Glendson Menezes de Oliveira[1]
Jardel Claudino Pereira Santos[2]
Resumo
O presente artigo tem como tema os Sistemas de Segurança do Trabalho com o Monômero de Estireno. É comum encontrar pesquisas sobre a química do monômero de estireno, abrangendo sua estrutura, propriedades e aplicações industriais. No entanto, há uma escassez de estudos focados nos sistemas de segurança utilizados para a proteção, transporte e manuseio deste produto químico. A idéia principal deste estudo é discorrer sobre as práticas de segurança na utilização do monômero de estireno, com ênfase nos controles de qualidade e no monitoramento contínuo para evitar vazamentos e explosões. Como resultado da pesquisa, verificou-se a maneira como os operadores podem trabalhar a segurança do trabalho com o monômero de estireno, incluindo procedimentos emergenciais, a fim de garantir a segurança das pessoas, da indústria e do ambiente. Este artigo contribui para a literatura existente ao fornecer uma visão abrangente e específica sobre os sistemas de segurança relacionados ao monômero de estireno, visando aumentar a conscientização e a adoção de práticas seguras na indústria química.
Palavras-chave: Monômero de estireno. Sistemas de Segurança. Prevenção de Acidentes.
1. INTRODUÇÃO
Para processos petroquímicos o armazenamento de materiais inflamáveis é comumente realizado por tanques atmosféricos. Estes tanques possuem a finalidade de monitorar, principalmente, a pressão, temperatura e volume do material armazenado tomando como base de controle as características do produto químico estocado.
Dentre esses materiais, o monômero de estireno, elemento principal para criação do poliestireno, se destaca por suas amplas aplicações na indústria petroquímica, sendo essencial na produção de plásticos, resinas e borrachas sintéticas. Contudo, suas propriedades fisicoquímicas requerem rigorosos sistemas de segurança durante o armazenamento e manuseio
No caso de monômeros de estireno, existe uma gama de fatores adicionais, apresentando riscos específicos desde o seu armazenamento até a sua distribuição e processamento dentro dos sistemas industriais. Portanto, entende-se que há a necessidade de um sistema mais complexo para controle dos riscos associados a estas atividades. Medidas preventivas, como sistemas de resfriamento e ventilação, são essenciais para manter o estireno abaixo de seu ponto de fulgor. Além disso, o monitoramento contínuo de sua estabilidade térmica é necessário para evitar a auto-polimerização, que pode gerar calor e pressões excessivas dentro dos recipientes de armazenamento.
Para este estudo iremos ter como base a avaliação das características do produto químico estireno (monômero) e mostrar a importância da segurança do trabalho em seu armazenamento e utilização no processo petroquímico e termoplástico de criação do poliestireno.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 MATERIAIS COMBUSTÍVEIS INFLAMÁVEIS
Materiais inflamáveis são substâncias que podem entrar em combustão facilmente quando expostas a uma fonte de ignição, como faíscas, chamas ou superfícies quentes. Por essa razão, é fundamental seguir protocolos de segurança rigorosos para prevenir acidentes que possam resultar em danos materiais, ambientais e à saúde humana.
Os materiais inflamáveis e combustíveis apresentam características específicas que definem seu comportamento e os riscos associados. Dentre as principais propriedades, destacam-se a densidade, a taxa de evaporação, o ponto de fulgor, a pressão de vapor e a estabilidade química.
2.1.1 DENSIDADE
A densidade é uma propriedade fundamental dos materiais combustíveis inflamáveis que influencia diretamente seu comportamento durante o armazenamento, transporte e manuseio. Compreender a densidade desses materiais é crucial para a implementação de medidas de segurança adequadas, uma vez que essa característica pode afetar desde a seleção de recipientes de armazenamento até o planejamento de sistemas de contenção e ventilação. Silva (2013) diz que
A densidade de um material pode variar com a temperatura e a pressão, sendo essas variações particularmente relevantes para líquidos e gases.
2.1.2 A IMPORTÂNCIA DA DENSIDADE EM MATERIAIS COMBUSTÍVEIS INFLAMÁVEIS PARA ESTRATÉGIAS DE SEGURANÇA
No caso do monômero de estireno a densidade deve ser considerada desde os sistemas de armazenagem até as estratégias de controle de emergências. O estireno possui densidade de 0,906 g/cm³ contrastando com a densidade da água que é de 0,997 g/cm³. Tendo estes dados em mente a utilização de água para controle das emergências envolvendo incêndios deve considerar que a água é mais densa que o monômero de estireno.
2.2 TAXA DE EVAPORAÇÃO
A taxa de evaporação é uma propriedade fundamental dos materiais combustíveis inflamáveis que influencia diretamente a segurança no manuseio, armazenamento e transporte desses produtos. Entender essa característica é essencial para desenvolver e implementar medidas de segurança adequadas, prevenindo acidentes como incêndios e explosões. Aráujo (2012) diz que a taxa de evaporação
2.2.1 A IMPORTÂNCIA DA TAXA DE EVAPORAÇÃO EM MATERIAIS COMBUSTÍVEIS INFLAMÁVEIS PARA ESTRATÉGIAS DE SEGURANÇA
Crowl & Louvar (2011) afirmam que materiais com alta taxa de evaporação podem rapidamente liberar vapores inflamáveis, aumentando o risco de formação de atmosferas explosivas. Esses vapores, quando misturados com o ar em proporções adequadas, podem inflamar-se na presença de uma fonte de ignição. Portanto, a taxa de evaporação é um fator crítico na avaliação dos riscos associados a materiais inflamáveis Silva também fala os materiais abaixo
A taxa de evaporação é uma propriedade crucial dos materiais combustíveis inflamáveis que afeta diretamente as estratégias de segurança industrial. A compreensão desta característica permite a implementação de medidas preventivas adequadas, como ventilação eficaz e sistemas de controle de pressão interna dos tanques. No caso do estireno possui uma alta taxa de evaporação relativa (Éter = 16) enquanto comparados à outros produtos inflamáveis como Tolueno (2,24) e Xileno (0,79), o que corrobora a importância de sistemas de controle para esta propriedade.
2.3 PONTO DE FULGOR
O ponto de fulgor é outra propriedade essencial dos materiais combustíveis inflamáveis que desempenha um papel crítico na segurança industrial. Conhecer e entender o ponto de fulgor de um material é fundamental para avaliar os riscos de incêndio e explosão, bem como para implementar medidas preventivas adequadas durante o armazenamento, manuseio e transporte desses materiais. Costa & Oliveira afirmam que
O ponto de fulgor é a temperatura mínima na qual um líquido libera vapores suficientes para formar uma mistura inflamável com o ar. Materiais com baixo ponto de fulgor são especialmente perigosos porque podem inflamar-se a temperaturas relativamente baixas. Este parâmetro é essencial para determinar as condições de armazenamento e os procedimentos de segurança necessários (Costa & Oliveira, 2016).
2.3.1 A IMPORTÂNCIA DO PONTO DE FULGOR EM MATERIAIS COMBUSTÍVEIS INFLAMÁVEIS PARA ESTRATÉGIAS DE SEGURANÇA
Reid (et al, 1987) corrobora essa afirmação quando diz que a temperatura de armazenamento deve ser mantida bem abaixo do ponto de fulgor do material para minimizar os riscos de ignição acidental. Materiais com pontos de fulgor baixos requerem sistemas de controle de temperatura rigorosos e monitoramento constante para garantir a segurança.
O ponto de fulgor do monômero de estireno destaca-se como uma das propriedades de maior risco. Por possuir baixo ponto de fulgor (31°C) o produto é classificado como líquido inflamável, o que, dentro de tanques hermeticamente fechados, ou seja, sem controle de entrada e saída de ar ou de temperatura, criam riscos à segurança de pessoas, meio ambiente e instalações.
2.4 PRESSÃO DE VAPOR
A pressão de vapor é definida como a pressão exercida pelos vapores de um líquido em equilíbrio com sua fase líquida a uma determinada temperatura. Essa pressão é uma medida da tendência do líquido em evaporar e, quanto maior a pressão de vapor, maior a volatilidade do líquido.
2.4.1 A IMPORTÂNCIA DA PRESSÃO DE VAPOR EM COMBUSTÍVEIS INFLAMÁVEIS PARA ESTRATÉGIAS DE SEGURANÇA
A pressão de vapor também afeta as práticas de armazenamento e ventilação. Materiais com alta pressão de vapor requerem recipientes adequados e sistemas de ventilação eficazes para dissipar vapores e evitar a formação de atmosferas explosivas. Em ambientes onde a temperatura pode variar, é crucial considerar as mudanças na pressão de vapor, garantindo que não exceda os limites seguros (Mackay et al., 2006).
A pressão de vapor do estireno é de 6 hPa (20ºC), o que pode ser considerada baixa se relacionarmos com produtos como gasolina, que possui altíssima pressão de vapor (76 kPa a 37,8ºC (máximo)) e Tolueno (29 hPa a 20ºC; 36,7 mmHg a 30ºC). Este também é um item crucial na estratégia de controle de pressões dentro de tanques de armazenamento.
2.5 MONÔMERO DE ESTIRENO
O monômero de estireno (C₈H₈) é um composto orgânico insaturado, pertencente à classe dos hidrocarbonetos aromáticos. É um líquido incolor e volátil com um odor adocicado característico. Costa & Oliveira ( 2016) dizem que o estireno é amplamente utilizado na indústria química como a matéria-prima para a produção de poliestireno, um polímero versátil que encontra aplicação em diversas áreas, incluindo embalagens, isolamento térmico, componentes automotivos e materiais de construção
Além disso, o estireno é utilizado na fabricação de copolímeros, como o acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) e o poliestireno expandido (EPS), que são essenciais em aplicações que exigem resistência e leveza (Mackay et al., 2006).
2.5.1 CUIDADOS ESPECÍFICOS
2.5.2 EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPIs)
Os Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) são essenciais para a segurança dos trabalhadores que lidam com materiais combustíveis inflamáveis. Esses produtos químicos apresentam riscos significativos como incêndios e explosões, além de potenciais efeitos adversos à saúde, como irritações e intoxicações. O uso apropriado de EPIs contribui para a proteção contra esses riscos e é um componente crucial de um programa abrangente de segurança ocupacional.
O uso de EPIs, como luvas, óculos de proteção e máscaras respiratórias, é essencial para evitar a exposição direta ao estireno, que pode causar irritação na pele e nos olhos, além de efeitos nocivos ao sistema respiratório (Silva, 2013).
A utilização de EPIs reduz a exposição dos trabalhadores a substâncias perigosas e minimiza a gravidade de possíveis acidentes. Em ambientes que manipulam materiais inflamáveis, como solventes, combustíveis e produtos químicos reativos, os EPIs são fundamentais para garantir a saúde e a integridade física dos colaboradores (Silva, 2013). A eficácia dos EPIs, no entanto, depende de sua seleção adequada, uso correto e manutenção regular (Mackay et al., 2006).
Os tipos de EPIs recomendados são:
- Para as mãos: As luvas são um dos principais EPIs para proteger as mãos contra substâncias químicas. Devem ser feitas de materiais compatíveis com os produtos químicos em manuseio, como nitrila ou neoprene, que oferecem resistência a solventes e produtos inflamáveis (Costa & Oliveira, 2016).
- Proteção de Olhos e Rosto: Óculos de segurança ou viseiras são essenciais para proteger os olhos contra respingos de produtos químicos e vapores. É importante que esses equipamentos sejam resistentes a impactos e ofereçam proteção lateral, especialmente em ambientes onde há risco de explosões ou liberações repentinas de vapores (Crowl & Louvar, 2011).
- Proteção Respiratória: Máscaras respiratórias com filtros adequados são cruciais em situações onde os vapores inflamáveis podem atingir concentrações perigosas. A escolha do tipo de filtro deve ser baseada nas propriedades químicas dos vapores presentes. Máscaras de proteção com filtro específico para vapores orgânicos são frequentemente necessárias em ambientes com alta concentração de estireno e outros solventes (Reid et al., 1987).
- Vesturário de Proteção:Roupas de proteção, como aventais e trajes químicos, devem ser utilizados para proteger a pele contra respingos e contaminação por produtos inflamáveis. O vestuário deve ser fabricado em materiais resistentes ao fogo e a produtos químicos, garantindo que não haja penetração de substâncias nocivas (Silva, 2013).
- Calçados de Segurança: Os calçados devem ser antiderrapantes e, preferencialmente, resistentes a produtos químicos, garantindo proteção adicional contra escorregamentos e impactos. O uso de botas de segurança com biqueira de proteção é recomendado em ambientes onde há risco de queda de objetos pesados ou derramamento de substâncias (Mackay et al., 2006).
O uso adequado de EPIs é vital para garantir a segurança no manuseio de materiais materiais como o monômero de estireno. A seleção e utilização correta desses equipamentos, combinadas com treinamentos adequados, podem minimizar significativamente os riscos associados a esses produtos químicos. As empresas devem assegurar que todos os trabalhadores estejam cientes da importância dos EPIs e de como utilizá-los corretamente, como parte de uma estratégia abrangente de gestão de segurança.
2.5.3 ARMAZENAMENTO SEGURO
O estireno deve ser armazenado em recipientes herméticos, em locais frescos e escuros, para prevenir a polimerização espontânea e a formação de atmosferas explosivas (Crowl & Louvar, 2011).
O monômero de estireno, do ponto de vista da segurança do trabalho, deve ser estocado de maneira que seja possível controlar suas propriedades de pressão, temperatura e volume. Os tanques de armazenamento devem ser projetados de modo que traga segurança no provisionamento do produto e nas operações normais de trabalho, respeitando as normas vigentes.
Segundo a Instrução Técnica 17 do Corpo de Bombeiros de SP, Os materiais utilizados na construção dos tanques e seus acessórios devem ser compatíveis com o produto a ser armazenado. Em caso de dúvida sobre as propriedades do líquido a ser armazenado, deve ser consultado o fabricante do produto.
As possíveis fontes de ignição devem ser mapeadas e controladas de modo a prevenir o contato com possíveis vapores orgânicos.
Os tanques devem ser projetados para suportar a pressão interna gerada pela volatilização do estireno. É importante que sejam dotados de sistemas de alívio de pressão para evitar falhas estruturais. Além disso, a construção deve considerar a resistência à temperatura, já que o estireno deve ser mantido em condições controladas para evitar a polimerização (Mackay et al., 2006).
2.5.3.1 PRÁTICAS DE SEGURANÇA PARA TANQUES
É crucial implementar um regime rigoroso de monitoramento e manutenção dos tanques. Isso inclui inspeções regulares para detectar vazamentos, corrosão e outras falhas potenciais. Sistemas de monitoramento de nível e pressão devem ser instalados para garantir que os parâmetros operacionais sejam mantidos dentro de limites seguros (Silva, 2013).
Os tanques de armazenamento devem estar equipados com sistemas de emergência, como válvulas de alívio de pressão e sistemas de contenção secundária, para prevenir e mitigar vazamentos.
2.5.3.2 PROCEDIMENTOS DE ARMAZENAMENTO
O controle adequado do nível de líquidos em tanques de armazenamento é fundamental para prevenir riscos de segurança, como vazamentos, incêndios e explosões.
O monitoramento constante do nível de líquido nos tanques é uma das práticas seguras. Líquidos estacionários podem acumular vapor e criar pressões internas indesejadas. Instrumentos de medição e alarmes devem ser instalados para garantir que os níveis permaneçam dentro de faixas seguras.
É preciso a implementação de tecnologias avançadas para monitoramento de líquidos estacionários para garantir a segurança e a eficiência operacional. São utilizados Sensores de Níveis e Sistema de Alarmes.
2.5.4.4 PRÁTICAS DE MONITORAMENTO EM TANQUES
As melhores práticas de monitoramento são feitas através da Calibração Regular e da Manutenção e Inspeções.
Os sensores devem ser calibrados regularmente para garantir a precisão das medições. A falta de calibração pode levar a leituras imprecisas, aumentando o risco de acidentes (Mackay et al., 2006).
Inspeções periódicas dos tanques e dos sistemas de monitoramento são necessárias para identificar e corrigir possíveis falhas. Um programa de manutenção preventiva ajuda a garantir a confiabilidade do sistema de monitoramento (Reid et al., 1987).
Enquanto, os sistemas de alívio de pressão são essenciais para garantir a segurança em operações que envolvem substâncias químicas voláteis como o estireno. A polimerização do estireno é uma reação exotérmica, que gera calor e pode aumentar a pressão interna do tanque. Se não controlada, essa pressão pode levar a vazamentos ou até explosões (Mackay et al., 2006).
O aumento da pressão interna dos tanques corresponde a uma falha operacional que pode causar consequências severas às pessoas e/ou sistemas operacionais, sendo assim o monitoramento é parte essencial deste conjunto que visa a segurança das pessoas e do processo.
2.5.4.5 TIPOS DE SISTEMAS DE ALÍVIO DE PRESSÃO
As válvulas de alívio de pressão são dispositivos que se abrem automaticamente quando a pressão interna atinge um nível predeterminado. Elas podem ser ajustadas para liberar vapor ou gás, evitando o aumento excessivo de pressão. A calibração regular dessas válvulas é essencial para garantir sua eficácia (Reid et al., 1987).
Além das válvulas de alívio, sistemas de alívio de emergência, como sistemas de contenção de vapores, podem ser utilizados. Estes sistemas são projetados para capturar e redirecionar vapores para áreas seguras, minimizando o risco de incêndios e explosões (Silva, 2013).
A implementação de sistemas de alívio de pressão eficazes é uma necessidade para o armazenamento seguro do monômero de estireno. A escolha do tipo adequado de sistema, aliada a práticas de manutenção e monitoramento rigorosas, é essencial para prevenir riscos associados à volatilidade e inflamabilidade do estireno. Investir em tecnologia e treinamento contribui significativamente para a segurança operacional e a proteção do ambiente.
2.5.4.6 CONTROLE DE PRESSÃO ATRAVÉS DE VÁLVULAS
Os tanques de armazenamento e os sistemas de transferência devem ser equipados com válvulas de alívio de pressão para prevenir sobrepressão. As PVRVs (Pressure/Vacuum Relief Valves) e ERVs (Emergency Relief Valves) desempenham um papel vital na manutenção da integridade do sistema.
A seleção adequada destas válvulas é fundamental para garantir sua eficácia. Elas devem levar em consideração as características do produto estocado, volume e pressão máxima do tanque.
2.5.4.7 PVRVs (PRESSURE VACUUM RELIEF VALVES)
As válvulas de alívio de pressão/vácuo (PVRVs) são dispositivos de segurança projetados para manter a pressão interna dos tanques de armazenamento dentro de limites seguros. Elas operam abrindo-se automaticamente quando a pressão interna atinge um nível predeterminado, permitindo a liberação de vapores ou a entrada de ar para equilibrar a pressão (Crowl & Louvar, 2011).
As PVRVs são projetadas para abrir automaticamente quando a pressão ou o vácuo atinge um determinado limite, permitindo a equalização da pressão interna com a externa. Isso é crucial para evitar o colapso do tanque ou explosões devido a mudanças de pressão (Crowl & Louvar, 2011).
Durante operações como descarga ou resfriamento, a pressão interna do tanque pode cair abaixo da pressão atmosférica, criando um vácuo que pode danificar o tanque ou criar. As PVRVs também permitem a entrada de ar para evitar esse problema (Reid et al., 1987).
As PVRVs são peças-chave para o equilíbrio de pressão interna do tanque, evitando acidentes como incêndios, explosões e implosões. Estas portanto devem ser selecionadas de modo a atender as propriedades do produto interno, as demandas de pressão do tanque e materiais com os quais foram construídas, para que não sejam afetadas com as propriedades do monômero de estireno.
As válvulas de alívio de pressão/vácuo (PVRVs) desempenham um papel vital na segurança do armazenamento e manuseio do monômero de estireno. Elas oferecem proteção contra sobrepressão e vácuo, prevenindo acidentes graves e garantindo a conformidade regulatória. A implementação de melhores práticas na seleção, manutenção e treinamento é crucial para maximizar a eficácia das PVRVs e assegurar operações seguras e eficientes.
2.5.4.8 ERVs (EMERGENCY RELIEF VALVES )
Os dispositivos de alívio de emergência (ERVs) são válvulas projetadas para liberar rapidamente grandes volumes de vapor ou gás em situações de emergência, prevenindo a sobrepressão catastrófica em tanques de armazenamento e sistemas de transferência. Quando a pressão interna excede um limite seguro predefinido, as ERVs abrem automaticamente, aliviando a pressão excessiva e protegendo a integridade estrutural dos tanques (Crowl & Louvar, 2011).
Ao contrário das válvulas de alívio de pressão/vácuo (PVRVs), que são projetadas para operar em condições normais de variações de pressão, as ERVs são ativadas em situações de emergência extrema. Elas são capazes de liberar rapidamente grandes quantidades de pressão acumulada, evitando explosões ou rupturas que poderiam resultar em incêndios e liberações de substâncias tóxicas (Mackay et al., 2006).
Em situações de emergência envolvendo os monômeros de estireno pode haver o aumento abrupto de pressão interna dos tanques. Caso haja um problema nas válvulas que equalizam a pressão interna ou uma demanda tão grande de gases que estas não possam suprir as ERVs são acionadas, retirando grandes quantidades de pressão e protegendo o tanque de danos em sua estrutura, operacionalidade ou mesmo de explosões catastróficas.
As ERVs devem ser instalados nos pontos mais vulneráveis à sobrepressão, geralmente no topo dos tanques de armazenamento. A instalação correta garante que eles possam responder rapidamente a aumentos de pressão (Silva, 2013).
2.6 SEGURANÇA NAS OPERAÇÕES COM O MONÔMERO DE ESTIRENO
2.6.1 SEGURANÇA DURANTE A TRANSFERÊNCIA
Procedimentos operacionais padronizados (SOPs) devem ser estabelecidos para a transferência do monômero de estireno entre tanques e equipamentos. Esses procedimentos devem incluir verificações de segurança antes, durante e após a transferência (Silva, 2013).
Os equipamentos utilizados na transferência, como bombas e tubulações, devem ser compatíveis com o estireno e projetados para evitar a formação de cargas estáticas. A utilização de sistemas de aterramento é essencial para prevenir ignições acidentais.
2.6.2 SISTEMAS DE EMERGÊNCIA
É essencial que se tenha Planos de Resposta a Emergências e Equipamentos de Emergências.
É essencial ter um plano de resposta a emergências bem definido, incluindo procedimentos de evacuação, combate a incêndios e primeiros socorros. Todos os funcionários devem ser treinados nesses procedimentos (Mackay et al., 2006).
Instalações devem estar equipadas com sistemas de supressão de incêndio, chuveiros de emergência e lavadores de olhos. Além disso, detectores de gás e sistemas de alarme devem estar operacionais para alertar sobre a presença de vapores perigosos.
2.7 PROCESSO DE POLIMERIZAÇÃO
A polimerização do monômero de estireno é um processo químico fundamental na produção de poliestireno. Este processo envolve a transformação de moléculas individuais de estireno em longas cadeias poliméricas, resultando na solidificação do material.
2.7.1 PROCESSOS DE POLIMERIZAÇÃO
A polimerização do estireno pode ocorrer por meio de diferentes mecanismos, sendo os mais comuns a polimerização radicalar e a polimerização por adição. A solidificação, termo frequentemente utilizado em contextos industriais, refere-se à transição do estado líquido (monômero) para o estado sólido (polímero), que ocorre ao longo do processo de polimerização.
2.7.2 SOLIDIFICAÇÃO DO MONÔMERO DE ESTIRENO
A solidificação do monômero de estireno é um processo crucial na transformação deste líquido volátil em poliestireno. Compreender os mecanismos de solidificação não apenas proporciona insights sobre a química do estireno, mas também auxilia na otimização de processos de segurança.
Durante a polimerização, o estireno se transforma de um líquido volátil para um sólido através do aumento da massa molecular e da formação de redes poliméricas. A solidificação ocorre quando a temperatura do sistema é controlada, geralmente por resfriamento após a fase de polimerização, permitindo que o polímero formado solidifique. A remoção de voláteis, como o estireno não reagido e outros subprodutos, é crucial para garantir a qualidade do produto final. Isso geralmente é feito por meio de desorção em condições controladas de temperatura e pressão (Mackay et al., 2006).
A solidificação do estireno ocorre principalmente por meio da polimerização, um processo que converte o monômero em cadeias poliméricas longas. Durante a polimerização, o estireno passa de um estado líquido a um sólido, e essa transição é influenciada por vários fatores, incluindo temperatura, concentração de monômero, e presença de iniciadores.
2.7.2.1 RISCOS DA SOLIDIFICAÇÃO DO MONÔMERO DE ESTIRENO
O processo petroquímico que envolve a transformação do monômero de estireno em poliestireno para utilização como produto final é, majoritariamente, realizado por um sistemas de tubulações e válvulas para transição destes materiais entre tanques ou equipamentos, desta forma a solidificação precipitada em determinado ponto pode gerar uma obstrução nestes equipamentos impedindo o funcionamento correto ou mesmo a funcionalidade de determinados sistemas, portanto, deve-se utilizar produtos que venham inibir a polimerização acelerada do monômero nas fases de armazenamento e nas fases iniciais do processo de polimerização.
2.7.2.2 CONTROLE DE TEMPERATURA E REMOÇÃO DOS VOLÁTEIS
O controle da temperatura durante a polimerização do estireno é fundamental para garantir uma reação eficiente e segura. A temperatura influencia diretamente a taxa de polimerização, a velocidade de formação de radicais livres e a estabilidade do sistema.
As temperaturas elevadas aumentam a taxa de reação, mas também podem resultar em polimerizações descontroladas, levando à formação de polímeros de baixo peso molecular ou à degradação do monômero. Por outro lado, temperaturas muito baixas podem retardar a reação, resultando em baixa conversão do monômero (Reid et al., 1987).
O uso de sistemas de controle automático de temperatura, como termostatos e sensores, é comum na indústria. Esses sistemas permitem o monitoramento contínuo e o ajuste em tempo real, garantindo que a temperatura permaneça dentro de uma faixa ideal durante todo o processo de polimerização.
Quanto à remoção de voláteis, particularmente do estireno não reagido e outros subprodutos, é uma etapa crítica após a polimerização. A presença de resíduos voláteis pode representar riscos à saúde e ao meio ambiente.
Os compostos orgânicos voláteis (COV) são “quaisquer compostos que contenham carbono que participam das reações fotoquímicas na atmosfera, excluindo monóxido de carbono, dióxido de carbono, acido carbônico, carbetos ou carbonatos metálicos e carbono de amônio” (SOUSA, 2002).
2.8 OS RISCOS NAS FASE DE PRÉ-POLIMERIZAÇÃO E REATORES
A pré-polimerização refere-se à fase inicial do processo, onde uma mistura controlada de monômero de estireno e iniciadores é submetida a condições específicas antes da polimerização completa. Este estágio é projetado para otimizar a reação, influenciando as propriedades finais do poliestireno.
A pré-polimerização é uma etapa que pode ser incorporada ao processo, onde uma mistura inicial de monômeros e iniciadores é submetida a condições controladas de temperatura e tempo antes da polimerização completa. Essa etapa pode melhorar a eficiência do processo e controlar melhor as propriedades do polímero final (Costa & Oliveira, 2016).
O tipo de reator utilizado na polimerização do estireno é crucial para a eficiência do processo e as características do polímero resultante. Eles trabalham em uma faixa muito alta de temperatura, gerando o risco adicional de queimadura, bem como degradação do meio ambiente e equipamentos do processo.
A pré-polimerização e a escolha do tipo de reator são elementos fundamentais na solidificação do monômero de estireno. O controle preciso desses fatores permite controlar os riscos de incêndio e explosão que possam ser originados durante o processo.
Os reatores trabalham em altas faixas de temperatura sendo necessário cuidados com os possíveis riscos incêndio e/ou queimaduras em operadores destes equipamentos.
2.9 ÁREAS CLASSIFICADAS
Devido às suas propriedades perigosas, é essencial garantir que todas as operações envolvendo o monômero de estireno sejam realizadas em áreas devidamente classificadas para minimizar os riscos de incêndio e explosão.
Áreas classificadas são zonas nas quais a presença de substâncias inflamáveis ou explosivas, como vapores, gases, poeiras ou fibras, pode criar um ambiente perigoso. Essas áreas são identificadas e classificadas de acordo com a probabilidade e a frequência da presença dessas substâncias em concentrações inflamáveis (ABNT NBR IEC 60079-10-1:2013).
2.9.1 CLASSIFICAÇÃO DAS ÁREAS
A classificação das áreas é baseada na frequência e duração da presença de atmosferas explosivas:
- Zona 0: Área na qual uma atmosfera explosiva de gás está presente continuamente ou por longos períodos.
- Zona 1: Área na qual uma atmosfera explosiva de gás é provável de ocorrer em operação normal.
- Zona 2: Área na qual uma atmosfera explosiva de gás não é provável de ocorrer em operação normal, mas se ocorrer, será apenas por um curto período (ABNT NBR IEC 60079-10-1:2013).
2.9.2 ESPECIFICIDADES DAS ÁREAS CLASSIFICADAS
Todas as áreas classificadas devem ser documentadas com desenhos e descrições claras que detalhem a extensão e os limites das zonas de risco. Esses documentos são essenciais para a orientação de projetos, operações e manutenção segura dos equipamentos instalados nessas áreas (Crowl & Louvar, 2011).
2.9.3 EQUIPAMENTOS EM ÁREAS CLASSIFICADAS
2.9.3.1 EQUIPAMENTOS INTRINSICAMENTE SEGUROS
Equipamentos intrinsecamente seguros são projetados para operar em áreas classificadas sem risco de ignição. Esses dispositivos limitam a energia elétrica e térmica disponíveis, prevenindo a geração de faíscas ou calor suficiente para causar uma explosão (Reid et al., 1987).
2.9.3.2 EQUIPAMENTOS À PROVA DE EXPLOSÃO
Equipamentos à prova de explosão são construídos para conter qualquer explosão interna e evitar que ela se propague para a atmosfera ao redor. Esses dispositivos são essenciais em áreas classificadas onde o risco de ignição é elevado (Crowl & Louvar, 2011).
2.10 PROCEDIMENTOS EMERGENCIAIS
2.10.1 TANQUES DE ESPUMA
Para incêndios que têm como fonte os líquidos inflamáveis, como no caso do monômero de estireno, o método de extinção de fogo mais adequado é o abafamento. O agente extintor mais utilizado em industrias, seja por meios portáteis ou sistemas fixos, é a Espuma mecânica.
A espuma para combate a incêndio é formada a partir da mistura de água com líquido gerador de espuma (LGE), e, por meio de um processo mecânico, introduz-se ar na mistura. (Barros, 2020).
Em tanques de armazenamento de líquidos inflamáveis, é comum o uso de sistemas fixos de extinção de fogo com o uso de LGE. Estes sistemas, geralmente, são incorporados aos demais componentes do sistema de incêndio, com o armazenamento do Líquido Gerador de Espuma sendo feito de maneira isolado em tanque exclusivo. A água do reservatório passa através da tubulação e após a abertura das válvulas do tanque onde o LGE está estocado este é arrastado, passando pelo proporciador e chegando às câmaras que são responsáveis por demandar o agente extintor para o interior do tanque de inflamáveis.
Abaixo segue ilustração do sistema de LGE:
Figura 1 – Sistema de LGE
Fonte: Procetor Fire, 2024.
2.10.2 TREINAMENTOS DE OPERADORES
Os equipamentos destinados à segurança das pessoas e das instalações, bem como métodos de utilização destes equipamentos requerem conhecimento massivo dos operadores que os operam. Por tratar-se de itens específicos de um sistema pouco convencional o treinamento com os operadores é imprescindível para garantir a segurança do processo e o correto funcionamento dos sistemas de segurança com válvulas de alívio de pressão, sensores e sistemas de emergência.
Os operadores devem ser treinados em procedimentos de segurança relacionados aos sistemas de alívio de pressão. O conhecimento sobre como monitorar e manter esses sistemas é fundamental para garantir a segurança nas operações de armazenamento (Mackay et al., 2006).
Outro fator importante é a manutenção de uma Equipe de Resposta à Emergências com amplo conhecimento dos possíveis cenários de emergências que possam a vir ocorrer, os equipamentos que devem ser utilizados e as metodologias e estratégias para conter cada uma destas circunstâncias adversas.
3 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho demonstrou os riscos associados às etapas de transformação do monômeros em polímeros, com o intuito de trazer uma visão voltada ao âmbito da segurança do trabalho no seguimento petroquímico, em exclusivo, às mudanças no processo de criação do poliestireno.
Embora, durante suas etapas de transformação em poliestireno, tenha potencial para criar catástrofes envolvendo incêndios e explosões de grande proporção este produto químico possui outro fator interessante que diz respeito à toxidade do produto, porém este artigo não teve como foco o aspecto de higiene ocupacional do Monômero de Estireno. Apesar de ser um tema extremamente necessário para a segurança dos funcionários que executam atividades neste segmento, foi entendido que este é um tema extremamente extenso e deve ser trabalhado em outro estudo acadêmico.
Durante o desenvolvimento do trabalho, observou-se que, para trabalhar com produtos químicos desta natureza, é necessário um conhecimento específico sobre suas propriedades, possíveis riscos ou falhas no processo e métodos de controle de emergência. Sendo assim os operadores que executam as atividades de produção do poliestireno devem passar constantemente por treinamentos visando a segurança das pessoas e das instalações. A área de Segurança do Trabalho possui um papel extremamente importante na necessidade de disseminar informações que asseguram um ambiente seguro e saudável.
É observado que as atividades, antes executadas excepcionalmente de maneira manual, como leituras de volumes, temperaturas ou pressão dos tanques, abertura e fechamento de válvulas e avaliação do estado de determinado componente, deram espaços às tecnologias remotas como sensores e alarmes que permitem executar, a uma distância segura de trabalho, as atividades que poderiam infligir riscos de acidentes ao trabalhador.
É natural que haja riscos na execução de qualquer atividade laboral, porém, as atividades em processos petroquímicos compreendem riscos de proporções mais severas ou mais abrangentes, daí a necessidade de um processo rico em sistemas de segurança, com sistemas de redundância nos controles de emergência e com profissionais treinados para operá-los de maneira segura e eficiente. A Brigada de Emergência deve conhecer todos os cenários de riscos aos quais possam ser submetidos, devem ser treinados regularmente e participar de simulados constantes para que estejam aptos a atuar em casos extremos.
Este artigo teve como base de avaliação uma empresa petroquímica do norte do Brasil, onde as temperaturas são naturalmente altas e o clima é predominantemente equatorial, sem predominância de ventos, exigindo assim que o monômero de estireno esteja constantemente sendo resfriado para evitar sua polimerização antecipada, o que pode demonstrar uma mudança para outras empresas do mesmo segmento instaladas em locais do planeta onde o clima é predominantemente frio.
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[1] Discente da Pós-graduação, em nível de especialização no Curso de Engenharia em Segurança do Trabalho do Instituto FaSerra, Unidade Manaus. E-mail: glendson.oliveira@innova.com.br
[2] Docente da Pós-graduação, em nível de especialização no Curso de Engenharia em Segurança do Trabalho do Instituto FaSerra, Unidade Manaus. Meste em Ensino de Ciências e Matemática pela UFAM. E-mail: jardel.pibid@gmail.com