Monografia Oficial 2013 EST - PDF

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ESTUDO DAS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DE CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO SOB ANÁLISE DA NR-13 Eng.º MARCOS ANTONIO PINTOR JUNIOR MARINGÁ 2013 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ESTUDO DAS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DE CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO SOB ANÁLISE DA NR-13 Monografia apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Estadual de Maringá, como um dos requisitos para a obtenção do título de Engenheiro de Segurança do Trabalho Orientador(a): Prof. Generoso De Angelis Neto; Dr. MARINGÁ 2013 MARCOS ANTONIO PINTOR JUNIOR ESTUDO DAS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DE CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO SOB ANÁLISE DA NR-13 Monografia apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Estadual de Maringá, como um dos requisitos para a obtenção do título de Engenheiro de Segurança do Trabalho. BANCA EXAMINADORA Prof. Dr. Generoso De Angelis Neto Universidade Estadual de Maringá – UEM Profª. Drª. Doralice Aparecida Favaro Soares Universidade Estadual de Maringá – UEM Profª. Drª. Cristhiane Michiko Passos Okawa Universidade Estadual de Maringá – UEM Aprovado em:____/____/____ Em memória do meu pai MARCOS. Obrigado DEUS, porque sempre me acompanha e me ilumina, mesmo quando os obstáculos parecem insuperáveis e a jornada inacabável. Dedico este trabalho a minha mãe, TEREZINHA, que mesmo estando longe, consegue estar tão perto, e a JULIANA, por incentivar e entender minha ausência. “Não me vejo como um herói. Para ser herói, alguém precisa fazer algo de perigoso. Não fiz. O que fiz foi algo que os outros achavam impossível. Mas eu tinha de tentar, para ver se era possível ou não. Se algo não é obviamente impossível, então deve haver uma maneira de fazer”. (Sir Nicholas Winton) RESUMO O objetivo geral deste trabalho é apresentar os resultados de um estudo sobre caldeira e vasos de pressão sob análise da norma regulamentadora nº13. Os processos industriais que fazem uso dos equipamentos descritos na norma regulamentadora nº13, trabalham incondicionalmente com fluidos às mais diversas pressões e temperaturas. Tais processos fazem com que a atividade de operação das caldeiras e vasos de pressão seja de alto risco, podendo chegar a situações extremas, quando estes equipamentos não apresentam a segurança que a eles é exigida. A área da segurança do trabalho, em sua essência, busca a prevenção dos acidentes, atuando nos eventos que antecedem os riscos, visando um menor índice de ocorrências. Neste trabalho, baseado em uma abordagem exploratória e quantitativa, foram investigadas as instalações e procedimentos de operações dos equipamentos, monitorado pelo uso de duas listas de verificação, baseados na norma regulamentadora nº13 e na aplicação da avaliação de conhecimento sobre manutenção, operação e segurança, aos operadores dos equipamentos. Os resultados obtidos, confrontados com a norma regulamentadora nº13, demonstraram que as instituições precisam conscientizar-se do seu papel preventivo frente a sociedade como um todo, desde o processo de instalação de seus equipamentos, passando pela capacitação dos seus operadores, com o intuito de se obter um processo mais seguro e eficiente, até chegar na obediência da legislação, cujo objetivo prioriza a segurança e proteção do trabalhador e da sociedade. Palavras-chave: Operação de Caldeiras, NR-13, Caldeiras e Vasos de Pressão. LISTA DE ILUSTRAÇÕES FIGURA 1 - EOLÍPILA .......................................................................................................... 15 FIGURA 2 - VÁLVULA DE SEGURANÇA ........................................................................... 16 FIGURA 3 - MODELO DE CONSTRUÇÃO DAS CALDEIRAS TIPO FLAMOTUBULARES. . 19 FIGURA 4 - MODELO DE CONSTRUÇÃO DAS CALDEIRAS TIPO AQUATUBULARES. .... 20 FIGURA 5 CONSTRUÇÃO COMUM DE VASOS DE PRESSÃO ............................................ 22 FIGURA 6 - FORNALHA DE UMA CALDEIRA TIPO C ....................................................... 25 FIGURA 7 – FOTO DO PRÉDIO DA FÁBRICA DE SAPATOS BROCKTON EM MASSACHUSETTS ANTES DA EXPLOSÃO. ....................................................................... 26 FIGURA 8 - FOTO DO PRÉDIO DA FÁBRICA DE SAPATOS BROCKTON EM MASSACHUSETTS DEPOIS DA EXPLOSÃO. ...................................................................... 26 FIGURA 9- FOTO DA CALDEIRA NO QUINTAL DA CASA. ............................................... 27 FIGURA 10 - REUNIÃO NA QUAL FOI APROVADA A SEÇÃO I DO CÓDIGO ASME. ....... 28 FIGURA 11 - EQUIPAMENTOS ANALISADOS NO PROCESSO ........................................... 45 FIGURA 12 - CALDEIRA DA USINA DE ETANOL E AÇÚCAR ............................................. 47 FIGURA 13 - GRÁFICO DE ANÁLISE DAS CALDEIRAS .................................................... 50 FIGURA 14 RESERVATÓRIO PARA COMPRESSOR DE AR. ............................................... 51 FIGURA 15 - GRÁFICO DAS ATIVIDADES ANALISADAS. ................................................ 52 FIGURA 16 - VÁLVULA DE SEGURANÇA PARA RESERVATÓRIO DE AR. ....................... 53 FIGURA 17 - COMPRESSOR DEVIDAMENTE FIXADO ...................................................... 54 FIGURA 18 - GRÁFICO DA ANÁLISE DOS VASOS DE PRESSÃO ...................................... 55 FIGURA 19 - LOCAL DE INSTALAÇÃO DO VASO DE UMA EMPRESA VISTORIADA. ..... 56 FIGURA 20 - CHAVE DE DRENO ........................................................................................ 57 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS N.R.– Norma Regulamentadora. D.O.U. – Diário Oficial da União. S.I.T. – Secretaria de Inspeção do Trabalho. M.T.E. – Ministério do Trabalho e Emprego. MTb. – Ministério do Trabalho C.L.T. – Consolidação das Leis do Trabalho ABNT– Associação Brasileira de Normas Técnicas CIPA– Comissão Interna de Prevenção de Acidentes ASME - American Society of Mechanical Engineers EUA – Estados Unidos da América SPIE – Serviço Próprio de Inspeção em Equipamentos EPI– Equipamento de Proteção Individual PH – Profissional Habilitado NBR – Norma Brasileira Registrada Mpa – Mega Pascal Kgf/cm² - quilograma força por centímetro quadrado TH – Teste Hidrostático END – Ensaio Não Destrutível EPI – Equipamento de Proteção Individual EPC – Equipamento de Proteção Coletivo PMTA – Pressão Máxima de Trabalho Admissível PMTP - Pressão Máxima de Trabalho Permissível OIT – Organização Internacional do Trabalho LISTA DE TABELAS TABELA 3.1 - DADOS DOS ACIDENTES DO TRABALHO DAS DÉCADAS DE 70. ....................... 23 TABELA 3.2 - PRAZOS ESTABELECIDOS PARA A INSPEÇÃO DE CALDEIRAS SEGUNDO A NR 13. ....................................................................................................................................... 35 TABELA 3.3 - CLASSIFICAÇÃO DOS VASOS DE PRESSÃO ...................................................... 36 TABELA 3.4 – PRAZOS DEFINIDOS PARA SERVIÇOS DE INSPEÇÃO EM VASOS DE PRESSÃO. . 38 SUMÁRIO 1 - INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 13 1.1 OBJETIVO DO TRABALHO ........................................................................................ 14 2 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................................ 15 2.1 A HISTÓRIA DAS MÁQUINAS A VAPOR ...................................................................... 15 2.2 CALDEIRAS A VAPOR ............................................................................................. 17 2.2.1 OS TIPOS DE CALDEIRAS......................................................................................... 18 2.2.1.1 AS CALDEIRAS FLAMOTUBULARES .......................................................................... 19 2.2.1.2 AS CALDEIRAS AQUATUBULARES ............................................................................ 20 2.3 OS VASOS DE PRESSÃO ........................................................................................... 21 3 - AS NORMAS REGULAMENTADORAS ............................................................................. 23 3.1 O CÓDIGO ASME .................................................................................................. 24 3.2 A NORMA REGULAMENTADORA Nº13 ....................................................................... 29 3.3 AS INSPEÇÕES DE SEGURANÇA EM EQUIPAMENTOS ................................................... 32 3.3.1 AS INSPEÇÕES EM CALDEIRAS CONFORME NR-13 ....................................................... 33 3.3.2 AS INSPEÇÕES EM VASOS DE PRESSÃO CONFORME NR-13 ........................................... 35 4 - OS RISCOS DAS ATIVIDADES ENVOLVENDO CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO ........ 39 5 - VÁLVULAS DE SEGURANÇA PARA CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO ........................ 40 6 - MÉTODOS E RESULTADOS ............................................................................................ 43 6.1 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE DADOS ............................................................... 45 6.1.1 DOS EQUIPAMENTOS ANALISADOS ..................................................................... 45 6.1.1.1 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE DADOS - CALDEIRAS .......................................... 46 6.1.1.2 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE DADOS – VASOS DE PRESSÃO ............................ 51 7 - CONCLUSÃO .................................................................................................................. 58 REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 60 APÊNDICES ......................................................................................................................... 62 I – AVALIAÇÃO DE INFORMAÇÃO - CALDEIRA ..................................................................... 63 II - AVALIAÇÃO DE INFORMAÇÃO – VASO DE PRESSÃO ....................................................... 66 III - LISTA DE VERIFICAÇÃO DE ITENS DAS CALDEIRAS ...................................................... 67 IV - LISTA DE VERIFICAÇÃO DE ITENS DOS VASOS DE PRESSÃO ......................................... 69 ANEXOS .............................................................................................................................. 71 ANEXO I-A DA NR - 13 ........................................................................................................ 72 ANEXO I-B DA NR - 13 ........................................................................................................ 75 ANEXO II DA NR - 13 .......................................................................................................... 77 ANEXO III DA NR - 13 ......................................................................................................... 78 ANEXO IV DA NR - 13 ......................................................................................................... 79 1 - INTRODUÇÃO Ao longo dos anos, profundas mudanças econômicas e sociais, decorrentes da implantação de novas tecnologias de produção, que substituíram a tração animal e o artesanato, marcaram a época de enormes saltos tecnológicos nas áreas ligadas a produção e utilização do vapor e das máquinas. Nesta época também, as atividades ligadas a área de segurança do trabalho eram pouco significativas e de certa forma não acompanharam os avanços tecnológicos. Com o crescente número de acidentes e a demanda exponencial de equipamentos que surgiam, a sociedade percebeu a necessidade de se criar normas que pudessem prevenir os acidentes. As inspeção de equipamentos e a instrução dos profissionais, foram alguns dos inúmeros desdobramentos que surgiram com as tecnologias. Atualmente, as empresas que possuem esses equipamentos e atividades ligadas a norma regulamentadora nº13 (NR-13) (2008), em seu parque fabril, devem irrefutavelmente, adotar os procedimentos compulsórios descritos na NR-13(2008), que provê orientações básicas, fundamentais e específicas, para a total segurança do processo, sob pena de sofrer sanções administrativas. Assim, este estudo tem o intuito de verificar as condições de instalação e os procedimentos de operação destes equipamentos, bem como o correto processo de inspeção, fundamentado pela NR-13(2008), norma específica ao assunto. Este estudo foi feito ao longo de dois anos, em empresas de segmentos econômicos variados, os quais possuíam em seu parque fabril, equipamentos descritos e regidos em termos de segurança, pela norma regulamentadora nº13 (NR-13) (2008). Trata-se de caldeiras e vasos de pressão, que foram examinados e tiveram seus dados tabulados para que pudessem, ao final, demonstrar conclusivamente os objetivos propostos. Postos de forma que a sequência das informações ofereça um perfeito entendimento de seu propósito, este trabalho possui a fundamentação teórica sobre a Revolução Industrial e seus percursores, conceituando os fundamentos do vapor, das caldeiras e dos vasos de pressão, bem como a história do surgimento das normas que regulam a operação das caldeiras, base importante para o conhecimento e entendimento dos capítulos seguintes. Posterior, tem-se a metodologia aplicada e a análise juntamente com a interpretação dos dados obtidos em campo. Finalizando, são apresentadas as considerações finais, bem como a conclusão do trabalho e a bibliografia de apoio ao estudo e entendimento. 1.1 OBJETIVO O principal questionamento deste estudo é analisar em campo as instalações dos equipamentos de processo e verificar o grau de entendimento dos operadores destes equipamentos, em termos de segurança, e demonstrar a falta de conhecimento sobre o assunto inspeção de equipamentos, sempre observando por base, o que reza a NR-13 e suas diretrizes. 2 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 A HISTÓRIA DAS MÁQUINAS A VAPOR No primeiro século da era cristã, há mais de 1800 anos, o matemático e físico grego chamado Heron de Alexandria, construiu o que é considerada a primeira máquina térmica da história, um aparelho, que denominou de Eolípila (Figura 1 - Eolípila), que vaporizava água e movimentava uma esfera em torno de um eixo. Figura 1 - Eolípila Fonte: Arquivo pessoal Este aparelho que consiste de uma câmara (normalmente uma esfera ou um cilindro) com tubos curvados, por onde o vapor é expelido tornando possível a demonstração da força resultante, que girava o aparelho. Porém, somente no século XVII, em 1690, que o francês Denis Papin usou esse princípio para bombear água. Mas a utilização efetiva dessa tecnologia só se iniciou com a invenção de Thomas Savery. Engenheiro militar, mecânico e industrial, Savery é considerado o “pai da máquina a vapor”, pois inventou e patenteou em 1698, uma máquina à vapor realmente prática, para esvaziar a água de infiltração das minas de carvão (UFCG 2012). Conforme nos explica Mathias (2008), Thomas Newcomen ferreiro e mecânico inglês, em 1712, que remodelou a máquina de Savery, inserindo um pistão, o chamado “pistão de Newcomen” e instalou uma máquina para drenar a água acumulada nas minas de carvão, a primeira movida a vapor e patenteada. Também, é legado de Newcomen a fabricação da primeira válvula de segurança 1 (Figura 2 - Válvula de Segurança) instalada em seu equipamento, devido aos constantes problemas que aconteciam e que serve de princípio básico para as que são utilizadas atualmente. Figura 2 - Válvula de Segurança Fonte: Arquivo pessoal. Em 1765, James Watt, fabricante de instrumentos para a Universidade de Glasgow, estudando o modelo de Newcomen, elaborou uma máquina com um condensador que minimizava as perdas de calor e que possuía outras finalidades como propulsão de moinhos e tornos, pois o movimento de rotação substituiu o de sobe e desce (Wikipédia 2013). A máquina de Watt que também servia à fundição e à minas de carvão, teve grande êxito e acabaram por substituir as máquinas de Newcomen. 1 Equipamento cuja finalidade principal é de liberar a pressão, caso esta ultrapasse o limite máximo admissível. Muitos séculos mais tarde, a máquina a vapor foi a primeira maneira eficiente de produzir energia independentemente da força muscular do homem e do animal, e da força do vento e das águas correntes. Para alguns, foi a máquina de Watt que ocasionou a Revolução Industrial. 2.2 CALDEIRAS A VAPOR Segundo Bazzo (1995), os primeiros geradores de vapor surgiram impulsionados pela necessidade de desenvolvimento de uma fonte de calor que substitui-se os então fornos de queima direta de carvão. A principal função deste tipo de equipamentos era captar e centralizar a energia liberada pelo combustível e distribuir a todos os pontos de consumo. De uma forma geral e clássica, a caldeira ou o gerador de vapor é um recipiente metálico, revestido com alvenaria, cuja função, é a de produzir vapor, normalmente, vapor de água, através do aquecimento desta substância. A norma regulamentadora 13 (NR-13), define caldeira, utilizando o termo caldeira a vapor, o que para nosso entendimento, tem o mesmo significado, no seu artigo 13.1.1 da seguinte forma: Caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia, excetuando-se os refervedores e equipamentos similares utilizados em unidades de processo” (BRASIL – 2008) Os geradores de vapor atuais e popularmente denominados caldeiras são definidos também como trocadores de calor. Na definição de Braga (2001, p. 285), em um trocador de calor os fluidos com temperaturas diferentes permanecem separados e o calor é transferido continuamente através de uma parede, pela qual se realiza a transferência de calor, no contato direto ou indireto. As denominações “geradores de vapor”, “trocadores de calor” e “caldeiras”, para este trabalho, referem-se sempre ao mesmo equipamento. Por força de citações e/ou entendimento, não será utilizado uma denominação padrão. Segundo Alves (2002), todos os modelos de caldeira possuem três partes essenciais, sendo uma a fornalha, outra a câmara de combustão, também a câmara de água, conhecida como tubulão inferior, e a câmara de vapor, denominado coletor. Os equipamentos destinados a descarga de gases, e a chaminé são equipamentos construídos independentemente, não formando parte integral de uma caldeira, e portanto não fazem parte do corpo resistente da caldeira, não estando expostas à pressão do vapor gerado. 2.2.1 Os Tipos de Caldeiras Existe diversas formas de se classificar as caldeiras. Segundo CHD Válvulas (2005), de maneira geral, as caldeiras podem ser classificadas de acordo com seu grau de automação em manuais, semiautomáticas e automáticas, o tipo de energia empregada, se sólido, líquido ou gasoso, e a sua classes de pressão. A NR-13 classifica as caldeiras segundo sua pressão de operação em: i) caldeiras da categoria “A” são aquelas cuja pressão de operação é igual ou superior a 1960 kPa (19.98 Kgf/cm²); ii) caldeiras da categoria “C” são aquelas cuja pressão de operação é igual ou inferior a 588 KPa (5.99 Kgf/cm²) e o volume interno é igual ou inferior a 100 litros; iii) caldeiras da categoria “B” são todas as caldeiras que não se enquadram nas categorias anteriores. Ainda assim, as caldeiras podem ser classificadas de outras formas. Uma destas formas diz respeito ao local por onde passa os gases da combustão em relação a água, conforme Dutra (2006). Neste tipo de classificação, temos dois modelos que são comumente aplicados e que serão vistas nos itens 2.2.1.1 e 2.2.1.2. 2.2.1.1 As Caldeiras Flamotubulares As caldeiras flamotubulares 2 são caldeiras onde os gases quentes da combustão passam por dentro dos tubos, tendo toda a água circundando os tubos (Figura 3 - Modelo de construção das caldeiras tipo flamotubulares.) Figura 3 - Modelo de construção das caldeiras tipo flamotubulares. Fonte: HowStuffWorks, 2008. Uma característica deste modelo de caldeira é a operação com pressão relativamente limitada. Este fato ocorre porque as dimensões utilizadas pelo vaso que suportará a pressão produzida é considerada grande e o emprego de materiais mais resistentes implica em um custo maior o que inviabiliza a sua construção (CHD Válvulas 2005). 2 Algumas literaturas identificam este tipo de caldeira com a denominação de Caldeiras Fogotubulares. As caldeiras flamotubulares, em razão de seu aspecto construtivo, são limitadas em produção de vapor, que em geral não ultrapassam valores na ordem de 15 Toneladas por hora com pressões de 18bar 3 de trabalho. 2.2.1.2 As Caldeiras do Tipo Aquatubulares Diferentemente do processo de obtenção de vapor nas caldeiras flamotubulares, nas caldeiras do tipo aquatubulares os gases quentes da combustão circulam a parte interna da caldeira tendo a água dentro da tubulação. (Figura 4 - Modelo de construção das caldeiras tipo aquatubulares.) (CHD Válvulas 2005). Figura 4 - Modelo de construção das caldeiras tipo aquatubulares. Fonte: HowStuffWorks, 2008. 3 Por efeito de norma brasileira efetuar transformação como sendo 1bar = 1Kgf/cm². Esse modelo de construção é de utilização muito mais ampla, já que possui vasos pressurizados de menores dimensões relativas, o que viabiliza, econômica e tecnicamente, o emprego de maiores espessuras e, portanto, a operação em pressões mais elevadas. 2.3 OS VASOS DE PRESSÃO Denominam-se vasos de pressão todos os reservatórios estanques, de qualquer tipo, dimensões ou finalidades, não sujeitos à chama, fundamentais nos processos industriais, capazes de manter fluido pressurizado e que são projetados para resistir com segurança a pressões internas diferentes da pressão atmosférica, ou submetidos à pressão externa, cumprindo assim a função básica de armazenamento (Wikipédia 2013). Vasos de pressão estão sempre submetidos simultaneamente à pressão interna e à pressão externa. Mesmo vasos que operam com vácuo 4 estão submetidos a estas pressões, se considerar a inexistência do chamado vácuo absoluto 5 . A norma regulamentadora nº 13 (NR- 13), define vasos de pressão no seu artigo 13.6 da seguinte forma: “13.6 Vasos de pressão são equipamentos que contêm fluidos sob pressão interna ou externa”. (BRASIL – 2008) Normalmente, os vasos são construídos em formato cilíndrico podendo ser operados em variados níveis de pressão, desde que projetados e inspecionados conforme norma regulamentadora. (Figura 5 – Construção comum de Vaso de Pressão) 4 Diz-se a condição de existência de pressão inferior à pressão atmosférica. 5 Diz-se da condição de inexistência completa de energia. Figura 5 Construção comum de Vasos de Pressão Fonte: Arquivo pessoal Pelo alto índice de acidentes e para minimizar riscos provenientes da utilização inadequada desse tipo de equipamento, o Ministério do Trabalho e Emprego 6 (M.T.E.) acrescentou os vasos de pressão juntamente com as caldeiras na norma regulamentadora 13, classificando estes equipamentos de acordo com seu potencial de risco. 6 Nova titulação concedida ao Ministério do Trabalho, que antes era expresso pela sigla MTb. 3 - AS NORMAS REGULAMENTADORAS A preocupação com a segurança sempre existiu, desde a concepção do trabalho. A partir de 1950, as inovações tecnológicas advindas da revolução industrial proporcionaram uma maior velocidade ao processo de industrialização da matéria prima. Por outro lado, as inovações tecnológicas também transformaram as relações de trabalho e as pessoas (Pedrotti 1998). Foi exigido dos trabalhadores uma maior qualificação e consequente responsabilidade sobre os processos produtivos, cabendo aos trabalhadores, na maioria das vezes, a intervenção nas máquinas, o tornando mais suscetíveis a acidentes (Atlas 2009). Acredita-se que, por conta da postura tomada pelo estado e pelos empresários, diante do número crescente de acidentes do trabalho, de 1970 a 1979 (tabela 3.1), os números de acidentes chegaram a dar ao Brasil, o título de campeão mundial de acidentes de trabalho, conforme anuário estatístico da previdência social. Tabela 3.1 - Dados dos Acidentes do Trabalho das Décadas de 70. Ano Trabalhadores segurados Doenças Acidentes Acidentes / 100000 trab. Óbitos Óbitos / 1000000 trab. 1970 7.284.022 5.937 1.220.111 16.751 2.232 31 1971 7.553.472 4.050 1.330.523 17.615 2.587 34 1972 8.148.987 2.016 1.504.723 18.465 2.854 35 1973 10.956.956 1.784 1.632.696 14.901 3.173 29 1974 11.537.024 1.839 1.796.761 15.574 3.833 33 1975 12.996.796 2.191 1.916.187 14.744 4.001 31 1976 14.945.489 2.598 1.743.825 11.668 3.900 26 1977 16.589.605 3.013 1.614.750 9.734 4.445 27 1978 16.638.799 5.016 1.551.461 9.324 4.342 26 1979 17.637.127 3.823 1.444.627 8.191 4.673 26 Fonte: Anuário estatístico da previdência social. A história da legalização de medidas de prevenção de acidentes no Brasil é extensa e já sofreu importantes modificações ao longo dos anos. A primeira surgiu em 15 de Janeiro de 1919, com a promulgação da lei nº 3.725, contendo 30 artigos, dispondo sobre o conceito de “risco profissional” como um risco natural à atividade profissional exercida e também sobre os acidentes do trabalho. Essa legislação previa a comunicação do acidente de trabalho à autoridade policial e o pagamento de indenização ao trabalhador ou à sua família, calculada de acordo com a gravidade das sequelas do acidente. Diversas leis de prevencionismo foram elaboradas com o passar dos anos, sempre visando à melhoria das condições dos trabalhadores, mas a principal delas é a Portaria nº 3.214 de 8 de Junho de 1978 que aprovava as Normas Regulamentadoras, no Capítulo V, Título II, da Consolidação das Leis do Trabalho (C.L.T.), relativas à Segurança e Medicina do Trabalho. Estas normas regulamentadoras vêm sendo atualizadas e ampliadas e, hoje em dia, já existem 36 delas. 3.1 O CÓDIGO ASME Com o advento da pós revolução industrial e a preparação para as guerras mundiais, foi necessário desenvolver processos produtivos mais eficientes e de maior capacidade que impuseram aos equipamentos condições cada vez mais severas. Como as tecnologias de projeto, fabricação e materiais não acompanharam este desenvolvimento aumentou-se muito, nesta época, as falhas 7 e acidentes provocados por más condições físicas dos equipamentos, particularmente de caldeiras. O ponto inicial, decisivo e histórico para a regulamentação das caldeiras, se deu após a criação de um código americano sobre projeto e fabricação, em decorrência, principalmente, pela explosão de uma caldeira flamotubular na fábrica de sapatos Brockton, no estado de Massachusetts, nos Estados Unidos da América (E.U.A), devido a um erro operacional (Mathias 2008). 7 Falha, neste trabalho, é definida como a incapacidade de qualquer ativo de desempenhar o que dele se espera. Todo o comando da caldeira estava na mão do operador que, ao presenciar a perda de nível de água, tomou a decisão de completar este nível da caldeira com água fria. Este fato causou um grande choque térmico, provocando o chamado Golpe de Aríete 8 , trincando os tubos de fumaça, e possibilitando a passagem de água líquida para a fornalha 9 . Figura 6 - Fornalha de uma caldeira tipo C Fonte: Arquivo pessoal. Na fornalha (Figura 6) a água foi rapidamente vaporizada, se expandindo a volumes superiores a 1.600 vezes o normal. A explosão foi inevitável (ASME 2004). A partir desde evento, a comunidade norte-americana começou a se preocupar com os sinistros e suas consequências, envolvendo equipamentos pressurizados, tais como, caldeiras. Assim, em 1908 surge o Código ASME (American Society of Mechanical Engineers), especialmente dedicado aos equipamentos pressurizados. 8 Por golpe de aríete se denominam as variações de pressão decorrentes de variações da vazão em tubulações. 9 Também denominada Câmara de Combustão, é o local onde se concentra o fogo dentro da caldeira. Figura 7 – Foto do prédio da fábrica de sapatos Brockton em Massachusetts antes da explosão. Fonte: Manual Técnico de caldeiras e vasos de Pressão (1997:10) Esta explosão causou a morte de 58 funcionários, mais 177 feridos, e a destruição total de um quarteirão. (FUNDACENTRO, 1997). Figura 8 - Foto do prédio da fábrica de sapatos Brockton em Massachusetts depois da explosão. Fonte: Manual Técnico de Caldeiras e Vasos de Pressão (1997:10) A caldeira que explodiu atravessou o teto de dois andares e foi pousar numa residência próxima. (Figura 9- Foto da caldeira no quintal da casa.). Com este acidente, ficou evidente, para toda a sociedade daquela época, duas grandes necessidades, a de regulamentar os projetos e a fabricação de equipamentos pressurizados, particularmente as caldeiras, que representavam na época um alto número de acidentes, e também capacitar técnicos para controlar a qualidade e a deterioração destes equipamentos. Figura 9- Foto da caldeira no quintal da casa. Fonte: Manual Técnico de Caldeiras e Vasos de Pressão (1997:10) Em 1914 a “American Society of Mechanical Engineers” 10 (ASME), fundado em 1880, em memorável reunião, aprovou a Seção I, contendo 114 páginas, do seu largamente reconhecido “Boiler and Pressure Vessels Code” 11 que regulamenta o projeto e construção de Caldeiras. (Figura 10 - Reunião na qual foi aprovada a Seção I do Código ASME.). Figura 10 - Reunião na qual foi aprovada a Seção I do Código ASME. Fonte: The origins of ASME Boiler and Pressure Vessels Code. A capacitação de profissionais para controlar a qualidade e a deterioração de caldeiras e vasos, que havia surgido com a segunda necessidade, foi atendida com a fundação, em 1919 da Comissão Nacional de Inspetores de Caldeiras e Vasos de Pressão, “National Board” (Mathias 2008). Estes dois importantíssimos fatos históricos, a publicação da seção I do código ASME e a fundação do National Board, simbolizam, certamente, o nascimento do que hoje temos por inspeção de equipamentos na área de caldeiras e vasos de pressão. 10 Sociedade Americana dos Engenheiros Mecânicos em português. 11 Código de Caldeiras e Vasos de Pressão O Gráfico 1 - Índice de acidentes com caldeiras no decorrer dos anos mostra o forte impacto destes acontecimentos na ocorrência de explosões de caldeiras, a despeito do aumento da criticidade de suas condições operacionais e da quantidade de equipamentos instalados. Gráfico 1 - Índice de acidentes com caldeiras no decorrer dos anos Fonte: Manual Técnico de caldeiras e vasos de Pressão (1997:10) 3.2 A NORMA REGULAMENTADORA nº13 A norma regulamentadora nº 13 tem como principal objetivo a prevenção de acidentes envolvendo caldeiras e vasos de pressão, além de regulamentar suas instalações, manutenções e inspeções. Publicada originalmente pelo Ministério do Trabalho e Emprego (M.T.E.), pela sua portaria nº 3.214, de 08 de Junho de 1978, que criou inicialmente 28 normas regulamentadoras, com redação dada pela lei nº 6.514 de 22 de Dezembro de 1977 que regulamentou os artigos contidos na Consolidação das Leis Trabalhistas (C.L.T.), que é a principal norma legislativa brasileira para regulamentação das relações trabalhistas, tanto no trabalho urbano quanto no rural, já teve seu texto atualizada 4 vezes durante 35 anos, sendo que a principal alteração ocorreu em 1994 quando foi elaborada e utilizada uma comissão tripartite 12 e a última revisão em 2008. A NR-13 tem força de lei, compulsória, é aplicada a todos os estabelecimentos, públicos ou privados, que possuam caldeiras, vasos de pressão, ou ainda, qualquer equipamento que se caracterize como tal, incluindo indústrias independentes do tamanho, estabelecimento pequenos, hotéis, saunas, restaurantes e hospitais. Como mencionado, a norma regulamentadora nº 13, estabelece requisitos mínimos para gestão da integridade estrutural de caldeiras a vapor, vasos de pressão nos aspectos relacionados à instalação, inspeção, operação e manutenção, visando à segurança e saúde dos trabalhadores. A norma regulamentadora tem início no item 13.1, onde são apresentadas as Disposições Gerais e definição do que são caldeiras a vapor, o que já foi expresso neste trabalho (pág. 17). Nos artigos subsequentes estão dispostos os assuntos referentes a Instalações de Caldeiras a Vapor (item 13.2); Segurança na Operação de Caldeiras (item 13.3); Segurança na Manutenção de Caldeiras (item 13.4) e Inspeção de Segurança de Caldeiras (item 13.5). De maneira idêntica, na continuação da NR-13 são dispostos os artigos referentes aos vasos de pressão (item 13.6), sendo apresentadas as Disposições Gerais dos vasos de pressão com a seguinte definição: “Vasos de Pressão são equipamentos que contêm fluidos sob pressão interna ou externa” (BRASIL, 2008). Ainda no item 13.6.1.1 e no 13.6.1.2 são dados os campos de aplicação e a classificação dos vasos de pressão que são abrangidos pela NR-13, consecutivamente, em seus anexos III e IV. No item 13.6.2 são apresentadas informações dos equipamentos que, quando de sua ausência constitui “risco grave e iminente” 13 . 12 Diz da comissão formada pelos representantes do governo, dos empregadores e dos empregados. 13 Diz-se de toda condição ambiental de trabalho que possa causar acidente de trabalho ou doença profissional com lesão grave a integridade física do trabalhador. Também as informações mínimas que devem estar contidas na placa de identificação do equipamento são apresentadas no item 13.6.3, e os documentos que devem estar presentes no estabelecimento em que o vaso estiver instalado no item 13.6.4. Os itens posteriores dessa norma tratam sobre Instalação de Vasos de Pressão (item 13.7), Segurança na Operação de Vasos de Pressão (item 13.8), Segurança na Manutenção de Vasos de Pressão (item 13.9) e Inspeção de Segurança de Vasos de Pressão (item 13.10). De fato, a igualdade contidas nas informações desses itens tem o mesmo teor, ressalvado o fato de que, as alterações de conteúdo são impostas devido às diferenças caracterizadas pelos equipamentos e os riscos à segurança inerentes a cada um. Finalizando, a NR-13 apresenta ainda cinco anexos que complementam o conteúdo do seu corpo. Estes anexos fazem menção ao Currículo Mínimo para “Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras”, apresentando o currículo mínimo do treinamento que os operadores de caldeiras devem possuir para serem considerados capacitados para operar e controlar este tipo de equipamento (anexo I-A), o Currículo Mínimo para “Treinamento de Segurança na Operação de Unidades de Processo”, apresentando o currículo mínimo do treinamento para o profissional, exigido do profissional na operação de unidades que possuam vasos de pressão de categorias “I” ou “II” (anexo I-B). Os Requisitos para Certificação de “Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos (SPIE)”, que expõe os requisitos que devem ser atendidos pelas empresas que desejem possuir o SPIE (anexo II), as informações do campo de aplicação da NR-13, no que tange a vasos de pressão (anexo III), e por fim, a classificação de vasos de pressão de acordo com os fluidos contidos nos mesmos e em função do seu potencial de risco (anexo IV). 3.3 AS INSPEÇÕES DE SEGURANÇA EM EQUIPAMENTOS A inspeção de equipamentos surgiu em virtude do grande número de acidentes (vazamentos e explosões) que causavam prejuízos por deficiência, seja na montagem, na manutenção ou por problemas de natureza físico-químico (Tavares 1996). No início as inspeções de equipamentos dispunham de técnicas pouco eficiente, que não iam além de uma inspeção visual 14 , algumas vezes somado a um teste de martelo 15 . Com o criação do National Board, a tecnologia de inspeção se desenvolveu e começou a se consolidar na forma de procedimentos, normas e práticas recomendadas. Nos tempos atuais, a área das inspeções são caracterizadas principalmente pelo exercício do controle de deterioração, e deixou de ser apenas a fiscalização do cumprimento de códigos de projeto. O artigo 13.1.2 da NR-13 nomeia e esclarece quem é o profissional capaz de responder tecnicamente pelo projeto de construção, acompanhamento de operação e manutenção, inspeção e supervisão das inspeções, denominando-o como profissional habilitado (PH). O texto do artigo, conforme a NR 13, item 13.1.2, é: “Aquele que tem competência legal para o exercício da profissão de engenheiro nas atividades referentes a projeto de construção, acompanhamento de operação e manutenção, inspeção e supervisão de inspeção de caldeiras e vasos de pressão em conformidade com a regulamentação profissional vigente no país. (BRASIL 2008)” 14 Tipo de inspeção que utiliza a visão como único instrumento de avaliação. 15 Teste onde se utiliza um martelo para determinação de superfícies defeituosas através do som de retorno de batidas no equipamento. 3.3.1 As Inspeções em Caldeiras Conforme NR-13. Assim como a norma brasileira registrada nº12.177 (NBR 12.177), no que tange à inspeção de segurança em equipamentos, a NR-13 define alguns parâmetros que serão, neste trabalho, considerados com atenção maior aos tópicos referentes à sua periodicidade, responsabilidades, propósitos, tipos e abrangências. No item 13.1.9 a NR-13 classifica as caldeiras em três categorias, considerando a pressão de operação e/ou volume interno, ou seja, representa a energia disponível em uma caldeira (Gráfico 2 - Representação da pressão de operação e/ou volume interno conforme item 13.1.9 da NR-13). Assim, quanto maior for a energia disponível, maiores serão os riscos envolvidos A divisão das categorias, conforme item 13.1.9 é apresentada e expressa graficamente através do Gráfico 2 - Representação da pressão de operação e/ou volume interno conforme item 13.1.9 da NR-13. Gráfico 2 - Representação da pressão de operação e/ou volume interno conforme item 13.1.9 da NR-13 Fonte: Brasil 2008. Esta mesma categorização, também é seguida pela norma brasileira registrada (NBR) 12.177-1 16 e NBR 12.177-2 17 , ambas no item 6.2.1 que, assim como a NR-13, discorre sobre as inspeções em caldeiras. Segundo o item 13.5 da NR-13, todas as caldeiras devem ser submetidas a inspeções de segurança inicial, periódica e extraordinária. (NR-13, item 13.5.1). Ainda, para aplicação desta norma, considera-se inspeção inicial, aquela realizada em caldeiras novas, antes da entrada em funcionamento e já no seu local de operação, compreendendo exames interno e externo, teste hidrostático e de acumulação (NR-13, item 13.5.2). Cabe mencionar que, independentemente de algum exame e/ou teste ter sido executado dentro da empresa fabricante da caldeira, ainda assim persiste a exigência da execução de novos testes depois de instalado o equipamento, já que não há garantias de que durante o processo de transporte e instalação não ocorreu avarias 18 no equipamento. As inspeções periódicas são citadas no item 13.5.3 da NR-13 e referem-se aos prazos legais que devem ser seguidos entre as inspeções, para cada categoria de caldeira, sendo este prazo de 12 meses para caldeiras do tipo A, B e C; também de 12 meses para caldeiras de recuperação de álcalis de qualquer categoria; de 24 meses para caldeiras da categoria “A”, desde que aos 12 meses sejam testadas as pressões de abertura das válvulas de segurança; e por fim, 40 meses para caldeiras especiais. O item 13.5.3, ainda descreve que, as inspeções devem ser constituída por exames interno e externo. Seguindo os prazos garantidos e exigidos pela NR-13, as empresas, ou estabelecimentos (conforme descrito na NR-13) que possuírem serviço próprio de inspeção de equipamentos (S.P.I.E.), conforme estabelecido Anexo II da NR-13, podem estender os prazos máximos informados pelo item 13.5.3 e adotar o prazo de 18 meses para caldeiras de recuperação de álcalis e as das categorias “B” e “C”; e de 30 meses para caldeiras da categoria “A”. 16 A NBR 12.177-1 refere-se e da providências sobre as caldeiras tipo flamotubulares. 17 A NBR 12.177-2 refere-se e da providências sobre as caldeiras tipo aquatubulares. 18 Diz-se de qualquer dano, estrago, falha ou defeito causado por desgaste, colisão ou mal funcionamento. Na Tabela 3.2 podemos observar os prazos estabelecidos para a inspeção de caldeiras segundo a NR 13 de forma simplificada. Tabela 3.2 - Prazos estabelecidos para a inspeção de caldeiras segundo a NR 13. Sem SPIE Com SPIE Categoria A 12 meses / 24 meses com testes de válvulas a cada 12 meses. 30 meses Categoria B e C 12 meses 18 meses Especial 40 meses Fonte: Brasil 2008. Nos casos em que a caldeira sofrer algum dano por acidente ou outra ocorrência capaz de comprometer sua segurança, ou ainda, se a caldeira for submetida à alteração ou reparo importante capaz de alterar suas condições de segurança, antes de ser recolocada em funcionamento caso tenha permanecida inativa por mais de 6 meses e quando houver mudança de local de instalação da caldeira, a NR-13 exige que seja feita uma inspeção extraordinária na caldeira, como definido no item 13.5.9 da NR-13: “13.5.9 - A inspeção de segurança extraordinária deve ser feita nas seguintes oportunidades: a) sempre que a caldeira for danificada por acidente ou outra ocorrência capaz de comprometer sua segurança; b) quando a caldeira for submetida à alteração ou reparo importante capaz de alterar suas condições de segurança; c) antes de a caldeira ser recolocada em funcionamento, quando permanecer inativa por mais de 6 (seis) meses; d) quando houver mudança de local de instalação da caldeira. 3.3.2 As Inspeções em Vasos de Pressão conforme NR-13 Os vasos de pressão, assim como as caldeiras também devem ser inspecionadas e da mesma forma recebem uma categorização que os classifica. A NR-13, categoriza os vasos de pressão, levando em consideração o tipo de fluido contido no vaso e o seu potencial de risco, (se é inflamável ou não e/ou tóxico ou não). Ainda, categoriza os vasos pelo produto entre a pressão de operação do vaso e o seu volume. Equação 1 – Fórmula da Pressão de Operação pelo Volume do reservatório P x V > 8 (1) A classificação segundo a NR-13 pode ser encontrada no Anexo IV - Classificação de Vasos de Pressão, e é apresentada na Tabela 3.3 a seguir. Tabela 3.3 - Classificação dos Vasos de Pressão CLASSE DE FLUIDO GRUPO DE POTENCIAL DE RISCO 1 P.V≥100 2 P.V<100≥30 3 P.V<30≥2,5 4 P.V<2,5≥1,0 5 P.V<1,0 CATEGORIA "A" - Fluido inflamável combustível com temperatura igual ou superior a 200 o; Tóxico com limite de tolerância ≤20 ppm; Hidrogênio; Acetileno. I II II III III "B" - Combustível com temperatura menor do que 200 o ; Tóxico com limite de tolerância >20 ppm. I II III IV IV "C" - Vapor de Água; Gases asfixiantes simples; Ar Comprimido I II III IV V "D" - Outro fluido. II III IV V V Fonte: Brasil 2008. Sobre a Tabela 3.3 - Classificação dos Vasos de Pressão, duas observações que devem ser notadas. Sempre que for realizar o cálculo da pressão de trabalho, considerar o volume em m³ (metros cúbicos) e pressão em MPa (mega Pascal), sendo que para esta última unidade medida, considerar 1 MPa correspondente à 10,197 Kgf/cm² (quilograma-força por unidade de centímetros quadrado). Os Vasos de Pressão, de maneira similar as caldeiras, devem ser submetidos à inspeção de segurança inicial, periódica e extraordinária, conforme item 13.10.1 da NR-13. “13.10.1 - Os vasos de pressão devem ser submetidos a inspeções de segurança inicial, periódica e extraordinária.” (BRASIL 2008) A inspeção de segurança inicial deve ser feita em vasos novos, antes de sua entrada em funcionamento, no local definitivo de instalação deste vaso, devendo compreender exame externo, interno e teste hidrostático 19 (TH), conforme item 13.10.3.5. “13.10.3.5 - Considera-se como razões técnicas que inviabilizam o teste hidrostático: a) resistência estrutural da fundação ou da sustentação do vaso incompatível com o peso da água que seria usada no teste; b) efeito prejudicial do fluido de teste a elementos internos do vaso; c) impossibilidade técnica de purga e secagem do sistema; d) existência de revestimento interno; e) influência prejudicial do teste sobre defeitos subcríticos.” (BRASIL 2008) 19 Teste realizado em vasos, utilizando-se da pressão fornecida à água. Nos locais ou em situações onde houver a limitação do TH, a NR-13 permite a substituição do TH por outra técnica de ensaio não destrutivo 20 (END) ou outra técnica de inspeção desde que se permita obter uma segurança equivalente ao TH. Cabe mencionar que todo teste deve ser acompanhado por profissional habilitado, citado no item 13.1.2 da NR-13. Para os casos de inspeção de segurança periódica, segundo a NR-13, no item 13.10.3, esta deverá ser constituída por exame externo, interno e teste hidrostático, devendo obedecer aos prazos máximos estabelecidos. (Tabela 3.4 – Prazos definidos para serviços de inspeção em vasos de pressão. ) Tabela 3.4 – Prazos definidos para serviços de inspeção em vasos de pressão. Com SPIE Sem SPIE Categoria do Vaso Exame Externo Exame Interno Teste Hidrostático Exame Externo Exame Interno Teste Hidrostático I 1 anos 3 anos 6 anos 3 anos 6 anos 12 anos II 2 anos 4 anos 8 anos 4 anos 8 anos 16 anos III 3 anos 6 anos 12 anos 5 anos 10 anos a critério IV 4 anos 8 anos 16 anos 6 anos 12 anos a critério V 5 anos 10 anos 20 anos 7 anos a critério a critério Fonte: Brasil 2008. 20 Entende-se por END, os ensaios onde não há prejuízo, ou cause danos ao corpo posto em prova. 4 - RISCOS DAS ATIVIDADES ENVOLVENDO CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO Embora sejam imprevistos e indesejáveis, os acidentes sempre farão parte da usualidade das empresas e dos trabalhadores, independentemente da utilização ou não de equipamentos de proteção individual (E.P.I.) ou equipamento de proteção coletiva (E.P.C.), e Almeida (2007), observa que para evitar e/ou prevenir a probabilidade de ocorrência de um sinistro 21 a gestão da empresa deverá incorporar, além do controle, a filosofia da prevenção. Somados, o risco do trabalho e os equipamentos regulamentados pela NR-13, de uma forma geral, caldeiras e/ou vasos de pressão, formam uma associação que pode ser definida pela combinação da probabilidade de falhas com a sua frequência. Isto significa que as falhas podem propor desde pequenos incidentes 22 , passando por danos materiais e/ou pessoais, até mesmo alcançar danos indenizatórios, sanções legais por dolo causado aos trabalhadores e intervenções. Uma estimativa realizada por Pires (2005) alerta para o tema e salienta que, apesar da edição da NR-13, do Ministério do Trabalho e Emprego (M.T.E.), que regulamenta as atividades relacionadas com caldeiras e vasos de pressão, ainda há a necessidade de ser aplicada com maior insistência por parte das empresas e melhor fiscalizada pelos órgãos competentes. As caldeiras e os vasos de pressão, em sua operação, chamam a atenção pelas suas condições, por trabalharem armazenando e/ou produzindo substâncias fora da condições normais de temperatura e pressão. 1 Diz-se de qualquer evento em que o há um acidente ou prejuízo, seja material ou de qualquer outra fonte. 21 Diz-se de qualquer evento em que o há um acidente ou prejuízo, seja material ou de qualquer outra fonte. 22 Diz-se dos quase acidentes, situações em que o acidente poderia ter sido causado com dolo maior. 5 - VÁLVULAS DE SEGURANÇA PARA CALDEIRAS E VASOS DE PRESSÃO Conforme determinado no código ASME Seção I., toda caldeira em que a superfície de aquecimento for superior a 500 pés², aproximadamente 46,5m², deverá ter no mínimo duas válvulas de segurança no tubulão superior 23 . No caso das caldeiras aquatubulares providas de superaquecedor 24 , a válvula de segurança (Figura 2) deste deverá ser responsável por 15% a 25% da capacidade total de geração de vapor da caldeira. Sendo assim, o valor da superfície de aquecimento de uma caldeira, determina apenas a quantidade mínima e a capacidade de vazão das válvulas de segurança instaladas no tubulão superior. Pelo menos uma válvula de segurança instalada no superaquecedor é obrigatória, independente daquele valor. Assim, as válvulas instaladas no tubulão superior devem ser responsáveis pela quantidade restante de vaporização da caldeira. Todas as válvulas de segurança que protegem o corpo da caldeira (tubulão e superaquecedor) devem ser capazes de aliviar o excesso de pressão desta, de tal forma que a pressão máxima de acúmulo não ultrapasse 6% da PMTP (Pressão Máxima de Trabalho Permissível) com todas as válvulas de segurança totalmente abertas e aliviando. Para isso a soma da capacidade de vazão dessas válvulas deverá ser igual ou superior à capacidade máxima de vaporização da caldeira. A pressão máxima de acúmulo ou acumulação é definida como sendo um aumento de pressão acima da PMTP permitido dentro da caldeira (ou vaso de pressão) com as válvulas de segurança abertas e descarregando. É o mesmo que sobre pressão quando a válvula está ajustada abaixo da PMTP. O valor da PMTP é um referencial para a acumulação permitida de acordo com o código de construção da caldeira ou vaso de pressão. A sobre pressão é um aumento de pressão acima da pressão de ajuste da válvula, necessário para que o disco de vedação da válvula possa atingir seu curso máximo de abertura e consequentemente a válvula possa alcançar sua capacidade máxima de vazão, ou seja, a vazão será limitada pela área da garganta 25 do bocal. 23 Equipamento onde se armazena o vapor após processo de vaporização da caldeira. 24 Equipamento onde se converte o vapor saturado em vapor superaquecido. 25 Região por onde sai o vapor ou outro gás. Não pode ser fechada em hipótese alguma. As válvulas de segurança instaladas na caldeira têm a sobre pressão em 3%, tanto no tubulão superior como no superaquecedor. As válvulas instaladas no tubulão deverão ter uma capacidade de vazão juntas de no mínimo 75% da capacidade de vaporização da caldeira, para isso a área do orifício do bocal dessas válvulas poderão ser iguais ou diferentes; quando forem diferentes, a área de passagem da válvula menor deverá ser superior a 50% da válvula maior. As pressões de ajuste dessas válvulas poderão ter uma diferença máxima de 3% da primeira para a segunda válvula, instaladas no tubulão. Se houver mais que duas válvulas no tubulão, a última válvula deverá ter uma diferença máxima de 3% para a primeira válvula. Para as caldeiras de vapor saturado, a faixa de ajuste dessas válvulas não deve ultrapassar 10% do valor daquela com pressão de ajuste maior. Numa eventual sobre pressão da caldeira, onde pode ser exigida a abertura de todas as válvulas de segurança, deverá haver uma sequência exata de abertura entre elas, com isso deverá ser considerada a perda de carga localizada entre o tubulão superior e o superaquecedor. Quanto maior for o consumo do vapor produzido pela caldeira, maior será essa perda de carga. A abertura de todas as válvulas de segurança simultaneamente, além de desperdiçar vapor, ainda pode ser muito prejudicial à caldeira, pois ocorre uma redução muito rápida em sua pressão e temperatura. Em função da necessidade de haver um fluxo contínuo através dos tubos do superaquecedor, tanto a NR-13 como o ASME Seção I, não permitem o teste de suficiência 26 para as caldeiras providas de superaquecedores. Nesse teste a válvula de bloqueio principal na saída da caldeira é fechada e sua pressão é elevada até que todas as válvulas de segurança abram, porém, num teste desses, os tubos do superaquecedor podem ser danificados devido ao excesso de temperatura causada pela falta de circulação do vapor. Esse teste deve ser feito de forma individual, ou seja, cada válvula deve ser testada separadamente, de forma decrescente de pressão de ajuste. 26 Também denominado “Teste de Acumulação” onde se eleva a pressão, para ocorrer a abertura das válvulas de segurança de uma caldeira. Para as válvulas de segurança instaladas em caldeiras cujas pressões de ajuste sejam inferiores a 400 PSI (28,12kgf/cm 2 ), devem ser mensalmente acionadas manualmente para a verificação do funcionamento de suas partes internas. No caso das válvulas de segurança instaladas em caldeiras, além da alavanca de acionamento que é obrigatória, o castelo aberto só é obrigatório na válvula do superaquecedor, sempre que a temperatura de alívio for superior a 232°C, conforme exige o código ASME Seção I. O castelo aberto aumenta a troca térmica entre a mola e o meio ambiente, diminuindo a tendência ao relaxamento da força desta devido à temperatura, mantendo o valor da pressão de ajuste constante, mesmo após vários ciclos operacionais. Entre a válvula de segurança e a caldeira ou entre a válvula de segurança e a tubulação de descarga não é permitido em hipótese alguma válvula de bloqueio, disco de ruptura ou qualquer outro acessório que venha a interferir com a capacidade de vazão da válvula ou isolar esta da caldeira, conforme determinado pelo Código ASME Seção. Para vasos de pressão, o Código ASME permite desde que sejam obedecidas as regras por ele estabelecidas. O período máximo de inspeções das válvulas de segurança operando em caldeiras dependerá da função da caldeira. No caso das caldeiras de força, esse período é de no máximo 24 meses, desde que nos 12 primeiros meses sejam feitos testes para aferição da pressão de ajuste dessas válvulas, conforme determina a NR-13. 6 - MÉTODOS E MATERIAIS No desenvolvimento deste trabalho, os passos iniciais foram dados no sentido de buscar melhor entendimento acerca da NR-13 e de suas diretrizes e como aplicar esta norma regulamentadora no campo de trabalho. Conforme cita Gil (1994), a pesquisa bibliográfica é desenvolvida por meio de material já elaborado, principalmente livros e artigos científicos, que ora já foram objeto de estudo por outros autores. Importante referência também faz Pereira (1999) quando conceitua o estudo de caso como um método específico de pesquisa de campo sendo formado por investigações de eventos à medida que estes vão ocorrendo, sem qualquer interferência significativa do investigador. Como explicado no início, este trabalho foi um estudo de caso, onde aplicou-se a abordagem exploratória e qualitativa, que segundo Gil (1994), é um tipo de pesquisa realizada quando o assunto abordado tem pouca exploração, tornando difícil formular alguma hipótese razoável. Desta forma, foram investigadas instalações e processos de operações dos equipamentos regulamentados pela NR-13, em especial caldeiras e vasos de pressão, guiado pela utilização de uma lista de verificação, elaborada com base na legislação aplicável e atual. De forma geral, através da inspeção visual e de documentos, buscou-se verificar as condições de segurança do trabalho a que estavam sujeitos os profissionais e demais envolvidos indiretamente no processo, por meio de uma avaliação dos equipamentos, levando em conta o seu dimensionamento, sua isolação dos demais equipamentos e das áreas ocupadas por população fixa ou flutuante 27 , seu método de fixação em solo, sua manutenção (inicial, periódica ou extraordinária, conforme NR-13) e inspeções obrigatórias. A partir do momento em que se tornou conhecido os equipamentos e suas disposições, foi elaborada a sua categorização conforme descrito no anexo IV da NR-13 e posterior aplicação dos questionários a todos os profissionais envolvidos diretamente com os mesmos equipamentos. 27 Diz-se da população que ora permanece em locais não usualmente comum a estas. Empregando uma abordagem simples, o processo avaliatório consistiu em monitorar o conhecimento destes operadores em relação ao risco que a atividade oferece. Esta técnica, segundo Lakatos e Marconi (2005), compõe a observação direta e o questionário é uma série de perguntas que devem ser respondidas por escrito, sem a presença do pesquisador. Utilizou-se dois modelos de questionários, específicos para cada profissional, respectivamente, operadores de caldeira (apêndice A) contendo 26 (vinte e seis) questões, e para os operadores dos vasos de pressão (apêndice B), contendo o número de 19 (dezenove) questões cada. Os questionários foram desenvolvidos fundamentados nas exigências legais e compulsórias estabelecidas pela norma regulamentadora nº13, sendo colocado no questionário, apenas os itens aplicáveis aos equipamentos que são mais comuns à área em estudo deste trabalho, caldeira e vaso de pressão, e ainda, no caso dos vasos de pressão, seguindo seu enquadramento legal, ou seja, Classe, Categoria e Grupo, conforme descreve o anexo IV da NR-13. Os questionários foram aplicados, considerando somente os profissionais que, diretamente, operam e/ou estão muito próximos dos equipamentos, entendendo que esta população seja a que está potencialmente em risco, excluindo a população flutuante, formando um total de considerado de 23 operadores. A análise das informações, bem como sua interpretação, são fundamentadas com enfoque qualitativo, e Pereira (1999) salienta que na pesquisa qualitativa, deve-se analisar cada situação a partir dos dados levantados, sempre procurando reconhecer relações, efeitos, causas, consequências, e outros aspectos considerados necessários e importantes ao entendimento e compreensão da fonte estudada e que, geralmente, isto engloba aspectos diversos e múltiplos. 6.1 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS DADOS Neste capítulo serão apresentados as análises feitas dos dados coletados nos questionários respondidos pelos operadores, a avaliação de conhecimento e a categorização dos equipamentos, bem como o resultado da inspeção visual dos locais visitados. Para confrontamento com os conhecimentos levantados no estudo bibliográfico foram efetuadas inspeções e registros dos setores onde os equipamentos estavam instalados, em local apropriado ou não, conforme estabelece a norma regulamentadora. 6.1.1 Dos Equipamentos Analisados Durante o período em que foi levantado este trabalho, 17 equipamentos foram analisados e sua distribuição feito como segue a Figura 11 - Equipamentos Analisados no Processo, representa o total de equipamentos e sua denominação. Figura 11 - Equipamentos Analisados no Processo Figura 11 - Equipamentos Analisados no Processo Com exceção das caldeiras, o restante dos equipamentos estavam todos instalados em locais não apropriados, não seguiam parâmetros de fixação e dois reservatórios não possuíam sistema de segurança correto, como exige o item 13.6.2 da NR-13. “13.6.2 - Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos seguintes itens: a) Válvula ou outro dispositivo de segurança com pressão de abertura ajustada em valor igual ou inferior à pressão máxima de trabalho absoluto (PMTA), instalada diretamente no vaso ou no sistema que o inclui; b) Dispositivo de segurança contra bloqueio inadvertido da válvula quando esta não estiver instalada diretamente no vaso; c) Instrumento que indique a pressão de operação.” 6.1.1.1 Apresentação e Análise de Dados - Caldeiras As caldeiras inspecionadas são de propriedade de 2 (duas) empresas, sendo destas, 4 (quatro) caldeiras de uma mesma usina de processamento de cana para fabricação de etanol e açúcar, operando com pressão de 21Kgf/cm² e 1 (uma) caldeira de uma unidade de processamento de farinha de osso, esta operando com pressão de 8Kgf/cm². Todas as caldeiras pertencentes a usina possuem alimentação através de bagaço de cana, proveniente do próprio processamento e a outra caldeira é alimentada por lenha de eucalipto. As caldeiras da usina, (Figura 13) possuem capacidade de produção de vapor na ordem de 370 Tonelada/hora de vapor e estão sob a vigilância de operadores 24 horas por dia ou no período em que estão em operação, salvo quando estas estão paradas. Para a operação das caldeiras, o a empresa conta com 9 operadores que se revezam em turnos de 8:00hrs de trabalho diariamente. Em relação ao atendimento à NR-13, no item 13.1.4, todas as caldeiras inspecionados estavam dentro do que estabelece a norma. Figura 12 - Caldeira da usina de Etanol e Açúcar Fonte: Arquivo pessoal Cabe lembrar, que o item 13.1.4 traz em seu enunciado a expressão “Constitui risco grave e iminente...” o que nos remete ao fato de que a não observação correta ou o mal entendimento deste item, pode acarretar embargo e/ou interdição, conforme estabelece os itens 3.1 ao 3.5 da NR-3, que trata do assunto. Em relação a caldeira da empresa de reciclagem animal, que trabalha com pressão de 8Kgf/cm², existia apenas 1(um) operador, além do ajudante, que para efeito de norma, por não possuir treinamento, não pode ser considerado como operador, embora o faça. No caso desta caldeira, o horário de funcionamento é apenas de 8 horas diárias, porém, esta caldeira apresentava uma irregularidade. Embora mantivesse no local de instalação, placa de identificação indelével, fixadas em locais visíveis e de fácil acesso, contendo todas as informações obrigatórias, conforme item 13.1.5, na placa não constava, nenhum número ou código que a identificasse, conforme item 13.1.5.1 da NR-13: “Além da placa de identificação devem constar, em local visível, a categoria da caldeira, conforme definida no subitem 13.1.9 desta NR, e seu número ou código de identificação”. Uma irregularidade encontrada em 2 (duas) caldeiras da usina, diz respeito ao fato de que elas não possuíam, procedimentos de partida e parada, procedimentos e parâmetros operacionais de rotina, os procedimentos para situações de emergência, e procedimentos gerais de segurança, saúde e de preservação do meio ambiente, respectivamente, alíneas “a”, “b”, ”c” e “d”, do item 13.3.1 da referida norma. Também, uma das caldeiras da usina, não dispunha de acesso seguro a todos os operadores, uma vez que esta caldeira, tinha em uma de suas laterais, um tubo de vapor que passa junto a escada e não possui nenhuma proteção ou aviso que alerte os operadores. Em relação à avaliação de conhecimento aplicada aos operadores de caldeira, tanto da usina como da empresa de produção de farinha de osso, concluiu-se todos os profissionais possuem escolaridade a nível de segundo grau e realizaram o “Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras”, conforme item 13.3.5 que dispõe sobre o assunto. Também, todos realizaram o estágio prático na caldeira após o treinamento, em conformidade com a NR-13 e afirmaram receber informações sobre segurança na realização de suas atividades e também das condições físicas e operacionais das caldeiras. Quando o assunto tratou sobre os dispositivos de segurança da caldeira, todos os operadores indicaram a válvula de segurança para liberação do excesso de vapor. Sobre as válvulas, 2 operadores não souberam explicar por qual motivo as caldeiras possuíam mais de 1 (uma) válvula e ainda o mais preocupante do caso, 6 não souberam dizer qual foi a última vez que foi feita inspeção manual de abertura das válvulas. Vale ressaltar, que constava nos livros de registro de segurança, a clara observação para abertura (acionamento) manual das válvulas, pelo menos uma vez a cada período de 30 dias, isto por se tratar de um equipamento que pode, em virtude do seu não uso, ter sua função de abertura, travada. Uma observação cabe ser feita sobre este aspecto. Quando uma caldeira está em operação, gerando vapor de água, sua parada imediata é impossível de ser realizada. Assim, quando por qualquer motivo, acontece uma parada de processo, no caso da usina, uma parada de moenda 28 , a caldeira continua sua produção elevando a pressão, já que não existe consumo. Quando a PMTA é alcançada a válvula de segurança se abre e há uma descarga de vapor. Isto garante, que seu dispositivo de abertura permaneça sempre ativo. A verificação manual, deverá acontecer, quando a válvula permanecer longo tempo sem atuar. A garrafa de nível para controle do volume de água nas caldeiras também foi citada, por todos os operadores, bem como o manômetro como instrumento de verificação da pressão de trabalho. Ainda houve uma citação sobre os ventiladores de ar das caldeiras, que não são considerados equipamentos de segurança perante a NR-13. Os equipamentos de proteção individual também foram inseridos nos questionamentos. A totalidade dos operadores responderam que fazem uso dos equipamentos, todos cedidos pela empresa. Entre os equipamentos de proteção mais utilizados e citados, estão os aventais e as luvas de raspa 29 , o sapato com biqueira em aço, os protetores auriculares. No caso dos operadores que trabalham na usina, houve ainda uma citação do uso de óculos de proteção e os capacetes. Os dados tabulados estão expostos nos gráficos a seguir: 28 Conjunto de equipamentos cuja função é moer a cana-de-açúcar e extrair seu caldo. Figura 13 - Gráfico de Análise das Caldeiras Figura 13: Gráfico de Análise das Caldeiras. Analisando os dados levantados, pode-se concluir que 34% dos itens verificados não estão de acordo com o que diz a norma. Entretanto, os itens verificados não representam o que na norma consta como risco grave e iminente. De maneira geral, conclui-se que, embora as caldeiras sejam adquiridas novas e desta forma contenham todos os documentos necessários, os proprietários não se importam em guardar estes documentos e assim, sofrem sanções por esta irresponsabilidade. Por sua vez, os operadores, por conhecerem na prática o funcionamento das caldeiras, não se interessam em ler os procedimentos, contribuindo para o não armazenamento deste documento. Claramente, há uma falta de informação de ambos os lados. 29 Tipo de couro animal que é utilizado para proteção dos membros superiores, inferiores e peitoral. 6.1.1.2 Apresentação e Análise de Dados – Vasos de Pressão Por outro lado, segundo os questionários respondidos pelos operadores que trabalham com vasos de pressão, em sua maioria reservatórios de compressores de ar (Figura 14 Reservatório para compressor de ar, a situação encontrada foi bem pior e mais preocupante. Figura 14 Reservatório para compressor de ar. Fonte: Arquivo pessoal No total, foram analisados 14 equipamentos, distribuídos em 4 (quatro) ramos de atividades diferentes, conforme Figura 15 - Gráfico das atividades analisadas. Figura 15 - Gráfico das atividades analisadas. Figura 15 - Gráfico do Ramo de Atividade Analisada. Em nenhuma das empresas foi encontrado os livros de segurança, devidamente preenchido por profissional habilitado, conforme descreve o item 13.6.4 da NR-13. “13.6.4 Todo vaso de pressão deve possuir, no estabelecimento onde estiver instalado, a seguinte documentação devidamente atualizada: a) "Prontuário do Vaso de Pressão" a ser fornecido pelo fabricante, contendo o código de projeto e ano de edição; especificação dos materiais; procedimentos utilizados na fabricação, montagem e inspeção final e determinação da PMTA; conjunto de desenhos e demais dados necessários para o monitoramento da sua vida útil; características funcionais; dados dos dispositivos de segurança; ano de fabricação; categoria do vaso; b) "Registro de Segurança" em conformidade com o subitem 13.6.5; c) "Projeto de Instalação" em conformidade com o item 13.7; d) "Projeto de Alteração ou Reparo" em conformidade com os subitens 13.9.2 e 13.9.3; e) "Relatórios de Inspeção" em conformidade com o subitem 13.10.8. Da mesma forma, nenhum dos equipamentos possuía prontuário de fabricação, item obrigatório e que deve ser mantido junto ao vaso, durante o período em que o vaso estiver ativo. Todos os equipamentos possuíam a válvula de segurança, (Figura 17) porém, em todos os casos, os operadores foram categóricos em dizer que não sabiam para que servia e muito menos faziam o acionamento e/ou manutenção deste item. Figura 16 - Válvula de Segurança para Reservatório de Ar. Fonte: Arquivo Pessoal Em relação ao local onde os vasos estavam instalados, apenas em uma empresa os vasos foram encontrados instalados corretamente, em local arejado, e com fácil acesso aos dispositivos de segurança (Figura 18). O restante dos equipamentos verificados, estavam pois, sobre estrados de madeira sobre o solo, soltos, ou apenas depositados sobre o solo, sem nenhum sistema de fixação. Cabe ressaltar que em algumas empresas visitadas, o trabalho de operação dos vasos ficava sob a responsabilidade do pessoal de manutenção o que não é problema desde que estes estejam devidamente capacitados para operação de vasos de pressão. Figura 17 - Compressor devidamente fixado Fonte: Arquivo Pessoal Embora não fazendo parte deste trabalho mas para informação, em todos os casos foi constatado que as polias de acionamento do compressor de ar foram retiradas e não foram repostas nos seus devidos locais, portanto, não atendiam as medidas de segurança conforme NR-12 e expunham os operadores ao risco constante de acidentes. Os dados deste levantamento estão no gráfico abaixo. Figura 18 - Gráfico da Análise dos Vasos de Pressão Figura 19: Gráfico de Análise dos Vasos de Pressão. Em resumo, dos 19 itens avaliados, em média 68% dos itens apresentavam irregularidades. Percebe-se que, diferente do que acontece com as empresas que possuem caldeiras, no caso dos vasos, as empresas não se importam muito em mantê-los sob cuidado. Justifica-se pela imensa falta de informação sobre o equipamento, até mesmo por parte de quem faz a venda deste produto e que deveria passar a informação. Um detalhe importante sobre os compressores de ar e que normalmente faz a diferença, e não deveria acontecer, diz respeito a nomenclatura de compra e venda utilizado. A NR-13 comenta em seus artigos, sobre vasos de pressão ao passo que, as empresas compram ou vendem, compressores de ar (em sua maioria). Cabe observar, que os compressores de ar não são equipamentos evidenciados pela norma, mas sim os reservatórios de ar que os contêm e isto passa despercebido pelos proprietários e operadores. Outro problema observado também, diz respeito ao local de instalação do vaso. Do item 13.7 ao item 13.7.7 da NR-13 está descrito toda a referência a esta questão. Dos casos mais graves observados, estava um equipamento, que foi instalado fora da área da empresa, em via pública, apenas cercada por grade. Outros estavam em lugares escondidos e impossibilitados de acesso, em caso de emergência, conforme figura 19. Figura 19 - Local de instalação do vaso de uma empresa vistoriada. Fonte: Arquivo Pessoal Juntamente com estas observações levantadas, um outro dispositivo também chama a atenção, principalmente pela importância que a ele não é doada. Todos os compressores de ar, possuem na parte inferior do reservatório de ar uma chave de dreno. Esta chave, tem a função de eliminar toda a água que se acumula dentro dos compressores, evitando que isto torne-se um ponto de corrosão dentro do reservatório de ar. Esta corrosão não é perceptível a olho nu, somente através de ensaio não destrutível, raio-x ou ultrassom, por exemplo. A figura 20 mostra a chave de dreno instalada em um reservatório de ar. Figura 20 - Chave de Dreno Fonte: Arquivo Pessoal CONCLUSÃO Os objetivos propostos neste trabalho foram atingidos e estão alicerçados tanto na fundamentação teórica como na análise da pesquisa. Todos os argumentos e citações apresentados têm por objetivo mostrar que a segurança e as boas práticas de manutenção, operação e inspeção de caldeiras e vasos de pressão devem ser encarados como fundamentais dentro da indústria, seja qual for a sua atividade econômica desenvolvida, e que estas boas práticas, podem e devem ser vistas como uma maneira de redução dos acidentes e também dos custos que serão gerados em decorrência de um sinistro ou mesmo de um embargo ou interdição, e não tão somente como uma forma de investimento e/ou um gasto adicional. As principais irregularidades encontradas, de uma forma geral, estão diretamente ligadas à falta de controle dos vasos de pressão, a indisponibilização da documentação obrigatória relativa aos vasos de pressão e às áreas pertinentes, a indisponibilidade de manuais, de procedimentos padrões para os operadores, a falta de manutenções preventivas e corretivas. Visivelmente, as indústrias possuem grande preocupação com as caldeiras, deixando de lado a mesma preocupação, quando o assunto é vaso de pressão, principalmente, reservatórios de compressores de ar, o que mostra o desconhecimento sobre estes equipamentos juntamente com os riscos decorrentes, tanto quanto a falta de informação sobre as normas, em especial NR-13. Um outro fator importante a ser considerado é a exigência dos profissionais responsáveis técnicos pelos equipamentos, que devem compulsoriamente fazer as indicações de melhorias e as verificações periódicas, registrando-as em livro, conforme NR-13. Quando se trata dos proprietário, cabe a realização das melhorias sugeridas pelos profissionais e/ou inspetores obedecendo sempre os relatórios de inspeção. Também deve-se sempre observar o espaço existente entre os setores de compra, que adquirem os equipamentos e a área de segurança, que posteriormente se tornará a responsável pelos equipamentos adquiridos. Grande parte das empresas vistoriadas, não possuem uma ligação direta entre estes setores, o que gera transtornos futuros, principalmente quando o assunto é documentação. Cabe mencionar, que a documentação dos vasos de pressão e caldeiras devem ser entregues juntamente, no ato da aquisição. Falha também os fabricante e os fornecedor, que por vezes até conhecem os requisitos regulamentares da norma e não o cumprem por onerar custos ao processo. No contexto geral, fica evidenciada a necessidade de uma maior atuação dos órgãos fiscalizadores no sentido de cobrar, em visitas, a documentação obrigatória. Também, necessidade por parte dos serviços especializados em engenharia de segurança e medicina do trabalho, na forma de melhor desenvolver estas informações contidas na norma. Pode-se inferir que as indústrias e organizações, estão deixando uma lacuna perigosa em sua obrigação preventiva de funcionários e de toda à sociedade, sendo de sua responsabilidade garantir a segurança em seus processos produtivos e em suas atividades empresariais. REFERÊNCIAS ALMEIDA, Jackson Filho. Acidentes e sua Prevenção. Revista Brasileira de Saúde Ocupacional, 32, n115: 7-18; 2007. ALVES, C. S. Sistemas Térmicos: Geradores de Água Quente 2002 Disponível em: <http://geocities.yahoo.com.br/sistemas_termicos/agua_quente.pdf > Acesso em 02 de Dezembro de 2012. ASME, Section VIII, Division 1. Boiler and Pressure Vessel. 2004 BAZZO, Edson. Geração de Vapor. 2ª. ed. Florianópolis: Ed. UFSC, 1995, 216 p. BRASIL. Ministério do Trabalho. Caldeiras e Vasos de Pressão. Portaria GM n.º 3.214, de 08 de junho de 1978 - NR 13 (publicada no DOU dia 24/06/2008). BRAGA, W. Transmissão de Calor: Introdução ao Estudo. Vol. I. Rio de Janeiro: Ed. Booklink, 2001, 342 p. CHAGAS, A. T. R. O Questionário na Pesquisa Científica. Disponível em <http://www.fecap.br/adm_online/art11/anival.htm>. Acesso em 06 de Novembro de 2012 CHD, Válvulas. Caldeiras Flamotubulares – Artigos técnicos. Disponível em www.chdvalvulas.com.br/artigos_tecnicos/caldeiras/flamotubulares.html; Acesso em 16 de Janeiro de 2013. CHD, Válvulas. Caldeiras Aquatubulares – Artigos técnicos. Disponível em www.chdvalvulas.com.br/artigos_tecnicos/caldeiras/flamotubulares.html; Acesso em 16 de Janeiro de 2013. DUTRA, Aldo Cordeiro et AL. Manual Técnico de Caldeiras e Vasos de Pressão. Brasília: MTE, SIT, DSST, 2006.124 p. FUNDACENTRO. Diretrizes Sobre Sistemas de Gestão da Segurança e Saúde no Trabalho. São Paulo: Fundação Jorge Duprat Figueiredo de Segurança e Medicina do Trabalho, 2005, 48 p. FUNDACENTRO. Manual Técnico de Caldeiras e Vasos de Pressão. Rio de Janeiro, 1997. GIL, Antonio Carlos. Métodos e Técnicas de Pesquisa Social. São Paulo: Atlas, 1994. LAKATOS, Eva Maria; MARCONI, Maria de Andrade. Fundamentos da Metodologia Científica. 6. ed. São Paulo: Atlas, 2005. MATHIAS, Artur Cardozo. Válvulas: Industriais, Segurança e Controle, Editora Artliber – 2008 – 1ª edição – 464 páginas. National Board: Accidents Report. Disponível em: < www.nationalboard.org>. Acesso em 10 de Maio de 2013. NOVAES, M.S. Operações de Caldeiras a Vapor. Rio de Janeiro: Manuais CNI, 1984. PEDROTTI, I. A. Acidentes do Trabalho. 3º ed. São Paulo:1998. Universitária de Direito. 699 pág. PEREIRA, Júlio César R. Análise de Dados Qualitativos: Estratégias Metodológicas para as Ciências da Saúde, Humanas e Sociais. São Paulo: Edusp,1999. REVISTA PROTEÇÃO. Novo Hamburgo – RS, MPF Publicações, 1999. Anuário Estatístico de Acidentes do Trabalho. Seção Estatísticas de Acidentes. REVISTA PROTEÇÃO. Novo Hamburgo – RS, MPF Publicações, 2006. Anuário Estatístico de Acidentes do Trabalho. Seção Estatísticas de Acidentes. Segurança e Medicina do Trabalho. Manuais de Legislação Atlas. São Paulo: Atlas, 63ª. Ed., 2009, 799p TAVARES, José da Cunha. Noções de Prevenção e Controle de Perdas em Segurança do Trabalho. São Paulo: SENAC, 1996. UFCG http://www.dec.ufcg.edu.br/biografias/ThomaNew.html Acessado em Novembro de 2012. WIKIPÉDIA < http://pt.wikipedia.org/wiki/James_Watt > Acessado em Novembro de 2012. APÊNDICES APÊNDICE I – Questionário aplicado para o setor de Caldeiras Setor:______________________________________________________________________ Cargo/Função:______________________________________________________________ Questionário: 1 – Para iniciar os trabalhos de operação de caldeiras, você fez o Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras, conforme NR-13? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 2 – Juntamente com o Treinamento, você fez o estágio prático na caldeira? Por quanto tempo? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 3 – Sobre as informações das condições físicas e operacionais da caldeira, elas são frequentemente passadas aos operadores? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 4 – Você já recebeu ou ainda recebe informações de segurança para a operação das caldeiras? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 5 – Quais são e para que servem os dispositivos de segurança que a caldeira deve possuir? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 6- Quais são os equipamentos de proteção individual (EPI) que você deve utilizar para trabalhar na área de caldeira? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 7- Você sabe dizer e relatar quais os riscos que a operação de uma caldeira oferece? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ APÊNDICE II – Questionário aplicado para o setor de Vaso de Pressão Setor:______________________________________________________________________ Cargo/Função:______________________________________________________________ Questionário: 1 – Para iniciar os trabalhos de operação de Unidades de Processos, você fez o Treinamento de Segurança na Operação de tais unidades, conforme NR-13? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 2 – Você fez o estágio obrigatório, prático, após o treinamento e qual foi a duração deste estágio? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 3 – Sobre as informações das condições físicas e operacionais da caldeira, elas são frequentemente passadas aos operadores? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 4 – Você já recebeu ou ainda recebe informações de segurança para a realização das atividades com este equipamento? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 5 – Quais são e para que servem os dispositivos de segurança que os vasos de pressão deve possuir? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 6 – Quais são os equipamentos de proteção individual que você utiliza para trabalhar com os vasos de pressão? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 7- Você sabe dizer e relatar quais os riscos que a operação de um vaso de pressão oferece? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ III - Lista de Verificação de Itens das Caldeiras Questionamentos Gerais Usina de Etanol Farinha de Osso Sim Não Sim Não 1 A empresa possui profissional habilitado conforme NR-13? x x 2 A caldeira possui válvula de segurança? x x 3 A caldeira possui instrumento que indique a pressão do vapor acumulado? x x 4 A caldeira possui injetor ou outro meio de alimentação de água, (caldeiras à combustível sólido)? x x 5 A caldeira possui sistema de indicação para controle de nível de água ou outro sistema que evite o superaquecimento por alimentação deficiente? x x 6 A caldeira possui prontuário devidamente atualizada? x x 7 A caldeira possui placa de identificação, em local visível, de acordo com a NR-13? x x 8 A caldeira possui, em local visível, placa identificando a sua categoria, se A, B ou C? x x 9 A caldeira possui registro de segurança, de acordo com NR-13? x x 10 A caldeira está instalada em local apropriado, "Casa de Caldeira"? x x 11 A instalação da caldeira obedece o que regra a NR-13? x x 12 A caldeira dispõem de sistema de iluminação conforme norma vigente? x x Questionamentos Gerais Usina de Etanol Farinha de Osso Sim Não Sim Não 13 O relatório de inspeção está devidamente preenchido, conforme NR-13? x x 14 As inspeções de segurança periódicas, são realizados dentro dos prazos estabelecidos pela NR-13? x x 15 A caldeira possui painel de controle de instrumentos instalados em sala de controle? x x 16 A caldeira possui manual de operação atualizado, em língua portuguesa, em local de fácil acesso? x x 17 A caldeira possui procedimentos de emergência, de segurança e para preservação do meio ambiente? x x 18 Os instrumentos e controles de caldeiras são mantidos calibrados e em boas condições operacionais? x x 19 A qualidade de água é controlada? x x 20 A caldeira está sob operação e controle por operadores conforme NR-13? x x 21 O operador possui certificado de Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras com comprovação de estágio, conforme NR-13? x x 22 O operador recebe treinamento permanente sob condições da caldeira? x x 23 As válvulas de segurança são inspecionadas periodicamente e por profissional habilitado, conforme NR-13? x x 24 A empresa possui “Serviços Próprios de Inspeção de Equipamentos? x x 25 Todos os reparos em caldeiras são feitos sob o respectivo código do projeto e as prescrições do fabricante? x x 26 Os sistemas de controle e segurança da caldeira são submetidos à manutenção preventiva ou preditiva? x x IV - Lista de Verificação de Itens dos Vasos de Pressão Questionamentos Gerais Chapearia Confecção Madeireira Lavanderia Sim Não Sim Não Sim Não Sim Não 1 A empresa possui profissional habilitado conforme NR-13? x x x x 2 O vaso possui válvula ou dispositivo de segurança com pressão de abertura ajustada a PMTA? x x x x 3 O vaso possui instrumento que indique a pressão interna ou de operação? x x x x 4 O vaso possui dispositivo contra bloqueio inadvertido da válvula quando não estiver instalada diretamente no vaso. x x x x 5 A vaso possui placa de identificação, em local visível, de acordo com a NR-13? x x x x 6 A vaso de pressão possui, em local visível, placa identificando a sua categoria, se A, B ou C? x x x x 7 O vaso possui prontuário fornecido pelo fabricante? x x x x 8 O vaso possui livro de registro de segurança, conforme NR-13? x x x x 9 O vaso está instalado de modo que todos os drenos, respiros, bocas de visita e indicadores sejam facilmente acessíveis? x x x x Questionamentos Gerais Chapearia Confecção Madeireira Lavanderia Sim Não Sim Não Sim Não Sim Não 10 O vaso está instalado em ambiente confinado? x x x x 11 A instalação da vaso obedece o que regra a NR-13? x x x x 12 No manual do vaso existe procedimentos de partidas e paradas? x x x x 13 O relatório de inspeção está devidamente preenchido, conforme NR-13? x x x x 14 As inspeções de segurança periódicas, são realizados dentro dos prazos estabelecidos pela NR-13? x x x x 15 No manual do vaso existe procedimentos e parâmetros operacionais de rotina? x x x x 16 No manual do vaso há procedimentos de emergência, procedimentos gerais de segurança e procedimentos para preservação do meio ambiente? x x x x 17 Os instrumentos e controles do vaso são mantidos calibrados e em boas condições operacionais? x x x x 18 Os vasos são submetidos a inspeções de segurança inicial, periódica e extraordinária? x x x x 19 A inspeção de segurança é realizada por profissional habilitado, conforme NR-13? x x x x ANEXOS Anexo I – A da NR-13 CURRÍCULO MÍNIMO PARA "TREINAMENTO DE SEGURANÇA NA OPERAÇÃO DE CALDEIRAS" 1 - NOÇÕES DE GRANDEZAS FÍSICAS E UNIDADES Carga Horária: 4 horas 1.1 - Pressão 1.1.1 - Pressão atmosférica 1.1.2 - Pressão interna de um vaso 1.1.3 - Pressão manométrica, pressão relativa e pressão absoluta 1.1.4 - Unidades de pressão 1.2 - Calor e Temperatura 1.2.1 - Noções gerais: o que é calor, o que é temperatura 1.2.2 - Modos de transferência de calor 1.2.3 - Calor específico e calor sensível 1.2.4 - Transferência de calor a temperatura constante 1.2.5 - Vapor saturado e vapor superaquecido 1.2.6 - Tabela de vapor saturado 2 - CALDEIRAS - CONSIDERAÇÕES GERAIS Carga horária: 08 horas 2.1 - Tipos de caldeiras e suas utilizações 2.2 - Partes de uma caldeira 2.2.1 - Caldeiras flamotubulares 2.2.2 - Caldeiras aquotubulares 2.2.3 - Caldeiras elétricas 2.2.4 - Caldeiras a combustíveis sólidos 2.2.5 - Caldeiras a combustíveis líquidos 2.2.6 - Caldeiras a gás 2.2.7 - Queimadores 2.3 - Instrumentos e dispositivos de controle de caldeiras 2.3.1 - Dispositivo de alimentação 2.3.2 - Visor de nível 2.3.3 - Sistema de controle de nível 2.3.4 - Indicadores de pressão 2.3.5 - Dispositivos de segurança 2.3.6 - Dispositivos auxiliares 2.3.7 - Válvulas e tubulações 2.3.8 - Tiragem de fumaça 3 - OPERAÇÃO DE CALDEIRAS Carga horária: 12 horas 3.1 - Partida e parada 3.2 - Regulagem e controle 3.2.1 - de temperatura 3.2.2 - de pressão 3.2.3 - de fornecimento de energia 3.2.4 - do nível de água 3.2.5 - de poluentes 3.3 - Falhas de operação, causas e providências 3.4 - Roteiro de vistoria diária 3.5 - Operação de um sistema de várias caldeiras 3.6 - Procedimentos em situações de emergência. 4 - TRATAMENTO DE ÁGUA E MANUTENÇÃO DE CALDEIRAS Carga horária: 8 horas 4.1 - Impurezas da água e suas consequências 4.2 - Tratamento de água 4.3 - Manutenção de caldeiras 5 - PREVENÇÃO CONTRA EXPLOSÕES E OUTROS RISCOS Carga horária: 4 horas 5.1 - Riscos gerais de acidentes e riscos à saúde 5.2 - Riscos de explosão 6. LEGISLAÇÃO E NORMALIZAÇÃO Carga horária: 4 horas 6.1 - Normas Regulamentadoras 6.2 - Norma Regulamentadora 13 - NR 13. Anexo I – B da NR-13 CURRÍCULO MÍNIMO PARA "TREINAMENTO DE SEGURANÇA NA OPERAÇÃO DE UNIDADES DE PROCESSO" 1 - Noções de grandezas físicas e unidades Carga horária: 4 (quatro) horas 1.1 - Pressão 1.1.1 - Pressão atmosférica 1.1.2 - Pressão interna de um vaso 1.1.3 - Pressão manométrica, pressão relativa e pressão absoluta 1.1.4 - Unidades de pressão 1.2 - Calor e temperatura 1.2.1 - Noções gerais: o que é calor, o que é temperatura 1.2.2 - Modos de transferência de calor 1.2.3 - Calor específico e calor sensível 1.2.4 - Transferência de calor a temperatura constante 1.2.5 - Vapor saturado e vapor superaquecido. 2 - EQUIPAMENTOS DE PROCESSO Carga horária estabelecida de acordo com a complexidade da unidade, mantendo um mínimo de 4 horas por item, onde aplicável. 2.1 - Trocadores de calor 2.2 - Tubulação, válvulas e acessórios 2.3 - Bombas 2.4 - Turbinas e ejetores 2.5 - Compressores 2.6 - Torres, vasos, tanques e reatores 2.7 - Fornos 2.8 - Caldeiras 3 - ELETRICIDADE Carga horária: 4 horas 4 - INSTRUMENTAÇÃO Carga horária: 8 horas 5 - OPERAÇÃO DA UNIDADE Carga horária: estabelecida de acordo com a complexidade da unidade 5.1 - Descrição do processo 5.2 - Partida e parada 5.3 - Procedimentos de emergência 5.4 - Descarte de produtos químicos e preservação do meio ambiente 5.5 - Avaliação e controle de riscos inerentes ao processo 5.6 - Prevenção contra deterioração, explosão e outros riscos 6 - PRIMEIROS SOCORROS Carga horária: 8 horas 7 - LEGISLAÇÃO E NORMALIZAÇÃO Carga horária: 4 horas ANEXO II DA NR – 13 REQUISITOS PARA CERTIFICAÇÃO DE SERVIÇO PRÓPRIO DE INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS Antes de colocar em prática os períodos especiais entre inspeções, estabelecidos nos subitens 13.5.4 e13.10.3 desta NR, os "Serviços Próprios de Inspeção de Equipamentos" da empresa, organizados na forma de setor, seção, departamento, divisão, ou equivalente, devem ser certificados pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO) diretamente ou mediante "Organismos de Certificação" por ele credenciados, que verificarão o atendimento aos seguintes requisitos mínimos expressos nas alíneas "a" a "g". Esta certificação pode ser cancelada sempre que for constatado o não atendimento a qualquer destes requisitos: a) existência de pessoal próprio da empresa onde estão instalados caldeira ou vaso de pressão, com dedicação exclusiva a atividades de inspeção, avaliação de integridade e vida residual, com formação, qualificação e treinamento compatíveis com a atividade proposta de preservação da segurança; b) mão-de-obra contratada para ensaios não-destrutivos certificada segundo regulamentação vigente e para outros serviços de caráter eventual, selecionada e avaliada segundo critérios semelhantes ao utilizado para a mão-de-obra própria; c) serviço de inspeção de equipamentos proposto possuir um responsável pelo seu gerenciamento formalmente designado para esta função; d) existência de pelo menos 1 "Profissional Habilitado", conforme definido no subitem 13.1.2; e) existência de condições para manutenção de arquivo técnico atualizado, necessário ao atendimento desta NR, assim como mecanismos para distribuição de informações quando requeridas; f) existência de procedimentos escritos para as principais atividades executadas; existência de aparelhagem condizente com a execução das atividades propostas. ANEXO III DA NR – 13 1 - Esta NR deve ser aplicada aos seguintes equipamentos: a) qualquer vaso cujo produto "P.V" seja superior a 8 (oito), onde "P" é a máxima pressão de operação em kPa e "V" o seu volume geométrico interno em m³, incluindo: - permutadores de calor, evaporadores e similares; - vasos de pressão ou partes sujeitas a chama direta que não estejam dentro do escopo de outras NR, nem do item 13.1 desta NR; - vasos de pressão encamisados, incluindo refervedores e reatores; - autoclaves e caldeiras de fluido térmico que não o vaporizem; b) vasos que contenham fluido da classe "A", especificados no Anexo IV, independente das dimensões e do produto "P.V". 2 - Esta NR não se aplica aos seguintes equipamentos: a) cilindros transportáveis, vasos destinados ao transporte de produtos, reservatórios portáteis de fluido comprimido e extintores de incêndio; b) os destinados à ocupação humana; c) câmara de combustão ou vasos que façam parte integrante de máquinas rotativas ou alternativas, tais como bombas, compressores, turbinas, geradores, motores, cilindros pneumáticos e hidráulicos e que não possam ser caracterizados como equipamentos independentes; d) dutos e tubulações para condução de fluido; e) serpentinas para troca térmica; f) tanques e recipientes para armazenamento e estocagem de fluidos não enquadrados em normas e códigos de projeto relativos a vasos de pressão; g) vasos com diâmetro interno inferior a 150 (cento e cinquenta) mm para fluidos das classes "B", "C" e "D", conforme especificado no Anexo IV. ANEXO IV DA NR – 13 CLASSIFICAÇÃO DE VASOS DE PRESSÃO 1 - Para efeito desta NR, os vasos de pressão são classificados em categorias segundo o tipo de fluido e o potencial de risco. 1.1 - Os fluidos contidos nos vasos de pressão são classificados conforme descrito a seguir: CLASSE "A": - fluidos inflamáveis; - combustível com temperatura superior ou igual a 200º C; - fluidos tóxicos com limite de tolerância igual ou inferior a 20 ppm; - hidrogênio; - acetileno. CLASSE "B": - fluidos combustíveis com temperatura inferior a 200º C; - fluidos tóxicos com limite de tolerância superiora 20 (vinte) ppm; CLASSE "C": - vapor de água, gases asfixiantes simples ou ar comprimido; CLASSE "D": - água ou outros fluidos não enquadrados nas classes "A", "B" ou "C", com temperatura superior a 50ºC. 1.1.1 - Quando se tratar de mistura, deverá ser considerado para fins de classificação o fluido que apresentar maior risco aos trabalhadores e instalações, considerando-se sua toxicidade, inflamabilidade e concentração. 1.2 - Os vasos de pressão são classificados em grupos de potencial de risco em função do produto "PV", onde "P" é a pressão máxima de operação em Mpa e "V" o seu volume geométrico interno em m³, conforme segue: GRUPO 1 - PV ≥100 GRUPO 2 - PV < 100 e PV ≥30 GRUPO 3 - PV < 30 e PV ≥2.5 GRUPO 4 - PV < 2.5 e PV ≥1 GRUPO 5 - PV < 1 Declara, 1.2.1 - Vasos de pressão que operem sob a condição de vácuo deverão enquadrar-se nas seguintes categorias: - categoria I: para fluidos inflamáveis ou combustíveis; - categoria V: para outros fluidos. 1.3 - A tabela a seguir classifica os vasos de pressão em categorias de acordo com os grupos de potencial de risco e a classe de fluido contido. Notas: a) Considerar volume em m³ e pressão em MPa; b) Considerar 1 MPa correspondente à 10,197 Kgf/cm².