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Dissertações de Mestrado Defendidas: 2012

Dispersão de Gases Inflamáveis em Unidades de Processamento de Petróleo: avaliação do posicionamento de Detectores por Fluidodinâmica Computacional.

Autor: Eduardo Guedes Gomes.
Orientador: Ricardo de Andrade Medronho.

Resumo

O sistema de detecção de incêndio e gás é parte integrante do projeto de segurança industrial para a proteção de unidades de processamento de petróleo (refinarias). A correta quantificação e localização dos detectores de fogo e gás nessas unidades é de suma importância para que os profissionais de operação da planta e da brigada de emergência recebam, o quanto antes, a informação de que um evento indesejável pode estar se desenvolvendo e, assim, que medidas mitigadoras possam ser tomadas de forma a minimizar os possíveis danos causados à vida humana, à propriedade, ao meio ambiente e à imagem da companhia.

Para o caso de detectores de gases inflamáveis ou tóxicos as normas recomendam apenas que estes devem ser posicionados próximos aos possíveis pontos de vazamento, não indicando quantidade nem localização dos mesmos. Desta forma, o projeto fica dependente da experiência do projetista, podendo conduzir a sistemas super ou subdimensionados. Sendo assim, o presente trabalho objetivou a substituição desses critérios genéricos por uma análise quantitativa, baseada em critérios de engenharia, empregando-se o uso da fluidodinâmica computacional para a definição do comportamento das nuvens geradas quando da ocorrência de vazamento de gás em plantas de processo, com posterior definição dos melhores pontos para alocação dos detectores.

Inicialmente, procurou-se validar qual modelagem melhor representa um escoamento sônico de gás na atmosfera. Para isso, foram feitas simulações de liberações sônicas e subsônicas, e comparando-se os resultados com dados experimentais obtidos na literatura, concluiu-se que a modelagem sônica é a mais apropriada.

Definida a melhor modelagem, foram realizadas as simulações de dispersão gasosa em uma unidade de processo típica de uma refinaria de petróleo. Com as nuvens de gás geradas e com uma rotina computacional especialmente criada para a avaliação do posicionamento de detectores, pôde-se determinar que seis (06) detectores de gás localizados em pontos estratégicos foram capazes de detectar todos os trinta e dois (32) cenários de vazamento considerados no trabalho. Desta forma, mostrou-se que o uso da fluidodinâmica computacional, aliado a um programa computacional de avaliação do posicionamento de detectores, pode ser uma ferramenta extremamente útil nos projetos de segurança de plantas de processo que manipulam gases inflamáveis ou tóxicos.