Revista Engeworld Setembro 2013

Ano 1 • Número 9 • 2013

Sistemas de ‘flares’ Aprenda a especificar de forma correta esse elemento vital para a segurança das refinarias e plataformas de petróleo

Tubulação

Instrumentação

Purgadores de vapor: qual a finalidade e como escolhê-los e aplicá-los (pág. 17)

Conheça as atividades relacionadas ao desenvolvimento de projetos nessa disciplina (pág. 40)

Entrevista Carlos Ferreira Lopes comenta os perigos dos acidentes ambientais em águas (pág. 48)

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editorial Ano 1 • Número 9 • 2013

Atualização do conhecimento: peça-chave para o avanço da engenharia no Brasil

O

mês de agosto trouxe mais uma mostra do crescimento do Brasil no setor da engenharia: no dia 12, a presidente Dilma Rousseff inaugurou um trecho de 207 quilômetros do etanolduto da empresa Logum Logística, que levará o produto de Ribeirão Preto até a Refinaria do Planalto (Replan), em Paulínia, interior paulista.

Esse crescimento vem acompanhado de um desafio: a necessidade de constante atualização dos engenheiros, como forma de acompanhar as mudanças que ocorrem em nossa área de atuação.

A coluna de Qualidade desta edição traz uma citação do sócio majoritário de uma empresa que ilustra bem tal necessidade: “O melhor seguro que posso fazer para o meu negócio é ter uma engenharia cada vez mais competente”.

O aprofundamento do conhecimento é destacado em diversos artigos ao longo desta edição. Um deles aborda o setor de instrumentação, cujo objetivo principal é conseguir obter o máximo de produtividade e regularidade na fabricação de qualquer produto: trata-se de uma disciplina que depende das informações geradas por outras disciplinas, como a mecânica, elétrica e tubulação, mas que também gera informações de que outras precisam para completar os seus serviços.

Para utilizar corretamente um instrumento numa medição, o profissional de instrumentação deve incorporar aos seus conhecimentos informações sobre controle de processos, química, metalurgia, eletricidade, mecânica dos fluidos e outros temas, o que mostra a importância do conhecimento nesta disciplina.

Outros artigos e colunas ao longo desta edição apresentam temas importantes para nossa formação, como a medição de vazão, os perigos do sulfeto de hidrogênio (H2S) no ambiente de trabalho — incluindo os métodos para sua detecção no ar e na água — e os requisitos para seleção e uso de purgadores de vapor.

A revista também apresenta a metodologia Failure mode and effect analysis (FMEA) — Análise dos modos e efeitos de falhas — para identificação, prevenção e controle de riscos de projeto. Para uma maior compreensão sobre os riscos de vazamento de petróleo em alto mar, trazemos ainda uma entrevista com Carlos Ferreira Lopes, biólogo da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb).

A engenharia é uma área chave para o avanço do País e é a atualização do conhecimento dos profissionais da área que poderá proporcionar a continuidade desse avanço.

Boa leitura!

Sandra L. Wajchman Publisher

sIsTemas de ‘flares’ aprenda a especIfIcar de forma correTa esse elemenTo vITal para a segurança das refInarIas e plaTaformas de peTróleo

Tubulação

InsTrumenTação

Purgadores de vapor: qual a finalidade e como escolhê-los e aplicá-los (pág. 17)

Conheça as atividades relacionadas ao desenvolvimento de projetos nessa disciplina (pág. 40)

enTrevIsTa Carlos Ferreira Lopes comenta os perigos dos acidentes ambientais em águas (pág. 48)

A Revista Engeworld é uma publicação mensal e dirigida aos profissionais de projetos da engenharia brasileira Publisher Sandra L. Wajchman engeworld@engeworld.com.br Editora e Jornalista Responsável Amorim Leite MTb 14.010 – SP amorim@engeworld.com.br Reportagem Fernando Saker e Thiago Borges Colunistas Cynthia Chazin Morgensztern, Sérgio Roberto Ribeiro de Souza e Daniela Atienza Guimarães Publicidade Alex Martin Telefone: (11) 5539-1727 Celular: (11) 99242-1491 alex@engeworld.com.br Fernando Polastro Telefone/Fax: (11) 5081-6681 Celular: (11) 99525-6665 fernando@engeworld.com.br Antonio Valmir Aleixo Fone: (21) 2232-7769 Cel: (21) 9889-1912 valmir@engeworld.com.br Direção de Arte Estúdio LIA / Vitor Gomes

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carta do leitor

Gostaria de parabenizar a revista Engeworld número 8 por duas matérias que li.

A primeira vista a matéria de capa sobre isolamento acústico já me chamou muito a atenção, pois moro em apartamento e nos fins de semana costumo tocar guitarra um pouco alto, a segunda matéria que me chamou a atenção foi sobre especificações técnicas de painéis de baixa tenção, me surpreendeu a quantidade de informações e me agradou muito o nível deste material.

Parabéns pelo trabalho e sucesso.

Bruno Viana Application Consultant AVEVA do Brasil Informática Ltda.

Seguimos e indicamos: Revista Engeworld – Aqui podemos ver publicações multidisciplinares da engenharia industrial de forma clara, concisa e interessante. Parabéns pela revista!

Gostei em especial da matéria Água de Reuso – estudo de caso de um incinerador de lixo urbano, que aborda na prática o reaproveitamento e reuso do esgoto após tratamentos hídricos e por sua vez utiliza-lo em arrefecimento de processos industriais gerando redução de custos de forma sustentável.

Eliel Tosini dos Santos Neves Técnico em Tubulação Industrial Promon Engenharia

Parabéns pela idéia e iniciativa, estava faltando uma revista como esta no Brasil, com entrevistas e conteudo técnico e gerencial voltado para os profissionais da área de projetos.

Tenho acompanhado o sucesso e comentários positivos de profissionais em SP e BH. Leonardo Marques Supervisor Mecânica Hatch

Caro Leitor, a Revista Engeworld tem o enorme prazer em escutá-lo. Para o envio de críticas, sugestões ou elogios, entre em nosso site www.engeworld.com.br e faça o seu contato.

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Índice

06

notícias

08

Mecânica artigo

16

Instrumentação artigo

17

Fique por dentro do que acontece no mundo da engenharia

Sistemas de flares: como especificar de forma correta

Medidor de vazão eletromagnético

Tubulação artigo Seleção e uso de purgadores de vapor

24 usinas nucleares

Breve histórico do setor nuclear no Brasil

32

Coluna qualidade FMEA, uma ferramenta negligenciada

34 coluna segurança O sulfeto de hidrogênio – H2S e o meio ambiente de trabalho

38 metalização A importância da instrumentação na avaliação de agentes químicos em ambientes de trabalho

40 instrumentação disciplinas de um projeto O papel da instrumentação no desenvolvimento de projetos

44 infografia Conheça os diferentes tipos de bombas segundo o princípio de transferência de energia ao fluido

46 coluna RH Plano de Carreira: quem é o responsável pelo seu?

48 entrevista Carlos Ferreira Lopes explica como evitar acidentes ambientais em águas

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notícias sxc.hu

Quedas de altura lideram ‘ranking’ das causas de óbito por acidente de trabalho no Brasil Segundo dados da Fundacentro, entidade governamental do Brasil que atua em pesquisa científica e tecnológica relacionada à segurança e saúde dos trabalhadores, as quedas de altura lideram o ranking das principais causas de óbito por acidente de trabalho no País. O índice ultrapassa os 30% e

Roberto Stuckert Filho/PR

concentra-se na maioria dos casos no setor da construção.

De responsabilidade do empregador, a segurança no trabalho deve ser constantemente exigida. Mesmo assim, isso não acontece em muitos casos: de janeiro a maio de 2013, mais de 40 mil empresas foram autuadas pelo Ministério do Trabalho devido a irregularidades em seus processos de segurança do trabalho.

Até 2014, todos os produtos para trabalho em altura deverão ter o Selo Inmetro, garantia de maior segurança que deve ser exigida por quem utiliza o equipamento. A data limite para a certificação pelo Inmetro para fabricantes é 24 de janeiro de 2014. Em caso de acidente com o trabalhador e se houver constatação de falta de procedimentos de segurança no ambiente de trabalho, o empregador pode ser autuado e também responder civil e criminalmente.

André Motta de Souza / Banco de Imagens da Petrobras

Petrobras atinge terceiro recorde mensal de processamento de petróleo no ano No mês de julho, a Petróleo Brasileiro (Petrobras) atingiu recorde mensal de processamento de petróleo nas suas refinarias no Brasil. A carga média processada foi de 2,139 milhões de barris de petróleo por dia (bpd).

Trata-se do terceiro recorde mensal de processamento de petróleo atingido este ano, representando um acréscimo de 29 mil bpd em relação ao recorde mensal anterior de 2,110 milhões, obtido em maio de 2013.

De acordo com a Petrobras, o resultado demonstra que o aumento da eficiência operacional nas refinarias vem sendo alcançado de maneira sustentável, aliado a uma gestão integrada da comercialização e da logística do sistema de abastecimento da empresa. A Petrobras também afirmou que seu desempenho em julho contribui para a redução das importações de derivados, respeitando de forma integral os princípios de Segurança, Meio Ambiente e Saúde (SMS) que norteiam as ações da companhia.

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Dilma inaugura trecho de etanolduto no interior de São Paulo No dia 12 de agosto, a presidente Dilma Rousseff esteve em Ribeirão Preto, para inaugurar um trecho de 207 quilômetros do etanolduto da empresa Logum Logística, que levará o etanol do Terminal Terrestre de Ribeirão Preto à Refinaria de Paulínia — ambas cidades do Estado de São Paulo — e será operado pela Transpetro, subsidiária da Petrobras.

Com o uso comercial do duto, será possível vender o etanol hidratado em Paulínia ou transferi-lo, por outros dutos, para Barueri (SP) e Rio de Janeiro.

O trecho inaugurado é o primeiro do projeto do etanolduto, que terá aproximadamente 1.300 km de extensão de dutos e 700 km de hidrovia. A capacidade de transporte do etanolduto será de 20 milhões de m3 de etanol por ano.

Quando estiver concluído, o duto passará por 45 municípios, ligando os Estados de Goiás, Minas Gerais, Mato Grosso do Sul e São Paulo ao centro de armazenagem de Paulínia, o principal do País, de onde será transportado para as regiões metropolitanas de São Paulo e Rio de Janeiro, além do Porto de Santos, para exportação.

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mecânica

artigo

Sistemas de ‘flares’: como especificar de forma correta Carlos Foltynek Engenheiro químico e sócio-gerente da Fokal Equipamentos Industriais

N

as indústrias químicas, refinarias e plataformas de petróleo, os flares são os primeiros a chamar a atenção: estão no ponto mais alto das plantas, queimando quase que incessantemente. O item funciona como uma enorme tocha, constantemente acesa, com a função de converter, por meio da combustão, vapores inflamáveis, tóxicos ou corrosivos em compostos mais seguros para o meio ambiente. São, portanto, equipamentos vitais para a segurança dos operadores e da planta em que está instalada. A correta especificação de um flare é o primeiro passo para a operação confiável de um sistema de alívio.

Durante a especificação de um sistema de flare, os engenheiros se defrontam com numerosas alternativas em termos de vazão, propriedades físicas, fumaça, pressão, ventos. O objetivo é especificar um equipamento que, por muitos anos, seja confiável e seguro, pois não haverá muitas oportunidades para sua melhoria após a instalação, haja vista que qualquer modificação implica a parada total da planta.

A especificação deve atender tanto a legislação do setor como recomendações do licenciador e do cliente. Por

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esses motivos, é imprescindível que, já durante o projeto básico, sejam avaliadas as alternativas disponíveis e consolidadas num documento que será de utilidade no estudo de operabilidade e riscos (Hazop) e no seguro da planta.

Os APIs Há muitos anos, o uso do ANSI/API Standard 521 Pressure relieving and de-

pressuring systems — atualmente na 5ª edição — é considerado a “boa prática da engenharia”, sendo amplamente aplicado no dimensionamento e definição dos equipamentos, tubulações e controles que compõem o sistema de alivio.

O API 537 Flare details for general refinery services é um valioso auxílio no projeto mecânico, operação e manutenção de diversos tipos de flare

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e aborda aspetos relacionados com o custo e avaliações de risco.

Pressão

Gás a ser queimado O gás deverá possuir poder calorífico (PCI) que sustente a combustão. Gases de muito baixo PCI, como o de alto forno, queimam devido à presença de compostos que, como o CO, possui amplos limites de inflamabilidade. A norma ISO 10156 define o potencial de inflamabilidade ou de oxidação de uma mistura de gases e pode ser consultada para avaliações de combustão.

A presença de gases como o H2 e o CO exigem medidas de segurança adicionais para evitar o retorno de chama para o coletor. Outros componentes problemáticos são o H2S e o benzeno, pois requerem um estudo de dispersão para o caso de falha de acendimento e liberação dos gases na atmosfera.

Temperaturas Tanto em temperaturas abaixo de 0ºC como acima de 100ºC o uso de 10 | engeworld | Setembro 2013

A pressão no flange de entrada ou no bico do flare é provavelmente o parâmetro mais crítico na especificação um selo hidráulico fica comprometido.

Para evitar o congelamento, por exemplo, podem-se usar líquidos que diminuam o ponto de congelamento. Para temperaturas muito baixas, uma solução é desistir do selo e especificar um duplo sistema de gás de purga com alta confiabilidade e monitoramento.

A pressão no flange de entrada ou no bico do flare é provavelmente o parâmetro mais crítico na especificação.

Isso ocorre devido à velocidade de escoamento, ruído e fração do calor irradiado. No dimensionamento da rede de alivio, deve-se procurar operar dentro de perdas de carga que permitam que, no bico do flare, seja atingida a velocidade de Mach 0,5. Embora a operação nesta condição cause um elevado ruído, ainda maior se houver injeção de vapor para queima sem fumaça, as vantagens, como os menores custos e menor radiação e altura do flare, são evidentes.

Radiação Durante o projeto básico de uma planta, faz-se necessário estimar o raio de segurança, em termos de radiação, visando à definição da área ocupada pelo flare. A fórmula empírica do API

521 permite estimar a distância do epicentro da chama a outro ponto.

D=

FQ

4 k

Onde: D é a distância do centro da chama ao ponto de medição; t é a fração do calor irradiado através da atmosfera; F é a fração do calor irradiado; Q é a quantidade de calor liberado; e K é a intensidade da radiação; (t e F podem ser consolidados em um úni-

Detector de gás Ultima® OPIR-5

co coeficiente denominado emissividade) No entanto, o API fornece somente orientações gerais para fatores como as características da chama (comprimento, centro e inclinação e os coeficientes ô e F), tornando o resultado pouco preciso.

Para um cálculo mais acurado , necessita-se recorrer aos fabricantes de flare, cuja experiência lhes permite melhor estimativa das variáveis, ou a programas proprietários, como o Flaresim.

O tipo de bico, em especial o selo utilizado, os retentores de chama e a velocidade de saída também afetam a fração do calor irradiado e o cálculo da radiação. A operação a uma alta velocidade

Mach melhora a aeração da chama e a combustão, o que contribui para menos fumaça e emissividade.

Este último é, sem dúvida, um dos itens mais controvertidos, o que se comprova pelas diferenças entre projetos de diferentes fabricantes para o mesmo flare. Para evitar esse tipo de contratempo, deve ser considerada a possibilidade de se definir a emissividade a ser utilizada pelos fabricantes, visando à compatibilização de propostas.

Perdas de carga Outro fator a dificultar o dimensionamento do sistema de alívio é a pressão disponível na base do bico. Ela está

O Ultima® OPIR-5 é um detector de gases combustíveis por infravermelho que permite o monitoramento contínuo de concentrações de hidrocarbonetos de forma perimetral.

Possui um sistema composto por transmissor e receptor de infravermelho que garante um monitoramento eficaz de gases metano e propano. Além disso, fornece dois sinais analógicos proporcionais a leitura atráves de um visor digital e contatos de relé, permitindo fácil alinhamento com o suporte de montagem ajustável, fornecendo mais segurança ao ambiente de trabalho.

Para mais informações consulte a equipe comercial da MSA.

www.MSAsafety.com engeworld | setembro 2013 | 11

Porque toda vida tem um propósito...

relacionada com a velocidade de escoamento/velocidade Mach. A perda de carga no bico não está coberta pelos APIs, pois existem diferentes formas construtivas de bicos e de selos, podendo, estes últimos, serem moleculares ou dinâmicos.

Ignição Para o acendimento da corrente de gás que escoa pelo bico, é necessário um sistema de ignição composto por pilotos e cavalete. Ambos devem assegurar que a chama será acesa de forma simples e segura, além de terem grande estabilidade e resistência a altas velocidades de vento.

Para o acendimento da corrente de gás que escoa pelo bico, é necessário um sistema de ignição composto por pilotos e cavalete Componentes dos ‘flares’ Bico Constitui o componente mais importante do sistema e, usualmente, faz parte de projetos proprietários do fabricante.

Sua altura atinge até 0,9 m nos bicos de menor diâmetro, chegando a 3,7 m nos maiores. Compõem o bico os pilotos e retentores de chama, responsáveis pelo

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seu reacendimento no caso de descolamento por alta velocidade.

O bico possui dois ou três setores.

O superior utiliza aço refratário 310; o intermediário, AISI 304 ou 316 e o inferior, aço carbono. Quanto aos anéis de retenção de chama, até alguns anos atrás, utilizavam-se ainda anéis fundidos de AISI 310, com dois ou três furos e comprimento de 50 mm. Atualmente, os anéis foram substituídos por pequenos defletores que, além de menor custo e perda de carga, apresentam manutenção simplificada.

Um componente importante do bico

é o protetor de vento que, ao criar uma turbulência, minimiza o efeito fluidodinâmico do vento na chama. Outros protetores, os integrais, isolam totalmente a parte superior do bico e oferecem uma vida útil mais longa.

Os bicos podem ser fornecidos com dispositivos para diminuir a fumaça gerada pelos hidrocarbonetos de alto peso molecular. A injeção de vapor, por exemplo, minimiza a fumaça gerada em 10% a 15% da vazão de projeto. Bicos injetores com aspiração de ar e isolamento acústico também são disponibilizados para diminuir o impacto ambiental causado.

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Pilotos A confiabilidade do sistema depende dos pilotos. Estes devem suportar uma chama contínua e ventos de mais de 200 km/h sem deterioração. O venturi, que mistura o gás piloto com ar ambiente, deve possuir regulagem externa de ar, bico de posição variável e um eficiente protetor de vento e chuva de aço inoxidável.

Para se assegurar que o piloto está aceso, utilizam-se termopares; podem ser instalados por dentro do tubo de gás piloto, visando à proteção da chama, e sua extremidade superior é instalada num poço, localizado dentro do próprio bico do piloto e afastado da chama. Garante-se, assim, uma longa vida útil. Pilotos com ignição direta, denominados de alta energia ou elétricos, também são utilizados.

Cavalete Responsável pelo acendimento do piloto, o cavalete deve ser instalado em local seguro, distante, usualmente, até 100 ou 200 m do flare. O método de acendimento por frente de chama, desenvolvido há mais de cinquenta anos, continua sendo utilizado. A automatização dessa ignição, com válvulas pneumáticas ou solenóides para abertura do ar e do gás de ignição, tornou-se frequente devido à possibilidade de acendimento remoto.

O painel de controle pode ser instalado no próprio cavalete – nesse caso, deverá atender à classificação de área correspondente. Uma alternativa é colocá-lo em área não classificada, possibilitando, assim, menor custo e mais segurança.

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Selos Para evitar a infiltração de ar no bico faz-se necessária a injeção de um gás de purga, que manterá a concentração de oxigênio dentro dos valores recomendados. Alguns dos itens que favorecem a infiltração do ar no flare são variações de temperatura, alta velocidade da chama, densidade do gás similar ao do ar, altura

Responsável pelo acendimento do piloto, o cavalete deve ser instalado em local seguro, distante, usualmente, até 100 ou 200 m do flare da chaminé, alta velocidade do vento e baixa velocidade do gás de purga.

Para diminuir a vazão de gás de purga, e o consequente custo operacional, dois tipos de selo são usados. O primeiro é o Selo Molecular. Estático, opera em função da diferença de densidades entre o gás e o ar e não evita a entrada de ar no bico, protegendo somente a parte localizada imediatamente abaixo de sua conexão com aquele item. Entre as vantagens, destacam-se o menor consumo de gás de purga. Por outro lado, seu grande tamanho e peso sobrecarregam a estrutu-

ra, aumentando a necessidade de dreno de líquido.

A alternativa, cada vez mais usada, chama-se Selo Dinâmico. Ele concentra toda a perda de carga dos gases na parte superior do bico, impedindo a entrada de ar e a consequente combustão interna. Além do menor peso, o selo protege a parte superior do bico. Comparado com o Molecular, possui ainda menor consumo de gás de purga.

Selo hidráulico Fornece proteção adicional contra o retorno de chama e mantém a pressão no coletor — definida pela altura de líquido (submergência). A medição de nível se torna inexata quando parte da água é arrastada devido à alta vazão de gás. Nessas condições, poderá haver falta de água no selo por curtos períodos. A reposição de água deverá ser projetada para que o nível seja atingido imediatamente após a descarga a alta velocidade cessar. Essa recomendação vale também para alguns tipos de sifão que poderão perder parte da água de selagem.

Separadores Os sistemas de alívio — que, em sua maioria, são alimentados por PSV — podem descarregar misturas de gases e líquidos nas mais diversas condições.

Os separadores, também chamados de KO drums, asseguram que somente os gases serão encaminhados para o flare, evitando, assim, o efeito chamado “chuva de fogo”.

Chaminé A tabela a seguir apresenta definições do tipo ideal de suporte.

L/D 30 100 >100

Tipo Autoportante Estaiada Estrutura suporte

As limitações das chaminés autoportantes de diâmetro único são contornadas pelas do tipo telescópico, com trechos de diferentes diâmetros, que possibilitam relações L/D da ordem de 100 e são usualmente limitadas a uma altura total de 60 m. Sua vantagem é a simplicidade do projeto e fabricação, menor arraste pelo vento e utilização do trecho inferior como separador ou selo hidráulico.

As estaiadas, por sua vez, oferecem menor custo quando existe espaço disponí-

vel para a instalação de estais. Por fim, as chaminés estruturadas são a solução para flares muito altos e sem disponibilidade de área para estais, tendo como vantagem a maior facilidade de manutenção.

Instrumentos e controles As principais variáveis a serem monitoradas são: vazão para vazão baixa (gás de purga) e para vazão de projeto; pressão no coletor (monitora a altura do selo hidráulico); pressão no selo hidráulico; temperatura no coletor; pressão e vazão de gás piloto; composição do gás no coletor (possi-

bilita corrigir a vazão de medidores por dispersão térmica); nível de água no separador e selo hidráulico; vazão de vapor para queima sem fumaça; vazão de água de reposição; concentração de oxigênio no bico; câmara de vídeo convencional e termovisores/câmaras IR. Acessórios Dois itens podem ser inclusos na especificação de flares: sistema de energia ininterrupta (UPS) para ignição e controle em emergências, e turco, ou davit, para remoção do bico e outros componentes, como os pilotos.

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instrumentação

artigo

Medidor de vazão eletromagnético José Carlos Martins Engenheiro de aplicação da Contech - Equipamentos de medição

História Em determinados processos, a vazão é considerada uma das variáveis mais importantes nas indústrias. Normalmente, é preciso saber quanto está passando numa linha. Em outras situações, é preciso controlar volume de dosagem, entre outras aplicações. Os primeiros relatos sobre medição de vazão aparecem no Egito e Roma, segundo o governador e engenheiro Julius Fontinus (40 –130 d.C), famoso por seus tratados sobre engenharia de captação e distribuição de água sem desperdício.

Medidor de vazão magnético O conceito de funcionamento de medição é baseado na lei de Faraday, também conhecida como lei da indução eletromagnética, que surgiu em 1832, por intermédio do cientista Michael Faraday.

O campo magnético induz uma força eletromotriz que atravessa o líquido em sentido perpendicular, através de dois eletrodos inseridos na parede interna do medidor. A força eletromotriz é proporcional à velocidade do condutor. Nessa condição, é formado um campo magnético empregado na indução. O tubo medidor deve ser de material não magnético, para não conduzir e nem modificar a direção do campo magnético gerado.

Cem anos depois, o medidor de va16 | engeworld | Setembro 2013

zão eletromagnético foi desenvolvido por um cientista suíço. Somente nos anos 1970, a tecnologia se consolidou nas indústrias.

Especificação Para a engenharia, ao especificar o medidor de vazão volumétrico de líquidos, é fundamental que o fluido tenha condutividade elétrica mínima de 5 µ S/cm. A segunda análise é identificar a vazão de trabalho da linha, característica do tipo de fluido, temperatura e pressão, entre outras informações, as quais impactam diretamente na limitação mecânica do medidor. A pressão de trabalho poderá influenciar na velocidade de escoamento (m/s) do fluido, ocasionando defeitos no revestimento interno ou desgaste prematuro e, consequentemente, havendo infiltração, danificando as bobinas internas do medidor.

Vale lembrar que é importante saber as características e composição química do fluido. Dependendo da situação, os eletrodos poderão sofrer corrosão química. O medidor de vazão eletromagnético possui diversos tipos de materiais de eletrodos, tais como: aço inox 316L, hastelloy C, hastelloy B, titânio e tântalo. Outra situação importante para que o medidor opere com precisão e bom desempenho é a posição de instalação relacionada ao trecho reto, podendo

chegar à necessidade de uma distância à montante de 10 vezes o diâmetro interno do medidor e uma distância à jusante de 5 vezes o diâmetro interno. O comprimento ideal do trecho reto varia de acordo com as condições do processo e com os detalhes de instalação do medidor. Além disso, deverá ser garantido que a tubulação esteja 100% cheia, evitando erro na medição. No caso de tubulação parcialmente cheia, existem algumas soluções como, por exemplo, montar a linha em “U”. Diferentemente da tecnologia do medidor tipo Vortex, modelo inserção em linha, ideal para fluidos com características próximas da água em tubulações elevadas, além da praticidade na instalação e manutenção.

Cada aplicação exige um tipo de revestimento interno. Cabe ao profissional especificar o material em teflon ou borracha para processos simples, desde vazão de água a medições complexas, como xaropes de glicose com alta concentração, leite, cerveja e derivados, polpa de celulose, polpa de minério, ácidos em geral, efluentes industriais, esgoto, lamas, pastas, etc. Em outras situações, como área classificada, que diz respeito ao ambiente com risco explosivo, são aplicados os mesmos medidores, porém, com grau de proteção para determinada classificação de área neutralizando o risco de explosão.

tubulação

artigo

Seleção e uso de purgadores de vapor Kendi Saito CES Engineering, TLV International, Inc.

O que é um purgador de vapor?

Purgador de vapor pode ser definido como uma válvula autônoma que drena o condensado automaticamente de um invólucro que contém vapor e, ao mesmo tempo, mantém vedado o vapor vivo ou, se necessário, permite que o fluxo do vapor flua a uma taxa controlada ou estabelecida. A maioria dos purgadores de vapor também passa gases não condensáveis enquanto mantêm a vedação do vapor vivo.

Para qual finalidade são instalados os purgadores de vapor?

Por que os purgadores de vapor são necessários quando o vapor é utilizado para o aquecimento? O vapor é um gás que é formado quando a água está em temperaturas altas e sob altas pressões, mas quando seu trabalho está finalizado (ex. forneceu seu calor latente), passa para o estado condensado. Em outras palavras, o condensado não tem a capacidade de fazer o trabalho que o

vapor faz. E é por causa disso, seja em uma tubulação de transporte de vapor ou em um trocador de calor, que o condensado deve ser removido rapidamente utilizando o purgador de vapor que drena o condensado e mantém o vapor vivo vedado.

Seleção do Purgador de Vapor: Entendendo as Especificações Considerações-chave para seleção do purgador devem incluir os valores de pressão e temperatura, capacidade de descarga, tipo de purgador, material do corpo e muitos outros fatores relevantes. Isso pode parecer difícil no início, mas esse processo pode ser separado em quatro passos simples.

Passo 1 - Determine requisitos de descarga da aplicação do purgador de vapor (ex. descarga quente ou sub resfriada) e selecione o tipo de purgador correspondente.

Passo 2 - Selecione o modelo de purgador de acordo com a pressão, temperatura, posição de operação e outras condições relevantes.

Passo 3 - Calcule os requisitos de descarga da aplicação e aplique o fator de segurança recomendado pelo fabricante do purgador.

Passo 4 - Selecione o purgador de vapor que apresenta o menor Custo do Ciclo de Vida (CCV)

Aplicações do purgador de vapor Purgador do tipo boia livre em corte

Purgadores de vapor são, geralmente, necessários para drenar o condensado a partir da tubulação de vapor, proengeworld | setembro 2013 | 17

cesso que utiliza vapor, aquecedores para conforto, traços de vapor e equipamentos propulsores tais como turbinas.

Cada aplicação deste pode exigir um purgador de vapor com papel levemente diferente.

Purgadores de vapor são, geralmente, necessários para drenar o condensado a partir da tubulação de vapor APLICAÇÃO

REQUISITOS PARA PURGADOR

Tubulação de Distribuição do Vapor

• Vedação forte para minimizar o vazamento do vapor mesmo sob baixas cargas do condensado • Não deve ser afetado pelo ambiente externo, mesmo sob condições adversas do clima • Habilitado a eliminar ar de partida e ar de operação • Descarga contínua do condensado para minimizar o alagamento • Não deve ser afetado pela contrapressão no retorno • Características de descarga não-explosiva para aplicações de drenagem aberta

Equipamento Aquecido a Vapor Sem Estol

Equipamento Aquecido a Vapor Com Estol

18 |

Diferentes aplicações do purgador de vapor, ilustrados no sentido horário, a partir do topo: 1 uma linha de distribução do vapor, 2 um equipamento de vapor e 3 linhas de traços de vapor.

• Descarga contínua do condensado para maximizar a consistência de aquecimento e minimizar alagamento • Não deve ser afetado pelas grandes variações da carga do condensado • Habilitado a eliminar ambos, o ar de partida e de operação • Habilitado a descarregar o condensado mesmo sob a pressão diferencial mínima disponível e operar efetivamente perante a contrapressão alta.

• Habilitado para "falhar aberto", para que o condensado seja descarregado mesmo se o purgador estiver danificado ou gasto.

• Descarga não-explosiva para minimizar a erosão da tubulação • Mesmo que o descrito acima, exceto; • Descarga do condensado sem sub-resfriamento subresfriamento a partir do equipamento para maximizar a consistência do aquecimento.

• Habilitado a descarregar condensado sem perda de vapor , independentemente das condições NEGATIVAS ou POSITIVAS da pressão diferencial.

• Pode necessitar outros componentes para descarregar o condensado, se o sistema estiver danificado ou gasto.

• Compacto e leve • Pouco ou sem nenhum subresfriamento engeworld | Setembro 2013 • Purgador adequado para trabalhar em todas posições da tubulação Alta Temperatura • Requer função de remoção dos detritos/precipitados de cobre se houver bloqueios frequentes.

Traços de Vapor

EXEMPLOS DE PRODUTO

Purgador de boia livre

Purgador de boia livre

Bomba de condensado

• Descarga não-explosiva para minimizar a erosão da tubulação

Equipamento Aquecido a Vapor Com Estol

Traços de Vapor Alta Temperatura Traços de Vapor Baixa Temperatura

Equipamentos Propulsores Pressão Positiva

Equipamentos Propulsores Pressão Negativa

• Mesmo que o descrito acima, exceto; • Descarga do condensado sem subresfriamento a partir do equipamento para maximizar a consistência do aquecimento.

• Habilitado a descarregar condensado sem perda de vapor , independentemente das condições NEGATIVAS ou POSITIVAS da pressão diferencial.

• Pode necessitar outros componentes para descarregar o condensado, se o sistema estiver danificado ou gasto.

• • • •

Compacto e leve Pouco ou sem nenhum sub-resfriamento subresfriamento Purgador adequado para trabalhar em todas posições da tubulação Requer função de remoção dos detritos/precipitados de cobre se houver bloqueios frequentes.

• Mesmo que o descrito acima, exceto; • Preferencialmente com subresfriamento; sub-resfriamento ◦para utilizar calor sensível do vapor ◦para atingir temperaturas menores • Vedação forte para minimizar o vazamento do vapor mesmo sob baixas cargas do condensado • Não deve ser afetado pelo ambiente externo, mesmo sob condições adversas do clima • Habilitado a eliminar ar de partida • Descarga contínua do condensado para minimizar o alagamento • Não deve ser afetado pela contrapressão no retorno • Características de descarga não-explosiva em aplicações de drenagem aberta • Mesmo que o descrito acima, exceto; • Habilitado para descarga do condensado gerado sob condições de vácuo • Pode requerir outros componentes para descarregar o condensado se o sistema estiver danificado ou gasto.

• Sistema deve prevenir fluxo reverso

Purgador de boia livre Purgador Termostático Purgador de Disco

Purgador de controle de temperatura

Purgador de boia livre

Bomba de condensado

Tabela das Aplicações e Requisitos para Purgador de Vapor

engeworld | setembro 2013 | 19

Efeito das condições de operação nas especificações do purgador As condições do sistema determinam as especificações mínimas para o purgador, tais como pressão, temperatura, capacidade de descarga, material e tipo de conexão.

Tubulações instaladas influenciam no tipo de conexão e, às vezes, no material de corpo do purgador; portanto, é importante ter a certeza de que o purgador selecionado atende às exigências das tubulações.

Por exemplo, um purgador pode ter uma conexão padronizada em NPT (national pipe thread), mas a pressão da tubulação exige solda de encaixe.

Material do corpo O material de corpo do purgador é um dos primeiros itens a serem vistos quando se estiver selecionando um purgador. O material é selecionado com base na máxima temperatura e pressão de operação do local de descar-

Dimensão da tubulação de saída do equipamento para purgadores da TLV (para purgadores de outros fabricantes, consulte o manual)

ga do condensado, ambiente ao redor e requisitos para mínima manutenção/ longa vida. O material deve também atender ao teste de pressão e às pressões e temperaturas máximas da especificação e projeto da tubulação.

Os materiais utilizados para o corpo do purgador de vapor, tampa e outras partes resistentes à pressão não são diferentes daqueles utilizados em outros tipos de válvula. Alguns exemplos são: Ferro fundido cinzento/ferro fundido dúctil Aço carbono Aço inox

Principais pontos de especificação em um purgador

20 | engeworld | Setembro 2013

As temperaturas e pressões máximas aplicáveis ao material do corpo não são, necessariamente, equivalentes à pressão e temperatura máximas de operação do purgador. Isso é porque a pressão e temperatura de operação máxima podem ser limitadas por meio da pressão/temperatura de resistência de outros componentes, tais como gaxetas e demais componentes internos.

Dimensionamento Recomenda-se o dimensionamento da tubulação do condensado do equipamento para o purgador de vapor, conforme a tabela acima.

De maneira geral, o purgador nunca deve ser dimensionado num tamanho menor do que a tubulação de saída do equipamento, pois isso pode resultar em contínuo alagamento e/ou problemas de aquecimento.

Em adição, o dimensionamento da tubulação de saída do purgador não deve ser baseado no tamanho do purgador, mas sim para distribuir a taxa de fluxo requerida e considerar o limite da perda de pressão para um fluxo bifásico.

Recomendações gerais: sempre consulte um especialista de vapor ao projetar instalações que utilizam vapor.

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Tipo de conexão A maioria dos usuários de vapor geralmente solicita purgadores de vapor com conexões tipo rosca, solda de encaixe ou flange, dependendo do padrão nacional, indústria ou normas e especificações da empresa.

As conexões roscadas custam muito menos para instalar, se comparadas às conexões flangeadas, mas necessitam de tubulação de saída livre(desconectada) ou uso de união para permitir a fácil reposição do purgador.

Purgadores com conexões de solda de encaixe são geralmente preferidos em algumas plantas para limitar a quantia de vazamentos dos vapores, mas as conexões de solda de encaixe podem ser mais difíceis de serem removidas durante a reposição e podem também apresentar maior custo de instalação ou manutenção.

Purgadores com conexões flangeadas podem ser facilmente removidos e substituídos somente se o novo purgador tiver exatamente a mesma dimensão e distância entre as conexões.

Após selecionar as especificações do purgador de acordo com as condições de operações e ambiente, o último passo é avaliar a capacidade da descarga necessária com fator de segurança incluso e selecionar o purgador mais econômico.

As conexões roscadas custam muito menos para instalar, se comparadas às conexões flangeadas, mas necessitam de tubulação de saída livre xa de folga para as instâncias em que o volume do condensado exceder os valores calculados/previstos. A carga estimada do condensado deve sempre ser multiplicada pelo fator de segurança recomendado para a seleção do purgador.

Custo do Ciclo de Vida (CCV) do purgador A tabela abaixo mostra um exemplo da influência do Custo do Ciclo de Vida (CCV) na seleção do purgador de vapor. Os modelos A e B são dois tipos

diferentes de purgador. O modelo A tem um custo de aquisição inicial mais alto, mas uma vida de serviço mais longa que o B. Figura3 O CCV desses dois purgadores ao longo de nove anos pode ser calculado.

Assumindo que ambos os purgadores funcionam 24 horas por dia, 365 dias por ano, sob um custo médio de vapor de US$ 20 por t, o custo estimado do modelo A é US$ 1.180, incluindo custos de compra e reposição no ano 9. Por outro lado, o custo estimado do modelo B é US$ 3.060, incluindo compra e reposição nos anos 4 e 7. Apesar de o modelo B possuir custo inicial mais baixo, é 2,4 vezes mais caro que o modelo A, quando o CCV é levado em conta, mostrando a importância de cálculo dos custos a longo prazo quando estiver selecionando um purgador. Figura4 Confiabilidade/vida de serviço do purgador, custos de manutenção e perdas de vapor por funcionamento/falha são todos fatores importantes economicamente quando se estiver determinando o melhor modelo do purgador de vapor na seleção.

figura 3

O que é fator de segurança?

O fator de segurança é um coeficiente utilizado ao selecionar a capacidade de descarga requerida para o purgador.

Ele auxilia no fornecimento de uma fai22 | engeworld | Setembro 2013

*Custos relativos a hora-homem e reposição de peças tais como gaxetas, etc

figura 4

Custo do ciclo de vida

Referências “O que é um purgador de vapor” , http://www.tlv.com/global/BR/steam-theory/what-is-asteam-trap.html, TLV Co. Ltd. , Kakogawa , Japão “Seleção do purgador de vapor: entendendo as especificações” , http://www.tlv.com/global/ BR/steam-theory/steam-trap-selection-part-2.html , TLV Co. Ltd. , Kakogawa , Japão “Seleção do purgador de vapor: Fator de segurança e Custo do Ciclo de Vida” , http://www.tlv.com/ global/BR/steam-theory/steam-trap-selection-part-3.html , TLV Co. Ltd. , Kakogawa, Japão

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usinas nucleares BREVE HISTÓRICO DO SETOR NUCLEAR NO BRASIL Gilberto Magnago

A

Engenheiro mecânico formado pela Universidade Gama Filho, Rio de Janeiro, tem 30 anos de experiência no desenvolvimento de projetos na área nuclear, possui certificação como perito em projetos na área de analise de tensões de tubulações nucleares, tendo em seu currículo a atuação nos projetos de Angra 1 e 2, e no Labgene (laboratório de geração de energia nuclear da marinha).

indústria nuclear envolve uma gama de produtos, que utiliza diversos tipos de mineral, como urânio e tório. O Brasil tem a sexta maior reserva de urânio do mundo, ficando atrás apenas do Cazaquistão, Austrália, África do Sul, Estados Unidos e Canadá. O tório é encontrado em grande quantidade na areia monazítica do litoral brasileiro, especialmente no Espírito Santo.

O primeiro reator nuclear surgiu durante a Segunda Guerra Mundial, com o Projeto Manhattan, e os EUA eram o único país detentor dessa tecnologia. Em seguida, outros países como a França e a Alemanha também conseguiram desenvolver seus próprios reatores, com outras tecnologias.

Desde a década de 1950, o Brasil já tinha interesse em desenvolver seu próprio programa nuclear, cujo responsável seria o Conselho Nacional de Pesquisa (CNPq), que culminou em um Acordo de Cooperação para o Desenvolvimento de Energia Atômica, com fins pacíficos, com os EUA — mas éramos meros exportadores de minérios brutos para a indústria nuclear internacional, especialmente, a areia monazítica.

No início da década de 1960, o Brasil

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tentou negociar com a França a compra de um reator nuclear. Porém, as negociações não se concretizaram, o que acabou ocorrendo em 1965, com a Westinghouse Eletric Company, dos EUA. A compra de um reator de água pressurizada (PWR), cujo combustível é o urânio enriquecido, efetivou-se em 1971, dando origem ao projeto da primeira usina nuclear do Brasil, Angra 1. A área escolhida foi Mambucaba, Sul do Estado do Rio de Janeiro, na Praia de Itaorna, na Região de Angra dos Reis, cuja entrada em operação se deu em 1985.

A denominação de ‘central nuclear’ se deveu à intenção de se construir três usinas no mesmo local: Angra 1, Angra 2 e Angra 3. O nome Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto foi escolhido devido ao envolvimento pioneiro desse almirante na implantação do programa nuclear brasileiro, que nasceu ligado a interesses militares, apesar de suas diversas aplicações no campo civil.

Em 1968, a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) fez um acordo com a Eletrobrás, no qual caberia à Furnas, uma subsidiária da Eletrobrás, a construção da usina.

A escolha do urânio enriquecido como combustível se deveu às grandes reservas de urânio que o Brasil possui,

Mina de extração de urânio de Caetité (BA)

mas nos impunha uma dependência dos Estados Unidos na compra desse urânio já enriquecido, necessário para a reação de fissão no reator, que possibilita a geração de energia.

A Angra 1 passou por vários problemas com alguns equipamentos, mas hoje gera 640 MW, com ótima performance na geração de energia para o Rio de Janeiro.

Como os EUA se negavam a transferir tecnologia, já que o contrato com a Westinghouse era no modelo

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turnkey, pacote fechado, sem transferência de tecnologia, um novo acordo foi assinado em 1975, com a Alemanha, que previa a construção de oito usinas, cujos reatores, também à água pressurizada (PWR), eram de tecnologia da Siemens/Kraftwerk Union-KWU (hoje Areva NP). A Angra 2, com 1.350 MW de potência, começou a ser construída em 1981 e foi concluída em 2000. Sua entrada em operação elevou a produção de energia no Estado do Rio de Janeiro.

Durante a construção de Angra 2, houve a tão sonhada transferência de tecnologia, possibilitando ao Brasil o domínio sobre todas as etapas de fabricação do combustível nuclear.

Hoje, Angras 1 e 2 são responsáveis por, aproximadamente, 30% da energia gerada no Rio de Janeiro, tirando esse Estado da situação de importador de energia, estando as duas usinas sob os cuidados de manutenção e operação da empresa Eletrobrás Termonuclear (Eletronuclear), que, desde a reforma da Constituição de 1988, foi designada para esse fim.

Atualmente, a Angra 3 se encontra em construção, desde 2010, com previsão de entrada em operação em 2016, com potência de 1.405 MW de potência, cujo reator também é o de tecnologia alemã Siemens/KWU (hoje Areva NP) e, juntamente com Angras 1 e 2, vão gerar o equivalente a 50% da energia consumida no Rio de Janeiro.

Um dos pontos fortes da nucleoeletricidade diz respeito ao meio ambiente, pois trata-se de usinas que ocupam pequenas áreas, trabalhando em circuito fechado com contenção de pressão, res26 | engeworld | Setembro 2013

Usina de Angra dos Reis

Além das oito usinas, o acordo com a Alemanha previa também a implantação de uma indústria de fabricação de componentes e combustível friado por meio da água, sem liberação de gases que provocam efeito estufa e aquecimento global, e sem mudanças drásticas na flora e na fauna da região. O

ponto fraco diz respeito aos rejeitos radioativos, que demandam investimentos em controle, armazenagem e reciclagem.

Além das oito usinas, o acordo com a Alemanha previa também a implantação de uma indústria de fabricação de componentes e combustível para os reatores. Porém, surgiu a necessidade de se desenvolver tecnologia com esforço próprio, já que a tecnologia de enriquecimento de urânio por jato centrifugação que a Alemanha estava transferindo para o Brasil era deficitária, não era utilizada nem mesmo pela Alemanha e, até hoje, não funciona comercialmente. O processo de enriquecimento de urânio desenvolvido pelo Brasil é o de ultracentrifugação, tecnologia exclusiva do Brasil nas Indústrias Nucleares do Brasil (INB)

um bom projeto começa com um bom planejamento

O desafio tecnológico da construção de um submarino nuclear

e no Centro Experimental de Aramar da Marinha, em Iperó, SP. Também em Iperó, deu-se início à construção de um reator que servirá de protótipo do reator do submarino nuclear. Hoje, só nas INB, são mais de mil centrífugas operando.

Recentemente, foi estabelecido com a França um acordo estratégico para o desenvolvimento do Programa do Submarino Brasileiro (Prosub), o qual prevê a transferência de tecnologia francesa para o Brasil. Assim, o Brasil passará a integrar um seleto grupo de potências navais, que domina essa complexa tecnologia: Estados Unidos, França, Inglaterra, Rússia e China. Mas o projeto do reator e sistemas nucleares do submarino nuclear e da base naval é exclusivamente brasileiro, pois a transferência tecnológica nos sis-

temas e componentes nucleares não está incluída no acordo com os franceses.

O acordo prevê ainda a construção de quatro submarinos convencionais. Itaguaí (RJ) é o local escolhido para a construção de uma base naval para os quatro submarinos convencionais e o nuclear.

O início simbólico da construção do primeiro convencional se deu em julho de 2011, com a presença da presidente Dilma Rousseff.

Para garantir a continuidade do programa nuclear, o governo tem planos de novas usinas em locais ainda a serem escolhidos. A Eletronuclear negocia com as universidades a criação de programas de bolsas de estudo, para estudantes de graduação e pós-graduação em engenharia nuclear.

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Angras 1 e 2.

Para se habilitar na área, a empresa precisa ser especializada em análise de tensões de tubulações, por exemplo, passo importante em direção ao domínio de todas as ferramentas necessárias para o desenvolvimento de projetos de geração de energia termonuclear, eliminando a dependência de empresas internacionais para executá-las.

Para isso, investe-se em capacitação, contratação de consultores e empenho dos profissionais da empresa, para que se adapte a um tipo de projeto não convencional, incluindo a análise de tensões das tubulações de Classe de Segurança CS-1 do Circuito Primário, conectadas diretamente ao vaso de pressão do reator nuclear.

Submarino nuclear brasileiro

A Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) já se antecipou ao reaquecimento do mercado e lançou o primeiro curso de graduação em energia nuclear, antes só disponível na pós-graduação.

Espera-se que uma nova geração de profissionais e empresas surjam para possibilitar a continuidade dos projetos nessa área, já que muitas empresas que se capacitaram no passado, bem como muitos profissionais, por motivo do advento dos projetos na área de petróleo e gás, migraram para eles, além do natural envelhecimento, morte ou aposentadoria de profissionais altamente experientes, tanto nas empresas estatais como nas empresas privadas.

RUMO À ELITE MUNDIAL Algumas empresas que já tinham atuado nessa área da engenharia já não existem mais ou mudaram seu perfil de atuação. Essa lacuna está sendo ocu28 | engeworld | Setembro 2013

Uma planta nuclear tem fortes requisitos de segurança a serem obedecidos visando à proteção do público em geral, trabalhadores da instalação e meio ambiente pada por novas empresas que nunca haviam atuado em projetos desse tipo antes. Esses novos empreendedores participam de licitações e estão formando uma nova geração de profissionais, com o auxílio de especialistas que utilizam suas experiências nos projetos das

TRABALHOS RECENTES REALIZADOS EM ANÁLISE DE TENSÕES DE TUBULAÇÕES Uma planta nuclear tem fortes requisitos de segurança a serem obedecidos visando à proteção do público em geral, trabalhadores da instalação e meio ambiente com relação à liberação de radioatividade. Os componentes, estruturas e sistemas seguem diferentes classificações de acordo com a sua importância quanto à segurança nuclear. Essas classificações são divididas quanto a requisitos mecânicos, elétricos e sísmicos. No caso das tubulações, para a classificação mecânica são utilizadas três classes de segurança: 3 (CS-3), 2 (CS-2) e 1 (CS1) que, nessa ordem, representam o grau de menor para a maior importância para a segurança em uma instalação. Assim, é dada a maior importância à CS-1, pois

Os trabalhos iniciais para o projeto das Angras 1 e 2, para as tubulações de CS-2 e CS-3, foram realizados por empresas nacionais ela deve garantir a integridade da fronteira de pressão do refrigerante do reator, não permitir a liberação de radioatividade para o meio ambiente e permanecer íntegra durante o desligamento seguro do reator, removendo seu calor residual.

Os trabalhos iniciais para o projeto das Angras 1 e 2, para as tubulações de CS-2 e CS-3, foram realizados por empresas nacionais. As análises de tensões de tubulações demandaram a utilização de softwares mais complexos do que os empregados pela indústria na época, devido à consideração da possibilidade de ocorrência de terremotos e de outros

requisitos mais rigorosos de projeto.

Os cálculos das tubulações de CS1, na fase de projeto das Angras 1 e 2, foram feitos pela Westinghouse e pela KWU, respectivamente. Mais recentemente, uma reanálise das tubulações de CS-1 do Circuito Primário, linhas de grande importância por estarem conectadas diretamente ao vaso de pressão do reator de Angra 1, foi realizada quando da troca dos geradores de vapor pela Eletronuclear (empresa responsável pela construção e operação das termonucleares no Brasil). Essa atividade foi realizada com sucesso, com o suporte da Westinghouse, utilizando-se o programa Pipestress, considerando todas as condições de operação já ocorridas até aquele momento.

DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIA Em um novo projeto nuclear de pequeno porte, a fornecedora contratada se deparou com a necessidade de estender o limite de conhecimento alcançado pelas empresas e profissionais que participaram dos projetos das Angras 1

Maquete do submarino nuclear do Centro Tecnológico da Marinha

engeworld | setembro 2013 | 29

Tubulação nuclear modelada no ‘software Pipestress’

e 2. Dessa vez, o escopo da empresa envolvia o cálculo de tensões das tubulações de CS-1, além das CS-2 e CS-3, que, pela primeira vez, seria realizado por uma empresa privada no País em nível de projeto.

O desafio era grande, por se tratar de um cálculo original, que pode ser classificado como de “desenvolvimento de tecnologia”, considerado pela norma nuclear como projeto por análise (design byanalysis). A quantidade e o nível de informação que devem ser considerados no cálculo, como os inúmeros transientes térmicos inerentes da planta para a análise de fadiga e as descontinuidades estruturais das válvulas e bocais, são tantos que justificam os meses de trabalho para concre30 | engeworld | Setembro 2013

O programa escolhido pelo cliente e posteriormente adquirido pela contratada foi o Pipestress, sob domínio da suíça DST Computer Services SA tizar apenas um documento.

O programa escolhido pelo cliente e posteriormente adquirido pela contratada foi o Pipestress, sob domínio da suíça DST Computer Services SA,

responsável por conduzir um curso de introdução ao uso do programa, ministrado por Joseph Catalano, profissional altamente qualificado, conhecido mundialmente no setor nuclear e membro do American Society of Mechanical Engineers (Asme). Assim, desde o início do trabalho, contou-se com a consultoria de um profissional de alto nível acadêmico e muito capacitado tecnicamente, frente à experiência adquirida ao longo de seus trinta anos em contato com projetos, montagens e comissionamentos no setor nuclear.

Em conjunto com um profissional da companhia contratada, também com trinta anos em projetos nucleares, e outros jovens talentos com experiência em projetos petroquímicos, iniciou-se a uti-

lização do software, trabalhando com as diversas informações que, em nível de CS-1, devem ser detalhadamente definidas no programa, sempre com base nas normas e guias regulatórios.

Em paralelo, nesse período, ofereceram-se cursos focados no setor nuclear em diversas áreas, conduzidos por profissionais altamente qualificados e com extensa formação acadêmica, conhecedores de todas as normas e larga experiência em cálculos de estruturas mecânicas, como tubulações e equipamentos.

Somando todas as forças, além das dicas e consultas feitas ao profissional da DST e da equipe em si, foi possível desenvolver essa tecnologia, criar e consolidar capacitação e estabelecer um novo nicho de competência diferenciado nesse mercado.

Terminada a primeira etapa, a análise foi submetida a uma verificação independente, conforme exige o órgão licenciador, para um consultor internacional (Paul Hirshberg) que trabalha na empresa americana Structural Integrity Associates, Inc, dos EUA, e que ocupa o papel mais importante (chairman) do código Asme, na área de tubulação. Com poucos comentários a serem atendidos, a análise foi aprovada, o que possibilitou a encomenda da fabricação das tubulações por parte do cliente. Assim, o trabalho se sucedeu para todas as linhas de CS-1 de outros sistemas de segurança importantes, com garantia na excelência do serviço realizado.

Outro desafio em andamento é o de definir um sistema de monitora-

mento de vazamentos em linhas de alta energia (alta pressão e temperatura), causados por trincas passantes que devem ser detectadas antes de se tornarem falhas instáveis, causando a ruptura repentina das linhas em guilhotina. Esse sistema é conhecido

Na Angra 1, o LBB foi aplicado há alguns anos, parcialmente em algumas tubulações, possibilitando a retirada de suportes de grande porte que têm como função conter o chicoteamento da tubulação como LBB (leakbefore break), que envolve diversas áreas como materiais, análise de tensões, mecanismos de falha, análise de falha, mecânica da fratura e instrumentação. Novamente, o pouco espaço disponível — tubulações de diâmetros menores do que as de projetos de plantas maiores — dificultam muito essa tarefa.

Na Angra 1, o LBB foi aplicado há alguns anos, parcialmente em algumas tubulações, possibilitando a retirada de suportes de grande porte que têm como função conter o chicoteamento da tubulação em caso de uma ruptura em guilhotina, devido a

trincas que podem se formar ao longo da vida útil da planta.

Se o LBB não é aplicado ou aplicável, a análise de ruptura postulada deve ser executada, levando à necessidade de suportes robustos, devido a cargas elevadas oriundas de chicoteamento pós-ruptura do tubo. Além disso, devem-se criar barreiras físicas contra o jateamento do refrigerante pelo vazamento, que podem danificar equipamentos e outros itens de sistemas importantes responsáveis pelo desligamento e resfriamento do reator de forma segura, mesmo depois do acidente. Essa alternativa demanda espaço, o que, em algumas plantas nucleares, não se tem disponível. A aplicação do LBB é fortemente indicada nesses casos.

Outro desafio enfrentado pela executora do projeto, que também se pode classificar como “desenvolvimento de tecnologia”, é o de calcular todos os suportes de tubulações devido às recomendações da Norma Asme NF, nunca antes realizado no Brasil. Esses cálculos são importantes especialmente para os suportes de tubulações de classificação de segurança nuclear, Classe 1, cuja fadiga da planta deve ser considerada no cálculo.

Novamente, com a ajuda de consultores, com larga experiência nas Angras 1 e 2, desenvolveu-se uma metodologia que cobre todas as situações de cálculo, criando mais um nicho de capacitação na empresa e conseguindo cumprir mais uma etapa do escopo do projeto. engeworld | setembro 2013 | 31

coluna qualidade FMEA, uma ferramenta negligenciada

E

m uma de minhas últimas visitas a um importante cliente, o tema “riscos do negócio” veio à tona, incentivado, talvez, por um comentário meu sobre a inclusão de requisitos associados à gestão de riscos na próxima revisão da norma ABNT NBR ISO 9001 [o que vai/pode mudar] Durante a discussão, que envolveu o risco dos famigerados recalls e suas consequências (às vezes definitivas) à saúde financeira e à imagem de uma organização, o sócio majoritário da empresa em questão disse uma interessante frase, que reproduzo a seguir: “O melhor seguro que posso fazer para o meu negócio é ter uma engenharia cada vez mais competente!”

Ao explorar o significado que ele dava a essa frase, passamos pela constatação de que todo novo projeto traz,

32 | engeworld | Setembro 2013

para a organização, um conjunto de riscos que nem sempre é facilmente identificável e mitigável.

Isso porque, a cada dia, os sistemas projetados são mais complexos e sujeitos a um maior volume de exigências técnicas e ambientais, sem falar na permanente pressão por redução de custos e prazos. Junte-se a isso o processo de globalização, no qual um único item pode ser utilizado em vários locais ao redor do mundo, o que amplifica exponencialmente as consequências financeiras de uma falha de projeto e/ou fabricação.

Nesse sentido, identificar, prevenir e controlar riscos de projeto, tanto de produtos como de processos de manufatura, deveriam ser temas sistemáticos e recorrentes na atuação de todos os envolvidos nas atividades de projeto e desenvolvimento de novos produtos.

Ferramenta central Entre as diversas ferramentas e metodologias da qualidade, a Failure Mode and Effect Analisys (FMEA) — Análise dos Modos e Efeitos de Falhas — é uma excelente opção para a gestão desses tipos de risco.

Aplicada nas fases iniciais do desenvolvimento de novos produtos e/ou processos de manufatura, a metodologia estrutura as atividades para: a identificação das falhas potenciais associadas a cada uma das diversas funções do produto/processo; a mensuração dos efeitos e consequências desses erros para os clientes/usuários; a identificação das possíveis causas dessas falhas; e a definição dos métodos de controle necessários à sua prevenção e/ou detecção.

Além disso, com base nessas informações e em critérios previamente definidos, permite estabelecer uma ordem de prioridade para a implantação das ações preventivas necessárias à eliminação e/ou mitigação e controle dos riscos identificados.

Porém, sua utilização deve ir além das fases mencionadas acima: após o lançamento, os registros inicialmente produzidos devem ser permanentemente atualizados, com base na análise crítica das falhas observadas durante a aplicação do produto/ processo e que não foram inicialmente identificadas na fase de planejamento.

Tais atividades, quando realizadas de forma holística e sistemática, darão à organização meios concretos para validar e aprimorar seu conhecimento técnico, além de produzir registros que consolidarão parte importante deste know-how/know-why, que poderão ficar disponíveis a todos os envolvidos, tanto como referência para a solução de problemas rotineiros como para a melhoria de projetos futuros.

Todavia, apesar dessa inegável utilidade, infelizmente, a aplicação da FMEA, na maioria das empresas, pode ser vista como ineficaz e, muitas vezes, feita somente para atender exigências de clientes, trazendo apenas custos sem

quaisquer benefícios.

Mudar esse cenário é responsabilidade gerencial, não só por ser uma atividade eminentemente preventiva, mas por exigir profunda e extensa integração entre as diversas áreas de responsabilidade e conhecimento da organização, o que dificilmente ocorre sem um consistente patrocínio da direção.

Conheço organizações em que a FMEA é a ferramenta central de todo processo de melhoria, fornecendo bases sólidas para a priorização dessas melhorias e medindo, permanentemente, o nível de risco técnico ao qual a organização está exposta. Pense nisso e adote essa “apólice de seguro”. Vale a pena!

Engenheiro mecânico formado pela Escola de Engenharia Mauá, Sérgio Roberto Ribeiro de Souza tem 28 anos de experiência no desenvolvimento de projetos para Gestão Empresarial, possui Certificação Bkack Belt pela ASQ (American Society for Quality) e é sócio-diretor da Quality Way Consultoria.

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coluna segurança O SULFETO DE HIDROGÊNIO – H2S E O MEIO AMBIENTE DE TRABALHO

O

sulfeto de hidrogênio (H2S) é um gás incolor, de cheiro desagradável característico, extremamente tóxico, inflamável, mais denso que o ar e capaz de irritar os olhos e/ou atuar no sistema nervoso respiratório. Pode até ocasionar a morte do indivíduo.

O H2S é encontrado nas jazidas de petróleo e gás natural, na extração de sal, jazidas de carvão e minérios sulfetados, esgotos sanitários, etc. Na área

industrial, é oriundo de processos de remoção de gases ácidos, dissolução de sulfetos minerais, decomposição de compostos orgânicos sulfurados, tratamento de efluentes, fermentações, reservatórios de petróleo, campos em que há injeção da água do mar, etc.

A ação tóxica nos seres humanos já é conhecida há tempos. Entretanto, atualmente ainda existem muitos casos de intoxicação, inclusive com um grande número de mortes. Por isso, é extremamente importante estabelecer uma

Local/ Data

Vazamento de H2S

México (1950) EUA (abril/1971) Chicago, EUA (1978) Genova, Itália (1978) Texas, EUA (1979) Texas, EUA (1979) Rajasthan, Índia (1984) Texas, EUA (1989) Rio Grande Sul, Brasil (1996) Whitehall, EUA (1999) Memphis, EUA (1999) China (1999) Canadá (2000) Russia (2000) Rio de Janeiro, Brasil (2001)

Remoção do H2S em gás natural Descarga de produtos químicos Descarga de produtos químicos Descarga de produtos químicos Refinaria de petróleo Refinaria de petróleo Usina de água pesada Parque de tanque de petróleo Silo de estocagem de milho Descarga de produtos químicos Refinaria de petróleo Fábrica de produtos químicos Manutenção de válvula de gasoduto Fábrica de ácido sulfúrico Plataforma P-37: vazamento gás natural

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gestão direcionada para identificação dos efeitos do H2S nos trabalhadores, nas condições do ambiente de trabalho e nos equipamentos industriais. Essa gestão deve ser baseada no pleno conhecimento dos processos, nas características físico-químicas do H2S e nos aspectos ambientais.

A seguir, apresento alguns acidentes ocorridos com o vazamento industrial de H2S em várias partes do mundo e que resultaram em elevado número de vítimas intoxicadas e fatais.

Vítimas Intoxicados 320 0 6 29 10 6 3 30 3 1 11 11 13 9 0

Mortes 22 6 3 8 2 3 1 0 0 1 0 4 0 3 2

Soluções Metso para Monitoramento de Vibração e Proteção de Máquinas Rotativas O sistema Metso DNA Machine Monitoring é uma solução on line para monitorar e analisar com base na vibração as condições mecânicas dos equipamentos rotativos como: motores, bombas, ventiladores, redutores e turbinas. Através desse sistema é possível diagnosticar falhas em rolamentos, folgas mecânicas, desgastes e danos em engrenagens.

Com a sua compatibilidade, o sistema Metso DNA garante start-ups mais rápidos, paradas mais curtas e alta disponibilidade. O sistema ajusta-se às necessidades do processo industrial e aos requisitos de ajustes e mudanças durante todo o ciclo de vida.

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Kits de análise de H2S; Outros.

O processo de gestão direcionada deve atingir os seguintes objetivos abaixo, para que haja redução significativa das mortes e de perdas materiais nos processos industriais.

1) Otimizar os processos e incentivar pesquisas de processos alternativos visando à redução de custos e maior segurança operacional;

Analisando-se a tabela, é fácil entender a importância de se determinar normas e procedimentos para inibir e/ou impedir tais vazamentos, atuando assim, de forma preventiva e reduzindo e/ou eliminando a ocorrência de acidentes de trabalho nessa área de atuação.

Detecção e Monitoramento do H2S A detecção e o monitoramento do Sulfeto de hidrogênio são efetuados por uma série de técnicas e equipamentos cuja função é registrar e avaliar as concentrações do gás no ambiente de trabalho e compará-las com as condições de qualidade de vida necessárias ao ser humano e também as condições de segurança nas instalações industriais.

Além dos equipamentos, é importante que haja planejamento e localização adequada de detectores contínuos, acoplados a dispositivos de alarmes que possam identificar as concentrações elevadas, além de um plano de emergência bem estruturado.

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Métodos de detecção de H2S na atmosfera Papel embebido em acetato de chumbo - qualitativo; Tubos colorimétricos (bombas multigás) - quantitativo com margem de erro de 25% a 35%; Equipamentos portáteis de detecção - para um tipo de gás ou para até cinco tipos diferentes de gás; Sistemas fixos de detecção - são sensores com células eletroquímicas distribuídas estrategicamente em locais em que há possibilidade de ocorrência de H2S, levando-se em consideração que o H2S é mais pesado que o ar.

Métodos de detecção de H2S em água Papel embebido em acetato de chumbo - qualitativo; Determinação pelo método iodométrico - determina sulfetos totais; Determinação pelo método potenciométrico;

2) Desenvolver programas educacionais com conhecimentos técnicos e científicos sobre o sulfeto de hidrogênio frente às questões de segurança do trabalho; preservação do meio ambiente e vida útil dos equipamentos; 3) Utilizar tecnologias limpas visando à descontaminação ambiental e à transformação de um poluente em matéria-prima para outros processos; 4) Conscientizar sociedade e órgãos de defesa civil sobre os efeitos do H2S a fim de otimizar e melhorar processos de descontaminação, evacuação e remoção de pessoas dos locais afetados; 1) Promover o conceito de transformação de problemas ambientais e de segurança do trabalho em uma fonte de receita.

Com 10 anos de experiência como engenheira de segurança do trabalho, em empresas de grande porte, Daniela Atienza Guimarães é diretora adjunta da APAEST (Associação Paulista de Engenheiros de Segurança do Trabalho) e docente do curso de Engenharia de Segurança do Trabalho da FEI (Faculdade de Engenharia Industrial).

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metalização Processo contra a Corrosão

A

aspersão térmica é um processo anticorrosivo para proteção do material. Pode ser utilizado substituindo ou complementando outros processos, como a galvanoplastia e a pintura. Uma das maiores vantagens deste processo é a possibilidade de aplicar camadas de Zinco, Alumínio ou liga destes metais sem restrições quanto à sua espessura, de forma rápida e econômica, além de poder ser executado com o equipamento em movimento e em peças de qualquer tamanho.

Também chamado de metalização, consiste em depositar sobre uma superfície previamente preparada as camadas de partículas que farão o revestimento, seja em materiais metálicos ou não-metálicos. Esse tipo de revestimento é mais comum em cerâmicas, carbetos

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e materiais metálicos como níquel, aço inox e outras ligas resistentes à corrosão.

O calor necessário para formar esta camada superficial de proteção é gerado em uma pistola de metalização, proveniente da queima de um gás combustível ou de em arco elétrico. O consumível, na forma de pó ou arame, vindo da pistola, é projetado com alta velocidade contra o substrato. “O impacto das partículas contra o substrato provoca um resfriamento brusco, solidificando o material aspergido e formando uma camada de depósito, à medida que as partículas são projetadas e achatadas umas contra as outras. Quanto maior a velocidade e o peso específico do material a ser depositado, mais densa, compacta e aderida será a camada”, explica a Praxair Surface Technologies, especializada em revestimento por aspersão térmica.

Alguns exemplos de aplicação da metalização são em cascos de navios, pontes, esquadrias, postes, comportas de hidroelétrica, tubulações, entre outras estruturas sujeitas à corrosão por atmosferas rurais, industriais ou marítimas. O revestimento aplicado poderá receber um selante ou tinta que proporcionará uma vedação nos micro-poros garantindo uma duração maior de proteção contra a corrosão.

O impacto das partículas contra o substrato provoca um resfriamento brusco, solidificando o material aspergido e formando uma camada de depósito, à medida que as partículas são projetadas e achatadas umas contra as outras

Principais processos Existem cinco processos de aspersão térmica bastante difundidos. Cada um com características próprias, usados para diferentes materiais em situações diversas.

A aspersão a chama utiliza a energia da queima do acetileno ou propano com oxigênio para produzir camadas de aço resistentes ao calor, metais refratários, aços carbono e metais de baixo ponto de fusão. No processo utilizando o arco elétrico é criado uma camada de ligas metálicas mais densas e com menor inclusão de óxidos.

Quando o objetivo é maior dureza e resistência à abrasão, a aspersão térmica por fusão é mais recomendada,

gerando camadas de pré-ligas metálicas. No caso dos materiais refratários e cerâmicos, geralmente se usa o processo a plasma, que gera altas temperaturas a partir de uma fonte de eletricidade.

A última delas, a aspersão térmica hipersônica, também conhecida pela sigla HVOF, utiliza a alta velocidade de exaustão dos gases de combustão para aquecer e projetar o pó metálico no substrato. Produz pressões elevadas e velocidades até três vezes maiores que a do som, criando camadas de carbetos metálicos extremamente duras.

Crédito:Portal Metálica

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instrumentação

DISCIPLINAS DE UM PROJETO

O papel da instrumentação no desenvolvimento de projetos Euclides Motoie

Lucien Gormezano

Engenheiro de instrumentação/automação. Sócio-gerente da EMO Serviços Técnicos de Engenharia Ltda. Prestando serviços atualmente para a Construtora Andrade Gutierrez. 38 anos de atuação na área. Engenheiro eletrônico pela Escola de Engenharia Mauá.

Coordenador de engenharia de instrumentação da Skanska Brasil.

Graduado em engenharia eletrônica pela Escola de Engenharia Mauá. Mestre em automação e controle pela Escola de Engenharia Maua. MBA em gerenciamento de projetos pela Fundação Getúlio Vargas

O

s engenheiros que trabalham com projetos de instrumentação podem se envolver em muitas atividades relacionadas ao desenvolvimento de projetos nos mais diversos segmentos industriais e de variados portes.

Em suas atividades, envolvem-se com a concepção, iniciando pelos projetos básicos, indo, em seguida, aos front end engineering design (FEEDs) com o objetivo de se estimar os investimentos necessários para a implementação de uma unidade industrial.

Após essa fase, podem vir a desenvolver o projeto detalhado e, depois, com as atividades relacionadas à montagem, construção e também com a partida e operação de unidades fabris.

Outro segmento em que o engenheiro de instrumentação pode atuar é o da manutenção dos instrumentos instalados dentro de uma fábrica.

Em todas as atividades acima relacionadas, o objetivo principal é con40 | engeworld | Setembro 2013

seguir obter o máximo de produtividade e regularidade na fabricação de qualquer produto, seja final ou intermediário, por meio da instrumentação

devidamente escolhida e instalada, fazendo o controle das mais diversas variáveis de processo que possam afetar as fases de produção.

o engenheiro de instrumentação trabalha basicamente com a medição de pressão, nível, temperatura e vazão

ANUNCIO_ENGEWORLD_05_08_2013_outline.pdf 1 05/08/2013 16:25:18

Analogia Podemos fazer uma analogia entre uma consulta médica e a instrumentação. Na primeira, são medidas inicialmente a altura, pressão, temperatura e frequência cardíaca (vazão de sangue). Caso essas informações não sejam suficientes para o diagnóstico, fazem-se exames para medir certa característica do paciente. Da mesma maneira, o engenheiro de instrumentação trabalha basicamente com a medição de pressão, nível, temperatura e vazão. Se o processo necessita de alguma informação particular são

feitas análises do processo.

Nesse ponto, cabe ressaltar que é de suma importância a medição correta das variáveis de processo, transmissão dos dados sem incorporar ruídos e dimensionamento dos elementos finais de controle. O sistema de controle utilizará os dados recebidos, corretos ou não, e atuará no elemento final de controle. O resultado poderá ser desastroso caso os itens anteriores não tenham sido corretamente tratados. Caberá ao engenheiro de instrumentação o correto dimensionamento e especificação dos instrumentos.

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Dependência entre disciplinas técnicas.

O engenheiro de instrumentação depende de informações geradas por outras disciplinas dentro da estrutura de uma empresa de engenharia, mas também gera informações que outras precisam para completar os seus serviços.

De maneira geral, esse profissional necessita dos fluxogramas de engenharia, também conhecidos por fluxogramas de tubulação e instrumentação (P&ID, do inglês piping and instrumentation diagram) e dos dados de processo em que os instrumentos de medição estão instalados em linhas de processo ou equipamentos. Essas informações são geradas pelo departamento de processo das empresas de engenharia. Depende também de outras disciplinas, como a mecânica, a elétrica e a tubulação e, em menor escala, da civil e estrutura metálica.

Com a mecânica, estabelece a forma de instalação da instrumentação destinada a medir nível, pressão, temperatura, análise de líquidos e gases, por exemplo, informando a localização exata dos bocais em que deverão ser instalados os referidos instrumentos e os diâmetros das conexões.

A elétrica necessita de informações da instrumentação para poder, por exemplo, dimensionar uma uninterrupted power supply (UPS) que irá alimentar instrumentos considerados críticos, aos quais não devem faltar alimentação elétrica, seja por segurança, seja por continuidade das operações fabris.

Já a tubulação necessita de informações 42 | engeworld | Setembro 2013

de instrumentos que sejam instalados na linha (in line), sejam dados dimensionais, sejam informações de instalação adequada a um instrumento específico.

Existem inter-relações com outras disciplinas que compõem o corpo técnico de uma empresa de engenharia, mas podemos dizer que as maiores interdependências são as que citamos acima.

Documentação de projeto A instrumentação gera uma variedade grande de documentos, que podemos dividir em dois tipos principais: os ditos de engenharia e os de detalhamento.

Entre os primeiros, podemos citar a geração de folhas de dados de instrumentação, especificações técnicas (estas são utilizadas para a descrição mais de-

talhada de instrumentos de alta complexidade, como por exemplo, um cromatógrafo, um sistema de controle digital, etc.). As folhas de dados, juntamente com as requisições de materiais (RM’s), servem para que seja possível ao departamento de suprimentos orçar e comprar os instrumentos necessários.

A engenharia gera também documentos como as listas de instrumentos, listas de entradas e saídas, e listas de ajustes de alarmes e set-points. O engenheiro de instrumentação pode trabalhar gerando os diagramas lógicos, destinados à configuração de sistemas tanto de segurança como de automação de processo.

Já os profissionais dedicados ao detalhamento do projeto geram as plantas de instrumentação (elétrica/pneumá-

tica); detalhes típicos de instalação de instrumentos (ao processo, de elétrica, pneumática e de suportação); listas de materiais de instrumentação, cujo levantamento dos quantitativos é feito baseado nas plantas e nos detalhes típicos; além de outros desenhos. As listas de cabos permitem visualizar e auxiliar na interligação dos instrumentos eletrônicos e elétricos instalados no campo até

o profissional de instrumentação tem o desafio de procurar atualizar constantemente os seus conhecimentos técnicos a sala de controle, passando informações sobre caixas de junção utilizadas, e identificação de cada terminal (borne) elétrico a serem ligados.

Diagramas de malhas, diagramas de rede (foundation fieldbus/profibus, entre outros) também são gerados pela instrumentação.

Desafios dos profissionais de instrumentação A tecnologia está fortemente ligada à nossa vida cotidiana. O mesmo acontece de forma mais acentuada com a

instrumentação. A cada dia que passa, os fabricantes de instrumentos utilizam novas e mais avançadas técnicas de medição, de controle e supervisão das variáveis ligadas aos processos industriais.

As necessidades das indústrias em aperfeiçoar a sua linha de produtos, visando à minimização de perdas na produção, manter a qualidade dos produtos ou melhorar a produção, por meio do controle das variáveis de processos, fazem com que os fabricantes busquem constantemente aperfeiçoar a sua linha de instrumentos.

Essa característica do setor de instrumentação leva o profissional da área a ter de se manter atualizado, buscando informações no mercado, seja por meio de literatura específica, leitura de revistas técnicas, consultas à Internet, participação em feiras e congressos e cursos de atualização, dentre outros meios.

Pela extensa variedade de tipos de instrumento, tecnologias e diversidade de fabricantes, o profissional de instrumentação tem o desafio de procurar atualizar constantemente os seus conhecimentos técnicos, podendo, dessa forma, utilizar o instrumento mais adequado a uma aplicação específica.

Para utilizar corretamente um instrumento numa medição, o profissional de instrumentação deve incorporar aos seus conhecimentos informações sobre controle de processos, química, metalurgia, eletricidade, mecânica dos fluidos, etc. Esses conhecimentos poderão auxiliar em muito o desenvolvimento do seu trabalho dentro da sua disciplina. engeworld | setembro 2013 | 43

infografia Classificação das Bombas

Classificação de bombas segundo o princípio de transferência de energia ao fluido: Rotodinâmica A energia é continuamente transferida ao líquido para aumentar sua velocidade. A difusão do escoamento, tanto nos componentes rotativos como nos estacionários, produz o aumento de pressão. Embora existam vários tipos de bomba que se encaixam nessa classificação, a maior parte dessa classe é composta por bombas centrífugas.

Uma bomba centrífuga se baseia no princípio de conversão da energia cinética de um fluido que está escoando (pressão dinâmica) em pressão estática.

O movimento do rotor da bomba acelera o fluido à medida que ele passa do olho do rotor (centro) para fora. À medida que o fluído sai do rotor, uma parte desse momento é convertida em pressão (estática).

• Bombas Centrífugas Turbomáquina rotodinâmica ou cinética, que converte energia mecânica em energia hidráulica por meio de força centrífuga.

A bomba centrífuga usa um rotor que descarrega o líquido em uma carcaça espiral progressivamente em expansão, proporcionada para reduzir gradualmente a velocidade do líquido. Isso converte a energia de velocidade do líquido em pressão estática.

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Bombas de deslocamento positivo A energia é adicionada periodicamente ao líquido pela aplicação direta de força a um ou mais volumes móveis de líquido. Isso causa um aumento na pressão até o valor requerido para mover o líquido por meio das passagens e para dentro da linha de descarga.

• Bombas rotativas São as bombas de deslocamento positivo mais usadas, com a função de bombear líquidos viscosos, tais como óleo lubrificante, melaço e tintas.

Tipos de bomba rotativa de deslocamento positivo Palheta Engrenagem Parafuso Lóbulo

• Bombas alternativas Estão entre os tipos mais antigos de bomba. Consistem de um pistão que se move para frente e para trás dentro de um cilindro.

Exemplos: bombas manuais para retirar água de poços e de ar para pneus de bicicleta.

Características: Volume fixo por curso Velocidade e torque constante

• Bombas de diafragma Também é uma bomba de deslocamento positivo, que usa uma combinação da ação alternativa de um diafragma de borracha ou teflon e uma combinação adequada de válvulas de retenção para bombear um líquido. Algumas vezes, também é chamada de bomba de membrana.

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coluna rh Plano de Carreira: quem é o responsável pelo seu?

A

resposta é simples: você mesmo! Eu trabalho com recursos humanos há mais de quinze anos e o meu foco maior abrange as áreas de recrutamento e seleção, bem como treinamento e desenvolvimento de pessoas. Ao fazer entrevistas e questionar os candidatos sobre o que esperam da empresa, a maioria responde: “Um bom plano de carreira”.

Como se vê nessa resposta, há um equívoco de conceito que se mantém ao passar de anos e ainda é pouco questionado. Nós mesmos somos responsáveis pelo que desejamos para a nossa vida profissional. Você é quem sabe se quer seguir uma carreira em empresa ou ser empreendedor. Se quer ser líder ou especialista em algum tema. Qual a formação acadêmica desejada e quantos idiomas e cursos abrangerão o seu currículo. A tarefa da empresa é oferecer “oportunidades” de crescimento e desenvolvimento para os seus colaboradores e reconhecer aqueles que são considerados talentos corporativos.

Recentemente, fui assistir a uma palestra sobre carreira e gostaria de compartilhar com os leitores a definição que a consultoria Across, renomada em processos de gestão de pessoas, expôs: “É uma sucessão de experiências e decisões que envolvem seus valores, sua história

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de vida e de trabalho e o entendimento das mudanças profissionais necessárias ao longo do tempo”. A palestrante, Cristiane Oliveira, foi assertiva ao colocar que nós devemos trilhar o nosso caminho e escolher, por exemplo, qual empresa temos interesse em trabalhar e se os valores desta realmente condizem

Cabe à empresa o papel de reconhecer os profissionais que trazem retorno produtivo, por meio da utilização de ferramentas de desempenho com os mais profundos princípios que temos em nossa vida. Ela também explanou sobre as possibilidades de mudanças que o mercado oferece, em momentos em que não estamos satisfeitos com os resultados das escolhas feitas, sejam na parte financeira ou propósito de vida.

Observe e questione O importante é saber que você é quem vai gerir a sua carreira. Se você trabalha em uma empresa e percebe que não está conseguindo ter sucesso, pare para observar e questionar alguns pontos, como: Estou atendendo a necessidade da empresa e negócio? Os resultados conquistados são satisfatórios? Os cursos que tenho são relevantes para o que faço? E, estou investindo nas minhas qualidades e trabalhando em cima dos pontos fracos? Se as respostas para tais perguntas forem esgotadoras, ou seja, você já fez de tudo, incluindo uma boa conversa com o líder e não teve retorno, é sinal de que você não está no lugar certo e precisa movimentar-se.

Cabe à empresa o papel de reconhecer os profissionais que trazem retorno produtivo, por meio da utilização de ferramentas de desempenho ou outras de avaliação, e oferecer uma “trajetória de crescimento” que poderá facilitar ao colaborador avaliar se é aderente ou não com o que busca para si. Assim, deve ser estabelecida uma relação de transparência e sinceridade a todo momento. Na minha carreira como coach, também atendi pessoas que, por vezes, responsabilizavam a empresa por não enxergarem seus potenciais ou ainda não lhes oferecia o valor devido. Confesso que também cometi esse erro, mas hoje sei que cada um de nós é responsável pelo que conquista na vida,

de forma satisfatória ou não para si mesmo. Prefiro terminar este texto motivando você a explorar sua carreira e conversar melhor consigo mesmo por meio de oito dicas que localizei na Internet e achei muito interessante compartilhar: Defina o que você realmente quer para a sua carreira, qual caminho deseja seguir, sendo verdadeiro e claro perante as suas necessidades e vontades; Proponha metas desafiadoras, porém que você sabe ter condições de cumprir. Caso contrário, ficará sempre frustrado em não atingir algo que “sonha” obter; Identifique pessoas que chegaram aonde você espera chegar e como conseguiram avançar a tal degrau.

Consulte profissionais do seu círculo de contatos e veja quais são os meios mais interessantes para atingir determinada meta. Lembre-se de que o tempo passa rápido e nossos amigos e colegas podem ajudar muito com opiniões concretas e exemplos de sucesso; Faça uma reflexão dos seus erros e acertos e o que pode tirar de proveito para o futuro. Pense que a vida é um eterno exercício de lições

aprendidas; Procure avaliar os seus comportamentos, se estão alinhados com o que espera conquistar. Se achar interessante, procure um profissional na própria empresa, ou um coach, que poderá orientá-lo nesse ponto; Questione se você é um profissional competitivo no mercado, se apresenta competências desenvolvidas para o cargo que quer galgar e se está preparado para tal posição. Incluem-se aqui cursos de formação acadêmica, idiomas, extracurriculares e comportamentais; Faça um check list para atingir a sua meta e siga com comprometimento. Assim, saberá reconhecer melhor e mais rápido o que falta fazer em cada situação; Comemore os seus progressos, sabendo que não é tão fácil subir cada degrau e quanto esforço você precisou dedicar para isso. Seja persistente e, por mais difícil que pareça, confie nos seus talentos para atingir o alvo. Essa é a minha mensagem para você que quer seguir uma carreira de sucesso, de acordo com os seus valores e o que espera para a sua vida. Boa sorte!

Cynthia Chazin Morgensztern é psicóloga e coach graduada pela Universidade Mackenzie, além de pós-graduada em Gestão Estratégica de Pessoas e com MBA em Gestão Educacional. Possui dois títulos de educação continuada na Faculdade Getúlio Vargas nas áreas de administração e economia e acumula 15 anos de experiência na área de Recursos Humanos de empresas nacionais e multinacionais.

Site: www.primeirovoce.com E-mail: cynthia@primeirovoce.com

engeworld | setembro 2013 | 47

entrevista De olho nas águas

M

esmo a dezenas ou centenas de quilômetros do continente, um vazamento de óleo em plataforma de petróleo pode atingir a costa litorânea de um país. Não à toa, a atividade de exploração do produto é uma das mais propícias a acidentes ambientais em águas.

Para se entender mais sobre os riscos de vazamento de petróleo em alto mar, o biólogo da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb) — agência responsável pelo controle, fiscalização, monitoramento e licenciamento de ações geradoras de poluição , Carlos Ferreira Lopes, conversou com a Engeworld. Desde 1988 na Cetesb e mestre em Ciências pela Universidade de São Paulo (USP), Lopes define: “A magnitude desses impactos tem relação direta com o tipo e quantidade de produto vazado e o local em que ocorreu o acidente”.

Ao atuar no atendimento a emergências químicas nos transportes rodoviário, ferroviário, aéreo e marítimo, Lopes está em contato com diferentes desastres ambientais. “Os vazamentos podem interferir no equilíbrio dos ecossistemas. Alguns ambientes, como os manguezais, são particularmente vulneráveis.” Para evitar que esses acidentes comprometam a zona costeira paulista, a Cetesb e o Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (Ibama) trabalham de forma integrada. Na entrevista a seguir, o biólogo explica os procedimentos de remoção e contenção do óleo e também cita outras ameaças às águas e lençóis freáticos.

Engeworld - A exploração do petróleo é uma das atividades mais propícias a acidentes ambientais em águas. É possível explorar o material e preservar o meio ambiente ao mesmo tempo?

Carlos Ferreira Lopes - Qualquer atividade industrial implica riscos, os quais podem ser gerenciados por meio de medidas preventivas, de forma a diminuir a probabilidade de ocorrência de acidentes, ou por ações corretivas eficientes, visando à minimização das 48 | engeworld | Setembro 2013

consequências de acidentes ao homem e ao meio ambiente. Dentro do processo de licenciamento ambiental, o órgão competente exige uma série de medidas, dentre elas, a implantação, por parte do empreendedor, do Programa de Gerenciamento de Riscos (PGR), elaborado a partir do Estudo de Análise de Riscos (EAR). Essa ferramenta auxilia na gestão ambiental das instalações industriais para que possam operar em condições seguras.

Engeworld - Como se mede o

impacto ambiental decorrente de vazamentos de petróleo?

Lopes - A magnitude desses impactos tem relação direta com o tipo e quantidade de produto vazado e o local em que ocorreu o acidente. Um grande vazamento em alto mar pode ter menor repercussão ambiental que um pequeno vazamento em uma área costeira, pois nessa região concentram-se ecossistemas mais frágeis.

O licenciamento ambiental de plataformas, assim como todas as exigências que afetam essas operações, é de competência do órgão federal Engeworld - Quais são seus efeitos no meio ambiente?

Lopes - De forma geral, os principais efeitos do óleo aos organismos são a mortalidade proveniente de sua toxi-

Soluções para Ferrugem

P.C.F – Primer Convertedor de Ferrugem

O P.C.F. elimina o processo de remoção mecânica e transforma quimicamente a ferrugem em um fundo anticorrosivo pronto para receber tinta de acabamento.

cidade — o benzeno, por exemplo, é reconhecido como cancerígeno pelo governo norte-americano; a mortalidade pelo contato, graças à viscosidade do produto, ocasionando efeitos de recobrimento físico em animais como aves; e os efeitos subletais, em que ocorrem alterações comportamentais e metabólicas nos organismos, tornando-os menos aptos à interação com o ecossistema. Em foco mais amplo, os vazamentos podem também interferir no equilíbrio dos ecossistemas. Alguns ambientes, como os manguezais, são particularmente vulneráveis, assim como locais costeiros, principalmente em regiões mais abrigadas de ondas e correntes marinhas, como praias e costões rochosos.

Engeworld - Como a Cetesb age em casos de vazamento de óleo das plataformas?

Lopes — O licenciamento ambiental

de plataformas, assim como todas as exigências que afetam essas operações, é de competência do órgão federal de meio ambiente, o Ibama. Contudo, vazamentos podem comprometer a zona costeira. Nesses casos, os órgãos estaduais agem, de forma integrada com o federal, a fim de gerenciar e fiscalizar os acidentes e o agente poluidor. No começo do ano passado, por exemplo, houve um vazamento de 25m³ de óleo na área do pré-sal no Campo de Carioca, Bacia de Santos.

Ainda que não tenha chegado à costa de São Paulo, a Cetesb trabalhou com o Ibama, monitorando remotamente as manchas em alto mar. Caso os ambientes costeiros fossem atingidos, estaríamos nos envolvendo ativamente na gestão do ocorrido.

Engeworld - Como é feita a remoção e contenção do óleo vazado?

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Especialidades Químicas.

Lopes — Uma vez derramado, o óleo forma manchas sobrenadantes, que ficam na superfície, passíveis de serem recolhidas, principalmente as de maior espessura. O procedimento de remoção envolve a aplicação de barreiras de contenção com a finalidade de concentrar as manchas e controlar sua movimentação. Uma vez contidas, podem ser recolhidas com skimmers, equipamentos desenvolvidos especialmente para essa finalidade. Condições ambientais adversas, como correntes e ventos, diminuem o desempenho dos equipamentos, além de dificultar o trabalho das equipes de intervenção.

Engeworld - Esses procedimentos valem para todo tipo de vazamento?

Lopes — Em vazamentos de menor porte ou após o recolhimento da maior parte do produto se utilizam materiais absorventes, principalmente em áreas 50 | engeworld | Setembro 2013

mais abrigadas (áreas costeiras, rios, lagos e represas). O mercado oferece uma gama de produtos absorventes de origem orgânica (vegetal), mineral ou sintética, disponíveis na forma de barreiras, mantas e almofadas. Existe ainda outra técnica disponível: a dispersão química, que se constitui na aplicação de agentes químicos, os dispersantes, que fragmentam as manchas em pequenas gotículas suspensas na água.

Tem por finalidade acelerar e favorecer a biodegradação do óleo pelos micro-organismos presentes na água. No entanto, a técnica é controversa, pois pode ampliar o ônus ambiental. Por isso, duas legislações federais regulam o uso dos dispersantes.

Engeworld - Além do petróleo, quais as outras ameaças às águas e lençóis freáticos combatidas pela Cetesb?

Lopes - Qualquer ocorrência envol-

vendo produto químico tem o potencial de contaminar recursos hídricos superficiais. Acidentes no transporte rodoviário, ferroviário e por dutos, dependendo de onde ocorrerem, podem comprometer rios, represas, lagoas. Alguns acidentes já contaminam o solo.

Nesse caso, as características hidrogeológicas locais podem fazer com que o produto derramado atinja recursos hídricos subterrâneos. Vazamentos em postos revendedores de combustíveis são cenários típicos.

Engeworld - Quais as multas aplicadas em caso de acidente ambiental?

Lopes - De acordo com o Decreto n° 8.468, de 1976, as multas aplicadas pela Cetesb variam de autuações leves a gravíssimas. No último caso, o valor chega a 10 mil Ufesp (Unidade Fiscal do Estado de São Paulo), medida utilizada para o cálculo de diversas multas no Estado.

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