operações desses equipamentos em silos. Atualmente, as ferramentas de simulação computacional, inseridas no contexto da indústria 4.0, auxiliam empresas no desenvolvimento desses equipamentos e projeto de ambientes industriais mais seguros, conforme atendimento das normas.
A simulação permite avaliar cargas, restrições impostas e até avaliação de linearização de tensões residuais que são requisitos fundamentais e especificados em normas reguladoras.
Um exemplo prático, que demonstra como as empresas podem aplicar essas normas no desenvolvimento desses equipamentos ainda na fase de prototipagem digital pode ser acessado no webinar gratuito ASME VIII: Como aplicar a norma usando simulação.
Como as ferramentas Ansys auxiliam no desenvolvimento de projetos mais seguros
Com as ferramentas de simulação Ansys, é possível demonstrar a dispersão de poeiras e determinar estratégias de ventilação para minimizar ou anular o risco de se formar atmosferas explosivas. Na fase de prototipagem digital o engenheiro consegue dimensionar filtros para retenção de particulados/poeiras e avaliar concentrações de gases inflamáveis/poluentes em tubulações, túneis e em ambientes confinados. Veja um exemplo disto no vídeo abaixo:
Os softwares auxiliam empresas a dimensionar o local adequado para instalações, avaliar o operacional de equipamentos em sua planta e realizar diversos testes em ambiente virtual de toda a operação de sua fábrica.
Com isso, é possível verificar, por exemplo, sistemas de ventilação adequados para minimizar riscos de formação de atmosferas explosivas e realizar avaliações da taxa de produção simulando operações de carga e descarga de grãos, minérios ou qualquer material particulado.
Assista no vídeo abaixo como o abastecimento de silos pode ser representado em ambiente virtual:
Também é possível realizar análises das condições ambientais de tanques, armazéns e silos, verificando a distribuição da umidade local, campo de temperatura e pressão.
Para serem armazenados em silos, grãos precisam passar primeiro por um processo de secagem. Isso é o que garante o nível de umidade definido pelo mercado comercial que permite maior duração no período nos silos. Veja no vídeo abaixo como a simulação computacional passa ser um recurso cada vez mais importante para atendimento das normas de segurança e otimização de silos, armazéns e maquinários agrícolas.
Entre as avaliações que podem ser realizadas por um engenheiro de desenvolvimento de produto que utiliza simulação computacional estão os processos de secagem de grãos, transporte por esteiras, secadores rotativos, elevadores de canecas, picadores de cana-de-açúcar, colheitadeiras, moagem de grãos, dimensionamento de ventiladores para secagem de grãos, projetos de tubulações, válvulas, juntas, análises de vasos de pressão, efeitos de corrosão e desgastes de equipamentos por erosão.
Veja como a prototipagem digital de equipamentos industriais permite que o engenheiro análise condições operacionais e de desempenho:
As análises das simulações computacionais podem ter como objetivo verificar o atendimento às normas reguladoras ainda na fase de prototipagem digital. Além disso, os softwares podem ser utilizados para reduzir o consumo de energia e otimizar equipamentos, como por exemplo, redução de peso, massa e economia de material, que trazem para empresas vantagens competitivas no preço final do produto, mantendo a qualidade como um dos pilares de excelência.
Implemente simulação nos seus projetos de engenharia
Para conhecer melhor o potencial da simulação computacional e descobrir a melhor forma de aplicá-la nos seus projetos de engenharia, converse com um de nossos engenheiros especialistas. Estamos prontos para te ajudar a resolver seus desafios.
