NR-20-02-Inflamaveis.pdf

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1. CURSO DE NR 20 –INFLAMÁVEIS E COMBUSTÍVEIS

2. Módulo 02
Inflamáveis: características,
propriedades, perigos e riscos
—

3. Objetivo:
Ao final deste módulo, o empregado será capaz de:
1.Classificar, segundo a NR-20, os líquidos e gases
inflamáveis e combustíveis.
2.Reconhecer as suas principais características e
propriedades.
3.Identificar os perigos e riscos associados a estes
materiais.
3

4. 4
Definição NR-20
•Líquidosinflamáveis:sãolíquidosquepossuemponto
defulgor≤60ºC.
•Gasesinflamáveis:gasesqueinflamamcomoara20º
Ceaumapressãopadrãode101,3kPa.
•Líquidoscombustíveis: sãolíquidoscompontode
fulgor>60ºCe≤93ºC.
Observação:
DiferedadefiniçãopresentenaNBR17505-
Armazenamentodelíquidosinflamáveisecombustíveis
(Parte1:Disposiçõesgerais).

5. 5
Classificação de líquidos inflamáveis e
combustíveis de acordo com a NBR 17505

6. Combustão
COMBUSTÍVEL
carbono
hidrogênio
enxofre +
AR
O
2
PRODUTOS
CO, CO
2
H
2O, SO
2
luz, calor
Reação química: oxidação, exotérmica
Fonte de calor:promove reação do combustível
com oxigênio
Concentrações apropriadas
COMBUSTÍVEIS
sólidos
líquidos
mudança de
estado
vapor
6

7. Faixadeconcentraçãodeumgásouvapor,emquepodeocorrer
combustãoouexplosãonapresençadeumafontedeignição. É
expressacomopercentualdovaporougásnoar.Afaixade
concentraçãoencontra-seentredoisvalores[limiteinferiorde
explosividade(LIE)oudeinflamabilidade(LII)elimitesuperiorde
explosividade(LSE)oudeinflamabilidade(LSI)].
Mistura
inflamável
Limites de explosividade ou de
inflamabilidade
7
Produto LII (%) LSI (%)
Etanol 3,3 19,0
Gasolina (padrão) 1,4 7,6
Querosene médio 0,7 5,0
Metanol 6,0 36,0
Tolueno 1,2 7,0
GLP (Butano) 1,9 8,5
GLP (Propano) 2,2 9,5
Acetileno 2,5 100,0

8. EnergiadeIgnição
Aenergiamínimacapazdeprovocaraigniçãode
umamisturaexplosiva,variadeacordocomo
agente.
*Quantomenoraenergiadeativaçãomaiororisco.Quantomaiora
temperatura,menoréaenergiadeativaçãodedeterminadoproduto.
8

9. Principais características dos líquidos e
gases inflamáveis e combustíveis
Pressão de vapor
Ponto de fulgor
Ponto de combustão
Ponto de ignição
Miscibilidade
Densidade
Mobilidade
9

10. Pressão de vapor
Pressão relacionada a temperatura, na
qual um líquido que ocupa parcialmente
um recipiente fechado tem
“interrompida” a passagem das moléculas
para a fase vapor
Vapor
Líquido
10
Quanto maior a Pv mais volátil é o líquido. Ou seja,
quanto mais pressão o líquido faz contra a sua
superfície, mais este líquido passará para o estado
de vapor, evapora mais rápido.
Alguns fatores influenciam na pressão de vapor,
como:
-temperatura
-natureza do líquido

11. Pressão de Vapor
Exemplos:
Vapor
Líquido
11

12. Variaçãodapressãodevaporcom
atemperatura
Água apresenta maior
temperatura de ebulição ao
nível do mar (1atm);
Em condições ambientes, a
substância que apresenta
maior pressão de vapor é o
sulfeto de carbono;
Ordem crescente de
volatilidade: água < etanol <
metanol < sulfeto de carbono
12

13. Éamenortemperaturanaqualum
materialcombustívelliberavaporesem
quantidadessuficientesparaquea
misturadevaporearseinflameapartir
docontatocomumafontedeignição.
Éondeocorreolimiardamistura
inflamável(LIE)
Atemperaturadopontodefulgornão
ésuficienteparaqueacombustão
sejamantida(aoserretiradaachama
externa,acombustãonãose
mantém).
Ponto de Fulgor (Flash Point):
13

14. PontodeCombustão:
Menortemperaturacorrigidaparauma
pressãobarométricade101,3kPa(760
mmHg),naqualaaplicaçãodeumachama
deensaiocausaaigniçãoesustentaçãoda
queimadosvaporesdaamostraporno
mínimo5ssobascondiçõesespecíficasdo
ensaio.
Poucosgrausacimadatemperaturade
fulgor.
Aquantidadedevaporesésuficientepara
iniciaremanteracombustão.
14

15. PontodeIgnição:
Menortemperaturaondeosvaporesdesprendidospor
ummaterialcombustívelaquecidoinflamam- seao
entraremcontatocomoar,independentementeou
nãodapresençadequalquerchamaoucentelha
externa.
15

16. Tabela pontos de fulgor e de ignição
Produto Ponto de Fulgor (
o
C) Ponto de Ignição (
o
C)
Etanol 12 365
Gasolina (Padrão) -43 257
Querosene médio 40 238
Metanol 12 464
Benzeno -11 555
Tolueno 4,4 536
Eteno -136 490
Hexano -35 225
16

17. Miscibilidade
17
Capacidade dos líquidos se misturarem
“Semelhante dissolve Semelhante”
Líquidos semelhantes se misturam
SEMELHANÇA:característica molecular
POLAR ou APOLAR
Distribuição dos elétrons na molécula

18. Miscibilidade
18
Exemplo: Lavagem, com água, de recipiente que
conteve nafta

19. Miscibilidade e densidade
19
Exemplo:

20. Densidade relativa (gases e vapores)
20
Densidade relativa do ar = 1
ρ> 1
ρ< 1
Mais pesado que o ar
(Dispersão lenta)
Mais leve que o ar
(Fácil dispersão)

21. Densidade relativa (gases e vapores)
21

22. Mobilidade(gases e vapores)
22
Ventilação
Grande influência na concentração
Difusão
Gases e vaporesmigram do local com
maior concentraçãopara local de
menor concentração, até o equilíbrio.

23. Classificação dos combustíveis gasosos
segundo as propriedades físicas
23
Gases comprimidos
Gases liquefeitos
Gases criogênicos

24. Classificação dos combustíveis gasosos
segundo as propriedades físicas
24
GASES COMPRIMIDOS -Na temperatura ambiente, é armazenado
pressurizado na fase gasosa a pressões de até 205kgf/cm
2
•Hidrogênio –gás inodoro, de densidade muito baixa em relação ao
ar e extremamente sensível a ignição por ter uma faixa de
inflamabilidade muito larga.
•Acetileno –extremamente reativo que não pode ser armazenado
por pressão sozinho devido à possibilidade de decomposição em
carbono e hidrogênio com elevada liberação de energia. Seu
armazenamento é possível em massa sólida porosa embebida em
acetona até a pressão máxima de 17kgf/cm
2.

25. Classificação dos combustíveis gasosos
segundo as propriedades físicas
25
GASES LIQUEFEITOS -aqueles que podem ser armazenados na forma
liquida à temperatura ambiente, apenas por compressão, ou a
pressão atmosférica em temperatura igual ou superior à -90oC.
•Amônia–muito tóxica e estreita faixa de inflamabilidade (16 a 25%).
•Gás Liquefeito de Petróleo –mistura de propano/butano, de
aproximadamente 50%. A faixa de inflamabilidade é de 1,6 a 9,6%. A
fase líquida quando vasa, se expande na atmosfera na razão de 1:260
vezes o seu volume original. Pode ser armazenado à pressão
atmosférica quando na temperatura de -45
o
C,

26. Classificação dos combustíveis gasosos
segundo as propriedades físicas
26
GASES CRIOGÊNICOS (OU LÍQUIDOS) -aqueles armazenados a
temperatura inferior a -90
o
C à pressão atmosférica.
•Gás Natural Liquefeito (GNL) - a temperatura de armazenamento é
de -160
o
C e, após a vaporização, os gases formados, constituídos
quase que totalmente de metano, tem a faixa de inflamabilidade de
5,3 a 14%.
Taxa de expansão (líquido/vapor): 1 / 620

27. Perigosenvolvendo inflamáveis e
combustíveis
27
Incêndio:
Reação de combustão de
difícil controle ou
incontrolável

28. Classes de Incêndio
28
•ClasseA–Incêndiosemmateriaissólidosefibrosos
(madeira,papel,tecido,etc).
•ClasseB–Incêndiosemlíquidosegasescombustíveis,
ouemsólidosqueseliquefazemparaentrarem
combustão(gasolina,GLP,parafina,etc).
•ClasseC–Incêndiosqueenvolvemequipamentos
elétricosenergizados(motores,geradores,painéis,
etc).
•ClasseD–Incêndiosemmetaisoucompostosquímicos
pirofóricos(magnésio,potássio,alumínio,zinco,
hidretos,etc).

29. Riscos de Incêndio e explosão
envolvendo inflamáveis (líquidos e
gasosos)
29
Incêndio em poça (pool fire)
Jato de fogo (jet fire)
Incêndio em nuvem (flash fire)
Explosão em nuvem de vapor (VCE –Vapor Cloud
Explosion)
Fire ball / BLEVE
Incêndio em tanque

30. 30
Incêndio em Poça (Poolfire)
•Representaaqueimadevaporesde
hidrocarbonetosgeradosempoça
horizontal,ondeocombustívelestá
estagnadooucompoucomovimento.
•HistoricamenteoIncêndioempoça
representaumdosmaioresriscosde
acidentesdegrandesproporções
associadosaindústriadeóleoegás,
especialmenteemdecorrênciade
vazamentosdelíquidosinflamáveis.
•Aenergialiberadanesteincêndioestá
diretamenteligadaaodiâmetroda
poça.

31. 31
Incêndio em Poça (Poolfire)
Para liberações contínuas o líquido se dispersará,
ampliando a zona de incêndio, até que a
velocidade de liberação se iguale à velocidade de
evaporação. Esta condição permite calcular o
diâmetro máximo alcançado. No caso de liberações
instantâneas se atinge o diâmetro máximo
rapidamente para ir decrescendo com o tempo, até
que o produto tenha sido consumido.

32. 32
Jato de Fogo (Jetfire)
•Umjatodefogopodeserdefinidocomosendoaigniçãodeuma
liberaçãocontínuadegasesouvaporesinflamáveiscontidoem
tubulaçõesouemvasospressurizados.
•Portanto,aliberaçãonãosedeveaumarupturacatastróficado
vaso(quenessahipótesedarialugar,namaioriadoscasos,aum
fireball),maséproduzidoatravésdeumorifíciopequenoem
relaçãoaotamanhodovasoouporescapenumatubulação,
gerando-seumasaídaturbulentadocombustívelemformade
jato.
•Nocasodeincidênciadiretadojetfiresobreelementospróximos,
osefeitossãoconsideravelmentesuperioresaosdevidosà
radiação.

33. 33
Incêndio em nuvem (Flashfire)
Estetipodeincêndiofazreferênciaparaacombustãodenuvensde
gásouvapornãoconfinadas,naqualafrentedechamasedesloca
comvelocidadesubsônica,demodoqueasobrepressãogeradaé
insuficienteparagerardanos,podendoserdescritopelasseguintes
etapas:
1ªetapa:Liberaçãodeumgáscombustível(liquefeitoounão),ou
geraçãodevaporcomoconsequênciadarápidavaporizaçãodeuma
poça.
2ªetapa:Ogásouvaporéarrastadoedispersopeloarenamaioria
doscasossuamassamolecularésuperioradoar,oqueoriginauma
nuvemdensaqueavançaespalhando-sepelaszonasmaisbaixasdo
terreno.
3ªetapa:Anuvemencontraumpontodeigniçãoqueproduzuma
combustãoondeaconcentraçãoestácompreendidaentreoslimites
deinflamabilidade.

34. 34
Incêndio em nuvem (Flashfire)/
VCE (Vapor Cloud Explosion)
Casooflashfireocorranointeriordeumaáreaconfinada
pode- seproduzirumaexplosãocomdetonação(velocidade
supersônica),paraaqualosfenômenosperigososmais
importantessãodeorigemmecânica(ondasdepressãoe
impulsomecânicoassimcomoaformaçãodeprojéteis),
sendoesteeventodenominandodeexplosãoconfinada.
Atransiçãoentreoincêndioea
explosão(quedependeemgrande
partedamassadevaporda
substânciainflamávelenvolvidaedo
congestionamentodaáreaafetada)é
muitasvezesdifícildeprecisar.

35. 35
VCE (Vapor Cloud Explosion)
Aexplosãoemnuvemdevaportemsidoacausa
dediversosacidentescatastróficos,tantonas
atividadesonshorecomooffshore.
Flixborough
Piper Alpha
Buncefield

36. 36
Velocidade de chama x Sobrepressão

37. A“Boladefogo”éumamassadegásou
vaporquesemisturacomoar,com
quasetodooseuvolumeemcondições
desofrerignição.Istosignificaque
houveumaqueimaquasecompletada
massa,comenergiasendoliberadasoba
forma de radiação térmica.
Normalmente,estetipodefenômeno
ocorreemvazamentosdegases
liquefeitosdentrodediquesde
contençãoouequivalentes.Aosofrera
igniçãohaveráformaçãode“Bolade
Fogo”logoacimadopiso.
Bola de Fogo (Fireball)
Este fenômeno pode ser produzido, também, a partir de uma
nuvem não confinada de vapor inflamável, sem ser precedido
de um BLEVE.
37

38. BLEVEvemdoacrônimoinglêsBoilingLiquid
ExpandingVaporExplosion,enormalmenteé
originadopelarupturacatastróficadeumvasoque
armazenaumgásliquefeitoacimadeseupontode
ebuliçãoapressãoatmosférica,produzindoa
liberaçãoinstantâneaemassivadesselíquidoà
atmosfera.
BLEVE
38

39. Ebulição Turbilhonar (Boilover)
Aebuliçãoturbilhonarocorre
quandoosresíduosdasuperfície
emchamastornam-semais
densosqueoóleonãoqueimado
eafundam,abaixodasuperfície,
paraformarumacamadaquente
quemergulhamaisrápidoquea
regressãodolíquidoda
superfície.Quandoestacamada
quente,chamada“ondade
calor”,atingeaáguaoua
emulsãoágua-óleonofundodo
tanque,aáguaprimeiro
superaquece.Aseguir,fervede
forma quase explosiva,
transbordandootanque.
39

40. Efeitos físicos do incêndio e
explosão
•Radiação
•Sobrepressão
•Impulso
•Velocidade de descarga (líquidos)
•Alcance dos fragmentos
40