36. Aumento da pressão barométrica
Editor de Capítulo: TJR Francisco
Conteúdo
Trabalhando sob Pressão Barométrica Aumentada
Eric Kindwall
Dees F. Gorman
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1. Instruções para trabalhadores de ar comprimido
2. Doença descompressiva: classificação revisada
37. Pressão barométrica reduzida
Editor de Capítulo: Walter Dummer
Aclimatação Ventilatória à Alta Altitude
John T. Reeves e John V. Weil
Efeitos fisiológicos da pressão barométrica reduzida
Kenneth I. Berger e William N. Rom
Considerações de saúde para gerenciar o trabalho em grandes altitudes
John B. Oeste
Prevenção de Riscos Ocupacionais em Grandes Altitudes
Walter Dummer
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38. Perigos Biológicos
Editor de Capítulo: Zuheir Ibrahim Fakhri
Riscos biológicos no local de trabalho
Zuheir I. Fakhri
Animais aquaticos
D. Zannini
Animais Terrestres Peçonhentos
JA Rioux e B. Juminer
Características clínicas da picada de cobra
David A. Warrel
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1. Ambientes ocupacionais com agentes biológicos
2. Vírus, bactérias, fungos e plantas no local de trabalho
3. Animais como fonte de riscos ocupacionais
39. Desastres, Naturais e Tecnológicos
Editor de Capítulo: Pier Alberto Bertazzi
Desastres e Acidentes Graves
Pier Alberto Bertazzi
Convenção da OIT sobre a Prevenção de Acidentes Industriais Graves, 1993 (No. 174)
Preparação para Desastres
Pedro J. Baxter
Atividades pós-desastre
Benedetto Terracini e Ursula Ackermann-Liebrich
Problemas relacionados ao clima
Jean Francês
Avalanches: Perigos e Medidas de Proteção
Gustav Pointingl
Transporte de Material Perigoso: Químico e Radioativo
Donald M. Campbell
Acidentes de Radiação
Pierre Verger e Denis Winter
Estudo de caso: o que significa dose?
Medidas de saúde e segurança ocupacional em áreas agrícolas contaminadas por radionuclídeos: a experiência de Chernobyl
Yuri Kundiev, Leonard Dobrovolsky e VI Chernyuk
Estudo de caso: o incêndio na fábrica de brinquedos Kader
Casey Cavanaugh Grant
Impactos de Desastres: Lições de uma Perspectiva Médica
José Luís Zeballos
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1. Definições de tipos de desastres
2. Número médio de vítimas em 25 anos por tipo e região - gatilho natural
3. Número médio de vítimas em 25 anos por tipo e região - gatilho não natural
4. Número médio de vítimas em 25 anos por tipo de gatilho natural (1969-1993)
5. Número médio de vítimas em 25 anos por tipo de gatilho não natural (1969-1993)
6. Gatilho natural de 1969 a 1993: Eventos ao longo de 25 anos
7. Gatilho não natural de 1969 a 1993: Eventos ao longo de 25 anos
8. Gatilho natural: número por região global e tipo em 1994
9. Gatilho não natural: número por região global e tipo em 1994
10. Exemplos de explosões industriais
11. Exemplos de grandes incêndios
12. Exemplos de grandes liberações tóxicas
13. Papel da gestão de instalações de risco maior no controle de risco
14. Métodos de trabalho para avaliação de perigos
15. Critérios da Diretiva CE para instalações de risco maior
16. Produtos químicos prioritários usados na identificação de instalações de risco maior
17. Riscos ocupacionais relacionados ao clima
18. Radionuclídeos típicos, com suas meias-vidas radioativas
19. Comparação de diferentes acidentes nucleares
20. Contaminação na Ucrânia, Bielo-Rússia e Rússia após Chernobyl
21. Contaminação estrôncio-90 após o acidente de Khyshtym (Urais 1957)
22. Fontes radioativas que envolveram o público em geral
23. Principais acidentes envolvendo irradiadores industriais
24. Oak Ridge (EUA) registro de acidentes de radiação (mundial, 1944-88)
25. Padrão de exposição ocupacional à radiação ionizante em todo o mundo
26. Efeitos determinísticos: limites para órgãos selecionados
27. Pacientes com síndrome de irradiação aguda (AIS) após Chernobyl
28. Estudos epidemiológicos de câncer de irradiação externa de alta dose
29. Câncer de tireoide em crianças na Bielorrússia, Ucrânia e Rússia, 1981-94
30. Escala internacional de incidentes nucleares
31. Medidas de proteção genéricas para a população em geral
32. Critérios para zonas de contaminação
33. Grandes desastres na América Latina e no Caribe, 1970-93
34. Perdas devido a seis desastres naturais
35. Hospitais e leitos hospitalares danificados/destruídos por 3 grandes desastres
36. Vítimas em 2 hospitais desabaram pelo terremoto de 1985 no México
37. Camas hospitalares perdidas devido ao terremoto chileno de março de 1985
38. Fatores de risco para danos causados por terremotos à infraestrutura hospitalar
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40. Eletricidade
Editor de Capítulo: Dominique Folliot
Eletricidade—Efeitos Fisiológicos
Dominique Folliot
Eletricidade estática
Claude Menguy
Prevenção e Padrões
Renzo Comini
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1. Estimativas da taxa de eletrocussão-1988
2. Relações básicas em eletrostática-Coleção de equações
3. Afinidades eletrônicas de polímeros selecionados
4. Limites de inflamabilidade inferiores típicos
5. Cobrança específica associada a operações industriais selecionadas
6. Exemplos de equipamentos sensíveis a descargas eletrostáticas
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41. Fogo
Editor de Capítulo: Casey C. Grant
Conceitos Básicos
Dougal Drysdale
Fontes de perigos de incêndio
Tamás Banky
Medidas de Prevenção de Incêndio
Pedro F. Johnson
Medidas passivas de proteção contra incêndio
Yngve Anderberg
Medidas Ativas de Proteção Contra Incêndio
Gary Taylor
Organização para proteção contra incêndio
S.Dheri
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1. Limites de inflamabilidade inferior e superior no ar
2. Pontos de inflamação e pontos de incêndio de combustíveis líquidos e sólidos
3. Fontes de ignição
4. Comparação de concentrações de diferentes gases necessários para inertização
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42. Calor e Frio
Editor de Capítulo: Jean-Jacques Vogt
Respostas Fisiológicas ao Ambiente Térmico
W.Larry Kenney
Efeitos do Estresse Térmico e do Trabalho no Calor
Bodil Nielsen
Distúrbios de Calor
Tokuo Ogawa
Prevenção do Estresse Térmico
Sarah A. Nunneley
A Base Física do Trabalho no Calor
Jacques Malchaire
Avaliação do Estresse Térmico e Índices de Estresse Térmico
Kenneth C. Parsons
Estudo de Caso: Índices de Calor: Fórmulas e Definições
Troca de calor através da roupa
Wouter A. Lotens
Ambientes Frios e Trabalho a Frio
Ingvar Holmér, Per-Ola Granberg e Goran Dahlstrom
Prevenção de Estresse por Frio em Condições Externas Externas
Jacques Bittel e Gustave Savourey
Índices e Padrões de Frio
Ingvar Holmer
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1. Concentração de eletrólitos no plasma sanguíneo e no suor
2. Índice de estresse térmico e tempos de exposição permitidos: cálculos
3. Interpretação dos valores do Índice de Estresse Térmico
4. Valores de referência para critérios de tensão e deformação térmica
5. Modelo usando a frequência cardíaca para avaliar o estresse térmico
6. Valores de referência WBGT
7. Práticas de trabalho para ambientes quentes
8. Cálculo do índice SWreq e método de avaliação: equações
9. Descrição dos termos usados na ISO 7933 (1989b)
10. Valores WBGT para quatro fases de trabalho
11. Dados básicos para a avaliação analítica usando ISO 7933
12. Avaliação analítica usando ISO 7933
13. Temperaturas do ar de vários ambientes ocupacionais frios
14. Duração do estresse por frio descompensado e reações associadas
15. Indicação de efeitos antecipados de exposição leve e severa ao frio
16. Temperatura do tecido corporal e desempenho físico humano
17. Respostas humanas ao resfriamento: reações indicativas à hipotermia
18. Recomendações de saúde para o pessoal exposto ao estresse pelo frio
19. Programas de condicionamento para trabalhadores expostos ao frio
20. Prevenção e alívio do estresse pelo frio: estratégias
21. Estratégias e medidas relacionadas a fatores e equipamentos específicos
22. Mecanismos gerais de adaptação ao frio
23. Número de dias em que a temperatura da água é inferior a 15 ºC
24. Temperaturas do ar de vários ambientes ocupacionais frios
25. Classificação esquemática do trabalho a frio
26. Classificação dos níveis de taxa metabólica
27. Exemplos de valores básicos de isolamento de roupas
28. Classificação da resistência térmica ao resfriamento de roupas de mão
29. Classificação da resistência térmica de contato de roupas de mão
30. Índice de resfriamento pelo vento, temperatura e tempo de congelamento da carne exposta
31. Poder de resfriamento do vento na carne exposta
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43. Horas de Trabalho
Editor de Capítulo: Pedro Knauth
Horas de trabalho
Pedro Knauth
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1. Intervalos de tempo desde o início do trabalho por turnos até três doenças
2. Trabalho em turnos e incidência de distúrbios cardiovasculares
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44. Qualidade do ar interno
Editor de Capítulo: Xavier Guardino Solá
Qualidade do Ar Interior: Introdução
Xavier Guardino Solá
Natureza e fontes de contaminantes químicos internos
Derrick Crump
Radão
Maria José Berenguer
Fumo do tabaco
Dietrich Hoffmann e Ernst L. Wynder
Regulamentos para fumar
Xavier Guardino Solá
Medição e Avaliação de Poluentes Químicos
M. Gracia Rosell Farrás
Contaminação Biológica
Brian Flannigan
Regulamentos, Recomendações, Diretrizes e Normas
Maria José Berenguer
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1. Classificação de poluentes orgânicos internos
2. Emissão de formaldeído de uma variedade de materiais
3. Ttl. compostos orgânicos voláteis concentrados, revestimentos de parede/piso
4. Produtos de consumo e outras fontes de compostos orgânicos voláteis
5. Principais tipos e concentrações no Reino Unido urbano
6. Medições de campo de óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono
7. Agentes tóxicos e tumorigênicos na fumaça secundária do cigarro
8. Agentes tóxicos e tumorigênicos da fumaça do tabaco
9. Cotinina urinária em não fumantes
10. Metodologia para colher amostras
11. Métodos de detecção de gases no ar interno
12. Métodos usados para a análise de poluentes químicos
13. Limites de detecção mais baixos para alguns gases
14. Tipos de fungos que podem causar rinite e/ou asma
15. Microrganismos e alveolite alérgica extrínseca
16. Microrganismos no ar e poeira interna não industrial
17. Padrões de qualidade do ar estabelecidos pela US EPA
18. Diretrizes da OMS para aborrecimentos não cancerígenos e não olfativos
19. Valores de orientação da OMS com base em efeitos sensoriais ou aborrecimento
20. Valores de referência para radônio de três organizações
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45. Controle Ambiental Interno
Editor de Capítulo: Juan Guasch Farrás
Controle de Ambientes Internos: Princípios Gerais
A. Hernández Calleja
Ar Interior: Métodos de Controle e Limpeza
E. Adán Liébana e A. Hernández Calleja
Objetivos e Princípios da Ventilação Geral e de Diluição
Emílio Castejón
Critérios de ventilação para edifícios não industriais
A. Hernández Calleja
Sistemas de aquecimento e ar condicionado
F. Ramos Pérez e J. Guasch Farrás
Ar Interior: Ionização
E. Adán Liébana e J. Guasch Farrás
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1. Poluentes internos mais comuns e suas fontes
2. Sistema de ventilação de diluição de requisitos básicos
3. Medidas de controle e seus efeitos
4. Ajustes no ambiente de trabalho e efeitos
5. Eficácia dos filtros (padrão ASHRAE 52-76)
6. Reagentes usados como absorventes para contaminantes
7. Níveis de qualidade do ar interior
8. Contaminação devido aos ocupantes de um edifício
9. Grau de ocupação de diferentes edifícios
10. Contaminação devido ao edifício
11. Níveis de qualidade do ar exterior
12. Normas propostas para fatores ambientais
13. Temperaturas de conforto térmico (baseadas em Fanger)
14. Características dos íons
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46. Iluminação
Editor de Capítulo: Juan Guasch Farrás
Tipos de Lâmpadas e Iluminação
Richard Forster
Condições Necessárias para Visual
Fernando Ramos Pérez e Ana Hernández Calleja
Condições Gerais de Iluminação
Alan Smith
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1. Saída e potência aprimoradas de algumas lâmpadas fluorescentes de 1,500 mm
2. Eficácias típicas de lâmpadas
3. Sistema Internacional de Codificação de Lâmpadas (ILCOS) para alguns tipos de lâmpadas
4. Cores e formas comuns de lâmpadas incandescentes e códigos ILCOS
5. Tipos de lâmpada de sódio de alta pressão
6. Contrastes de cores
7. Fatores de reflexão de diferentes cores e materiais
8. Níveis recomendados de iluminância mantida para locais/tarefas
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47. ruído
Editor de Capítulo: Alice H. Suter
A natureza e os efeitos do ruído
Alice H. Suter
Medição de Ruído e Avaliação de Exposição
Eduard I. Denisov e alemão A. Suvorov
Controle de Ruído de Engenharia
Dennis P. Driscoll
Programas de Conservação Auditiva
Larry H. Royster e Julia Doswell Royster
Normas e regulamentos
Alice H. Suter
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1. Limites de exposição permissíveis (PEL) para exposição ao ruído, por país
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48. Radiação: Ionizante
Editor do capítulo: Robert N. Cherry, Jr.
Introdução
Robert N. Cereja, Jr.
Biologia da Radiação e Efeitos Biológicos
Arthur C. Upton
Fontes de Radiação Ionizante
Robert N. Cereja, Jr.
Projeto do local de trabalho para segurança contra radiação
Gordon M. Lodde
Segurança de radiação
Robert N. Cereja, Jr.
Planejamento e Gerenciamento de Acidentes de Radiação
Sidney W. Porter, Jr.
49. Radiação Não Ionizante
Editor de Capítulo: Valete Bengt
Campos elétricos e magnéticos e resultados de saúde
Valete Bengt
O Espectro Eletromagnético: Características Físicas Básicas
Kjell Hansson suave
Radiação ultravioleta
David H. Sliney
Radiação infra-vermelha
R. Matthes
Luz e radiação infravermelha
David H. Sliney
lasers
David H. Sliney
Campos de Radiofrequência e Microondas
Kjell Hansson suave
Campos Elétricos e Magnéticos VLF e ELF
Michael H. Repacholi
Campos Estáticos Elétricos e Magnéticos
Martinho Grandolfo
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1. Fontes e exposições para IR
2. Função de risco térmico da retina
3. Limites de exposição para lasers típicos
4. Aplicações de equipamentos usando faixa >0 a 30 kHz
5. Fontes ocupacionais de exposição a campos magnéticos
6. Efeitos das correntes que passam pelo corpo humano
7. Efeitos biológicos de várias faixas de densidade de corrente
8. Limites de exposição ocupacional - campos elétricos/magnéticos
9. Estudos em animais expostos a campos elétricos estáticos
10. Principais tecnologias e grandes campos magnéticos estáticos
11. Recomendações ICNIRP para campos magnéticos estáticos
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50. Vibração
Editor de Capítulo: Michael J. Griffin
vibração
Michael J. Griffin
Vibração de corpo inteiro
Helmut Seidel e Michael J. Griffin
Vibração transmitida manualmente
Massimo Bovenzi
Motion Sickness
Alan J. Benson
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1. Atividades com efeitos adversos da vibração de corpo inteiro
2. Medidas preventivas para vibração de corpo inteiro
3. Exposições a vibrações transmitidas pelas mãos
4. Estágios, escala da oficina de Estocolmo, síndrome de vibração mão-braço
5. Fenômeno de Raynaud e síndrome de vibração mão-braço
6. Valores-limite de limite para vibração transmitida manualmente
7. Diretriz do Conselho da União Européia: vibração transmitida manualmente (1994)
8. Magnitudes de vibração para branqueamento de dedo
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51. Violência
Editor de Capítulo: Leon J. Warshaw
Violência no local de trabalho
Leon J. Warshaw
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1. Taxas mais altas de homicídio ocupacional, locais de trabalho nos EUA, 1980-1989
2. Taxas mais altas de homicídio ocupacional Ocupações nos EUA, 1980-1989
3. Fatores de risco para homicídios no local de trabalho
4. Guias para programas de prevenção da violência no local de trabalho
52. Unidades de exibição visual
Editor de Capítulo: Diane Berthelette
Visão geral
Diane Berthelette
Características das estações de trabalho de exibição visual
Ahmet Çakir
Problemas oculares e visuais
Paule Rey e Jean-Jacques Meyer
Riscos Reprodutivos - Dados Experimentais
Ulf Bergqvist
Efeitos reprodutivos - Evidência humana
Claire Infante-Rivard
Estudo de caso: um resumo dos estudos de resultados reprodutivos
Distúrbios músculo-esqueléticos
Gabriele Bammer
Problemas de pele
Mats Berg e Sture Lidén
Aspectos psicossociais do trabalho VDU
Michael J. Smith e Pascale Carayon
Aspectos ergonômicos da interação humano-computador
Jean Marc Robert
Padrões de Ergonomia
Tom FM Stewart
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1. Distribuição de computadores em várias regiões
2. Frequência e importância dos elementos do equipamento
3. Prevalência de sintomas oculares
4. Estudos teratológicos com ratos ou camundongos
5. Estudos teratológicos com ratos ou camundongos
6. Uso de VDU como um fator nos resultados adversos da gravidez
7. Análises para estudar causas de problemas musculoesqueléticos
8. Fatores considerados causadores de problemas musculoesqueléticos
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Desde que as pessoas começaram a se estabelecer em regiões montanhosas, elas foram expostas aos perigos específicos associados à vida nas montanhas. Entre os perigos mais traiçoeiros estão as avalanches e os deslizamentos de terra, que fazem vítimas até hoje.
Quando as montanhas estão cobertas por vários metros de neve no inverno, sob certas condições, uma massa de neve que se estende como um cobertor espesso nas encostas íngremes ou no topo das montanhas pode se desprender do solo e deslizar para baixo sob seu próprio peso. Isso pode resultar em grandes quantidades de neve caindo pela rota mais direta e se depositando nos vales abaixo. A energia cinética assim liberada produz avalanches perigosas, que varrem, esmagam ou enterram tudo em seu caminho.
As avalanches podem ser divididas em duas categorias de acordo com o tipo e condição da neve envolvida: avalanches de neve seca ou “poeira” e neve molhada ou avalanches de “solo”. Os primeiros são perigosos por causa das ondas de choque que desencadeiam, e os segundos por causa de seu volume absoluto, devido à umidade adicionada na neve molhada, achatando tudo enquanto a avalanche rola ladeira abaixo, muitas vezes em alta velocidade, e às vezes levando embora trechos do subsolo.
Situações particularmente perigosas podem surgir quando a neve em grandes encostas expostas no lado de barlavento da montanha é compactada pelo vento. Em seguida, muitas vezes forma uma cobertura, mantida unida apenas na superfície, como uma cortina suspensa por cima e apoiada em uma base que pode produzir o efeito de rolamentos de esferas. Se um “corte” for feito em tal cobertura (por exemplo, se um esquiador deixar uma pista ao longo da encosta), ou se por qualquer motivo, esta cobertura muito fina for rasgada (por exemplo, por seu próprio peso), então todo o uma extensão de neve pode deslizar morro abaixo como uma prancha, geralmente se transformando em uma avalanche à medida que avança.
No interior da avalanche, pode formar-se uma enorme pressão, que pode arrancar, esmagar ou esmagar locomotivas ou edifícios inteiros como se fossem brinquedos. Que os seres humanos têm muito poucas chances de sobreviver em tal inferno é óbvio, tendo em mente que qualquer um que não seja esmagado até a morte provavelmente morrerá por asfixia ou exposição. Não é de estranhar, portanto, nos casos em que pessoas foram enterradas em avalanches, que, mesmo que sejam encontradas imediatamente, cerca de 20% delas já estejam mortas.
A topografia e a vegetação da área farão com que as massas de neve sigam rotas definidas à medida que descem para o vale. As pessoas que vivem na região sabem disso por observação e tradição e, portanto, evitam essas zonas de perigo no inverno.
Antigamente, a única maneira de escapar de tais perigos era evitar expor-se a eles. Casas de fazenda e assentamentos foram construídos em locais onde as condições topográficas eram tais que não podiam ocorrer avalanches, ou onde anos de experiência mostraram estar muito distantes de qualquer caminho conhecido de avalanche. As pessoas até evitavam as áreas montanhosas durante o período de perigo.
As florestas nas encostas superiores também oferecem uma proteção considerável contra esses desastres naturais, pois suportam as massas de neve nas áreas ameaçadas e podem conter, parar ou desviar avalanches que já começaram, desde que não tenham acumulado muito impulso.
No entanto, a história dos países montanhosos é pontuada por repetidos desastres causados por avalanches, que causaram, e ainda cobram, um grande número de vidas e propriedades. Por um lado, a velocidade e o momento da avalanche são frequentemente subestimados. Por outro lado, as avalanches às vezes seguirão caminhos que, com base em séculos de experiência, não foram anteriormente considerados caminhos de avalanche. Certas condições climáticas desfavoráveis, em conjunto com uma determinada qualidade da neve e o estado do solo (por exemplo, vegetação danificada ou erosão ou afrouxamento do solo como resultado de fortes chuvas) produzem circunstâncias que podem levar a um desses “desastres”. do século”.
Se uma área está particularmente exposta à ameaça de uma avalanche depende não apenas das condições meteorológicas predominantes, mas ainda mais da estabilidade da cobertura de neve e se a área em questão está situada em um dos caminhos usuais de avalanche ou tomadas. Existem mapas especiais que mostram áreas onde avalanches ocorreram ou provavelmente ocorrerão como resultado de características topográficas, especialmente os caminhos e saídas de avalanches frequentes. É proibido construir em áreas de alto risco.
No entanto, estas medidas de precaução já não são suficientes, pois, apesar da proibição de construção em determinadas áreas e de todas as informações disponíveis sobre os perigos, um número crescente de pessoas ainda é atraído para as pitorescas regiões montanhosas, causando cada vez mais construções, mesmo em áreas reconhecidamente perigosas. Além desse desrespeito ou contorno das proibições de construção, uma das manifestações da moderna sociedade do lazer é que milhares de turistas vão para as montanhas para praticar esportes e recreação no inverno e para as próprias áreas onde as avalanches são virtualmente pré-programadas. A pista de esqui ideal é íngreme, livre de obstáculos e deve ter um tapete de neve suficientemente espesso - condições ideais para o esquiador, mas também para que a neve desça para o vale.
Se, no entanto, os riscos não podem ser evitados ou são até certo ponto conscientemente aceitos como um “efeito colateral” indesejado do prazer obtido com o esporte, torna-se necessário desenvolver maneiras e meios de lidar com esses perigos de outra maneira.
Para melhorar as chances de sobrevivência das pessoas soterradas em avalanches, é essencial fornecer serviços de resgate bem organizados, telefones de emergência próximos aos locais de risco e informações atualizadas para as autoridades e para os turistas sobre a situação em áreas perigosas . Sistemas de alerta precoce e excelente organização de serviços de resgate com o melhor equipamento possível podem aumentar consideravelmente as chances de sobrevivência de pessoas soterradas em avalanches, além de reduzir a extensão dos danos.
Medidas protetoras
Vários métodos de proteção contra avalanches foram desenvolvidos e testados em todo o mundo, como serviços de alerta transfronteiriço, barreiras e até mesmo o desencadeamento artificial de avalanches por meio de explosões ou disparos de armas sobre os campos de neve.
A estabilidade da cobertura de neve é basicamente determinada pela relação entre tensão mecânica e densidade. Essa estabilidade pode variar consideravelmente de acordo com o tipo de estresse (por exemplo, pressão, tensão, tensão de cisalhamento) dentro de uma região geográfica (por exemplo, aquela parte do campo de neve onde uma avalanche pode começar). Contornos, sol, ventos, temperatura e distúrbios locais na estrutura da cobertura de neve – resultantes de rochas, esquiadores, limpa-neves ou outros veículos – também podem afetar a estabilidade. A estabilidade pode, portanto, ser reduzida por intervenção local deliberada, como detonação, ou aumentada pela instalação de suportes ou barreiras adicionais. Essas medidas, que podem ser de caráter permanente ou temporário, são os dois principais métodos utilizados para proteção contra avalanches.
Medidas permanentes incluem estruturas eficazes e duráveis, barreiras de apoio nas áreas onde a avalanche pode começar, barreiras de desvio ou de frenagem no caminho da avalanche e barreiras de bloqueio na área de saída da avalanche. O objetivo das medidas de proteção temporárias é proteger e estabilizar as áreas onde uma avalanche pode começar, desencadeando deliberadamente avalanches menores e limitadas para remover as quantidades perigosas de neve em seções.
As barreiras de suporte aumentam artificialmente a estabilidade da cobertura de neve em áreas com potencial de avalanche. Barreiras de deriva, que impedem que neve adicional seja carregada pelo vento para a área de avalanche, podem reforçar o efeito das barreiras de suporte. Barreiras de desvio e de frenagem no caminho da avalanche e barreiras de bloqueio na área de saída da avalanche podem desviar ou retardar a queda da massa de neve e encurtar a distância de escoamento na frente da área a ser protegida. Barreiras de suporte são estruturas fixadas no solo, mais ou menos perpendiculares ao talude, que oferecem resistência suficiente à massa de neve que desce. Eles devem formar suportes chegando até a superfície da neve. As barreiras de apoio são geralmente dispostas em várias fileiras e devem cobrir todas as partes do terreno de onde as avalanches possam, sob várias condições climáticas possíveis, ameaçar a localidade a ser protegida. Anos de observação e medição de neve na área são necessários para estabelecer o posicionamento, estrutura e dimensões corretos.
As barreiras devem ter uma certa permeabilidade para permitir que pequenas avalanches e deslizamentos de terra fluam através de várias fileiras de barreiras sem aumentar ou causar danos. Se a permeabilidade não for suficiente, existe o perigo de que a neve se acumule atrás das barreiras e as avalanches subseqüentes deslizem sobre elas sem impedimentos, levando consigo mais massas de neve.
As medidas temporárias, ao contrário das barreiras, também podem permitir reduzir o perigo por um determinado período de tempo. Estas medidas baseiam-se na ideia de desencadear avalanches por meios artificiais. As massas ameaçadoras de neve são removidas da área potencial de avalanche por uma série de pequenas avalanches deliberadamente desencadeadas sob supervisão em horários selecionados e predeterminados. Isso aumenta consideravelmente a estabilidade da cobertura de neve remanescente no local da avalanche, pelo menos reduzindo o risco de novas e mais perigosas avalanches por um período limitado de tempo quando a ameaça de avalanches é aguda.
No entanto, o tamanho dessas avalanches produzidas artificialmente não pode ser determinado antecipadamente com grande precisão. Assim, para reduzir ao máximo o risco de acidentes, enquanto decorrem estas medidas temporárias, toda a área a ser afectada pela avalanche artificial, desde o seu ponto de partida até à sua paragem final, deve ser evacuado, fechado e verificado previamente.
As possíveis aplicações dos dois métodos de redução de riscos são fundamentalmente diferentes. Em geral, é melhor usar métodos permanentes para proteger áreas impossíveis ou difíceis de evacuar ou fechar, ou onde assentamentos ou florestas possam ser ameaçados mesmo por avalanches controladas. Por outro lado, estradas, pistas de esqui e pistas de esqui, que são fáceis de fechar por curtos períodos, são exemplos típicos de áreas nas quais medidas temporárias de proteção podem ser aplicadas.
Os vários métodos de desencadeamento artificial de avalanches envolvem uma série de operações que também envolvem certos riscos e, acima de tudo, exigem medidas de proteção adicionais para as pessoas designadas para realizar esses trabalhos. O essencial é provocar rupturas iniciais desencadeando tremores artificiais (explosões). Isso reduzirá suficientemente a estabilidade da cobertura de neve para produzir um deslizamento de neve.
A detonação é especialmente adequada para liberar avalanches em encostas íngremes. Geralmente é possível desprender pequenos trechos de neve em intervalos e assim evitar grandes avalanches, que demoram muito para percorrer seu curso e podem ser extremamente destrutivas. No entanto, é essencial que as operações de detonação sejam realizadas a qualquer hora do dia e em todos os tipos de clima, o que nem sempre é possível. Os métodos de produção artificial de avalanches por explosão diferem consideravelmente de acordo com os meios utilizados para atingir a área onde a explosão deve ocorrer.
As áreas onde as avalanches provavelmente começarão podem ser bombardeadas com granadas ou foguetes de posições seguras, mas isso é bem-sucedido (ou seja, produz a avalanche) em apenas 20 a 30% dos casos, pois é praticamente impossível determinar e atingir o máximo ponto-alvo efetivo com alguma precisão à distância, e também porque a cobertura de neve absorve o choque da explosão. Além disso, os projéteis podem não explodir.
Detonar com explosivos comerciais diretamente na área onde as avalanches provavelmente começarão é geralmente mais bem-sucedido. Os métodos mais bem-sucedidos são aqueles em que o explosivo é carregado em estacas ou cabos sobre a parte do campo de neve onde a avalanche deve começar e detonado a uma altura de 1.5 a 3 m acima da cobertura de neve.
Além do bombardeio das encostas, três métodos diferentes foram desenvolvidos para levar o explosivo para a produção artificial de avalanches ao local real onde a avalanche deve começar:
O teleférico é o método mais seguro e ao mesmo tempo o mais seguro. Com a ajuda de um pequeno teleférico especial, o teleférico de dinamite, a carga explosiva é transportada em uma corda sinuosa sobre o local da explosão na área de cobertura de neve em que a avalanche deve começar. Com o controle adequado da corda e com a ajuda de sinais e marcações, é possível dirigir com precisão para o que é conhecido por experiência como os locais mais eficazes e fazer com que a carga exploda diretamente acima deles. Os melhores resultados em relação ao desencadeamento de avalanches são alcançados quando a carga é detonada na altura correta acima da cobertura de neve. Como o teleférico corre a uma altura maior acima do solo, isso requer o uso de dispositivos de abaixamento. A carga explosiva está pendurada em um barbante enrolado no dispositivo de descida. A carga é baixada até a altura correta acima do local escolhido para a explosão com a ajuda de um motor que desenrola a corda. A utilização de teleféricos de dinamite permite realizar a detonação a partir de um local seguro, mesmo com pouca visibilidade, de dia ou de noite.
Devido aos bons resultados obtidos e aos custos de produção relativamente baixos, este método de desencadear avalanches é amplamente utilizado em toda a região alpina, sendo necessária uma licença para operar teleféricos de dinamite na maioria dos países alpinos. Em 1988, ocorreu uma intensa troca de experiências neste campo entre fabricantes, usuários e representantes do governo das regiões austríaca, bávara e alpina suíça. As informações obtidas com esta troca de experiências foram resumidas em folhetos e regulamentos juridicamente vinculativos. Esses documentos contêm basicamente as normas técnicas de segurança para equipamentos e instalações e instruções para realizar essas operações com segurança. Ao preparar a carga explosiva e operar o equipamento, a equipe de detonação deve ser capaz de se mover o mais livremente possível em torno dos vários controles e aparelhos do teleférico. Deve haver caminhos seguros e de fácil acesso para permitir que a tripulação saia do local rapidamente em caso de emergência. Deve haver vias de acesso seguras até os suportes e estações do teleférico. Para evitar falhas de explosão, dois fusíveis e dois detonadores devem ser usados para cada carga.
No caso da explosão manual, um segundo método para produzir avalanches artificialmente, o que era feito com frequência em épocas anteriores, o dinamiter deve subir até a parte da cobertura de neve onde a avalanche será detonada. A carga explosiva pode ser colocada em estacas fincadas na neve, mas geralmente lançada encosta abaixo em direção a um ponto alvo conhecido por experiência como particularmente eficaz. Geralmente é imperativo que os ajudantes prendam o dinamiter com uma corda durante toda a operação. No entanto, por mais cuidadosa que seja a atuação da equipe de detonação, não é possível eliminar o perigo de queda ou de ocorrência de avalanches no trajeto até o local da detonação, pois essas atividades muitas vezes envolvem longas subidas, às vezes em condições climáticas desfavoráveis. Devido a esses perigos, esse método, que também está sujeito a normas de segurança, raramente é usado atualmente.
O uso de helicópteros, um terceiro método, é praticado há muitos anos nos Alpes e em outras regiões para operações de detonação de avalanches. Tendo em vista os riscos perigosos para as pessoas a bordo, este procedimento é usado na maioria dos países alpinos e outros países montanhosos apenas quando é necessário evitar um perigo agudo, quando outros procedimentos não podem ser usados ou envolveriam riscos ainda maiores. Tendo em conta a situação jurídica especial decorrente da utilização de aeronaves para tais fins e os riscos envolvidos, foram elaboradas nos países alpinos orientações específicas sobre o desencadeamento de avalanches por helicópteros, com a colaboração das autoridades aeronáuticas, das instituições e autoridades responsáveis pela saúde e segurança ocupacional e especialistas na área. Essas diretrizes tratam não apenas de questões relativas às leis e regulamentos sobre explosivos e disposições de segurança, mas também dizem respeito às qualificações físicas e técnicas exigidas das pessoas encarregadas de tais operações.
As avalanches são desencadeadas de helicópteros baixando a carga em uma corda e detonando-a acima da cobertura de neve ou deixando cair uma carga com seu pavio já aceso. Os helicópteros utilizados devem ser especialmente adaptados e licenciados para tais operações. No que diz respeito à realização segura das operações a bordo, deve haver uma estrita divisão de responsabilidades entre o piloto e o técnico de jateamento. A carga deve ser preparada corretamente e o comprimento do fusível selecionado de acordo com o fato de ser baixado ou descartado. Por motivos de segurança, devem ser usados dois detonadores e dois fusíveis, como no caso dos outros métodos. Em regra, as cargas individuais contêm entre 5 e 10 kg de explosivo. Várias cargas podem ser baixadas ou descartadas uma após a outra durante um voo operacional. As detonações devem ser observadas visualmente para verificar se nenhuma falhou.
Todos esses processos de detonação requerem o uso de explosivos especiais, eficazes em condições de frio e insensíveis a influências mecânicas. As pessoas designadas para realizar essas operações devem ser especialmente qualificadas e ter experiência relevante.
As medidas de proteção temporárias e permanentes contra avalanches foram originalmente projetadas para áreas de aplicação distintas. As dispendiosas barreiras permanentes foram construídas principalmente para proteger aldeias e edifícios, especialmente contra grandes avalanches. As medidas de proteção temporárias foram originalmente limitadas quase exclusivamente à proteção de estradas, estações de esqui e instalações que poderiam ser facilmente fechadas. Atualmente, a tendência é aplicar uma combinação dos dois métodos. Para elaborar o programa de segurança mais eficaz para uma determinada área, é necessário analisar detalhadamente a situação existente para determinar o método que fornecerá a melhor proteção possível.
As indústrias e economias das nações dependem, em parte, do grande número de materiais perigosos transportados do fornecedor ao usuário e, finalmente, ao triturador de resíduos. Materiais perigosos são transportados por rodovias, ferrovias, água, ar e dutos. A grande maioria chega ao seu destino com segurança e sem incidentes. O tamanho e o escopo do problema são ilustrados pela indústria do petróleo. No Reino Unido, distribui cerca de 100 milhões de toneladas de produtos por ano por dutos, ferrovias, rodovias e hidrovias. Aproximadamente 10% dos empregados da indústria química do Reino Unido estão envolvidos na distribuição (ou seja, transporte e armazenamento).
Um material perigoso pode ser definido como “uma substância ou material determinado como sendo capaz de representar um risco não razoável à saúde, segurança ou propriedade quando transportado”. “Risco irracional” abrange um amplo espectro de saúde, incêndio e considerações ambientais. Essas substâncias incluem explosivos, gases inflamáveis, gases tóxicos, líquidos altamente inflamáveis, líquidos inflamáveis, sólidos inflamáveis, substâncias que se tornam perigosas quando molhadas, substâncias oxidantes e líquidos tóxicos.
Os riscos surgem diretamente de uma liberação, ignição, e assim por diante, da(s) substância(s) perigosa(s) sendo transportada(s). As ameaças rodoviárias e ferroviárias são as que podem dar origem a acidentes graves “que podem afetar tanto trabalhadores como cidadãos”. Esses perigos podem ocorrer quando os materiais estão sendo carregados ou descarregados ou estão em trânsito. A população em risco são as pessoas que vivem perto da estrada ou ferrovia e as pessoas em outros veículos rodoviários ou trens que podem se envolver em um acidente grave. As áreas de risco incluem os pontos de paragem temporária, como as estações ferroviárias e os parques de estacionamento de camiões nos postos de serviço das autoestradas. Os riscos marítimos são aqueles relacionados com a entrada ou saída de navios dos portos e aí carregados ou descarregados; os riscos também decorrem do tráfego costeiro e estreito e das vias navegáveis interiores.
A gama de incidentes que podem ocorrer em associação com o transporte, tanto em trânsito quanto em instalações fixas, inclui superaquecimento de produtos químicos, derramamento, vazamento, vazamento de vapor ou gás, incêndio e explosão. Dois dos principais eventos que causam incidentes são colisão e incêndio. Para caminhões-tanque, outras causas de vazamento podem ser vazamentos de válvulas e transbordamento. Geralmente, tanto para veículos rodoviários quanto ferroviários, os incêndios sem colisão são muito mais frequentes do que os incêndios com colisão. Esses incidentes associados ao transporte podem ocorrer em áreas rurais, industriais urbanas e residenciais urbanas e podem envolver veículos ou trens assistidos e não assistidos. Apenas na minoria dos casos um acidente é a causa primária do incidente.
O pessoal de emergência deve estar ciente da possibilidade de exposição humana e contaminação por uma substância perigosa em acidentes envolvendo ferrovias e pátios ferroviários, estradas e terminais de carga, embarcações (oceânicas e terrestres) e armazéns associados à beira-mar. Os dutos (sistemas de distribuição de longa distância e locais) podem ser um perigo se ocorrerem danos ou vazamentos, isoladamente ou em associação com outros incidentes. Os incidentes de transporte costumam ser mais perigosos do que os ocorridos em instalações fixas. Os materiais envolvidos podem ser desconhecidos, os sinais de alerta podem ser obscurecidos por capotamento, fumaça ou detritos, e agentes experientes podem estar ausentes ou vítimas do evento. O número de pessoas expostas depende da densidade da população, tanto de dia como de noite, das proporções dentro e fora de casa e da proporção que pode ser considerada particularmente vulnerável. Além da população que normalmente se encontra na área, também correm riscos os funcionários dos serviços de emergência que atendem o acidente. Não é incomum em um incidente envolvendo o transporte de materiais perigosos que uma proporção significativa das vítimas inclua esse pessoal.
No período de 20 anos de 1971 a 1990, cerca de 15 pessoas morreram nas estradas do Reino Unido por causa de produtos químicos perigosos, em comparação com a média anual de 5,000 pessoas todos os anos em acidentes de trânsito. No entanto, pequenas quantidades de mercadorias perigosas podem causar danos significativos. Exemplos internacionais incluem:
O maior número de incidentes graves ocorreu com gases ou líquidos inflamáveis (parcialmente relacionados aos volumes movimentados), com alguns incidentes de gases tóxicos e vapores tóxicos (incluindo produtos de combustão).
Estudos no Reino Unido mostraram o seguinte para o transporte rodoviário:
Esses eventos não são sinônimos de incidentes com materiais perigosos envolvendo veículos e podem constituir apenas uma pequena proporção destes últimos. Há também a individualidade dos acidentes envolvendo o transporte rodoviário de materiais perigosos.
Os acordos internacionais que cobrem o transporte de materiais potencialmente perigosos incluem:
Regulamentos para o Transporte Seguro de Material Radioativo de 1985 (alterado em 1990): Agência Internacional de Energia Atômica, Viena, 1990 (STI/PUB/866). Seu objetivo é estabelecer padrões de segurança que proporcionem um nível aceitável de controle dos riscos de radiação para pessoas, propriedades e meio ambiente associados ao transporte de material radioativo.
A Convenção Internacional para a Salvaguarda da Vida Humana no Mar 1974 (SOLAS 74). Isso define os padrões básicos de segurança para todos os navios de passageiros e de carga, incluindo navios que transportam cargas perigosas a granel.
A Convenção Internacional para a Prevenção da Poluição por Navios 1973, conforme modificado pelo Protocolo de 1978 (MARPOL 73/78). Isso fornece regulamentos para a prevenção da poluição por óleo, substâncias líquidas nocivas a granel, poluentes em forma de embalagem ou em contêineres de carga, tanques portáteis ou vagões rodoviários e ferroviários, esgoto e lixo. Os requisitos de regulamentação são ampliados no Código Marítimo Internacional de Mercadorias Perigosas.
Existe um corpo substancial de regulamentação internacional do transporte de substâncias nocivas por via aérea, ferroviária, rodoviária e marítima (convertida em legislação nacional em muitos países). A maioria é baseada em padrões patrocinados pelas Nações Unidas e abrange os princípios de identificação, rotulagem, prevenção e mitigação. O Comitê de Peritos das Nações Unidas sobre o Transporte de Mercadorias Perigosas produziu Recomendações sobre o Transporte de Mercadorias Perigosas. Eles são endereçados a governos e organizações internacionais preocupadas com a regulamentação do transporte de mercadorias perigosas. Entre outros aspectos, as recomendações abrangem princípios de classificação e definições de classes, listagem do conteúdo de produtos perigosos, requisitos gerais de embalagem, procedimentos de teste, fabricação, rotulagem ou sinalização e documentos de transporte. Essas recomendações – o “Livro Laranja” – não têm força de lei, mas formam a base de todos os regulamentos internacionais. Estes regulamentos são gerados por várias organizações:
A elaboração de planos de emergência de grande dimensão para fazer face e mitigar os efeitos de um acidente grave envolvendo substâncias perigosas é tão necessária no domínio dos transportes como no das instalações fixas. A tarefa de planejamento torna-se mais difícil porque a localização de um incidente não será conhecida com antecedência, exigindo assim um planejamento flexível. As substâncias envolvidas em um acidente de transporte não podem ser previstas. Devido à natureza do incidente, vários produtos podem ser misturados no local, causando problemas consideráveis aos serviços de emergência. O incidente pode ocorrer em uma área altamente urbanizada, remota e rural, fortemente industrializada ou comercializada. Um fator adicional é a população transitória que pode estar inconscientemente envolvida em um evento porque o acidente causou um acúmulo de veículos na via pública ou onde os trens de passageiros são parados em resposta a um incidente ferroviário.
Há, portanto, uma necessidade de desenvolvimento de planos locais e nacionais para responder a tais eventos. Estes devem ser simples, flexíveis e de fácil compreensão. Como acidentes de transporte graves podem ocorrer em uma multiplicidade de locais, o plano deve ser apropriado para todas as cenas potenciais. Para que o plano funcione de forma eficaz em todos os momentos, tanto em áreas rurais remotas quanto em áreas urbanas densamente povoadas, todas as organizações que contribuem para a resposta devem ter a capacidade de manter a flexibilidade, em conformidade com os princípios básicos da estratégia geral.
Os socorristas iniciais devem obter o máximo de informações possível para tentar identificar o perigo envolvido. Se o incidente for um derramamento, um incêndio, uma liberação tóxica ou uma combinação destes, determinará as respostas. Os sistemas de marcação nacionais e internacionais utilizados para identificar os veículos que transportam substâncias perigosas e mercadorias perigosas embaladas devem ser do conhecimento dos serviços de emergência, que devem ter acesso a uma das várias bases de dados nacionais e internacionais que podem ajudar a identificar o perigo e os problemas associados com isso.
O controle rápido do incidente é vital. A cadeia de comando deve ser claramente identificada. Isso pode mudar durante o evento, desde os serviços de emergência, passando pela polícia até o governo civil da área afetada. O plano deve ser capaz de reconhecer o efeito sobre a população, tanto os que trabalham ou residem na área potencialmente afetada quanto os que podem ser transitórios. Fontes especializadas em questões de saúde pública devem ser mobilizadas para aconselhar sobre o manejo imediato do incidente e sobre o potencial de efeitos diretos na saúde a longo prazo e indiretos na cadeia alimentar. Devem ser identificados os pontos de contacto para obter aconselhamento sobre a poluição ambiental de cursos de água e outros, e o efeito das condições meteorológicas no movimento das nuvens de gás. Os planos devem identificar a possibilidade de evacuação como uma das medidas de resposta.
No entanto, as propostas devem ser flexíveis, pois poderá haver um leque de custos e benefícios, tanto na gestão de incidentes como em termos de saúde pública, que terão de ser considerados. Os arranjos devem delinear claramente a política com relação a manter a mídia totalmente informada e as ações que estão sendo tomadas para mitigar os efeitos. A informação deve ser precisa e oportuna, devendo o porta-voz ser conhecedor da resposta global e ter acesso a especialistas para responder a questões especializadas. As más relações com a mídia podem atrapalhar o gerenciamento do evento e levar a comentários desfavoráveis e às vezes injustificados sobre o tratamento geral do episódio. Qualquer plano deve incluir exercícios simulados de desastres adequados. Isso permite que os respondentes e os gerentes de um incidente conheçam os pontos fortes e fracos pessoais e organizacionais uns dos outros. Exercícios de mesa e físicos são necessários.
Embora a literatura sobre derramamentos de produtos químicos seja extensa, apenas uma pequena parte descreve as consequências ecológicas. A maioria diz respeito a estudos de caso. As descrições de derramamentos reais têm se concentrado em problemas de saúde e segurança humana, com consequências ecológicas descritas apenas em termos gerais. Os produtos químicos entram no ambiente predominantemente através da fase líquida. Em apenas alguns casos, os acidentes com consequências ecológicas também afetaram os seres humanos imediatamente, e os efeitos no meio ambiente não foram causados por produtos químicos idênticos ou por vias de liberação idênticas.
Os controles para evitar riscos à saúde e à vida humana decorrentes do transporte de materiais perigosos incluem quantidades transportadas, direção e controle de meios de transporte, roteirização, bem como autoridade sobre pontos de intercâmbio e concentração e empreendimentos próximos a essas áreas. Mais pesquisas são necessárias sobre critérios de risco, quantificação de risco e equivalência de risco. O Executivo de Saúde e Segurança do Reino Unido desenvolveu um Serviço de Dados de Incidentes Graves (MHIDAS) como um banco de dados dos principais incidentes químicos em todo o mundo. Atualmente, ele contém informações sobre mais de 6,000 incidentes.
Estudo de Caso: Transporte de Materiais Perigosos
Um caminhão-tanque articulado transportando cerca de 22,000 litros de tolueno estava viajando em uma estrada principal que atravessa Cleveland, Reino Unido. Um carro parou no caminho do veículo e, como o motorista do caminhão fez uma ação evasiva, o caminhão-tanque capotou. As tampas dos cinco compartimentos se abriram e o tolueno foi derramado na estrada e pegou fogo, resultando em um incêndio em poça. Cinco carros que circulavam na pista oposta se envolveram no incêndio, mas todos os ocupantes escaparam.
O corpo de bombeiros chegou cinco minutos depois de ser chamado. Líquido em chamas havia entrado nos drenos e os incêndios nos drenos eram evidentes a aproximadamente 400m do incidente principal. O Plano de Emergência do Condado foi posto em ação, com os serviços sociais e os transportes públicos em estado de alerta em caso de necessidade de evacuação. A ação inicial do corpo de bombeiros concentrou-se na extinção de incêndios em veículos e na busca de ocupantes. A próxima tarefa foi identificar um abastecimento de água adequado. Um membro da equipe de segurança da empresa química chegou para coordenar com a polícia e os bombeiros. Também estiveram presentes funcionários do serviço de ambulâncias e dos conselhos de saúde ambiental e água. Após consulta, foi decidido permitir que o tolueno que vazasse queimasse, em vez de extinguir o fogo e fazer com que o produto químico emitisse vapores. A polícia emitiu avisos durante um período de quatro horas, utilizando rádio nacional e local, aconselhando as pessoas a ficarem em casa e fecharem as janelas. A via ficou fechada por oito horas. Quando o tolueno caiu abaixo do nível das tampas, o fogo foi extinto e o tolueno restante removido do navio-tanque. O incidente foi concluído cerca de 13 horas após o acidente.
Danos potenciais aos seres humanos existiam devido à radiação térmica; ao meio ambiente, da poluição do ar, do solo e da água; e para a economia, da interrupção do trânsito. O plano da empresa que existia para tal incidente de transporte foi ativado em 15 minutos, com cinco pessoas presentes. Um plano externo do condado existia e foi instigado com um centro de controle envolvendo a polícia e o corpo de bombeiros. Medição de concentração, mas não previsão de dispersão foi realizada. A resposta do corpo de bombeiros envolveu mais de 50 pessoas e dez equipamentos, cujas principais ações foram combate a incêndio, lavagem e retenção de derramamento. Mais de 40 policiais foram acionados na fiscalização do trânsito, alertando a população, segurança e controle de imprensa. A resposta do serviço de saúde abrangeu duas ambulâncias e duas equipes médicas no local. A reação do governo local envolveu saúde ambiental, transporte e serviços sociais. O público foi informado do incidente por alto-falantes, rádio e boca a boca. A informação se concentrou no que fazer, principalmente em se abrigar dentro de casa.
O resultado para os humanos foram duas internações em um único hospital, um funcionário público e um funcionário da empresa, ambos feridos no acidente. Houve poluição do ar perceptível, mas apenas uma leve contaminação do solo e da água. Do ponto de vista econômico, houve grandes danos à estrada e grandes atrasos no tráfego, mas nenhuma perda de colheitas, gado ou produção. As lições aprendidas incluíram o valor da recuperação rápida de informações do sistema Chemdata e a presença de um especialista técnico da empresa, permitindo que ações imediatas corretas fossem tomadas. A importância de declarações de imprensa conjuntas dos respondentes foi destacada. Deve-se levar em consideração o impacto ambiental do combate a incêndios. Se o incêndio tivesse sido combatido nas fases iniciais, uma quantidade considerável de líquido contaminado (água de incêndio e tolueno) poderia ter entrado nos esgotos, nas fontes de água e no solo.
Descrição, Fontes, Mecanismos
Além do transporte de materiais radioativos, existem três ambientes nos quais podem ocorrer acidentes de radiação:
Os acidentes radiológicos podem ser classificados em dois grupos com base na existência ou não de emissão ou dispersão ambiental de radionuclídeos; cada um desses tipos de acidentes afeta diferentes populações.
A magnitude e a duração do risco de exposição da população em geral dependem da quantidade e das características (meia-vida, propriedades físicas e químicas) dos radionuclídeos emitidos para o meio ambiente (tabela 1). Esse tipo de contaminação ocorre quando há rompimento das barreiras de contenção em usinas nucleares ou locais industriais ou médicos que separam materiais radioativos do meio ambiente. Na ausência de emissões ambientais, apenas os trabalhadores presentes no local ou manuseando equipamentos ou materiais radioativos estão expostos.
Tabela 1. Radionuclídeos típicos, com suas meias-vidas radioativas
radionuclídeo |
Símbolo |
Radiação emitida |
meia-vida física* |
Meia-vida biológica |
Bário-133 |
Ba-133 |
γ |
10.7 y |
65 d |
Cério-144 |
Ce 144 |
β,γ |
284 d |
263 d |
Césio-137 |
Cs-137 |
β,γ |
30 y |
109 d |
Cobalto-60 |
Co-60 |
β,γ |
5.3 y |
1.6 y |
Iodo-131 |
I-131 |
β,γ |
8 d |
7.5 d |
Plutônio-239 |
Pu-239 |
α,γ |
24,065 y |
50 y |
Polônio-210 |
Po-210 |
α |
138 d |
27 d |
Estrôncio-90 |
90 Sr |
β |
29.1 y |
18 y |
trítio |
H-3 |
β |
12.3 anos |
10 d |
* y = anos; d = dias.
A exposição à radiação ionizante pode ocorrer por três vias, independentemente de a população-alvo ser composta por trabalhadores ou público em geral: irradiação externa, irradiação interna e contaminação da pele e feridas.
A irradiação externa ocorre quando o indivíduo é exposto a uma fonte de radiação extracorpórea, seja pontual (radioterapia, irradiadores) ou difusa (nuvens radioativas e precipitação de acidentes, figura 1). A irradiação pode ser local, envolvendo apenas uma parte do corpo, ou todo o corpo.
Figura 1. Vias de exposição à radiação ionizante após liberação acidental de radioatividade no ambiente
A radiação interna ocorre após a incorporação de substâncias radioativas no corpo (figura 1) através da inalação de partículas radioativas transportadas pelo ar (por exemplo, césio-137 e iodo-131, presentes na nuvem de Chernobyl) ou ingestão de materiais radioativos na cadeia alimentar (por exemplo , iodo-131 no leite). A irradiação interna pode afetar todo o corpo ou apenas alguns órgãos, dependendo das características dos radionuclídeos: o césio-137 se distribui de maneira homogênea pelo corpo, enquanto o iodo-131 e o estrôncio-90 concentram-se na tireoide e nos ossos, respectivamente.
Finalmente, a exposição também pode ocorrer por contato direto de materiais radioativos com a pele e feridas.
Acidentes envolvendo usinas nucleares
Os locais incluídos nesta categoria incluem estações geradoras de energia, reatores experimentais, instalações para produção e processamento ou reprocessamento de combustível nuclear e laboratórios de pesquisa. Locais militares incluem reatores geradores de plutônio e reatores localizados a bordo de navios e submarinos.
Central nuclear
A captura da energia térmica emitida pela fissão atômica é a base para a produção de eletricidade a partir da energia nuclear. Esquematicamente, as usinas nucleares podem ser pensadas como compreendendo: (1) um núcleo, contendo o material físsil (para reatores de água pressurizada, 80 a 120 toneladas de óxido de urânio); (2) equipamento de transferência de calor incorporando fluidos de transferência de calor; (3) equipamentos capazes de transformar energia térmica em eletricidade, semelhante ao encontrado em usinas não nucleares.
Surtos de energia fortes e súbitos, capazes de causar a fusão do núcleo com emissão de produtos radioativos, são os principais perigos nessas instalações. Três acidentes envolvendo o derretimento do núcleo do reator ocorreram: em Three Mile Island (1979, Pensilvânia, Estados Unidos), Chernobyl (1986, Ucrânia) e Fukushima (2011, Japão) [Editado, 2011].
O acidente de Chernobyl foi o que é conhecido como um acidente de criticidade— isto é, um aumento súbito (no espaço de alguns segundos) na fissão levando a uma perda de controle do processo. Neste caso, o núcleo do reator foi completamente destruído e grandes quantidades de materiais radioativos foram emitidas (tabela 2). As emissões atingiram uma altura de 2 km, favorecendo a sua dispersão por longas distâncias (para todos os efeitos, todo o hemisfério Norte). O comportamento da nuvem radioativa tem se mostrado difícil de analisar, devido às mudanças meteorológicas durante o período de emissão (figura 2) (IAEA 1991).
Tabela 2. Comparação de diferentes acidentes nucleares
Acidente |
Tipo de instalação |
Acidente |
Total emitido |
de duração |
principal emitido |
Collective |
Khyshtym 1957 |
Armazenamento de alta |
Explosão química |
740x106 |
Quase |
Estrôncio-90 |
2,500 |
Escala de vento 1957 |
Plutônio- |
Fogo |
7.4x106 |
Aproximadamente |
Iodo-131, polônio-210, |
2,000 |
Three Mile Island |
PWR industrial |
Falha do refrigerante |
555 |
? |
Iodo-131 |
16-50 |
Chernobil 1986 |
RBMK industrial |
criticamente |
3,700x106 |
Mais de 10 dias |
Iodo-131, iodo-132, |
600,000 |
Fukushima 2011
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O relatório final da Força Tarefa de Avaliação de Fukushima será apresentado em 2013. |
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Fonte: UNSCEAR 1993.
Figura 2. Trajetória das emissões do acidente de Chernobyl, 26 de abril a 6 de maio de 1986
Os mapas de contaminação foram elaborados com base nas medições ambientais do césio-137, um dos principais produtos de emissão radioativa (tabela 1 e tabela 2). Áreas da Ucrânia, Bielo-Rússia (Bielorrússia) e Rússia foram fortemente contaminadas, enquanto a precipitação no resto da Europa foi menos significativa (figura 3 e figura 4 (UNSCEAR 1988). A Tabela 3 apresenta dados sobre a área das zonas contaminadas, características do populações expostas e vias de exposição.
Figura 3. Deposição de césio-137 na Bielo-Rússia, Rússia e Ucrânia após o acidente de Chernobyl.
Figura 4. Precipitação de Césio-137 (kBq/km2) na Europa após o acidente de Chernobyl
Tabela 3. Área de zonas contaminadas, tipos de populações expostas e modos de exposição na Ucrânia, Bielo-Rússia e Rússia após o acidente de Chernobyl
Tipo de população |
Superfície (km2 ) |
Tamanho da população (000) |
Principais modos de exposição |
Populações ocupacionalmente expostas: |
|||
Funcionários no local em |
≈0.44 |
Irradiação externa, |
|
Público geral: |
|||
Evacuado do |
|
115 |
Irradiação externa por |
* Indivíduos participando da limpeza em um raio de 30 km do local. Entre eles estão bombeiros, militares, técnicos e engenheiros que intervieram nas primeiras semanas, assim como médicos e pesquisadores atuantes posteriormente.
** Contaminação por césio-137.
Fonte: UNSCEAR 1988; AIEA 1991.
O acidente de Three Mile Island é classificado como um acidente térmico sem fuga do reator e foi o resultado de uma falha no refrigerante do núcleo do reator que durou várias horas. A concha de contenção garantiu que apenas uma quantidade limitada de material radioativo fosse emitida para o meio ambiente, apesar da destruição parcial do núcleo do reator (tabela 2). Embora nenhuma ordem de evacuação tenha sido emitida, 200,000 residentes evacuaram voluntariamente a área.
Finalmente, um acidente envolvendo um reator de produção de plutônio ocorreu na costa oeste da Inglaterra em 1957 (Windscale, tabela 2). Este acidente foi causado por um incêndio no núcleo do reator e resultou em emissões ambientais de uma chaminé de 120 metros de altura.
Instalações de processamento de combustível
As instalações de produção de combustível estão localizadas “a montante” dos reatores nucleares e são o local de extração de minério e transformação física e química do urânio em material físsil adequado para uso em reatores (figura 5). Os principais riscos de acidentes presentes nessas instalações são de natureza química e relacionados à presença de hexafluoreto de urânio (UF6), um composto gasoso de urânio que pode se decompor em contato com o ar para produzir ácido fluorídrico (HF), um gás muito corrosivo.
Figura 5. Ciclo de processamento do combustível nuclear.
Instalações “a jusante” incluem plantas de armazenamento e reprocessamento de combustível. Quatro acidentes de criticidade ocorreram durante o reprocessamento químico de urânio enriquecido ou plutônio (Rodrigues 1987). Em contraste com os acidentes ocorridos em usinas nucleares, esses acidentes envolveram pequenas quantidades de materiais radioativos – dezenas de quilos no máximo – e resultaram em efeitos mecânicos insignificantes e nenhuma emissão ambiental de radioatividade. A exposição foi limitada a doses muito altas, muito curto prazo (da ordem de minutos) raios gama externos e irradiação de nêutrons dos trabalhadores.
Em 1957, um tanque contendo lixo altamente radioativo explodiu na primeira instalação militar de produção de plutônio da Rússia, localizada em Khyshtym, no sul dos Montes Urais. Mais de 16,000 km2 foram contaminados e 740 PBq (20 MCi) foram emitidos para a atmosfera (tabela 2 e tabela 4).
Tabela 4. Superfície das zonas contaminadas e tamanho da população exposta após o acidente de Khyshtym (Urais 1957), por contaminação por estrôncio-90
Contaminação (kBq/m2 ) |
(Ci/km2 ) |
Área (km2 ) |
População |
≥ 37,000 |
≥ 1,000 |
20 |
1,240 |
≥ 3,700 |
≥100 |
120 |
1,500 |
≥ 74 |
≥ 2 |
1,000 |
10,000 |
≥ 3.7 |
≥ 0.1 |
15,000 |
270,000 |
Reatores de pesquisa
Os riscos dessas instalações são semelhantes aos presentes nas usinas nucleares, mas menos graves, dada a menor geração de energia. Ocorreram vários acidentes de criticidade envolvendo irradiação significativa de pessoal (Rodrigues 1987).
Acidentes relacionados ao uso de fontes radioativas na indústria e na medicina (excluindo usinas nucleares) (Zerbib 1993)
O acidente mais comum desse tipo é a perda de fontes radioativas provenientes da radiografia gama industrial, utilizada, por exemplo, para inspeção radiográfica de juntas e soldas. No entanto, fontes radioativas também podem ser perdidas de fontes médicas (tabela 5). Em ambos os casos, dois cenários são possíveis: a fonte pode ser apanhada e mantida por uma pessoa por várias horas (por exemplo, no bolso), depois relatada e restaurada, ou pode ser coletada e levada para casa. Enquanto o primeiro cenário causa queimaduras locais, o segundo pode resultar em irradiação a longo prazo de vários membros do público em geral.
tabela 5. Acidentes envolvendo a perda de fontes radioativas e que resultaram na exposição do público em geral
País (ano) |
número de |
número de |
Número de mortes** |
Material radioativo envolvido |
México (1962) |
? |
5 |
4 |
Cobalto-60 |
China (1963) |
? |
6 |
2 |
Cobalto 60 |
Argélia (1978) |
22 |
5 |
1 |
Irídio-192 |
Marrocos (1984) |
? |
11 |
8 |
Irídio-192 |
México |
≈4,000 |
5 |
0 |
Cobalto-60 |
Brazil |
249 |
50 |
4 |
Césio-137 |
China |
≈90 |
12 |
3 |
Cobalto-60 |
Estados Unidos |
≈90 |
1 |
1 |
Irídio-192 |
* Indivíduos expostos a doses capazes de causar efeitos agudos ou de longo prazo ou morte.
** Entre os indivíduos que recebem altas doses.
Fonte: Nénot 1993.
A recuperação de fontes radioativas de equipamentos de radioterapia tem resultado em diversos acidentes envolvendo a exposição de trabalhadores da sucata. Em dois casos – os acidentes de Juarez e Goiânia – o público em geral também foi exposto (ver tabela 5 e quadro abaixo).
Acidente de Goiânia, 1987
Entre 21 e 28 de setembro de 1987, várias pessoas com vômitos, diarreia, vertigens e lesões de pele em várias partes do corpo foram internadas no hospital especializado em doenças tropicais de Goiânia, cidade de um milhão de habitantes no estado brasileiro de Goiás . Esses problemas foram atribuídos a uma doença parasitária comum no Brasil. No dia 28 de setembro, o médico responsável pela vigilância sanitária da cidade atendeu uma mulher que lhe apresentou uma sacola contendo restos de um aparelho recolhidos em uma clínica abandonada, e um pó que emitia, segundo a mulher, “uma luz azul”. Pensando que o aparelho provavelmente era um equipamento de raio-x, o médico entrou em contato com seus colegas do hospital de doenças tropicais. A Secretaria de Meio Ambiente de Goiás foi avisada e, no dia seguinte, um físico fez as medições no pátio da secretaria de higiene, onde a sacola foi guardada durante a noite. Níveis muito altos de radioatividade foram encontrados. Em investigações subsequentes, a fonte de radioatividade foi identificada como uma fonte de césio-137 (atividade total: aproximadamente 50 TBq (1,375 Ci)) que estava contida em um equipamento de radioterapia usado em uma clínica abandonada desde 1985. O invólucro protetor ao redor do césio havia sido desmontado em 10 de setembro de 1987 por dois trabalhadores de ferro-velho e a fonte de césio, em pó, removida. Tanto o césio quanto os fragmentos das habitações contaminadas foram gradualmente dispersos pela cidade. Várias pessoas que transportaram ou manusearam o material, ou que simplesmente vieram vê-lo (incluindo pais, amigos e vizinhos) foram contaminadas. Ao todo, foram examinadas mais de 100,000 pessoas, das quais 129 estavam gravemente contaminadas; 50 foram hospitalizados (14 por insuficiência medular) e 4, incluindo uma menina de 6 anos, morreram. O acidente teve consequências econômicas e sociais dramáticas para toda a cidade de Goiânia e para o estado de Goiás: 1/1000 da superfície da cidade foi contaminada e o preço dos produtos agrícolas, aluguéis, imóveis e terras caiu. Os habitantes de todo o estado sofreram uma verdadeira discriminação.
Fonte: AIEA 1989a
O acidente de Juarez foi descoberto por acaso (IAEA 1989b). Em 16 de janeiro de 1984, um caminhão que entrou no laboratório científico de Los Alamos (Novo México, Estados Unidos) carregado com barras de aço acionou um detector de radiação. A investigação revelou a presença de cobalto-60 nas barras e rastreou o cobalto-60 até uma fundição mexicana. Em 21 de janeiro, um ferro-velho altamente contaminado em Juarez foi identificado como a fonte do material radioativo. O monitoramento sistemático de estradas e rodovias por detectores resultou na identificação de um caminhão fortemente contaminado. A fonte de radiação final foi determinada como um dispositivo de radioterapia armazenado em um centro médico até dezembro de 1983, quando foi desmontado e transportado para o ferro-velho. No ferro-velho, o invólucro de proteção ao redor do cobalto-60 foi quebrado, liberando os pellets de cobalto. Parte das pelotas caiu no caminhão de transporte de sucata e outras se espalharam pelo ferro-velho durante as operações subsequentes, misturando-se com as demais sucatas.
Ocorreram acidentes envolvendo a entrada de trabalhadores em irradiadores industriais ativos (por exemplo, aqueles usados para conservar alimentos, esterilizar produtos médicos ou polimerizar produtos químicos). Em todos os casos, isso ocorreu devido à falha em seguir os procedimentos de segurança ou a sistemas de segurança e alarmes desconectados ou defeituosos. Os níveis de dose de irradiação externa a que os trabalhadores desses acidentes foram expostos foram altos o suficiente para causar a morte. As doses foram recebidas em alguns segundos ou minutos (tabela 6).
Tabela 6. Principais acidentes envolvendo irradiadores industriais
local, data |
Equipamento* |
número de |
Nível de exposição |
órgãos afetados |
Dose recebida (Gy), |
Efeitos médicos |
Forbach, agosto de 1991 |
EA |
2 |
várias deciGy/ |
Mãos, cabeça, tronco |
40, pele |
Queimaduras afetando 25-60% dos |
Maryland, dezembro de 1991 |
EA |
1 |
? |
mãos |
55, mãos |
Amputação bilateral de dedos |
Vietnã, novembro de 1992 |
EA |
1 |
1,000 Gy/minuto |
mãos |
1.5, corpo inteiro |
Amputação da mão direita e um dedo da mão esquerda |
Itália, maio de 1975 |
CI |
1 |
Muitos minutos |
Cabeça, corpo inteiro |
8, medula óssea |
Morte |
São Salvador, fevereiro de 1989 |
CI |
3 |
? |
Corpo inteiro, pernas, |
3–8, corpo inteiro |
2 amputações de perna, 1 morte |
Israel, junho de 1990 |
CI |
1 |
minutos 1 |
Cabeça, corpo inteiro |
10-20 |
Morte |
Bielorrússia, outubro de 1991 |
CI |
1 |
Muitos minutos |
Todo o corpo |
10 |
Morte |
* EA: acelerador de elétrons CI: irradiador de cobalto-60.
Fonte: Zerbib 1993; Nenot 1993.
Finalmente, o pessoal médico e científico que prepara ou manuseia fontes radioativas pode ser exposto através da contaminação da pele e feridas ou inalação ou ingestão de materiais radioativos. Deve-se notar que este tipo de acidente também é possível em usinas nucleares.
Aspectos de saúde pública do problema
padrões temporais
O Registro de Acidentes de Radiação dos Estados Unidos (Oak Ridge, Estados Unidos) é um registro mundial de acidentes de radiação envolvendo seres humanos desde 1944. Para ser incluído no registro, um acidente deve ter sido objeto de um relatório publicado e resultar em danos corporais exposição superior a 0.25 Sievert (Sv), ou exposição da pele superior a 6 Sv ou exposição de outros tecidos e órgãos superior a 0.75 Sv (consulte "Estudo de caso: o que significa dose?" para uma definição de dose). Acidentes que são de interesse do ponto de vista da saúde pública, mas que resultaram em exposições mais baixas, são excluídos (veja abaixo uma discussão sobre as consequências da exposição).
A análise dos dados cadastrais de 1944 a 1988 revela um claro aumento tanto na freqüência de acidentes radioativos quanto no número de indivíduos expostos a partir de 1980 (tabela 7). O aumento no número de indivíduos expostos provavelmente é explicado pelo acidente de Chernobyl, particularmente os aproximadamente 135,000 indivíduos inicialmente residindo na área proibida dentro de 30 km do local do acidente. Os acidentes de Goiânia (Brasil) e Juarez (México) também ocorreram nesse período e envolveram significativa exposição de muitas pessoas (tabela 5).
Tabela 7. Acidentes de radiação listados no registro de acidentes de Oak Ridge (Estados Unidos) (mundial, 1944-88)
1944-79 |
1980-88 |
1944-88 |
|
Número total de acidentes |
98 |
198 |
296 |
Número de indivíduos envolvidos |
562 |
136,053 |
136,615 |
Número de indivíduos expostos a doses superiores a |
306 |
24,547 |
24,853 |
Número de mortes (efeitos agudos) |
16 |
53 |
69 |
* 0.25 Sv para exposição de corpo inteiro, 6 Sv para exposição da pele, 0.75 Sv para outros tecidos e órgãos.
Populações potencialmente expostas
Do ponto de vista da exposição à radiação ionizante, existem duas populações de interesse: as populações expostas ocupacionalmente e o público em geral. O Comitê Científico das Nações Unidas sobre os Efeitos da Radiação Atômica (UNSCEAR 1993) estima que 4 milhões de trabalhadores em todo o mundo foram expostos ocupacionalmente à radiação ionizante no período de 1985-1989; destes, aproximadamente 20% foram empregados na produção, uso e processamento de combustível nuclear (tabela 8). Estima-se que os países membros da AIEA possuam 760 irradiadores em 1992, dos quais 600 eram aceleradores de elétrons e 160 irradiadores gama.
Tabela 8. Padrão temporal da exposição ocupacional à radiação ionizante no mundo (em milhares)
Atividade |
1975-79 |
1980-84 |
1985-89 |
Processamento de combustível nuclear* |
560 |
800 |
880 |
Aplicações militares** |
310 |
350 |
380 |
Aplicações industriais |
530 |
690 |
560 |
As aplicações médicas |
1,280 |
1,890 |
2,220 |
Total |
2,680 |
3,730 |
4,040 |
* Produção e reprocessamento de combustível: 40,000; operação do reator: 430,000.
** incluindo 190,000 funcionários a bordo.
Fonte: UNSCEAR 1993.
O número de instalações nucleares por país é um bom indicador do potencial de exposição do público em geral (figura 6).
Figura 6. Distribuição de reatores geradores de energia e usinas de reprocessamento de combustível no mundo, 1989-90
Efeitos na saúde
Efeitos diretos na saúde da radiação ionizante
Em geral, os efeitos da radiação ionizante na saúde são bem conhecidos e dependem do nível de dose recebida e da taxa de dose (dose recebida por unidade de tempo (ver "Estudo de caso: o que significa dose?").
efeitos determinísticos
Estes ocorrem quando a dose excede um determinado limite e a taxa de dose é alta. A gravidade dos efeitos é proporcional à dose, embora o limiar da dose seja específico do órgão (tabela 9).
Tabela 9. Efeitos determinísticos: limites para órgãos selecionados
Tecido ou efeito |
Dose única equivalente |
Testículos: |
|
Esterilidade temporária |
0.15 |
Esterilidade permanente |
3.5-6.0 |
Ovários: |
|
Esterilidade |
2.5-6.0 |
Lentes cristalinas: |
|
Opacidades detectáveis |
0.5-2.0 |
Visão prejudicada (catarata) |
5.0 |
Medula óssea: |
|
Depressão da hematopoiese |
0.5 |
Fonte: ICRP 1991.
Nos acidentes como os discutidos acima, os efeitos determinísticos podem ser causados por irradiação local intensa, como aquela causada por irradiação externa, contato direto com uma fonte (por exemplo, uma fonte extraviada apanhada e embolsada) ou contaminação da pele. Tudo isso resulta em queimaduras radiológicas. Se a dose local for da ordem de 20 a 25 Gy (tabela 6, "Estudo de caso: o que significa dose?") pode ocorrer necrose tecidual. Uma síndrome conhecida como síndrome de irradiação aguda, caracterizada por distúrbios digestivos (náuseas, vômitos, diarreia) e aplasia da medula óssea de gravidade variável, pode ser induzida quando a dose média de irradiação de corpo inteiro excede 0.5 Gy. Deve ser lembrado que a irradiação de corpo inteiro e local pode ocorrer simultaneamente.
Nove dos 60 trabalhadores expostos durante acidentes críticos em usinas de processamento de combustível nuclear ou reatores de pesquisa morreram (Rodrigues 1987). Os falecidos receberam de 3 a 45 Gy, enquanto os sobreviventes receberam de 0.1 a 7 Gy. Os seguintes efeitos foram observados nos sobreviventes: síndrome de irradiação aguda (efeitos gastrointestinais e hematológicos), catarata bilateral e necrose de membros, exigindo amputação.
Em Chernobyl, o pessoal da usina, bem como o pessoal de emergência que não usava equipamento de proteção especial, sofreu alta exposição à radiação beta e gama nas primeiras horas ou dias após o acidente. Quinhentas pessoas precisaram de hospitalização; 237 indivíduos que receberam irradiação de corpo inteiro exibiram síndrome de irradiação aguda e 28 indivíduos morreram apesar do tratamento (tabela 10) (UNSCEAR 1988). Outros receberam irradiação local dos membros, em alguns casos afetando mais de 50% da superfície do corpo e continuam a sofrer, muitos anos depois, múltiplas doenças de pele (Peter, Braun-Falco e Birioukov 1994).
Tabela 10. Distribuição de pacientes com síndrome de irradiação aguda (AIS) após o acidente de Chernobyl, por gravidade do quadro
Gravidade da AIS |
Dose equivalente |
número de |
número de |
Sobrevivência média |
I |
1-2 |
140 |
- |
- |
II |
2-4 |
55 |
1 (1.8) |
96 |
III |
4-6 |
21 |
7 (33.3) |
29.7 |
IV |
>6 |
21 |
20 (95.2) |
26.6 |
Fonte: UNSCEAR 1988.
efeitos estocásticos
Estes são de natureza probabilística (ou seja, sua frequência aumenta com a dose recebida), mas sua gravidade é independente da dose. Os principais efeitos estocásticos são:
Tabela 11. Resultados de estudos epidemiológicos sobre o efeito da alta taxa de dose de irradiação externa no câncer
site de câncer |
Hiroxima/Nagasaki |
Outros estudos |
|
Mortalidade |
Incidência |
||
Sistema hematopoiético |
|||
Leucemia |
+* |
+* |
6/11 |
Linfoma (não especificado) |
+ |
0/3 |
|
Linfoma não-Hodgkin |
+* |
1/1 |
|
Mieloma |
+ |
+ |
1/4 |
Cavidade oral |
+ |
+ |
0/1 |
Glândulas salivares |
+* |
1/3 |
|
Sistema digestivo |
|||
Esôfago |
+* |
+ |
2/3 |
Estômago |
+* |
+* |
2/4 |
Intestino delgado |
1/2 |
||
Cólon |
+* |
+* |
0/4 |
Reto |
+ |
+ |
3/4 |
Fígado |
+* |
+* |
0/3 |
Vesícula biliar |
0/2 |
||
Pâncreas |
3/4 |
||
Sistema respiratório |
|||
Laringe |
0/1 |
||
Traquéia, brônquios, pulmões |
+* |
+* |
1/3 |
Pele |
|||
Não especificado |
1/3 |
||
Melanoma |
0/1 |
||
Outros cânceres |
+* |
0/1 |
|
Peito (mulheres) |
+* |
+* |
9/14 |
Sistema reprodutivo |
|||
Útero (não específico) |
+ |
+ |
2/3 |
corpo uterino |
1/1 |
||
Ovários |
+* |
+* |
2/3 |
Outras mulheres) |
2/3 |
||
Próstata |
+ |
+ |
2/2 |
Sistema urinário |
|||
Bexiga |
+* |
+* |
3/4 |
Rins |
0/3 |
||
Outros |
0/1 |
||
Sistema nervoso central |
+ |
+ |
2/4 |
Tiróide |
+* |
4/7 |
|
Osso |
2/6 |
||
Tecido conjuntivo |
0/4 |
||
Todos os cânceres, exceto leucemias |
1/2 |
+ Locais de câncer estudados nos sobreviventes de Hiroshima e Nagasaki.
* Associação positiva com radiação ionizante.
1 Coorte (incidência ou mortalidade) ou estudos de caso-controle.
Fonte: UNSCEAR 1994.
Dois pontos importantes sobre os efeitos da radiação ionizante permanecem controversos.
Em primeiro lugar, quais são os efeitos da irradiação de baixa dose (abaixo de 0.2 Sv) e baixas taxas de dose? A maioria dos estudos epidemiológicos examinou sobreviventes dos bombardeios de Hiroshima e Nagasaki ou pacientes recebendo terapia de radiação – populações expostas por períodos muito curtos a doses relativamente altas – e as estimativas do risco de desenvolver câncer como resultado da exposição a doses baixas e as taxas de dose dependem essencialmente em extrapolações dessas populações. Vários estudos de trabalhadores de usinas nucleares, expostos a baixas doses ao longo de vários anos, relataram riscos de câncer para leucemia e outros cânceres que são compatíveis com extrapolações de grupos de alta exposição, mas esses resultados permanecem não confirmados (UNSCEAR 1994; Cardis, Gilbert e Carpenter 1995).
Em segundo lugar, existe uma dose limite (ou seja, uma dose abaixo da qual não há efeito)? Isso é atualmente desconhecido. Estudos experimentais demonstraram que danos ao material genético (DNA) causados por erros espontâneos ou fatores ambientais são constantemente reparados. No entanto, esse reparo nem sempre é eficaz e pode resultar em transformação maligna das células (UNSCEAR 1994).
Outros efeitos
Finalmente, deve ser observada a possibilidade de efeitos teratogênicos devido à irradiação durante a gravidez. Microcefalia e retardo mental foram observados em crianças nascidas de mulheres sobreviventes dos bombardeios de Hiroshima e Nagasaki que receberam irradiação de pelo menos 0.1 Gy durante o primeiro trimestre (Otake, Schull e Yoshimura 1989; Otake e Schull 1992). Não se sabe se esses efeitos são determinísticos ou estocásticos, embora os dados sugiram a existência de um limiar.
Efeitos observados após o acidente de Chernobyl
O acidente de Chernobyl é o acidente nuclear mais grave ocorrido até hoje. No entanto, mesmo agora, dez anos após o fato, nem todos os efeitos na saúde das populações mais expostas foram avaliados com precisão. Há várias razões para isso:
Trabalhadores. Atualmente, informações completas não estão disponíveis para todos os trabalhadores que foram fortemente irradiados nos primeiros dias após o acidente. Estão em andamento estudos sobre o risco de os trabalhadores de limpeza e socorro desenvolverem leucemia e câncer de tecidos sólidos (ver tabela 3). Esses estudos enfrentam muitos obstáculos. O acompanhamento regular do estado de saúde dos trabalhadores de limpeza e socorro é muito dificultado pelo fato de que muitos deles vieram de diferentes partes da ex-URSS e foram reenviados depois de trabalhar no local de Chernobyl. Além disso, a dose recebida deve ser estimada retrospectivamente, pois não há dados confiáveis para esse período.
População geral. Até o momento, o único efeito plausivelmente associado à radiação ionizante nessa população é o aumento, a partir de 1989, da incidência de câncer de tireoide em crianças menores de 15 anos. Isso foi detectado na Bielo-Rússia (Belarus) em 1989, apenas três anos após o incidente, e foi confirmado por vários grupos de especialistas (Williams et al. 1993). O aumento foi particularmente notável nas áreas mais contaminadas da Bielorrússia, especialmente na região de Gomel. Enquanto o câncer de tireoide era normalmente raro em crianças com menos de 15 anos (taxa de incidência anual de 1 a 3 por milhão), sua incidência aumentou dez vezes em nível nacional e vinte vezes na área de Gomel (tabela 12, figura 7) (Stsjazhko et al. 1995). Um aumento de dez vezes na incidência de câncer de tireoide foi subsequentemente relatado nas cinco áreas mais contaminadas da Ucrânia, e um aumento no câncer de tireoide também foi relatado na região de Bryansk (Rússia) (tabela 12). Suspeita-se de um aumento entre os adultos, mas não foi confirmado. Programas sistemáticos de triagem realizados nas regiões contaminadas permitiram a detecção de cânceres latentes presentes antes do acidente; programas ultrassonográficos capazes de detectar cânceres de tireoide tão pequenos quanto alguns milímetros foram particularmente úteis nesse sentido. A magnitude do aumento da incidência em crianças, somada à agressividade dos tumores e seu rápido desenvolvimento, sugere que os aumentos observados no câncer de tireoide se devem em parte ao acidente.
Tabela 12. Padrão temporal da incidência e número total de cânceres de tireoide em crianças na Bielorrússia, Ucrânia e Rússia, 1981-94
Incidência* (/100,000) |
Número de casos |
|||
1981-85 |
1991-94 |
1981-85 |
1991-94 |
|
Bielorrússia |
||||
O país inteiro |
0.3 |
3.06 |
3 |
333 |
área de gomel |
0.5 |
9.64 |
1 |
164 |
Ucrânia |
||||
O país inteiro |
0.05 |
0.34 |
25 |
209 |
Cinco mais pesadamente |
0.01 |
1.15 |
1 |
118 |
Rússia |
||||
O país inteiro |
? |
? |
? |
? |
Bryansk e |
0 |
1.00 |
0 |
20 |
* Incidência: razão entre o número de casos novos de uma doença em um determinado período e o tamanho da população estudada no mesmo período.
Fonte: Stsjazhko et al. 1995.
Figura 7. Incidência de câncer de tireoide em crianças menores de 15 anos na Bielorrússia
Nas zonas mais fortemente contaminadas (por exemplo, a região de Gomel), as doses de tireóide foram altas, particularmente entre as crianças (Williams et al. 1993). Isso é consistente com as emissões significativas de iodo associadas ao acidente e com o fato de que o iodo radioativo, na ausência de medidas preventivas, se concentrará preferencialmente na glândula tireoide.
A exposição à radiação é um fator de risco bem documentado para câncer de tireoide. Aumentos claros na incidência de câncer de tireoide foram observados em uma dúzia de estudos de crianças recebendo radioterapia na cabeça e pescoço. Na maioria dos casos, o aumento foi claro dez a 15 anos após a exposição, mas foi detectado em alguns casos dentro de três a sete anos. Por outro lado, os efeitos em crianças da irradiação interna por iodo-131 e por isótopos de iodo de meia-vida curta não estão bem estabelecidos (Shore 1992).
A magnitude e o padrão precisos do aumento nos próximos anos da incidência de câncer de tireoide nas populações mais expostas devem ser estudados. Os estudos epidemiológicos em andamento devem ajudar a quantificar a associação entre a dose recebida pela glândula tireoide e o risco de desenvolver câncer de tireoide, além de identificar o papel de outros fatores de risco genéticos e ambientais. Deve-se notar que a deficiência de iodo é generalizada nas regiões afetadas.
Um aumento na incidência de leucemia, particularmente leucemia juvenil (uma vez que as crianças são mais sensíveis aos efeitos da radiação ionizante), é esperado entre os membros mais altamente expostos da população dentro de cinco a dez anos após o acidente. Embora esse aumento ainda não tenha sido observado, as fragilidades metodológicas dos estudos realizados até o momento impedem que conclusões definitivas sejam tiradas.
Efeitos psicossociais
A ocorrência de problemas psicológicos crônicos mais ou menos graves após traumas psicológicos está bem estabelecida e tem sido estudada principalmente em populações confrontadas com desastres ambientais como inundações, erupções vulcânicas e terremotos. O estresse pós-traumático é uma condição grave, duradoura e incapacitante (APA 1994).
A maior parte do nosso conhecimento sobre o efeito de acidentes de radiação em problemas psicológicos e estresse é extraído de estudos realizados na sequência do acidente de Three Mile Island. No ano seguinte ao acidente, efeitos psicológicos imediatos foram observados na população exposta, e as mães de crianças pequenas, em particular, exibiram maior sensibilidade, ansiedade e depressão (Bromet et al. 1982). Além disso, foi observado um aumento na depressão e nos problemas relacionados à ansiedade em trabalhadores de usinas elétricas, em comparação com trabalhadores de outras usinas elétricas (Bromet et al. 1982). Nos anos seguintes (ou seja, após a reabertura da usina), aproximadamente um quarto da população pesquisada apresentou problemas psicológicos relativamente significativos. Não houve diferença na frequência de problemas psicológicos no resto da população pesquisada, em comparação com as populações de controle (Dew e Bromet 1993). Os problemas psicológicos foram mais frequentes entre os indivíduos que viviam perto da usina, sem rede de apoio social, com histórico de problemas psiquiátricos ou que haviam evacuado sua casa no momento do acidente (Baum, Cohen e Hall 1993).
Estudos também estão em andamento entre as populações expostas durante o acidente de Chernobyl e para quem o estresse parece ser um importante problema de saúde pública (por exemplo, trabalhadores de limpeza e socorro e indivíduos que vivem em uma zona contaminada). No momento, porém, não há dados confiáveis sobre a natureza, gravidade, frequência e distribuição dos problemas psicológicos nas populações-alvo. Os factores que devem ser tidos em conta na avaliação das consequências psicológicas e sociais do acidente nos residentes das zonas contaminadas incluem a dura situação social e económica, a diversidade dos sistemas de compensação disponíveis, os efeitos da evacuação e reassentamento (cerca de 100,000 adicionais pessoas foram reassentadas nos anos seguintes ao acidente) e os efeitos das limitações do estilo de vida (por exemplo, modificação da nutrição).
Princípios de Prevenção e Diretrizes
Princípios e diretrizes de segurança
Uso industrial e médico de fontes radioativas
Embora seja verdade que os principais acidentes de radiação relatados ocorreram todos em usinas nucleares, o uso de fontes radioativas em outros locais resultou em acidentes com sérias conseqüências para os trabalhadores ou para o público em geral. A prevenção de acidentes como esses é essencial, principalmente diante do prognóstico decepcionante em casos de exposição a altas doses. A prevenção depende do treinamento adequado dos trabalhadores e da manutenção de um inventário abrangente do ciclo de vida das fontes radioativas, que inclua informações sobre a natureza e a localização das fontes. A IAEA estabeleceu uma série de diretrizes e recomendações de segurança para o uso de fontes radioativas na indústria, medicina e pesquisa (Safety Series No. 102). Os princípios em questão são semelhantes aos apresentados a seguir para usinas nucleares.
Segurança em usinas nucleares (IAEA Safety Series No. 75, INSAG-3)
O objetivo aqui é proteger os seres humanos e o meio ambiente da emissão de materiais radioativos em qualquer circunstância. Para tanto, é necessário aplicar uma variedade de medidas ao longo do projeto, construção, operação e descomissionamento de usinas nucleares.
A segurança das usinas nucleares depende fundamentalmente do princípio da “defesa em profundidade”, ou seja, a redundância de sistemas e dispositivos projetados para compensar erros e deficiências técnicas ou humanas. Concretamente, os materiais radioativos são separados do meio ambiente por uma série de barreiras sucessivas. Em reatores de produção de energia nuclear, a última dessas barreiras é a estrutura de contenção (ausente no local de Chernobyl, mas presente em Three Mile Island). Para evitar a quebra dessas barreiras e limitar as consequências das quebras, três medidas de segurança devem ser praticadas ao longo da vida operacional da usina: controle da reação nuclear, resfriamento do combustível e contenção de material radioativo.
Outro princípio essencial de segurança é a “análise da experiência operacional” — ou seja, usar informações obtidas de eventos, mesmo os menores, ocorridos em outros locais para aumentar a segurança de um local existente. Assim, a análise dos acidentes de Three Mile Island e Chernobyl resultou na implementação de modificações destinadas a garantir que acidentes semelhantes não ocorram em outros lugares.
Por último, refira-se que têm sido desenvolvidos esforços significativos na promoção de uma cultura de segurança, ou seja, uma cultura continuamente sensível às preocupações de segurança relacionadas com a organização, atividades e práticas da fábrica, bem como com o comportamento individual. Para aumentar a visibilidade de incidentes e acidentes envolvendo usinas nucleares, foi desenvolvida uma escala internacional de eventos nucleares (INES), idêntica em princípio às escalas utilizadas para medir a gravidade de fenômenos naturais como terremotos e ventos (tabela 12). No entanto, esta escala não é adequada para a avaliação da segurança de um local ou para a realização de comparações internacionais.
Tabela 13. Escala internacional de incidentes nucleares
Nível |
Fora do local |
No local |
Estrutura protetora |
7—Acidente grave |
Emissão principal, |
||
6-Acidente grave |
Emissão significativa, |
||
5—Acidente |
Emissão limitada, |
Danos sérios a |
|
4—Acidente |
Baixa emissão, público |
Danos aos reatores |
|
3-Incidente grave |
Emissão muito baixa, |
Grave |
Acidente mal evitado |
2—Incidente |
contaminação grave |
Falhas graves das medidas de segurança |
|
1—Anormalidade |
Anormalidade além |
||
0—Disparidade |
Sem significado de |
Princípios de proteção do público em geral contra a exposição à radiação
Em casos que envolvam a exposição potencial do público em geral, pode ser necessário aplicar medidas de proteção destinadas a prevenir ou limitar a exposição à radiação ionizante; isso é particularmente importante se os efeitos determinísticos devem ser evitados. As primeiras medidas que devem ser aplicadas em caso de emergência são evacuação, abrigo e administração de iodo estável. O iodo estável deve ser distribuído às populações expostas, pois isso saturará a tireoide e inibirá sua captação de iodo radioativo. Para ser eficaz, no entanto, a saturação da tireoide deve ocorrer antes ou logo após o início da exposição. Finalmente, reassentamento temporário ou permanente, descontaminação e controle da agricultura e alimentação podem eventualmente ser necessários.
Cada uma dessas contramedidas tem seu próprio “nível de ação” (tabela 14), que não deve ser confundido com os limites de dose ICRP para trabalhadores e público em geral, desenvolvidos para garantir proteção adequada em casos de exposição não acidental (ICRP 1991).
Tabela 14. Exemplos de níveis genéricos de intervenção para medidas de proteção para a população em geral
Medida de proteção |
Nível de intervenção (dose evitada) |
Urgência |
|
Contenção |
10 mSv |
Evacuação |
50 mSv |
Distribuição de iodo estável |
100 mGy |
Atrasado |
|
reassentamento temporário |
30 mSv em 30 dias; 10 mSv nos próximos 30 dias |
reassentamento permanente |
1 Sv vida útil |
Fonte: AIEA 1994.
Necessidades de pesquisa e tendências futuras
A pesquisa de segurança atual concentra-se em melhorar o projeto de reatores geradores de energia nuclear – mais especificamente, na redução do risco e dos efeitos do derretimento do núcleo.
A experiência adquirida com acidentes anteriores deve levar a melhorias no manejo terapêutico de indivíduos gravemente irradiados. Atualmente, o uso de fatores de crescimento de células da medula óssea (fatores de crescimento hematopoiéticos) no tratamento de aplasia medular induzida por radiação (falha no desenvolvimento) está sendo investigado (Thierry et al. 1995).
Os efeitos de baixas doses e taxas de dose de radiação ionizante permanecem obscuros e precisam ser esclarecidos, tanto do ponto de vista puramente científico quanto para fins de estabelecimento de limites de dose para o público em geral e para os trabalhadores. Pesquisas biológicas são necessárias para elucidar os mecanismos carcinogênicos envolvidos. Os resultados de estudos epidemiológicos em grande escala, especialmente aqueles atualmente em andamento em trabalhadores de usinas nucleares, devem ser úteis para melhorar a precisão das estimativas de risco de câncer para populações expostas a baixas doses ou taxas de dose. Estudos em populações que são ou foram expostas à radiação ionizante devido a acidentes devem ajudar a entender melhor os efeitos de doses mais altas, geralmente administradas em baixas taxas de dose.
A infra-estrutura (organização, equipamentos e ferramentas) necessária para a coleta oportuna de dados essenciais para a avaliação dos efeitos dos acidentes de radiação sobre a saúde deve estar pronta bem antes do acidente.
Finalmente, é necessária uma extensa pesquisa para esclarecer os efeitos psicológicos e sociais dos acidentes de radiação (por exemplo, a natureza e a frequência e os fatores de risco para reações psicológicas pós-traumáticas patológicas e não patológicas). Esta pesquisa é essencial para melhorar o manejo de populações expostas ocupacionalmente e não ocupacionalmente.
A contaminação maciça de terras agrícolas por radionuclídeos ocorre, via de regra, devido a grandes acidentes em empreendimentos da indústria nuclear ou usinas nucleares. Tais acidentes ocorreram em Windscale (Inglaterra) e South Ural (Rússia). O maior acidente aconteceu em abril de 1986 na usina nuclear de Chernobyl. Este último implicou uma contaminação intensiva de solos ao longo de vários milhares de quilômetros quadrados.
Os principais fatores que contribuem para os efeitos da radiação em áreas agrícolas são os seguintes:
Como resultado do acidente de Chernobyl, mais de 50 milhões de Curies (Ci) de radionuclídeos principalmente voláteis entraram no ambiente. Na primeira fase, que durou 2.5 meses (o “período do iodo”), o iodo-131 produziu o maior risco biológico, com doses significativas de radiação gama de alta energia.
O trabalho em terras agrícolas durante o período de iodo deve ser estritamente regulamentado. O iodo-131 se acumula na glândula tireoide e a danifica. Após o acidente de Chernobyl, uma zona de intensidade de radiação muito alta, onde ninguém tinha permissão para morar ou trabalhar, foi definida por um raio de 30 km ao redor da estação.
Fora desta zona interdita, distinguiam-se quatro zonas com diferentes taxas de radiação gama nos solos segundo os tipos de trabalhos agrícolas que podiam ser realizados; durante o período de iodo, as quatro zonas tiveram os seguintes níveis de radiação medidos em roentgen (R):
Na verdade, devido à contaminação “spot” por radionuclídeos durante o período do iodo, o trabalho agrícola nessas zonas foi realizado em níveis de irradiação gama de 0.2 a 25 mR/h. Além da contaminação desigual, a variação nos níveis de radiação gama foi causada por diferentes concentrações de radionuclídeos em diferentes culturas. As culturas forrageiras, em particular, estão expostas a altos níveis de emissores gama durante a colheita, transporte, ensilagem e quando são usadas como forragem.
Após a decomposição do iodo-131, o maior perigo para os trabalhadores agrícolas é representado pelos nuclídeos de vida longa, césio-137 e estrôncio-90. O césio-137, um emissor gama, é um análogo químico do potássio; sua ingestão por humanos ou animais resulta em distribuição uniforme por todo o corpo e é excretada de forma relativamente rápida pela urina e fezes. Assim, o esterco nas áreas contaminadas é uma fonte adicional de radiação e deve ser removido o mais rápido possível das fazendas de gado e armazenado em locais especiais.
O estrôncio-90, um emissor beta, é um análogo químico do cálcio; é depositado na medula óssea em humanos e animais. Estrôncio-90 e césio-137 podem entrar no corpo humano através de leite, carne ou vegetais contaminados.
A divisão de terras agrícolas em zonas após o decaimento de radionuclídeos de curta duração é realizada de acordo com um princípio diferente. Aqui, não é o nível de radiação gama, mas a quantidade de contaminação do solo por césio-137, estrôncio-90 e plutônio-239 que são levados em consideração.
No caso de contaminação particularmente grave, a população é evacuada dessas áreas e o trabalho agrícola é realizado em um esquema de rodízio de 2 semanas. Os critérios para demarcação de zona nas áreas contaminadas são dados na tabela 1.
Tabela 1. Critérios para zonas de contaminação
zonas de contaminação |
Limites de contaminação do solo |
Limites de dosagem |
Tipo de ação |
1. zona de 30 km |
- |
- |
Residindo de |
2. Incondicional |
15 (Ci)/km2 |
0.5 cSv/ano |
O trabalho agrícola é realizado com esquema de rotação de 2 semanas sob rigoroso controle radiológico. |
3. Voluntário |
5–15 Ci/km2 |
0.01-0.5 |
São tomadas medidas para reduzir |
4. Radioecológico |
1–5 Ci/km2 |
0.01 cSv/ano |
O trabalho agrícola é |
Quando as pessoas trabalham em terras agrícolas contaminadas por radionuclídeos, pode ocorrer a ingestão de radionuclídeos pelo corpo através da respiração e contato com o solo e poeiras vegetais. Aqui, tanto os emissores beta (estrôncio-90) quanto os emissores alfa são extremamente perigosos.
Como resultado de acidentes em usinas nucleares, parte dos materiais radioativos que entram no meio ambiente são partículas altamente ativas e de baixa dispersão do combustível do reator – “partículas quentes”.
Quantidades consideráveis de poeira contendo partículas quentes são geradas durante o trabalho agrícola e em períodos de vento. Isso foi confirmado pelos resultados das investigações de filtros de ar de tratores retirados de máquinas que operavam nas terras contaminadas.
A avaliação das cargas de dose nos pulmões de trabalhadores agrícolas expostos a partículas quentes revelou que fora da zona de 30 km as doses chegavam a vários milisieverts (Loshchilov et al. 1993).
Segundo os dados de Bruk et al. (1989) a atividade total de césio-137 e césio-134 na poeira inspirada em operadores de máquinas foi de 0.005 a 1.5 nCi/m3. De acordo com seus cálculos, durante todo o período de trabalho de campo, a dose efetiva nos pulmões variou de 2 a
70 cSv.
A relação entre a quantidade de contaminação do solo por césio-137 e a radioatividade do ar da zona de trabalho foi estabelecida. De acordo com os dados do Instituto de Saúde Ocupacional de Kiev, verificou-se que quando a contaminação do solo por césio-137 era de 7.0 a 30.0 Ci/km2 a radioatividade do ar da zona de respiração atingiu 13.0 Bq/m3. Na área controle, onde a densidade de contaminação foi de 0.23 a 0.61 Ci/km3, a radioatividade do ar da zona de trabalho variou de 0.1 a 1.0 Bq/m3 (Krasnyuk, Chernyuk e Stezhka 1993).
Os exames médicos dos operadores de máquinas agrícolas nas zonas “claras” e contaminadas revelaram um aumento das doenças cardiovasculares nos trabalhadores das zonas contaminadas, sob a forma de cardiopatia isquémica e distonia neurocirculatória. Entre outras doenças, a displasia da glândula tireóide e um aumento do nível de monócitos no sangue foram registrados com mais frequência.
Requisitos de higiene
Horários de trabalho
Após grandes acidentes em usinas nucleares, geralmente são adotadas regulamentações temporárias para a população. Após o acidente de Chernobyl, foram adotados regulamentos temporários por um período de um ano, com o TLV de 10 cSv. Supõe-se que os trabalhadores recebam 50% de sua dose devido à radiação externa durante o trabalho. Aqui, o limiar de intensidade da dose de radiação ao longo da jornada de trabalho de oito horas não deve ultrapassar 2.1 mR/h.
Durante o trabalho agrícola, os níveis de radiação nos locais de trabalho podem flutuar significativamente, dependendo das concentrações de substâncias radioativas nos solos e nas plantas; eles também flutuam durante o processamento tecnológico (siloing, preparação de forragem seca e assim por diante). A fim de reduzir as dosagens aos trabalhadores, são introduzidas regulamentações de limites de tempo para o trabalho agrícola. A Figura 1 mostra os regulamentos que foram introduzidos após o acidente de Chernobyl.
Figura 1. Prazos de trabalho agrícola em função da intensidade da radiação gama nos locais de trabalho.
Agrotecnologias
Ao realizar trabalhos agrícolas em condições de alta contaminação de solos e plantas, é necessário observar rigorosamente as medidas voltadas para a prevenção da contaminação por poeira. A carga e descarga de substâncias secas e empoeiradas deve ser mecanizada; o gargalo do tubo transportador deve ser coberto com tecido. Medidas voltadas para a diminuição da liberação de poeira devem ser tomadas para todos os tipos de trabalho de campo.
Os trabalhos com máquinas agrícolas devem ser realizados tendo em conta a pressurização da cabina e a escolha do sentido de funcionamento adequado, sendo preferível o vento lateral. Se possível, é desejável regar primeiro as áreas que estão sendo cultivadas. Recomenda-se o amplo uso de tecnologias industriais para eliminar ao máximo o trabalho braçal no campo.
É conveniente aplicar nos solos substâncias que possam promover a absorção e fixação de radionuclídeos, transformando-os em compostos insolúveis e evitando assim a transferência de radionuclídeos para as plantas.
Maquinaria agrícola
Um dos maiores riscos para os trabalhadores são as máquinas agrícolas contaminadas por radionuclídeos. O tempo de trabalho permitido nas máquinas depende da intensidade da radiação gama emitida pelas superfícies da cabine. Não só é necessária a pressurização completa das cabines, mas também o devido controle sobre os sistemas de ventilação e ar condicionado. Após o trabalho, deve ser realizada a limpeza úmida das cabines e a substituição dos filtros.
Ao fazer a manutenção e reparo das máquinas após os procedimentos de descontaminação, a intensidade da radiação gama nas superfícies externas não deve exceder 0.3 mR/h.
Edifícios
A limpeza úmida de rotina deve ser feita dentro e fora dos edifícios. Os edifícios devem ser equipados com chuveiros. Ao preparar forragens que contenham componentes de poeira, é necessário aderir a procedimentos que visam evitar a entrada de poeira pelos trabalhadores, bem como manter a poeira longe do chão, equipamentos e assim por diante.
A pressurização do equipamento deve estar sob controle. Os locais de trabalho devem estar equipados com ventilação geral eficaz.
Uso de pesticidas e fertilizantes minerais
A aplicação de pó e pesticidas granulados e fertilizantes minerais, bem como a pulverização de aviões, deve ser restringida. A pulverização mecânica e a aplicação de produtos químicos granulares, bem como fertilizantes líquidos misturados, são preferíveis. Os fertilizantes minerais em pó devem ser armazenados e transportados somente em recipientes hermeticamente fechados.
Os trabalhos de carga e descarga, preparo de soluções de agrotóxicos e demais atividades devem ser realizados com o uso de equipamentos de proteção individual máximos (macacões, capacetes, óculos de proteção, respiradores, luvas de borracha e botas).
Abastecimento de água e dieta
Deve haver instalações especiais fechadas ou vans sem correntes de ar onde os trabalhadores possam fazer suas refeições. Antes de tomar as refeições, os trabalhadores devem limpar suas roupas e lavar bem as mãos e o rosto com sabão e água corrente. Durante os períodos de verão, os trabalhadores de campo devem receber água potável. A água deve ser mantida em recipientes fechados. A poeira não deve entrar nos recipientes ao enchê-los com água.
Exames médicos preventivos dos trabalhadores
Os exames médicos periódicos devem ser realizados por um médico; análises laboratoriais de sangue, ECG e testes de função respiratória são obrigatórios. Onde os níveis de radiação não excedem os limites permitidos, a frequência dos exames médicos não deve ser inferior a uma vez a cada 12 meses. Onde houver níveis mais altos de radiação ionizante, os exames devem ser realizados com mais frequência (após a semeadura, colheita e assim por diante), levando em consideração a intensidade da radiação nos locais de trabalho e a dose total absorvida.
Organização do Controle Radiológico de Áreas Agrícolas
Os principais índices que caracterizam a situação radiológica após a precipitação são a intensidade da radiação gama na área, a contaminação das terras agrícolas pelos radionuclídeos selecionados e o conteúdo de radionuclídeos nos produtos agrícolas.
A determinação dos níveis de radiação gama nas áreas permite traçar os limites das áreas severamente contaminadas, estimar as doses de radiação externa para as pessoas que trabalham na agricultura e estabelecer os respectivos cronogramas de segurança radiológica.
As funções de monitoramento radiológico na agricultura são geralmente de responsabilidade dos laboratórios radiológicos do serviço sanitário e dos laboratórios radiológicos veterinários e agroquímicos. O treinamento e educação do pessoal envolvido no controle dosimétrico e consultas para a população rural são realizados por esses laboratórios.
Um trágico incêndio industrial na Tailândia concentrou a atenção mundial na necessidade de adotar e fazer cumprir códigos e padrões de última geração em ocupações industriais.
Em 10 de maio de 1993, um grande incêndio na fábrica da Kader Industrial (Thailand) Co. Ltd. localizada na província de Nakhon Pathom, na Tailândia, matou 188 trabalhadores (Grant e Klem, 1994). Este desastre se destaca como o pior incêndio acidental com perda de vidas humanas em um edifício industrial na história recente, uma distinção mantida por 82 anos pelo incêndio da fábrica Triangle Shirtwaist que matou 146 trabalhadores na cidade de Nova York (Grant 1993). Apesar dos anos entre esses dois desastres, eles compartilham semelhanças impressionantes.
Várias agências nacionais e internacionais se concentraram neste incidente após sua ocorrência. Com relação às questões de proteção contra incêndio, a National Fire Protection Association (NFPA) cooperou com a Organização Internacional do Trabalho (OIT) e com o Corpo de Bombeiros da Polícia de Bangkok na documentação deste incêndio.
Questões para uma economia global
Na Tailândia, o incêndio de Kader despertou grande interesse sobre as medidas de segurança contra incêndio do país, particularmente seus requisitos de projeto de código de construção e políticas de fiscalização. O primeiro-ministro tailandês, Chuan Leekpai, que viajou para o local na noite do incêndio, prometeu que o governo tratará das questões de segurança contra incêndios. De acordo com Wall Street Journal (1993), Leekpai pediu uma ação dura contra aqueles que violam as leis de segurança. O ministro tailandês da Indústria, Sanan Kachornprasart, disse que “as fábricas sem sistemas de prevenção de incêndio serão obrigadas a instalar um ou nós as fecharemos”.
A Wall Street Journal prossegue afirmando que líderes trabalhistas, especialistas em segurança e autoridades dizem que o incêndio de Kader pode ajudar a endurecer os códigos de construção e os regulamentos de segurança, mas temem que o progresso duradouro ainda esteja longe, pois os empregadores desrespeitam as regras e os governos permitem que o crescimento econômico tenha prioridade sobre o trabalhador segurança.
Como a maioria das ações da Kader Industrial (Thailand) Co. Ltd. pertence a interesses estrangeiros, o incêndio também alimentou o debate internacional sobre as responsabilidades dos investidores estrangeiros em garantir a segurança dos trabalhadores em seu país patrocinador. Vinte por cento dos acionistas da Kader são de Taiwan e 79.96% são de Hong Kong. Apenas 0.04% da Kader é de propriedade de cidadãos tailandeses.
Entrar em uma economia global implica que os produtos sejam fabricados em um local e usados em outros locais em todo o mundo. O desejo de competitividade neste novo mercado não deve comprometer as disposições fundamentais de segurança industrial contra incêndio. Existe uma obrigação moral de fornecer aos trabalhadores um nível adequado de proteção contra incêndio, não importa onde eles estejam.
A facilidade
A instalação da Kader, que fabricava brinquedos de pelúcia e bonecos de plástico destinados principalmente à exportação para os Estados Unidos e outros países desenvolvidos, está localizada no distrito de Sam Phran, na província de Nakhon Pathom. Isso não é bem a meio caminho entre Bangkok e a cidade vizinha de Kanchanaburi, o local da infame ponte ferroviária da Segunda Guerra Mundial sobre o rio Kwai.
As estruturas que foram destruídas no incêndio pertenciam e eram operadas diretamente pela Kader, proprietária do local. A Kader tem duas empresas irmãs que também operam no local em regime de arrendamento.
A Kader Industrial (Thailand) Co. Ltd. foi registrada pela primeira vez em 27 de janeiro de 1989, mas a licença da empresa foi suspensa em 21 de novembro de 1989, depois que um incêndio em 16 de agosto de 1989 destruiu a nova fábrica. Este incêndio foi atribuído à ignição do tecido de poliéster usado na fabricação de bonecas em uma máquina de fiar. Depois que a fábrica foi reconstruída, o Ministério da Indústria permitiu sua reabertura em 4 de julho de 1990.
Entre a reabertura da fábrica e o incêndio de maio de 1993, a instalação sofreu vários outros incêndios menores. Um deles, ocorrido em fevereiro de 1993, causou danos consideráveis ao Edifício Três, que ainda estava sendo reparado no momento do incêndio em maio de 1993. O incêndio de fevereiro ocorreu no final da noite em um depósito e envolveu materiais de poliéster e algodão. Vários dias depois desse incêndio, um inspetor do trabalho visitou o local e emitiu um alerta que apontava a necessidade da fábrica de agentes de segurança, equipamentos de segurança e um plano de emergência.
Os relatórios iniciais após o incêndio de maio de 1993 observaram que havia quatro edifícios no local de Kader, três dos quais foram destruídos pelo incêndio. Em certo sentido, isso é verdade, mas os três prédios eram na verdade uma única estrutura em forma de E (veja a figura 1), cujas três partes principais eram designadas por Prédios Um, Dois e Três. Perto havia uma oficina de um andar e outra estrutura de quatro andares conhecida como Edifício Quatro.
Figura 1. Planta do local da fábrica de brinquedos Kader
O edifício em forma de E era uma estrutura de quatro andares composta por lajes de concreto suportadas por uma estrutura de aço estrutural. Havia janelas ao redor do perímetro de cada andar e o telhado era um arranjo ligeiramente inclinado e pontiagudo. Cada parte do edifício tinha um elevador de carga e duas escadas com 1.5 metro de largura cada. Os elevadores de carga eram conjuntos enjaulados.
Cada edifício da fábrica foi equipado com um sistema de alarme de incêndio. Nenhum dos prédios tinha sprinklers automáticos, mas extintores portáteis e estações de mangueiras foram instalados nas paredes externas e nas escadas de cada prédio. Nenhum dos aços estruturais do edifício era à prova de fogo.
Há informações conflitantes sobre o número total de trabalhadores no local. A Federação das Indústrias Tailandesas prometeu ajudar 2,500 funcionários da fábrica deslocados pelo incêndio, mas não está claro quantos funcionários estavam no local ao mesmo tempo. Quando o incêndio ocorreu, foi relatado que havia 1,146 trabalhadores no Edifício Um. Trinta e seis estavam no primeiro andar, 10 no segundo, 500 no terceiro e 600 no quarto. Havia 405 trabalhadores no Edifício Dois. Sessenta deles estavam no primeiro andar, 5 no segundo, 300 no terceiro e 40 no quarto. Não está claro quantos trabalhadores estavam no Edifício Três, já que uma parte dele ainda estava sendo reformada. A maioria dos trabalhadores da fábrica eram mulheres.
O fogo
Segunda-feira, 10 de maio, foi um dia normal de trabalho nas instalações da Kader. Aproximadamente às 4h00, quando o turno do fim do dia se aproximava, alguém descobriu um pequeno incêndio no primeiro andar, perto da extremidade sul do Prédio Um. Esta parte do edifício era utilizada para embalar e armazenar os produtos acabados, por isso continha uma carga considerável de combustível (ver figura 2). Cada prédio da instalação tinha uma carga de combustível composta de tecido, plástico e materiais usados para enchimento, além de outros materiais normais de trabalho.
Figura 2. Layout interno dos edifícios um, dois e três
Seguranças nas proximidades do incêndio tentaram extinguir as chamas, sem sucesso, antes de chamarem o corpo de bombeiros da polícia local às 4h21. As autoridades receberam mais duas ligações, às 4h30 e às 4h31. limites jurisdicionais de Bangkok, mas o aparato de fogo de Bangkok, bem como o aparato da província de Nakhon Pathom, responderam.
Enquanto os trabalhadores e seguranças tentavam em vão extinguir o fogo, o prédio começou a se encher de fumaça e outros produtos da combustão. Os sobreviventes relataram que o alarme de incêndio nunca soou no Edifício Um, mas muitos trabalhadores ficaram preocupados quando viram fumaça nos andares superiores. Apesar da fumaça, os seguranças teriam dito a alguns trabalhadores que permanecessem em seus postos porque era um pequeno incêndio que logo estaria sob controle.
O fogo se espalhou rapidamente por todo o Edifício Um, e os andares superiores logo se tornaram insustentáveis. O incêndio bloqueou a escada na extremidade sul do prédio, então a maioria dos trabalhadores correu para a escada norte. Isso significava que aproximadamente 1,100 pessoas estavam tentando deixar o terceiro e o quarto andar por uma única escada.
O primeiro aparato de incêndio chegou às 4h40, tendo seu tempo de resposta estendido devido à localização relativamente remota da instalação e às condições de engarrafamento típicas do tráfego de Bangkok. Os bombeiros que chegaram encontraram o Edifício Um fortemente envolvido em chamas e já começando a desabar, com pessoas pulando do terceiro e quarto andares.
Apesar dos esforços dos bombeiros, o Prédio Um desabou completamente por volta das 5h14. Atiçado por ventos fortes que sopravam do norte, o incêndio se espalhou rapidamente pelos Prédios Dois e Três antes que o corpo de bombeiros pudesse defendê-los com eficácia. O prédio dois desabou às 5h30 e o prédio três às 6h05. 7h45 Aproximadamente 50 peças de aparato de fogo estiveram envolvidas na batalha.
Os alarmes de incêndio nos prédios dois e três funcionaram corretamente e todos os trabalhadores desses dois prédios escaparam. Os trabalhadores do Edifício Um não tiveram tanta sorte. Um grande número deles saltou dos andares superiores. Ao todo, 469 trabalhadores foram levados ao hospital, onde 20 morreram. Os outros mortos foram encontrados durante a busca pós-incêndio no que havia sido a escada norte do prédio. Muitos deles aparentemente sucumbiram a produtos letais de combustão antes ou durante o colapso do prédio. De acordo com as últimas informações disponíveis, 188 pessoas, a maioria do sexo feminino, morreram em consequência deste incêndio.
Mesmo com a ajuda de seis grandes guindastes hidráulicos que foram deslocados para o local para facilitar a busca das vítimas, passaram-se vários dias até que todos os corpos pudessem ser retirados dos escombros. Não houve vítimas mortais entre os bombeiros, embora tenha havido um ferido.
O trânsito nas imediações, normalmente congestionado, dificultou o transporte das vítimas para os hospitais. Quase 300 trabalhadores feridos foram levados para o Hospital Sriwichai II, embora muitos deles tenham sido transferidos para instalações médicas alternativas quando o número de vítimas excedeu a capacidade do hospital para tratá-las.
No dia seguinte ao incêndio, o Hospital Sriwichai II informou que mantinha 111 vítimas do incêndio. O Hospital Kasemrat recebeu 120; Sriwichai Pattanana recebeu 60; Sriwichai recebi 50; Ratanathibet recebi 36; Siriraj recebeu 22; e Bang Phai recebeu 17. Os 53 trabalhadores feridos restantes foram enviados para vários outros centros médicos na área. Ao todo, 22 hospitais em Bangkok e na província de Nakhon Pathom participaram do tratamento das vítimas do desastre.
O Hospital Sriwichai II informou que 80% de suas 111 vítimas sofreram ferimentos graves e que 30% precisaram de cirurgia. Metade dos pacientes sofreu apenas por inalação de fumaça, enquanto o restante também sofreu queimaduras e fraturas que variaram de tornozelos quebrados a crânios fraturados. Pelo menos 10% dos trabalhadores feridos da Kader internados no Hospital Sriwichai II correm risco de paralisia permanente.
Determinar a causa deste incêndio tornou-se um desafio porque a parte da instalação em que começou foi totalmente destruída e os sobreviventes forneceram informações conflitantes. Como o incêndio começou perto de um grande painel de controle elétrico, os investigadores primeiro pensaram que problemas com o sistema elétrico poderiam ter sido a causa. Eles também consideraram incêndio criminoso. Neste momento, no entanto, as autoridades tailandesas acreditam que um cigarro descartado descuidadamente pode ter sido a fonte de ignição.
Analisando o fogo
Por 82 anos, o mundo reconheceu o incêndio na fábrica Triangle Shirtwaist de 1911 na cidade de Nova York como o pior incêndio industrial com perda de vidas humanas em que as fatalidades se limitaram ao edifício de origem do incêndio. Com 188 mortes, no entanto, o incêndio da fábrica Kader agora substitui o incêndio do Triângulo no livro dos recordes.
Ao analisar o incêndio Kader, uma comparação direta com o incêndio Triângulo fornece uma referência útil. Os dois edifícios eram semelhantes em vários aspectos. A disposição das saídas era ruim, os sistemas fixos de proteção contra incêndio eram insuficientes ou ineficazes, o pacote inicial de combustível era facilmente combustível e as separações horizontal e vertical de incêndio eram inadequadas. Além disso, nenhuma das empresas forneceu aos seus trabalhadores treinamento adequado de segurança contra incêndio. No entanto, há uma diferença distinta entre esses dois incêndios: o prédio da fábrica Triangle Shirtwaist não desabou e os prédios Kader sim.
Os arranjos de saída inadequados foram talvez o fator mais significativo na alta perda de vidas nos incêndios de Kader e Triangle. Com as provisões existentes da NFPA 101, o Código de Segurança da Vida, que foi estabelecido como resultado direto do incêndio do Triangle, foi aplicado nas instalações de Kader, substancialmente menos vidas teriam sido perdidas (NFPA 101, 1994).
Vários requisitos fundamentais do Código de Segurança da Vida pertencem diretamente ao fogo Kader. Por exemplo, o Code exige que todo edifício ou estrutura seja construído, organizado e operado de tal forma que seus ocupantes não sejam colocados em perigo indevido por fogo, fumaça, fumaça ou pânico que pode ocorrer durante uma evacuação ou durante o tempo que leva para defender o ocupantes no local.
A Code também exige que cada edifício tenha saídas suficientes e outras proteções de tamanho adequado e nos locais apropriados para fornecer uma rota de fuga para todos os ocupantes de um edifício. Essas saídas devem ser apropriadas para cada edifício ou estrutura, levando em consideração o caráter da ocupação, as capacidades dos ocupantes, o número de ocupantes, a proteção contra incêndio disponível, a altura e o tipo de construção do edifício e qualquer outro fator necessário para proporcionar a todos os ocupantes um grau razoável de segurança. Obviamente, esse não foi o caso nas instalações da Kader, onde o incêndio bloqueou uma das duas escadas do Edifício Um, forçando aproximadamente 1,100 pessoas a fugir do terceiro e quarto andares por meio de uma única escada.
Além disso, as saídas devem ser arranjadas e mantidas de modo que proporcionem uma saída livre e desobstruída de todas as partes de um edifício sempre que ele estiver ocupado. Cada uma dessas saídas deve ser claramente visível, ou o caminho para cada saída deve ser marcado de forma que todos os ocupantes do edifício fisicamente e mentalmente capazes saibam prontamente a direção de fuga de qualquer ponto.
Todas as saídas ou aberturas verticais entre os andares de um edifício devem ser fechadas ou protegidas conforme necessário para manter os ocupantes razoavelmente seguros enquanto saem e para evitar que o fogo, a fumaça e os vapores se espalhem de um andar a outro antes que os ocupantes tenham a chance de usar as saídas.
Os resultados dos incêndios Triangle e Kader foram significativamente afetados pela falta de separações de fogo horizontais e verticais adequadas. As duas instalações foram dispostas e construídas de forma que um incêndio em um andar inferior pudesse se espalhar rapidamente para os andares superiores, prendendo assim um grande número de trabalhadores.
Espaços de trabalho grandes e abertos são típicos de instalações industriais, e pisos e paredes resistentes ao fogo devem ser instalados e mantidos para retardar a propagação do fogo de uma área para outra. O fogo também deve ser impedido de se espalhar externamente das janelas de um andar para as do outro andar, como aconteceu durante o incêndio do Triângulo.
A maneira mais eficaz de limitar a propagação vertical do fogo é fechar escadas, elevadores e outras aberturas verticais entre os andares. Relatórios de recursos como elevadores de carga com gaiola na fábrica da Kader levantam questões importantes sobre a capacidade dos recursos de proteção passiva contra incêndio dos edifícios para evitar a propagação vertical de fogo e fumaça.
Treinamento de segurança contra incêndio e outros fatores
Outro fator que contribuiu para a grande perda de vidas nos incêndios do Triangle e Kader foi a falta de treinamento adequado de segurança contra incêndio e os rígidos procedimentos de segurança de ambas as empresas.
Após o incêndio nas instalações de Kader, os sobreviventes relataram que os exercícios de combate a incêndio e o treinamento de segurança contra incêndio foram mínimos, embora os guardas de segurança aparentemente tivessem algum treinamento incipiente de incêndio. A fábrica da Triangle Shirtwaist não tinha plano de evacuação e os exercícios de incêndio não foram implementados. Além disso, relatórios pós-incêndio de sobreviventes do Triangle indicam que eles foram rotineiramente parados ao deixar o prédio no final do dia de trabalho por motivos de segurança. Várias acusações pós-incêndio feitas por sobreviventes de Kader também implicam que os arranjos de segurança retardaram sua saída, embora essas acusações ainda estejam sendo investigadas. Em qualquer caso, a falta de um plano de evacuação bem compreendido parece ter sido um fator importante na alta perda de vidas sofridas no incêndio de Kader. Capítulo 31 do Código de Segurança da Vida aborda simulações de incêndio e treinamento de evacuação.
A ausência de sistemas fixos de proteção automática contra incêndio também afetou o resultado dos incêndios Triangle e Kader. Nenhuma das instalações estava equipada com sprinklers automáticos, embora os edifícios Kader tivessem um sistema de alarme de incêndio. De acordo com Código de Segurança da Vida, os alarmes de incêndio devem ser instalados em edifícios cujo tamanho, arranjo ou ocupação tornem improvável que os próprios ocupantes percebam um incêndio imediatamente. Infelizmente, os alarmes nunca funcionaram no Prédio Um, o que resultou em um atraso significativo na evacuação. Não houve fatalidades nos Prédios Dois e Três, onde o sistema de alarme de incêndio funcionou conforme o esperado.
Os sistemas de alarme de incêndio devem ser projetados, instalados e mantidos de acordo com documentos como NFPA 72, o Código Nacional de Alarme de Incêndio (NFPA 72, 1993). Os sistemas de sprinklers devem ser projetados e instalados de acordo com documentos como NFPA 13, Instalação de Sistemas de Sprinklers, e mantido de acordo com a NFPA 25, Inspeção, teste e manutenção de sistemas de proteção contra incêndio à base de água (NFPA 13, 1994; NFPA 25, 1995).
Os pacotes iniciais de combustível nos incêndios Triangle e Kader foram semelhantes. O incêndio do Triângulo começou em latas de lixo e rapidamente se espalhou para roupas e roupas combustíveis antes de envolver móveis de madeira, alguns dos quais impregnados com óleo de máquina. A embalagem inicial de combustível na fábrica da Kader consistia em tecidos de poliéster e algodão, vários plásticos e outros materiais usados para fabricar brinquedos de pelúcia, bonecas de plástico e outros produtos relacionados. Estes são materiais que normalmente podem ser inflamados facilmente, podem contribuir para o rápido crescimento e propagação do fogo e têm uma alta taxa de liberação de calor.
A indústria provavelmente sempre lidará com materiais com características desafiadoras de proteção contra incêndio, mas os fabricantes devem reconhecer essas características e tomar as precauções necessárias para minimizar os riscos associados.
Integridade Estrutural do Edifício
Provavelmente, a diferença mais notável entre os incêndios Triangle e Kader é o efeito que tiveram na integridade estrutural dos edifícios envolvidos. Embora o incêndio do Triangle tenha destruído os três últimos andares do prédio da fábrica de dez andares, o prédio permaneceu estruturalmente intacto. Os edifícios Kader, por outro lado, desabaram relativamente cedo no incêndio porque seus suportes estruturais de aço careciam da proteção contra fogo que lhes permitiria manter sua resistência quando expostos a altas temperaturas. Uma revisão pós-incêndio dos destroços no local de Kader não mostrou nenhuma indicação de que qualquer um dos membros de aço tivesse sido à prova de fogo.
Obviamente, o desabamento de edifícios durante um incêndio representa uma grande ameaça tanto para os ocupantes do edifício quanto para os bombeiros envolvidos no controle do incêndio. No entanto, não está claro se o colapso do edifício Kader teve algum efeito direto sobre o número de mortes, uma vez que as vítimas podem já ter sucumbido aos efeitos do calor e dos produtos da combustão no momento em que o edifício desabou. Se os trabalhadores nos andares superiores do Edifício Um tivessem sido protegidos dos produtos da combustão e do calor enquanto tentavam escapar, o colapso do edifício teria sido um fator mais direto na perda de vidas.
Atenção Focada em Incêndio nos Princípios de Proteção contra Incêndio
Entre os princípios de proteção contra incêndio nos quais o incêndio da Kader concentrou a atenção estão o projeto de saída, o treinamento de segurança contra incêndio dos ocupantes, os sistemas automáticos de detecção e supressão, as separações de incêndio e a integridade estrutural. Essas lições não são novas. Eles aprenderam pela primeira vez há mais de 80 anos no incêndio da Triangle Shirtwaist e novamente, mais recentemente, em vários outros incêndios fatais no local de trabalho, incluindo aqueles na fábrica de processamento de frango em Hamlet, Carolina do Norte, EUA, que matou 25 trabalhadores; em uma fábrica de bonecas em Kuiyong, China, que matou 81 trabalhadores; e na usina elétrica de Newark, Nova Jersey, EUA, que matou todos os 3 trabalhadores da usina (Grant e Klem 1994; Klem 1992; Klem e Grant 1993).
Os incêndios na Carolina do Norte e em Nova Jersey, em particular, demonstram que a mera disponibilidade de códigos e padrões de última geração, como o NFPA Código de Segurança da Vida, não pode evitar perdas trágicas. Esses códigos e padrões também devem ser adotados e rigorosamente aplicados para que tenham algum efeito.
As autoridades públicas nacionais, estaduais e locais devem examinar a maneira como aplicam seus códigos de construção e incêndio para determinar se novos códigos são necessários ou se os códigos existentes precisam ser atualizados. Essa revisão também deve determinar se um processo de revisão e inspeção do plano de construção está em vigor para garantir que os códigos apropriados sejam seguidos. Finalmente, devem ser tomadas providências para inspeções periódicas de acompanhamento de edifícios existentes para garantir que os mais altos níveis de proteção contra incêndio sejam mantidos durante toda a vida útil do edifício.
Proprietários e operadores de edifícios também devem estar cientes de que são responsáveis por garantir que o ambiente de trabalho de seus funcionários seja seguro. No mínimo, o projeto de proteção contra incêndio de última geração refletido nos códigos e padrões de incêndio deve estar em vigor para minimizar a possibilidade de um incêndio catastrófico.
Se os edifícios Kader tivessem sido equipados com sprinklers e alarmes de incêndio, a perda de vidas poderia não ter sido tão alta. Se as saídas do Edifício Um tivessem sido melhor projetadas, centenas de pessoas poderiam não ter se ferido ao pular do terceiro e quarto andares. Se houvesse separações verticais e horizontais, o fogo poderia não ter se espalhado tão rapidamente por todo o edifício. Se os membros estruturais de aço dos edifícios fossem à prova de fogo, os edifícios poderiam não ter desabado.
O filósofo George Santayana escreveu: “Aqueles que esquecem o passado estão condenados a repeti-lo.” Infelizmente, o Incêndio Kader de 1993 foi, em muitos aspectos, uma repetição do Incêndio Triangle Shirtwaist de 1911. Ao olharmos para o futuro, precisamos reconhecer tudo o que precisamos fazer, como sociedade global, para evitar que a história se repita em si.
Este artigo foi adaptado, com permissão, de Zeballos 1993b.
A América Latina e o Caribe não foram poupados de sua parcela de desastres naturais. Quase todos os anos, eventos catastróficos causam mortes, ferimentos e enormes prejuízos econômicos. Globalmente, estima-se que os grandes desastres naturais das últimas duas décadas nesta região tenham causado perdas patrimoniais que afetaram cerca de 8 milhões de pessoas, cerca de 500,000 feridos e 150,000 mortos. Esses números dependem fortemente de fontes oficiais. (É muito difícil obter informações precisas em desastres súbitos, porque existem múltiplas fontes de informação e nenhum sistema de informação padronizado.) A Comissão Econômica para a América Latina e o Caribe (CEPAL) estima que durante um ano médio, os desastres na América Latina A América e o Caribe custam US$ 1.5 bilhão e ceifam 6,000 vidas (Jovel 1991).
A Tabela 1 lista os principais desastres naturais que atingiram os países da região no período 1970-93. Deve-se notar que os desastres de início lento, como secas e inundações, não estão incluídos.
Tabela 1. Grandes desastres na América Latina e no Caribe, 1970-93
Ano |
País |
Tipo de |
Nº de mortes |
Husa. não. de |
1970 |
Peru |
terremoto |
66,679 |
3,139,000 |
1972 |
Nicarágua |
terremoto |
10,000 |
400,000 |
1976 |
Guatemala |
terremoto |
23,000 |
1,200,000 |
1980 |
Haiti |
Furacão (Allen) |
220 |
330,000 |
1982 |
México |
Erupção vulcânica |
3,000 |
60,000 |
1985 |
México |
terremoto |
10,000 |
60,000 |
1985 |
Localização: Colômbia |
Erupção vulcânica |
23,000 |
200,000 |
1986 |
El Salvador |
terremoto |
1,100 |
500,000 |
1988 |
Jamaica |
Furacão (Gilbert) |
45 |
500,000 |
1988 |
México |
Furacão (Gilbert) |
250 |
200,000 |
1988 |
Nicarágua |
Furacão (Joana) |
116 |
185,000 |
1989 |
Montserrate, |
Furacão (Hugo) |
56 |
220,000 |
1990 |
Peru |
terremoto |
21 |
130,000 |
1991 |
Localização: Costa Rica |
terremoto |
51 |
19,700 |
1992 |
Nicarágua |
Tsunami |
116 |
13,500 |
1993 |
Honduras |
Tempestade tropical |
103 |
11,000 |
Fonte: OPAS 1989; OFDA (USAID),1989; UNRO 1990.
Impacto Econômico
Nas últimas décadas, a CEPAL realizou extensas pesquisas sobre os impactos sociais e econômicos dos desastres. Isso demonstrou claramente que os desastres têm repercussões negativas no desenvolvimento social e econômico dos países em desenvolvimento. De fato, as perdas monetárias causadas por um grande desastre muitas vezes excedem a renda bruta anual total do país afetado. Não surpreendentemente, tais eventos podem paralisar os países afetados e promover tumultos políticos e sociais generalizados.
Em essência, os desastres têm três tipos de impactos econômicos:
A Tabela 2 mostra as perdas estimadas causadas por seis grandes desastres naturais. Embora essas perdas possam não parecer particularmente devastadoras para os países desenvolvidos com economias fortes, elas podem ter um impacto sério e duradouro nas economias fracas e vulneráveis dos países em desenvolvimento (PAHO 1989).
Tabela 2. Perdas devido a seis desastres naturais
Desastre |
Localização |
Ano(s) |
Perdas totais |
terremoto |
México |
1985 |
4,337 |
terremoto |
El Salvador |
1986 |
937 |
terremoto |
Equador |
1987 |
1,001 |
Erupção vulcânica (Nevado del Ruiz) |
Localização: Colômbia |
1985 |
224 |
Inundações, secas (“El Niño”) |
Peru, Equador, Bolívia |
1982-83 |
3,970 |
Furacão (Joana) |
Nicarágua |
1988 |
870 |
Fonte: OPAS 1989; CEPAL.
A infraestrutura de saúde
Em qualquer grande emergência relacionada a desastres, a primeira prioridade é salvar vidas e fornecer atendimento de emergência imediato aos feridos. Entre os serviços médicos de emergência mobilizados para esses fins, os hospitais desempenham um papel fundamental. Com efeito, em países com um sistema padronizado de resposta a emergências (onde o conceito de “serviços médicos de emergência” engloba a prestação de cuidados de emergência através da coordenação de subsistemas independentes envolvendo paramédicos, bombeiros e equipas de salvamento) os hospitais constituem a principal componente desse sistema (OPAS 1989).
Hospitais e outros estabelecimentos de saúde estão densamente ocupados. Eles abrigam pacientes, funcionários e visitantes e funcionam 24 horas por dia. Os pacientes podem estar cercados por equipamentos especiais ou conectados a sistemas de suporte à vida dependentes de fontes de alimentação. De acordo com os documentos do projeto disponíveis no Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID) (comunicação pessoal, Tomas Engler, BID), o custo estimado de um leito hospitalar em um hospital especializado varia de país para país, mas a média vai de US$ 60,000 a US$ 80,000 e é maior para instalações altamente especializadas.
Nos Estados Unidos, particularmente na Califórnia, com sua vasta experiência em engenharia antissísmica, o custo de um leito hospitalar pode ultrapassar US$ 110,000. Em suma, os hospitais modernos são instalações altamente complexas que combinam as funções de hotéis, escritórios, laboratórios e armazéns (Peisert et al. 1984; FEMA 1990).
Esses estabelecimentos de saúde são altamente vulneráveis a furacões e terremotos. Isso foi amplamente demonstrado pela experiência passada na América Latina e no Caribe. Por exemplo, como mostra a tabela 3, apenas três desastres da década de 1980 danificaram 39 hospitais e destruíram cerca de 11,332 leitos hospitalares em El Salvador, Jamaica e México. Além dos danos a essas plantas físicas em momentos críticos, a perda de vidas humanas (incluindo a morte de profissionais locais altamente qualificados e com futuro promissor) precisa ser considerada (ver tabela 4 e tabela 5).
Tabela 3. Número de hospitais e leitos hospitalares danificados ou destruídos por três grandes desastres naturais
Tipo de desastre |
Nº de hospitais |
Nº de leitos perdidos |
Terremoto, México (Distrito Federal, setembro de 1985) |
13 |
4,387 |
Terremoto, El Salvador (San Salvador, outubro de 1986) |
4 |
1,860 |
Furacão Gilbert (Jamaica, setembro de 1988) |
23 |
5,085 |
Total |
40 |
11,332 |
Fonte: OPAS 1989; OFDA(USAID) 1989; CEPAL.
Tabela 4. Vítimas em dois hospitais desabados pelo terremoto de 1985 no México
Hospitais em colapso |
||||
Hospital Geral |
hospital juarez |
|||
Sessão |
% |
Sessão |
% |
|
Fatalities |
295 |
62.6 |
561 |
75.8 |
Resgatado |
129 |
27.4 |
179 |
24.2 |
Desaparecido |
47 |
10.0 |
- |
- |
Total |
471 |
100.0 |
740 |
100.0 |
Fonte: OPAS 1987.
Tabela 5. Camas hospitalares perdidas em decorrência do terremoto chileno de março de 1985
Região |
Nº de hospitais existentes |
Nº de camas |
Leitos perdidos na região |
|
Não. |
% |
|||
Área metropolitana |
26 |
11,464 |
2,373 |
20.7 |
Região 5 (Viña del Mar, Valparaíso, |
23 |
4,573 |
622 |
13.6 |
Região 6 (Rancágua) |
15 |
1,413 |
212 |
15.0 |
Região 7 (Ralca, Meula) |
15 |
2,286 |
64 |
2.8 |
Total |
79 |
19,736 |
3,271 |
16.6 |
Fonte: Wyllie e Durkin 1986.
Atualmente, a capacidade de muitos hospitais latino-americanos sobreviverem a desastres causados por terremotos é incerta. Muitos desses hospitais estão abrigados em estruturas antigas, algumas datadas da época colonial espanhola; e enquanto muitos outros ocupam edifícios contemporâneos de design arquitetônico atraente, a aplicação frouxa dos códigos de construção torna questionável sua capacidade de resistir a terremotos.
Fatores de risco em terremotos
Dos vários tipos de desastres naturais repentinos, os terremotos são de longe os mais prejudiciais aos hospitais. Claro, cada terremoto tem suas próprias características relacionadas ao seu epicentro, tipo de onda sísmica, natureza geológica do solo por onde as ondas passam e assim por diante. No entanto, estudos revelaram alguns fatores comuns que tendem a causar mortes e lesões e outros que tendem a evitá-los. Esses fatores incluem características estruturais relacionadas à falha do edifício, vários fatores relacionados ao comportamento humano e certas características de equipamentos não estruturais, móveis e outros itens dentro dos edifícios.
Nos últimos anos, estudiosos e planejadores têm dado atenção especial à identificação dos fatores de risco que afetam os hospitais, na esperança de formular melhores recomendações e normas para reger a construção e organização de hospitais em zonas de alta vulnerabilidade. Uma breve lista de fatores de risco relevantes é apresentada na tabela 6. Observou-se que esses fatores de risco, particularmente aqueles relacionados aos aspectos estruturais, influenciaram os padrões de destruição durante um terremoto de dezembro de 1988 na Armênia que matou cerca de 25,000 pessoas, afetou 1,100,000 e destruiu ou danificou severamente 377 escolas, 560 unidades de saúde e 324 centros comunitários e culturais (USAID 1989).
Tabela 6. Fatores de risco associados a danos causados por terremotos à infraestrutura hospitalar
Estrutural |
Não estrutural |
Comportamental |
Design |
Equipamento médico |
Informação pública |
Qualidade de construção |
Equipamento de laboratório |
Motivação |
|
Equipamento de escritório |
Planos |
Materiais |
Armários, prateleiras |
Programas educacionais |
Condições do solo |
Fogões, geladeiras, aquecedores |
Treinamento da equipe de saúde |
características sísmicas |
Máquinas de raios X |
|
hora do evento |
materiais reativos |
|
Densidade populacional |
|
|
Danos em escala semelhante ocorreram em junho de 1990, quando um terremoto no Irã matou cerca de 40,000 pessoas, feriu outras 60,000, deixou 500,000 desabrigados e derrubou 60 a 90% dos edifícios nas zonas afetadas (UNDRO 1990).
Para lidar com essas e outras calamidades, um seminário internacional foi realizado em Lima, Peru, em 1989, sobre planejamento, projeto, reparo e gerenciamento de hospitais em áreas propensas a terremotos. O seminário, patrocinado pela OPAS, pela Universidade Nacional de Engenharia do Peru e pelo Centro Peruano-Japonês de Pesquisas Sísmicas (CISMID), reuniu arquitetos, engenheiros e administradores hospitalares para estudar questões relacionadas aos estabelecimentos de saúde localizados nessas áreas. O seminário aprovou um núcleo de recomendações e compromissos técnicos dirigidos à realização de análises de vulnerabilidade das infraestruturas hospitalares, melhorando o desenho de novas instalações e estabelecendo medidas de segurança para hospitais existentes, com destaque para aqueles localizados em áreas de alto risco sísmico (CISMID 1989).
Recomendações sobre preparação hospitalar
Como sugere o anterior, a preparação hospitalar para desastres constitui um componente importante do Escritório de Preparação para Emergências e Assistência em Casos de Desastres da OPAS. Nos últimos dez anos, os países membros foram incentivados a realizar atividades voltadas para esse fim, incluindo o seguinte:
De forma mais ampla, um dos principais objetivos da atual Década Internacional para a Redução de Desastres Naturais (IDNDR) é atrair, motivar e comprometer as autoridades nacionais de saúde e os formuladores de políticas em todo o mundo, incentivando-os a fortalecer os serviços de saúde direcionados ao enfrentamento de desastres e para reduzir a vulnerabilidade desses serviços no mundo em desenvolvimento.
Questões Relativas a Acidentes Tecnológicos
Durante as últimas duas décadas, os países em desenvolvimento entraram em intensa competição para alcançar o desenvolvimento industrial. As principais razões para esta competição são as seguintes:
Infelizmente, os esforços desenvolvidos nem sempre resultaram na obtenção dos objetivos pretendidos. Com efeito, a flexibilidade na atração de investimentos de capital, a falta de regulamentação sólida em matéria de segurança industrial e proteção ambiental, a negligência na operação de plantas industriais, o uso de tecnologia obsoleta e outros aspectos têm contribuído para aumentar o risco de acidentes tecnológicos em determinadas áreas .
Além disso, a falta de regulamentação quanto ao estabelecimento de assentamentos humanos próximos ou ao redor de plantas industriais é um fator de risco adicional. Nas grandes cidades latino-americanas é comum ver assentamentos humanos praticamente circundando complexos industriais, e os habitantes desses assentamentos desconhecem os riscos potenciais (Zeballos 1993a).
Para evitar acidentes como os ocorridos em Guadalajara (México) em 1992, são sugeridas as seguintes diretrizes para a instalação de indústrias químicas, para proteger os trabalhadores industriais e a população em geral:
80ª Sessão da OIT, 2 de junho de 1993
80ª Sessão da OIT, 2 de junho de 1993
PARTE I. ESCOPO E DEFINIÇÕES
Artigo 1
1. O objetivo desta Convenção é a prevenção de acidentes graves envolvendo substâncias perigosas e a limitação das consequências de tais acidentes.…
Artigo 3
Para os fins desta Convenção:
(a) o termo “substância perigosa” significa uma substância ou mistura de substâncias que, em virtude de suas propriedades químicas, físicas ou toxicológicas, isoladamente ou combinadas, constituem um perigo;
(b) o termo “quantidade limite” significa para uma dada substância perigosa ou categoria de substâncias aquela quantidade, prescrita nas leis e regulamentos nacionais por referência a condições específicas, que se excedida identifica uma instalação de risco maior;
(c) o termo “instalação de risco maior” significa uma que produz, processa, manuseia, usa, descarta ou armazena, permanente ou temporariamente, uma ou mais substâncias ou categorias de substâncias perigosas em quantidades que excedam a quantidade limite;
(d) o termo “acidente maior” significa uma ocorrência repentina – como uma grande emissão, incêndio ou explosão – no curso de uma atividade dentro de uma instalação de risco maior, envolvendo uma ou mais substâncias perigosas e levando a um sério perigo para os trabalhadores , o público ou o meio ambiente, seja imediato ou tardio;
(e) o termo “relatório de segurança” significa uma apresentação escrita das informações técnicas, gerenciais e operacionais cobrindo os perigos e riscos de uma instalação de risco maior e seu controle e fornecendo justificativa para as medidas tomadas para a segurança da instalação;
(f) o termo “quase acidente” significa qualquer evento súbito envolvendo uma ou mais substâncias perigosas que, se não fossem os efeitos, ações ou sistemas de mitigação, poderia ter se transformado em um acidente grave.
PARTE II. PRINCÍPIOS GERAIS
Artigo 4
1. À luz das leis e regulamentos, condições e práticas nacionais, e em consulta com as organizações mais representativas de empregadores e trabalhadores e com outras partes interessadas que possam ser afetadas, cada Membro deve formular, implementar e revisar periodicamente uma política nacional coerente relativas à proteção dos trabalhadores, do público e do meio ambiente contra o risco de acidentes graves.
2. Esta política deve ser implementada por meio de medidas preventivas e de proteção para instalações de risco maior e, sempre que possível, deve promover o uso das melhores tecnologias de segurança disponíveis.
Artigo 5
1. A autoridade competente, ou um organismo aprovado ou reconhecido pela autoridade competente, deve, após consulta às organizações mais representativas de empregadores e trabalhadores e outras partes interessadas que possam ser afetadas, estabelecer um sistema para a identificação de instalações de risco maior, conforme definido no Artigo 3(c), com base em uma lista de substâncias perigosas ou de categorias de substâncias perigosas ou de ambas, juntamente com suas respectivas quantidades limite, de acordo com leis e regulamentos nacionais ou padrões internacionais.
2. O sistema referido no n.º 1 deve ser regularmente revisto e atualizado.
Artigo 6
A autoridade competente, após consulta às organizações representativas dos empregadores e dos trabalhadores interessados, tomará disposições especiais para proteger as informações confidenciais que lhe sejam transmitidas ou colocadas à sua disposição nos termos dos artigos 8.º, 12.º, 13.º ou 14.º, cuja divulgação seja suscetível de causar prejuízos negócio de entidade patronal, desde que esta disposição não conduza a riscos graves para os trabalhadores, para a população ou para o ambiente.
PARTE III. RESPONSABILIDADES DA IDENTIFICAÇÃO DO EMPREGADOR
Artigo 7
Os empregadores devem identificar qualquer instalação de risco maior sob seu controle com base no sistema referido no Artigo 5.
NOTIFICAÇÃO
Artigo 8
1. Os empregadores devem notificar a autoridade competente de qualquer instalação de risco maior que tenham identificado:
(a) dentro de um prazo fixo para uma instalação existente;
(b) antes de ser colocado em operação no caso de uma nova instalação.
2. Os empregadores devem também notificar a autoridade competente antes de qualquer fechamento definitivo de uma instalação de risco maior.
Artigo 9
Em relação a cada instalação de risco maior, os empregadores devem estabelecer e manter um sistema documentado de controle de risco maior que inclua provisões para:
(a) a identificação e análise dos perigos e a avaliação dos riscos, incluindo a consideração de possíveis interações entre substâncias;
(b) medidas técnicas, incluindo projeto, sistemas de segurança, construção, escolha de produtos químicos, operação, manutenção e inspeção sistemática da instalação;
(c) medidas organizacionais, incluindo treinamento e instrução de pessoal, fornecimento de equipamentos para garantir sua segurança, níveis de pessoal, horas de trabalho, definição de responsabilidades e controles de contratados externos e trabalhadores temporários no local da instalação;
(d) planos e procedimentos de emergência, incluindo:
(i) a preparação de planos e procedimentos eficazes de emergência no local, incluindo
procedimentos médicos de emergência, a serem aplicados em caso de acidentes graves ou ameaça
dos mesmos, com testes periódicos e avaliação de sua eficácia e revisão conforme
necessário;
(ii) o fornecimento de informações sobre possíveis acidentes e planos de emergência do local para
autoridades e órgãos responsáveis pela elaboração de planos de emergência e
procedimentos para a proteção do público e do meio ambiente fora do local de
a instalação;
(iii) qualquer consulta necessária com tais autoridades e órgãos;
(e) medidas para limitar as consequências de um acidente grave;
(f) consulta aos trabalhadores e seus representantes;
(g) aperfeiçoamento do sistema, incluindo medidas de coleta de informações e análise de acidentes e quase acidentes. As lições assim aprendidas devem ser discutidas com os trabalhadores e seus representantes e devem ser registradas de acordo com a legislação e prática nacionais.…
* * *
PARTE IV. RESPONSABILIDADES DAS AUTORIDADES COMPETENTES
PREPARAÇÃO DE EMERGÊNCIA FORA DO LOCAL
Artigo 15
Tendo em conta as informações prestadas pelo empregador, a autoridade competente deve assegurar que sejam elaborados planos e procedimentos de emergência que contenham disposições para a proteção do público e do ambiente fora do local de cada instalação de risco grave, atualizados a intervalos adequados e coordenados com o autoridades e órgãos competentes.
Artigo 16
A autoridade competente deve assegurar que:
a) A informação sobre as medidas de segurança e os comportamentos correctos a adoptar em caso de acidente grave sejam divulgadas aos cidadãos susceptíveis de serem afectados por um acidente grave sem que estes tenham de o solicitar e que essas informações sejam actualizadas e redivulgadas em intervalos apropriados;
(b) o aviso seja dado o mais rápido possível no caso de um acidente grave;
(c) quando um acidente grave pode ter efeitos transfronteiriços, as informações exigidas em (a) e (b) acima são fornecidas aos Estados envolvidos, para auxiliar nos arranjos de cooperação e coordenação.
Artigo 17
A autoridade competente deve estabelecer uma política abrangente de localização, providenciando a separação apropriada das instalações de risco maior propostas de áreas de trabalho e residenciais e instalações públicas, e medidas apropriadas para as instalações existentes. Tal política deve refletir os Princípios Gerais estabelecidos na Parte II da Convenção.
INSPEÇÃO
Artigo 18
1. A autoridade competente deverá ter pessoal devidamente qualificado e treinado com as habilidades apropriadas e apoio técnico e profissional suficiente para inspecionar, investigar, avaliar e aconselhar sobre os assuntos tratados nesta Convenção e para garantir o cumprimento das leis e regulamentos nacionais .
2. Os representantes do empregador e os representantes dos trabalhadores de uma instalação de risco maior terão a oportunidade de acompanhar os inspetores que supervisionam a aplicação das medidas prescritas em conformidade com esta Convenção, a menos que os inspetores considerem, à luz das instruções gerais do autoridade competente, pois isso pode prejudicar o desempenho de suas funções.
Artigo 19
A autoridade competente terá o direito de suspender qualquer operação que represente uma ameaça iminente de acidente grave.
PARTE V. DIREITOS E DEVERES DOS TRABALHADORES E SEUS REPRESENTANTES
Artigo 20
Os trabalhadores e seus representantes em uma instalação de risco maior devem ser consultados por meio de mecanismos cooperativos apropriados para garantir um sistema seguro de trabalho. Em particular, os trabalhadores e seus representantes devem:
(a) ser adequadamente informados sobre os perigos associados à instalação de risco maior e suas prováveis consequências;
(b) ser informado de quaisquer ordens, instruções ou recomendações da autoridade competente;
(c) ser consultado na preparação e ter acesso aos seguintes documentos:
(i) o relatório de segurança;
(ii) planos e procedimentos de emergência;
(iii) relatórios de acidentes;
(d) ser regularmente instruído e treinado nas práticas e procedimentos para a prevenção de acidentes graves e no controle de desenvolvimentos susceptíveis de conduzir a um acidente grave e nos procedimentos de emergência a serem seguidos em caso de acidente grave;
(e) no âmbito do seu trabalho, e sem ser colocado em qualquer desvantagem, tomar medidas corretivas e, se necessário, interromper a atividade sempre que, com base na sua formação e experiência, tenham motivos razoáveis para acreditar que existe um perigo iminente de um acidente grave e notifique seu supervisor ou dê o alarme, conforme apropriado, antes ou o mais rápido possível após tomar tal ação;
(f) discutir com o empregador quaisquer perigos potenciais que considere capazes de gerar um acidente grave e ter o direito de notificar a autoridade competente sobre esses perigos.
Artigo 21
Os trabalhadores empregados no local de uma instalação de risco maior devem:
(a) cumprir todas as práticas e procedimentos relativos à prevenção de acidentes graves e ao controle de desenvolvimentos que possam levar a um acidente grave dentro da instalação de risco maior;
(b) cumprir todos os procedimentos de emergência caso ocorra um acidente grave.
PARTE VI. RESPONSABILIDADE DOS ESTADOS EXPORTADORES
Artigo 22
Quando, em um Estado membro exportador, o uso de substâncias, tecnologias ou processos perigosos for proibido como fonte potencial de um acidente grave, as informações sobre essa proibição e as razões para ela serão disponibilizadas pelo Estado membro exportador a qualquer importador país.
Fonte: Trechos, Convenção nº 174 (ILO 1993).
Existem várias maneiras de definir uma dose de radiação ionizante, cada uma apropriada para diferentes propósitos.
Dose absorvida
A dose absorvida é a que mais se assemelha à dose farmacológica. Enquanto a dose farmacológica é a quantidade de substância administrada a um indivíduo por unidade de peso ou superfície, a dose radiológica absorvida é a quantidade de energia transmitida por radiação ionizante por unidade de massa. A dose absorvida é medida em Grays (1 Gray = 1 joule/kg).
Quando os indivíduos são expostos de forma homogênea – por exemplo, por irradiação externa por raios cósmicos e terrestres ou por irradiação interna por potássio-40 presente no organismo – todos os órgãos e tecidos recebem a mesma dose. Nessas circunstâncias, é apropriado falar em todo o corpo dose. É, no entanto, possível que a exposição seja não homogênea, caso em que alguns órgãos e tecidos receberão doses significativamente mais altas do que outros. Neste caso, é mais relevante pensar em termos de dose de órgão. Por exemplo, a inalação de filhas de radônio resulta na exposição essencialmente apenas dos pulmões, e a incorporação de iodo radioativo resulta em irradiação da glândula tireóide. Nesses casos, podemos falar em dose pulmonar e dose tireoidiana.
No entanto, também foram desenvolvidas outras unidades de dose que levam em consideração as diferenças nos efeitos de diferentes tipos de radiação e as diferentes sensibilidades à radiação de tecidos e órgãos.
Dose equivalente
O desenvolvimento de efeitos biológicos (por exemplo, inibição do crescimento celular, morte celular, azoospermia) depende não apenas da dose absorvida, mas também do tipo específico de radiação. A radiação alfa tem um potencial ionizante maior do que a radiação beta ou gama. A dose equivalente leva em consideração essa diferença aplicando fatores de ponderação específicos da radiação. O fator de ponderação para radiação gama e beta (baixo potencial ionizante) é igual a 1, enquanto que para partículas alfa (alto potencial ionizante) é 20 (ICRP 60). A dose equivalente é medida em Sieverts (Sv).
Dose efetiva
Em casos de irradiação não homogênea (por exemplo, exposição de vários órgãos a diferentes radionuclídeos), pode ser útil calcular uma dose global que integre as doses recebidas por todos os órgãos e tecidos. Isso requer levar em consideração a sensibilidade à radiação de cada tecido e órgão, calculada a partir dos resultados de estudos epidemiológicos de cânceres induzidos por radiação. A dose efetiva é medida em Sieverts (Sv) (ICRP 1991). A dose efetiva foi desenvolvida para fins de proteção contra radiação (ou seja, gerenciamento de risco) e, portanto, é inadequada para uso em estudos epidemiológicos dos efeitos da radiação ionizante.
Dose coletiva
A dose coletiva reflete a exposição de um grupo ou população e não de um indivíduo, sendo útil para avaliar as consequências da exposição à radiação ionizante em nível populacional ou grupal. É calculado pela soma das doses individuais recebidas, ou pela multiplicação da dose média individual pelo número de indivíduos expostos nos grupos ou populações em questão. A dose coletiva é medida em man-Sieverts (man Sv).
O estudo dos perigos, eletrofisiologia e prevenção de acidentes elétricos requer a compreensão de vários conceitos técnicos e médicos.
As seguintes definições de termos eletrobiológicos são retiradas do capítulo 891 do Vocabulário Eletrotécnico Internacional (Eletrobiologia) (Comissão Eletrotécnica Internacional) (IEC) (1979).
An choque elétrico é o efeito fisiopatológico decorrente da passagem direta ou indireta de uma corrente elétrica externa pelo corpo. Inclui contatos diretos e indiretos e correntes unipolares e bipolares.
Diz-se que indivíduos - vivos ou falecidos - que sofreram choques elétricos sofreram eletrificação; O termo eletrocussão deve ser reservada para os casos em que ocorre a morte. Queda de raios são choques elétricos fatais resultantes de raios (Gourbiere et al. 1994).
Estatísticas internacionais sobre acidentes elétricos foram compiladas pela Organização Internacional do Trabalho (OIT), pela União Européia (UE), pela União Internacional de Produtores e Distribuidores de Energia Elétrica (UNIPEDE), a Associação Internacional de Seguridade Social (ISSA) e o Comitê TC64 da Comissão Eletrotécnica Internacional. A interpretação dessas estatísticas é prejudicada por variações nas técnicas de coleta de dados, apólices de seguro e definições de acidentes fatais de país para país. No entanto, as seguintes estimativas da taxa de eletrocussão são possíveis (tabela 1).
Tabela 1. Estimativas da taxa de eletrocussão - 1988
Eletrocuções |
Total |
|
Estados Unidos* |
2.9 |
714 |
França |
2.0 |
115 |
Alemanha |
1.6 |
99 |
Áustria |
0.9 |
11 |
Japão |
0.9 |
112 |
Suécia |
0.6 |
13 |
* De acordo com a National Fire Protection Association (Massachusetts, EUA), essas estatísticas dos EUA refletem mais a extensa coleta de dados e os requisitos de relatórios legais do que um ambiente mais perigoso. As estatísticas dos EUA incluem mortes por exposição a sistemas de transmissão de serviços públicos e eletrocussões causadas por produtos de consumo. Em 1988, 290 mortes foram causadas por produtos de consumo (1.2 mortes por milhão de habitantes). Em 1993, a taxa de morte por eletrocussão por todas as causas caiu para 550 (2.1 mortes por milhão de habitantes); 38% eram relacionados a produtos de consumo (0.8 óbitos por milhão de habitantes).
O número de eletrocussões está diminuindo lentamente, tanto em termos absolutos quanto, ainda mais impressionantemente, em função do consumo total de eletricidade. Aproximadamente metade dos acidentes elétricos são de origem ocupacional, com a outra metade ocorrendo em casa e durante atividades de lazer. Na França, o número médio de mortes entre 1968 e 1991 foi de 151 mortes por ano, segundo o Instituto Nacional de Saúde e Pesquisa Médica (INSERMA).
Bases Físicas e Fisiopatológicas da Eletrificação
Os especialistas em eletricidade dividem os contatos elétricos em dois grupos: contatos diretos, envolvendo contato com componentes energizados, e contatos indiretos, envolvendo contatos aterrados. Cada um deles requer medidas preventivas fundamentalmente diferentes.
Do ponto de vista médico, o caminho da corrente através do corpo é o principal determinante prognóstico e terapêutico. Por exemplo, o contato bipolar da boca de uma criança com um plugue de extensão causa queimaduras extremamente graves na boca, mas não a morte se a criança estiver bem isolada do solo.
Em ambientes ocupacionais, onde altas tensões são comuns, também é possível a formação de arco entre um componente ativo que carrega uma alta tensão e os trabalhadores que se aproximam muito. Situações de trabalho específicas também podem afetar as consequências de acidentes elétricos: por exemplo, os trabalhadores podem cair ou agir de forma inadequada quando surpreendidos por um choque elétrico relativamente inofensivo.
Os acidentes elétricos podem ser causados por toda a gama de tensões presentes nos locais de trabalho. Cada setor industrial tem seu próprio conjunto de condições capazes de causar contato direto, indireto, unipolar, bipolar, arco ou induzido e, em última análise, acidentes. Embora esteja fora do escopo deste artigo descrever todas as atividades humanas que envolvem eletricidade, é útil lembrar o leitor dos seguintes tipos principais de trabalho elétrico, que foram objeto de diretrizes preventivas internacionais descritas no capítulo sobre prevenção:
Fisiopatologia
Todas as variáveis da lei de Joule de corrente contínua—
L = V x I x t = IR2t
(o calor produzido por uma corrente elétrica é proporcional à resistência e ao quadrado da corrente) – estão intimamente inter-relacionados. No caso de corrente alternada, o efeito da frequência também deve ser levado em consideração (Folliot 1982).
Os organismos vivos são condutores elétricos. A eletrificação ocorre quando há uma diferença de potencial entre dois pontos do organismo. É importante ressaltar que o perigo de acidentes elétricos não decorre do mero contato com um condutor energizado, mas sim do contato simultâneo com um condutor energizado e outro corpo com potencial diferente.
Os tecidos e órgãos ao longo do trajeto da corrente podem sofrer excitação motora funcional, em alguns casos irreversível, ou sofrer lesões temporárias ou permanentes, geralmente decorrentes de queimaduras. A extensão dessas lesões é função da energia liberada ou da quantidade de eletricidade que passa por elas. O tempo de trânsito da corrente elétrica é, portanto, crítico para determinar o grau de lesão. (Por exemplo, enguias e raias elétricas produzem descargas extremamente desagradáveis, capazes de induzir a perda de consciência. No entanto, apesar de uma tensão de 600V, uma corrente de aproximadamente 1A e uma resistência sujeita de aproximadamente 600 ohms, esses peixes são incapazes de induzir uma choque letal, pois a duração da descarga é muito breve, da ordem de dezenas de microssegundos.) Assim, em altas tensões (>1,000V), a morte é muitas vezes devida à extensão das queimaduras. Em tensões mais baixas, a morte é uma função da quantidade de eletricidade (Q=eu x t), atingindo o coração, determinado pelo tipo, localização e área dos pontos de contato.
As seções a seguir discutem o mecanismo de morte devido a acidentes elétricos, as terapias imediatas mais eficazes e os fatores que determinam a gravidade da lesão - ou seja, resistência, intensidade, voltagem, frequência e forma de onda.
Causas de Morte em Acidentes Elétricos na Indústria
Em casos raros, a asfixia pode ser a causa da morte. Isso pode resultar de tétano prolongado do diafragma, inibição dos centros respiratórios em casos de contato com a cabeça ou densidades de corrente muito altas, por exemplo, como resultado de raios (Gourbiere et al. 1994). Se o atendimento puder ser prestado em três minutos, a vítima pode ser reanimada com algumas baforadas de respiração boca-a-boca.
Por outro lado, o colapso circulatório periférico secundário à fibrilação ventricular continua sendo a principal causa de morte. Isso invariavelmente se desenvolve na ausência de massagem cardíaca aplicada simultaneamente com a respiração boca-a-boca. Essas intervenções, que deveriam ser ensinadas a todos os eletricistas, devem ser mantidas até a chegada do socorro médico de emergência, que quase sempre leva mais de três minutos. Muitos eletropatologistas e engenheiros em todo o mundo estudaram as causas da fibrilação ventricular, a fim de projetar melhores medidas de proteção passiva ou ativa (International Electrotechnical Commission 1987; 1994). A dessincronização aleatória do miocárdio requer uma corrente elétrica sustentada de frequência, intensidade e tempo de trânsito específicos. Mais importante ainda, o sinal elétrico deve chegar ao miocárdio durante o chamado Fase vulnerável do ciclo cardíaco, correspondendo ao início da onda T do eletrocardiograma.
A Comissão Eletrotécnica Internacional (1987; 1994) produziu curvas que descrevem o efeito da intensidade da corrente e do tempo de trânsito na probabilidade (expressa em porcentagens) de fibrilação e no caminho da corrente mão-pé em um homem de 70 kg com boa saúde. Essas ferramentas são apropriadas para correntes industriais na faixa de frequência de 15 a 100 Hz, com frequências mais altas atualmente em estudo. Para tempos de trânsito inferiores a 10 ms, a área sob a curva do sinal elétrico é uma aproximação razoável da energia elétrica.
Papel de vários parâmetros elétricos
Cada um dos parâmetros elétricos (corrente, voltagem, resistência, tempo, frequência) e forma de onda são determinantes importantes da lesão, tanto por si só quanto em virtude de sua interação.
Limites de corrente foram estabelecidos para corrente alternada, bem como para outras condições definidas acima. A intensidade da corrente durante a eletrificação é desconhecida, pois é função da resistência do tecido no momento do contato (I = V/R), mas geralmente é perceptível em níveis de aproximadamente 1 mA. Correntes relativamente baixas podem causar contrações musculares que podem impedir a vítima de soltar um objeto energizado. O limite desta corrente é uma função da condensação, área de contato, pressão de contato e variações individuais. Praticamente todos os homens e quase todas as mulheres e crianças podem liberar correntes de até 6 mA. A 10 mA foi observado que 98.5% dos homens e 60% das mulheres e 7.5% das crianças podem soltar. Apenas 7.5% dos homens e nenhuma mulher ou criança pode liberar a 20mA. Ninguém pode deixar ir em 30mA e superior.
Correntes de aproximadamente 25 mA podem causar tétano no diafragma, o músculo respiratório mais potente. Se o contato for mantido por três minutos, também pode ocorrer parada cardíaca.
A fibrilação ventricular torna-se um perigo em níveis de aproximadamente 45 mA, com uma probabilidade em adultos de 5% após um contato de 5 segundos. Durante a cirurgia cardíaca, reconhecidamente uma condição especial, uma corrente de 20 a 100 × 10-6A aplicada diretamente no miocárdio é suficiente para induzir a fibrilação. Essa sensibilidade miocárdica é a razão de padrões rígidos aplicados a dispositivos eletromédicos.
Todas as outras coisas (V, R, frequência) sendo iguais, os limiares de corrente também dependem da forma de onda, espécie animal, peso, direção da corrente no coração, proporção do tempo de trânsito atual para o ciclo cardíaco, ponto no ciclo cardíaco em que a corrente chega e fatores individuais.
A voltagem envolvida em acidentes é geralmente conhecida. Nos casos de contato direto, a fibrilação ventricular e a gravidade das queimaduras são diretamente proporcionais à voltagem, pois
V = IR e W = V x I x t
Queimaduras decorrentes de choque elétrico de alta voltagem estão associadas a muitas complicações, apenas algumas das quais são previsíveis. Assim, as vítimas de acidentes devem ser atendidas por especialistas experientes. A liberação de calor ocorre principalmente nos músculos e nos feixes neurovasculares. O vazamento de plasma após dano tecidual causa choque, em alguns casos rápido e intenso. Para uma determinada área de superfície, as queimaduras eletrotérmicas – causadas por uma corrente elétrica – são sempre mais graves do que outros tipos de queimaduras. As queimaduras eletrotérmicas são externas e internas e, embora isso possa não ser inicialmente aparente, podem induzir danos vasculares com sérios efeitos secundários. Estes incluem estenoses internas e trombos que, em virtude da necrose que induzem, muitas vezes necessitam de amputação.
A destruição tecidual também é responsável pela liberação de cromoproteínas como a mioglobina. Essa liberação também é observada em vítimas de lesões por esmagamento, embora a extensão da liberação seja notável em vítimas de queimaduras por alta voltagem. Acredita-se que a precipitação de mioglobina nos túbulos renais, secundária à acidose provocada por anóxia e hipercalemia, seja a causa da anúria. Esta teoria, confirmada experimentalmente, mas não universalmente aceita, é a base para recomendações para terapia de alcalinização imediata. A alcalinização intravenosa, que também corrige a hipovolemia e a acidose secundária à morte celular, é a prática recomendada.
No caso de contatos indiretos, a tensão de contato (V) e o limite de tensão convencional também deve ser levado em consideração.
A tensão de contato é a tensão à qual uma pessoa é submetida ao tocar simultaneamente dois condutores entre os quais existe um diferencial de tensão devido a um isolamento defeituoso. A intensidade do fluxo de corrente resultante depende das resistências do corpo humano e do circuito externo. Esta corrente não deve subir acima dos níveis seguros, o que significa que ela deve estar de acordo com as curvas tempo-corrente seguras. A tensão de contato mais alta que pode ser tolerada indefinidamente sem induzir efeitos eletropatológicos é chamada de limite de tensão convencional ou, mais intuitivamente, o tensão de segurança.
O valor real da resistência durante acidentes elétricos é desconhecido. Variações em resistências em série – por exemplo, roupas e sapatos – explicam muito da variação observada nos efeitos de acidentes elétricos ostensivamente semelhantes, mas exercem pouca influência no resultado de acidentes envolvendo contatos bipolares e eletrificações de alta tensão. Nos casos envolvendo corrente alternada, o efeito de fenômenos capacitivos e indutivos deve ser adicionado ao cálculo padrão baseado em tensão e corrente (R=V/I).
A resistência do corpo humano é a soma da resistência da pele (R) nos dois pontos de contato e a resistência interna do corpo (R). A resistência da pele varia com os fatores ambientais e, conforme observado por Biegelmeir (International Electrotechnical Commission 1987; 1994), é parcialmente uma função da tensão de contato. Outros fatores como pressão, área de contato, estado da pele no ponto de contato e fatores individuais também influenciam a resistência. Portanto, não é realista tentar basear medidas preventivas em estimativas de resistência da pele. A prevenção deve, ao contrário, basear-se na adaptação de equipamentos e procedimentos aos seres humanos, e não o contrário. Para simplificar, o IEC definiu quatro tipos de ambiente – seco, úmido, úmido e de imersão – e definiu parâmetros úteis para o planejamento das atividades de prevenção em cada caso.
A frequência do sinal elétrico responsável por acidentes elétricos é geralmente conhecida. Na Europa é quase sempre 50 Hz e nas Américas é geralmente 60 Hz. Em casos raros envolvendo ferrovias em países como Alemanha, Áustria e Suíça, pode ser 16 2/3 Hz, frequência que teoricamente representa maior risco de tetanização e de fibrilação ventricular. Deve-se lembrar que a fibrilação não é uma reação muscular, mas é causada por estimulação repetitiva, com sensibilidade máxima em aproximadamente 10 Hz. Isso explica porque, para uma determinada tensão, a corrente alternada de frequência extremamente baixa é considerada três a cinco vezes mais perigosa do que a corrente contínua no que diz respeito a outros efeitos além das queimaduras.
Os limites descritos anteriormente são diretamente proporcionais à frequência da corrente. Assim, em 10 kHz, o limiar de detecção é dez vezes maior. A IEC está estudando as curvas revisadas de risco de fibrilação para frequências acima de 1,000 Hz (International Electrotechnical Commission 1994).
Acima de uma certa frequência, as leis físicas que regem a penetração da corrente no corpo mudam completamente. Os efeitos térmicos relacionados à quantidade de energia liberada tornam-se o principal efeito, já que os fenômenos capacitivos e indutivos passam a predominar.
A forma de onda do sinal elétrico responsável por um acidente elétrico é geralmente conhecida. Pode ser um determinante importante de lesões em acidentes envolvendo contato com capacitores ou semicondutores.
Estudo Clínico de Choque Elétrico
Classicamente, as eletrificações são divididas em incidentes de baixa tensão (50 a 1,000 V) e alta (>1,000 V).
A baixa tensão é um perigo familiar, na verdade onipresente, e choques devido a ela são encontrados em ambientes domésticos, de lazer, agrícolas e hospitalares, bem como na indústria.
Ao revisar a gama de choques elétricos de baixa tensão, do mais trivial ao mais grave, devemos começar com o choque elétrico simples. Nesses casos, as vítimas são capazes de se livrar do perigo por conta própria, reter a consciência e manter a ventilação normal. Os efeitos cardíacos limitam-se a taquicardia sinusal simples com ou sem anormalidades eletrocardiográficas menores. Apesar das consequências relativamente menores de tais acidentes, a eletrocardiografia continua sendo uma precaução médica e médico-legal apropriada. A investigação técnica desses incidentes potencialmente graves é indicada como complemento ao exame clínico (Gilet e Choquet 1990).
Vítimas de choque envolvendo choques de contato elétrico um pouco mais fortes e duradouros podem sofrer perturbações ou perda de consciência, mas se recuperam completamente mais ou menos rapidamente; tratamento acelera a recuperação. O exame geralmente revela hipertonias neuromusculares, problemas de ventilação hiper-reflexiva e congestão, a última das quais é frequentemente secundária à obstrução orofaríngea. Os distúrbios cardiovasculares são secundários à hipóxia ou anóxia, ou podem assumir a forma de taquicardia, hipertensão e, em alguns casos, até infarto. Pacientes com essas condições requerem cuidados hospitalares.
As vítimas ocasionais que perdem a consciência em poucos segundos após o contato aparecem pálidas ou cianóticas, param de respirar, têm pulsos quase imperceptíveis e exibem midríase indicativa de lesão cerebral aguda. Embora geralmente devido à fibrilação ventricular, a patogênese precisa dessa aparente morte é, entretanto, irrelevante. O importante é o início rápido de uma terapia bem definida, pois já se sabe há algum tempo que esse quadro clínico nunca leva à morte real. O prognóstico nesses casos de choque elétrico – dos quais a recuperação total é possível – depende da rapidez e qualidade dos primeiros socorros. Estatisticamente, é mais provável que seja administrado por pessoal não médico e, portanto, é indicado o treinamento de todos os eletricistas nas intervenções básicas que provavelmente garantirão a sobrevivência.
Em casos de morte aparente, o tratamento de emergência deve ter prioridade. Em outros casos, porém, deve-se atentar para traumas múltiplos decorrentes de tétano violento, quedas ou projeção da vítima no ar. Uma vez que o perigo imediato de vida foi resolvido, traumas e queimaduras, incluindo aqueles causados por contatos de baixa tensão, devem ser atendidos.
Acidentes envolvendo altas tensões resultam em queimaduras significativas, bem como os efeitos descritos para acidentes de baixa tensão. A conversão de energia elétrica em calor ocorre tanto interna quanto externamente. Em um estudo sobre acidentes elétricos na França feito pelo departamento médico da concessionária de energia EDF-GDF, quase 80% das vítimas sofreram queimaduras. Estes podem ser classificados em quatro grupos:
O acompanhamento e exames complementares são realizados conforme a necessidade, de acordo com as particularidades do acidente. A estratégia utilizada para estabelecer um prognóstico ou para fins médico-legais é naturalmente determinada pela natureza das complicações observadas ou esperadas. Em eletrificações de alta voltagem (Folliot 1982) e relâmpagos (Gourbiere et al. 1994), a enzimologia e a análise de cromoproteínas e parâmetros de coagulação sanguínea são obrigatórias.
O curso da recuperação do trauma elétrico pode ser comprometido por complicações precoces ou tardias, principalmente aquelas que envolvem os sistemas cardiovascular, nervoso e renal. Essas complicações por si só são motivo suficiente para hospitalizar vítimas de eletrificação de alta tensão. Algumas complicações podem deixar sequelas funcionais ou estéticas.
Se o caminho da corrente for tal que uma corrente significativa atinja o coração, haverá complicações cardiovasculares. Os mais frequentemente observados e os mais benignos são os distúrbios funcionais, na presença ou ausência de correlatos clínicos. As arritmias - taquicardia sinusal, extra-sístole, flutter e fibrilação atrial (nessa ordem) - são as anormalidades eletrocardiográficas mais comuns e podem deixar sequelas permanentes. Distúrbios de condução são mais raros e difíceis de relacionar a acidentes elétricos na ausência de eletrocardiograma prévio.
Distúrbios mais graves como insuficiência cardíaca, lesão valvular e queimaduras miocárdicas também já foram relatados, mas são raros, mesmo em vítimas de acidentes com alta voltagem. Casos claros de angina e até mesmo infarto também foram relatados.
A lesão vascular periférica pode ser observada na semana seguinte à eletrificação de alta voltagem. Vários mecanismos patogênicos têm sido propostos: espasmo arterial, ação de corrente elétrica nas camadas média e muscular dos vasos e modificação dos parâmetros de coagulação sanguínea.
Uma grande variedade de complicações neurológicas é possível. O primeiro a aparecer é o derrame, independentemente de a vítima ter sofrido inicialmente perda de consciência. A fisiopatologia destas complicações envolve o traumatismo craniano (cuja presença deve ser verificada), o efeito direto da corrente na cabeça ou a modificação do fluxo sanguíneo cerebral e a indução de um edema cerebral tardio. Além disso, as complicações medulares e periféricas secundárias podem ser causadas por trauma ou pela ação direta da corrente elétrica.
Os distúrbios sensoriais envolvem o olho e os sistemas audiovestibular ou coclear. É importante examinar a córnea, o cristalino e o fundo do olho o mais rápido possível e acompanhar as vítimas de arco e contato direto com a cabeça quanto a efeitos tardios. A catarata pode se desenvolver após um período sem sintomas de intervenção de vários meses. Distúrbios vestibulares e perda auditiva são causados principalmente por efeitos de explosão e, em vítimas de raios transmitidos por linhas telefônicas, a trauma elétrico (Gourbiere et al. 1994).
Melhorias nas práticas de emergência móvel reduziram muito a frequência de complicações renais, especialmente oligoanúria, em vítimas de eletrificação de alta voltagem. A reidratação precoce e cuidadosa e a alcalinização intravenosa são o tratamento de escolha em vítimas de queimaduras graves. Foram relatados alguns casos de albuminúria e hematúria microscópica persistente.
Retratos Clínicos e Problemas Diagnósticos
O quadro clínico do choque elétrico é complicado pela variedade de aplicações industriais da eletricidade e pela crescente frequência e variedade de aplicações médicas da eletricidade. Durante muito tempo, no entanto, os acidentes elétricos foram causados apenas por raios (Gourbiere et al. 1994). Os raios podem envolver quantidades notáveis de eletricidade: uma em cada três vítimas de raios morre. Os efeitos de um raio - queimaduras e morte aparente - são comparáveis aos resultantes da eletricidade industrial e são atribuíveis a choque elétrico, transformação de energia elétrica em calor, efeitos de explosão e propriedades elétricas do raio.
Os relâmpagos são três vezes mais prevalentes em homens do que em mulheres. Isso reflete padrões de trabalho com diferentes riscos de exposição a raios.
Queimaduras decorrentes do contato com superfícies metálicas aterradas de bisturis elétricos são os efeitos mais comuns observados em vítimas de eletrificação iatrogênica. A magnitude das correntes de fuga aceitáveis em dispositivos eletromédicos varia de um dispositivo para outro. No mínimo, as especificações do fabricante e as recomendações de uso devem ser seguidas.
Para concluir esta seção, gostaríamos de discutir o caso especial de choque elétrico envolvendo mulheres grávidas. Isso pode causar a morte da mulher, do feto ou de ambos. Em um caso notável, um feto vivo foi entregue com sucesso por cesariana 15 minutos depois que sua mãe morreu como resultado de eletrocussão por um choque de 220 V (Folliot 1982).
Os mecanismos fisiopatológicos do aborto causado por choque elétrico requerem mais estudos. É causada por distúrbios de condução no tubo cardíaco embrionário submetido a um gradiente de voltagem ou por ruptura da placenta secundária à vasoconstrição?
A ocorrência de acidentes elétricos como este felizmente raro é mais um motivo para exigir a notificação de todos os casos de lesões decorrentes da eletricidade.
Diagnóstico Positivo e Médico-Legal
As circunstâncias em que ocorre o choque elétrico são geralmente suficientemente claras para permitir um diagnóstico etiológico inequívoco. No entanto, este não é invariavelmente o caso, mesmo em ambientes industriais.
O diagnóstico de falha circulatória após choque elétrico é extremamente importante, uma vez que exige que os espectadores iniciem os primeiros socorros imediatos e básicos assim que a corrente for desligada. A parada respiratória na ausência de pulso é uma indicação absoluta para o início da massagem cardíaca e da respiração boca a boca. Anteriormente, só eram realizadas na presença de midríase (dilatação das pupilas), sinal diagnóstico de lesão cerebral aguda. A prática atual é, no entanto, iniciar essas intervenções assim que o pulso não for mais detectável.
Como a perda de consciência por fibrilação ventricular pode demorar alguns segundos para se desenvolver, as vítimas podem conseguir se distanciar do equipamento responsável pelo acidente. Isso pode ter alguma importância médico-legal - por exemplo, quando uma vítima de acidente é encontrada a vários metros de um gabinete elétrico ou outra fonte de tensão sem vestígios de lesão elétrica.
Nunca é demais enfatizar que a ausência de queimaduras elétricas não exclui a possibilidade de eletrocussão. Se a autópsia de indivíduos encontrados em ambientes elétricos ou perto de equipamentos capazes de desenvolver voltagens perigosas não revelar lesões Jelinek visíveis e nenhum sinal aparente de morte, a eletrocussão deve ser considerada.
Se o corpo for encontrado ao ar livre, chega-se ao diagnóstico de queda de raio pelo processo de eliminação. Sinais de queda de raio devem ser procurados em um raio de 50 metros do corpo. O Museu de Eletropatologia de Viena oferece uma exposição impressionante de tais sinais, incluindo vegetação carbonizada e areia vitrificada. Objetos de metal usados pela vítima podem ser derretidos.
Embora o suicídio por meios elétricos permaneça felizmente raro na indústria, a morte por negligência contributiva continua sendo uma triste realidade. Isto é particularmente verdadeiro em locais fora do padrão, especialmente aqueles que envolvem a instalação e operação de instalações elétricas provisórias em condições exigentes.
Os acidentes elétricos não devem mais ocorrer, dada a disponibilidade de medidas preventivas eficazes descritas no artigo “Prevenção e Normas”.
Todos os materiais diferem no grau em que as cargas elétricas podem passar através deles. Condutores permitir que as cargas fluam, enquanto isoladores impedir o movimento das cargas. A eletrostática é o campo dedicado ao estudo de cargas, ou corpos carregados em repouso. Eletricidade estática resulta quando cargas elétricas que não se movem são construídas em objetos. Se as cargas fluírem, haverá uma corrente e a eletricidade não será mais estática. A corrente que resulta de cargas em movimento é comumente referida pelos leigos como eletricidade e é discutida nos outros artigos deste capítulo. eletrificação estática é o termo usado para designar qualquer processo que resulte na separação de cargas elétricas positivas e negativas. A condução é medida com uma propriedade chamada condutância, enquanto um isolante é caracterizado por sua resistividade. A separação de carga que leva à eletrificação pode ocorrer como resultado de processos mecânicos - por exemplo, contato entre objetos e fricção ou colisão de duas superfícies. As superfícies podem ser dois sólidos ou um sólido e um líquido. O processo mecânico pode, menos comumente, ser a ruptura ou separação de superfícies sólidas ou líquidas. Este artigo enfoca contato e fricção.
Processos de Eletrificação
O fenômeno da geração de eletricidade estática por fricção (triboeletrificação) é conhecido há milhares de anos. O contato entre dois materiais é suficiente para induzir a eletrificação. O atrito é simplesmente um tipo de interação que aumenta a área de contato e gera calor—atrito é o termo geral para descrever o movimento de dois objetos em contato; a pressão exercida, sua velocidade de cisalhamento e o calor gerado são os principais determinantes da carga gerada pelo atrito. Às vezes, o atrito também leva ao rompimento de partículas sólidas.
Quando os dois sólidos em contato são metais (contato metal-metal), os elétrons migram de um para o outro. Cada metal é caracterizado por um potencial inicial diferente (potencial de Fermi), e a natureza sempre se move em direção ao equilíbrio - ou seja, os fenômenos naturais trabalham para eliminar as diferenças de potencial. Essa migração de elétrons resulta na geração de um potencial de contato. Como as cargas em um metal são muito móveis (metais são excelentes condutores), as cargas se recombinam até mesmo no último ponto de contato antes que os dois metais sejam separados. Portanto, é impossível induzir a eletrificação reunindo dois metais e depois separando-os; as cargas sempre fluirão para eliminar a diferença de potencial.
Quando um metal e um isolador entram em contato quase sem atrito no vácuo, o nível de energia dos elétrons no metal se aproxima daquele do isolante. As impurezas da superfície ou do volume causam isso e também evitam arcos (a descarga de eletricidade entre os dois corpos carregados - os eletrodos) após a separação. A carga transferida para o isolante é proporcional à afinidade eletrônica do metal, e todo isolante também tem uma afinidade eletrônica, ou atração por elétrons, associada a ele. Assim, também é possível a transferência de íons positivos ou negativos do isolante para o metal. A carga na superfície após contato e separação é descrita pela equação 1 na tabela 1.
Tabela 1. Relações básicas em eletrostática - Coleção de equações
Equação 1: Carregamento por contato de um metal e um isolante
Em geral, a densidade de carga superficial () após contato e separação
pode ser expresso por:
onde
e é a carga de um elétron
NE é a densidade do estado de energia na superfície do isolador
fi é a afinidade eletrônica do isolante, e
fm é a afinidade eletrônica do metal
Equação 2: Carregamento após contato entre dois isoladores
A seguinte forma geral da equação 1 se aplica à transferência de carga
entre dois isoladores com diferentes estados de energia (somente superfícies perfeitamente limpas):
onde NE1 e NE2 são as densidades de estado de energia na superfície dos dois isoladores,
e Ø1 e Ø 2 são as afinidades eletrônicas dos dois isolantes.
Equação 3: Densidade máxima de carga superficial
A rigidez dielétrica (EG) do gás circundante impõe um limite superior na carga que é
possível gerar em uma superfície isolante plana. No ar, EG é de aproximadamente 3 MV/m.
A densidade máxima de carga superficial é dada por:
Equação 4: Carga máxima em uma partícula esférica
Quando partículas nominalmente esféricas são carregadas pelo efeito corona, o máximo
carga que cada partícula pode adquirir é dada pelo limite de Pauthenier:
onde
qmax é a carga máxima
a é o raio da partícula
eI é a permissividade relativa e
Equação 5: Descargas de condutores
O potencial de um condutor isolado carregando carga Q É dado por V = Q/C e
a energia armazenada por:
Equação 6: Decurso temporal do potencial do condutor carregado
Em um condutor carregado por uma corrente constante (IG), o curso do tempo
potencial é descrito por:
onde Rf é a resistência de vazamento do condutor
Equação 7: Potencial final do condutor carregado
Por longo curso de tempo, t >Rf C, isso se reduz a:
e a energia armazenada é dada por:
Equação 8: Energia armazenada do condutor carregado
Quando dois isoladores entram em contato, a transferência de carga ocorre devido aos diferentes estados de energia de sua superfície (equação 2, tabela 1). As cargas transferidas para a superfície de um isolador podem migrar mais profundamente dentro do material. A umidade e a contaminação da superfície podem modificar muito o comportamento das cargas. A umidade da superfície, em particular, aumenta as densidades do estado de energia da superfície, aumentando a condução da superfície, o que favorece a recombinação de cargas e facilita a mobilidade iônica. A maioria das pessoas reconhecerá isso em suas experiências de vida diária pelo fato de que elas tendem a ser submetidas à eletricidade estática durante condições secas. O teor de água de alguns polímeros (plásticos) mudará à medida que forem sendo carregados. O aumento ou diminuição do teor de água pode até inverter o sentido do fluxo de carga (sua polaridade).
A polaridade (positividade e negatividade relativa) de dois isoladores em contato entre si depende da afinidade eletrônica de cada material. Os isoladores podem ser classificados por suas afinidades eletrônicas, e alguns valores ilustrativos estão listados na tabela 2. A afinidade eletrônica de um isolador é uma consideração importante para programas de prevenção, que serão discutidos posteriormente neste artigo.
Tabela 2. Afinidades eletrônicas de polímeros selecionados*
cobrar |
Material |
Afinidade eletrônica (EV) |
- |
PVC (cloreto de polivinila) |
4.85 |
Poliamida |
4.36 |
|
policarbonato |
4.26 |
|
PTFE (politetrafluoretileno) |
4.26 |
|
PETP (tereftalato de polietileno) |
4.25 |
|
Poliestireno |
4.22 |
|
+ |
Poliamida |
4.08 |
* Um material adquire uma carga positiva quando entra em contato com um material listado acima dele e uma carga negativa quando entra em contato com um material listado abaixo dele. Entretanto, a afinidade eletrônica de um isolante é multifatorial.
Embora tenha havido tentativas de estabelecer uma série triboelétrica que classificasse os materiais de modo que aqueles que adquirem uma carga positiva ao entrar em contato com os materiais aparecessem mais altos na série do que aqueles que adquirem uma carga negativa ao entrar em contato, nenhuma série universalmente reconhecida foi estabelecida.
Quando um sólido e um líquido se encontram (para formar um interface sólido-líquido), a transferência de carga ocorre devido à migração de íons que estão presentes no líquido. Esses íons surgem da dissociação de impurezas que podem estar presentes ou por reações eletroquímicas de oxidação-redução. Como, na prática, não existem líquidos perfeitamente puros, sempre haverá pelo menos alguns íons positivos e negativos no líquido disponíveis para se ligar à interface líquido-sólido. Existem muitos tipos de mecanismos pelos quais essa ligação pode ocorrer (por exemplo, aderência eletrostática a superfícies metálicas, absorção química, injeção eletrolítica, dissociação de grupos polares e, se a parede do vaso for isolante, reações líquido-sólido).
Como as substâncias que se dissolvem (dissociam) são eletricamente neutras para começar, elas gerarão números iguais de cargas positivas e negativas. A eletrificação ocorre apenas se as cargas positivas ou negativas aderirem preferencialmente à superfície do sólido. Se isso ocorrer, forma-se uma camada muito compacta, conhecida como camada de Helmholtz. Como a camada de Helmholtz é carregada, ela atrairá íons de polaridade oposta para ela. Esses íons se agruparão em uma camada mais difusa, conhecida como camada Gouy, que fica no topo da superfície da camada compacta de Helmholtz. A espessura da camada de Gouy aumenta com a resistividade do líquido. Líquidos condutores formam camadas Gouy muito finas.
Essa dupla camada se separará se o líquido fluir, com a camada de Helmholtz permanecendo ligada à interface e a camada de Gouy sendo arrastada pelo líquido que flui. O movimento dessas camadas carregadas produz uma diferença de potencial (o zeta potencial), e a corrente induzida pelas cargas em movimento é conhecida como corrente de transmissão. A quantidade de carga que se acumula no líquido depende da taxa na qual os íons se difundem em direção à interface e da resistividade do líquido (r). A corrente de fluxo é, no entanto, constante ao longo do tempo.
Nem líquidos altamente isolantes nem condutores ficarão carregados - o primeiro porque poucos íons estão presentes, e o segundo porque em líquidos que conduzem eletricidade muito bem, os íons se recombinam muito rapidamente. Na prática, a eletrificação ocorre apenas em líquidos com resistividade maior que 107Ωm ou menos de 1011Ωm, com os maiores valores observados para r 109 para 1011 Hum.
Líquidos fluindo irão induzir o acúmulo de carga nas superfícies isolantes sobre as quais eles fluem. A extensão em que a densidade de carga da superfície aumentará é limitada por (1) a rapidez com que os íons no líquido se recombinam na interface líquido-sólido, (2) a rapidez com que os íons no líquido são conduzidos através do isolador ou ( 3) se ocorre arco superficial ou a granel através do isolador e a carga é assim descarregada. O fluxo turbulento e o fluxo sobre superfícies rugosas favorecem a eletrificação.
Quando uma alta voltagem – digamos vários quilovolts – é aplicada a um corpo carregado (um eletrodo) que tem um raio pequeno (por exemplo, um fio), o campo elétrico nas imediações do corpo carregado é alto, mas diminui rapidamente com distância. Se houver descarga das cargas armazenadas, a descarga ficará limitada à região em que o campo elétrico é mais forte que a rigidez dielétrica da atmosfera circundante, fenômeno conhecido como efeito corona, pois o arco voltaico também emite luz. (As pessoas podem realmente ter visto pequenas faíscas formadas quando experimentaram pessoalmente um choque de eletricidade estática.)
A densidade de carga em uma superfície isolante também pode ser alterada pelos elétrons em movimento gerados por um campo elétrico de alta intensidade. Esses elétrons irão gerar íons de quaisquer moléculas de gás na atmosfera com as quais eles entram em contato. Quando a carga elétrica no corpo é positiva, o corpo carregado irá repelir quaisquer íons positivos que tenham sido criados. Os elétrons criados por objetos carregados negativamente perderão energia à medida que se afastam do eletrodo e se ligarão às moléculas de gás na atmosfera, formando assim íons negativos que continuam a se afastar dos pontos de carga. Esses íons positivos e negativos podem repousar em qualquer superfície isolante e modificarão a densidade de carga da superfície. Esse tipo de carga é muito mais fácil de controlar e mais uniforme do que as cargas criadas pelo atrito. Existem limites para a extensão das cobranças que é possível gerar dessa maneira. O limite é descrito matematicamente na equação 3 da tabela 1.
Para gerar cargas maiores, a rigidez dielétrica do ambiente deve ser aumentada, seja criando um vácuo ou metalizando a outra superfície do filme isolante. O último estratagema atrai o campo elétrico para o isolador e, consequentemente, reduz a intensidade do campo no gás circundante.
Quando um condutor em um campo elétrico Integridade e Excelência está aterrado (veja a figura 1), as cargas podem ser produzidas por indução. Nessas condições, o campo elétrico induz a polarização – a separação dos centros de gravidade dos íons negativos e positivos do condutor. Um condutor temporariamente aterrado em apenas um ponto carregará uma carga líquida quando desconectado do solo, devido à migração de cargas nas proximidades do ponto. Isso explica por que as partículas condutoras localizadas em um campo uniforme oscilam entre os eletrodos, carregando e descarregando a cada contato.
Figura 1. Mecanismo de carregamento de um condutor por indução
Perigos Associados à Eletricidade Estática
Os efeitos nocivos causados pelo acúmulo de eletricidade estática vão desde o desconforto que se sente ao tocar um objeto carregado, como a maçaneta de uma porta, até ferimentos muito graves, até mesmo fatais, que podem ocorrer devido a uma explosão induzida por eletricidade estática. O efeito fisiológico das descargas eletrostáticas em humanos varia de formigamento desconfortável a ações reflexas violentas. Esses efeitos são produzidos pela corrente de descarga e, principalmente, pela densidade de corrente na pele.
Neste artigo, descreveremos algumas maneiras práticas pelas quais superfícies e objetos podem se tornar carregados (eletrificação). Quando o campo elétrico induzido excede a capacidade do ambiente circundante de suportar a carga (isto é, excede a rigidez dielétrica do ambiente), ocorre uma descarga. (No ar, a rigidez dielétrica é descrita pela curva de Paschen e é uma função do produto da pressão e da distância entre os corpos carregados.)
As descargas disruptivas podem assumir as seguintes formas:
Condutores isolados têm uma capacitância líquida C em relação ao solo. Essa relação entre carga e potencial é expressa na equação 5 da tabela 1.
Uma pessoa usando sapatos isolantes é um exemplo comum de um condutor isolado. O corpo humano é um condutor eletrostático, com uma capacitância típica em relação ao terra de aproximadamente 150 pF e um potencial de até 30 kV. Como as pessoas podem ser condutores isolantes, elas podem experimentar descargas eletrostáticas, como a sensação mais ou menos dolorosa às vezes produzida quando uma mão se aproxima da maçaneta de uma porta ou de outro objeto de metal. Quando o potencial atinge aproximadamente 2 kV, será experimentado o equivalente a uma energia de 0.3 mJ, embora esse limite varie de pessoa para pessoa. Descargas mais fortes podem causar movimentos incontroláveis resultando em quedas. No caso de trabalhadores que utilizam ferramentas, os movimentos reflexos involuntários podem levar a ferimentos na vítima e em outras pessoas que possam estar trabalhando nas proximidades. As equações 6 a 8 na tabela 1 descrevem o curso de tempo do potencial.
O arco real ocorrerá quando a força do campo elétrico induzido exceder a força dielétrica do ar. Devido à rápida migração de cargas nos condutores, essencialmente todas as cargas fluem para o ponto de descarga, liberando toda a energia armazenada em uma faísca. Isso pode ter sérias implicações ao trabalhar com substâncias inflamáveis ou explosivas ou em condições inflamáveis.
A aproximação de um eletrodo aterrado a uma superfície isolante carregada modifica o campo elétrico e induz uma carga no eletrodo. À medida que as superfícies se aproximam, a intensidade do campo aumenta, eventualmente levando a uma descarga parcial da superfície isolada carregada. Como as cargas nas superfícies isolantes não são muito móveis, apenas uma pequena proporção da superfície participa da descarga, e a energia liberada por esse tipo de descarga é, portanto, muito menor do que em arcos.
A carga e a energia transferida parecem ser diretamente proporcionais ao diâmetro do eletrodo de metal, até aproximadamente 20 mm. A polaridade inicial do isolador também influencia a carga e a energia transferida. Descargas parciais de superfícies carregadas positivamente são menos energéticas do que as de cargas negativas. É impossível determinar, a priori, a energia transferida por uma descarga de uma superfície isolante, em contraste com a situação envolvendo superfícies condutoras. De fato, como a superfície isolante não é equipotencial, não é possível sequer definir as capacitâncias envolvidas.
Descarga Rastejante
Vimos na equação 3 (tabela 1) que a densidade de carga superficial de uma superfície isolante no ar não pode ultrapassar 2,660 pC/cm2.
Se considerarmos uma placa isolante ou um filme de espessura a, repousando sobre um eletrodo de metal ou tendo uma face de metal, é fácil demonstrar que o campo elétrico é atraído para o isolador pela carga induzida no eletrodo à medida que as cargas são depositadas na face não metálica. Como resultado, o campo elétrico no ar é muito fraco e menor do que seria se uma das faces não fosse de metal. Neste caso, a rigidez dielétrica do ar não limita o acúmulo de carga na superfície isolante, sendo possível atingir densidades de carga superficial muito altas (>2,660 pC/cm2). Esse acúmulo de carga aumenta a condutividade da superfície do isolador.
Quando um eletrodo se aproxima de uma superfície isolante, ocorre uma descarga lenta envolvendo uma grande proporção da superfície carregada que se tornou condutora. Devido às grandes áreas de superfície envolvidas, esse tipo de descarga libera grandes quantidades de energia. No caso de filmes, o campo de ar é muito fraco, e a distância entre o eletrodo e o filme não deve ser maior que a espessura do filme para que ocorra uma descarga. Uma descarga lenta também pode ocorrer quando um isolador carregado é separado de seu revestimento metálico. Nestas circunstâncias, o campo de ar aumenta abruptamente e toda a superfície do isolador descarrega para restabelecer o equilíbrio.
Descargas Eletrostáticas e Riscos de Incêndio e Explosão
Em atmosferas explosivas, reações de oxidação exotérmicas violentas, envolvendo transferência de energia para a atmosfera, podem ser desencadeadas por:
Estamos interessados aqui apenas no último caso. Os pontos de fulgor (a temperatura na qual os vapores líquidos inflamam em contato com uma chama nua) de vários líquidos e a temperatura de auto-ignição de vários vapores são fornecidos na Seção Química deste enciclopédia. O risco de incêndio associado a descargas eletrostáticas pode ser avaliado por referência ao limite inferior de inflamabilidade de gases, vapores e aerossóis sólidos ou líquidos. Este limite pode variar consideravelmente, como ilustra a tabela 3.
Tabela 3. Limites de inflamabilidade inferiores típicos
Quitação |
Limitar |
alguns pós |
Vários joules |
Aerossóis muito finos de enxofre e alumínio |
Vários milijoules |
Vapores de hidrocarbonetos e outros líquidos orgânicos |
200 microjoules |
Hidrogênio e acetileno |
20 microjoules |
Explosivos |
1 microjoule |
Uma mistura de ar e um gás ou vapor inflamável pode explodir somente quando a concentração da substância inflamável estiver entre seus limites explosivos superior e inferior. Dentro desta faixa, a energia mínima de ignição (MIE) - a energia que uma descarga eletrostática deve possuir para inflamar a mistura - é altamente dependente da concentração. Demonstrou-se consistentemente que a energia mínima de ignição depende da velocidade da liberação de energia e, por extensão, da duração da descarga. O raio do eletrodo também é um fator:
Em geral, os MIEs mais baixos são obtidos com eletrodos que são grandes o suficiente para evitar descargas corona.
A MIE também depende da distância entre eletrodos, sendo menor na distância de têmpera (“distance de pincement”), distância na qual a energia produzida na zona de reação excede as perdas térmicas nos eletrodos. Foi demonstrado experimentalmente que cada substância inflamável possui uma distância máxima de segurança, correspondente à distância mínima entre eletrodos na qual pode ocorrer uma explosão. Para hidrocarbonetos, é inferior a 1 mm.
A probabilidade de explosão de pólvora depende da concentração, com a maior probabilidade associada a concentrações da ordem de 200 a 500 g/m3. O MIE também depende do tamanho da partícula, com pós mais finos explodindo mais facilmente. Tanto para gases quanto para aerossóis, o MIE diminui com a temperatura.
Exemplos Industriais
Muitos processos usados rotineiramente para manuseio e transporte de produtos químicos geram cargas eletrostáticas. Esses incluem:
As consequências da geração de carga eletrostática incluem problemas mecânicos, risco de descarga eletrostática para os operadores e, se forem usados produtos que contenham solventes ou vapores inflamáveis, até explosão (consulte a tabela 4).
Tabela 4. Encargo específico associado a operações industriais selecionadas
Divisão de |
Cobrança específica |
Triagem |
10-8 -10-11 |
Enchimento ou esvaziamento do silo |
10-7 -10-9 |
Transporte por transportador sem-fim |
10-6 -10-8 |
Esmerilhamento |
10-6 -10-7 |
Micronização |
10-4 -10-7 |
transporte pneumático |
10-4 -10-6 |
Hidrocarbonetos líquidos, como óleo, querosene e muitos solventes comuns, têm duas características que os tornam particularmente sensíveis a problemas de eletricidade estática:
Cargas podem ser geradas durante o fluxo de transporte (por exemplo, através de tubulações, bombas ou válvulas). A passagem por filtros finos, como os usados durante o enchimento de tanques de avião, pode resultar na geração de densidades de carga de várias centenas de microcoulombs por metro cúbico. A sedimentação de partículas e a geração de névoas ou espumas carregadas durante o enchimento de tanques também podem gerar cargas.
Entre 1953 e 1971, a eletricidade estática foi responsável por 35 incêndios e explosões durante ou após o enchimento de tanques de querosene, e ainda mais acidentes ocorreram durante o enchimento de tanques de caminhões. A presença de filtros ou respingos durante o enchimento (devido à geração de espumas ou névoas) foram os fatores de risco mais comumente identificados. Acidentes também ocorreram a bordo de petroleiros, principalmente durante a limpeza dos tanques.
Princípios de Prevenção de Eletricidade Estática
Todos os problemas relacionados à eletricidade estática derivam de:
As medidas preventivas buscam evitar o acúmulo de cargas eletrostáticas, e a estratégia de escolha é evitar a geração de cargas elétricas em primeiro lugar. Se isso não for possível, devem ser implementadas medidas destinadas a aterrar as cobranças. Finalmente, se as descargas forem inevitáveis, os objetos sensíveis devem ser protegidos dos efeitos das descargas.
Supressão ou redução da geração de carga eletrostática
Esta é a primeira abordagem de prevenção eletrostática que deve ser realizada, pois é a única medida preventiva que elimina o problema na sua origem. No entanto, conforme discutido anteriormente, cargas são geradas sempre que dois materiais, pelo menos um dos quais é isolante, entram em contato e subsequentemente são separados. Na prática, a geração de carga pode ocorrer mesmo no contato e separação de um material consigo mesmo. Na verdade, a geração de carga envolve as camadas superficiais dos materiais. Como a menor diferença na umidade da superfície ou na contaminação da superfície resulta na geração de cargas estáticas, é impossível evitar completamente a geração de carga.
Para reduzir a quantidade de cargas geradas pelas superfícies que entram em contato:
Não foram estabelecidos limites de segurança definitivos para taxas de fluxo. O padrão britânico BS-5958-Parte 2 Código de Prática para Controle de Eletricidade Estática Indesejável recomenda que o produto da velocidade (em metros por segundo) e o diâmetro do tubo (em metros) seja inferior a 0.38 para líquidos com condutividades inferiores a 5 pS/m (em pico-siemens por metro) e inferior a 0.5 para líquidos com condutividades acima de 5 pS/m. Este critério é válido apenas para líquidos monofásicos transportados a velocidades não superiores a 7 m/s.
Deve-se notar que a redução da velocidade de cisalhamento ou fluxo não apenas reduz a geração de carga, mas também ajuda a dissipar quaisquer cargas geradas. Isso ocorre porque velocidades de fluxo mais baixas resultam em tempos de residência maiores do que aqueles associados a zonas de relaxamento, onde as taxas de fluxo são reduzidas por estratégias como o aumento do diâmetro do tubo. Isso, por sua vez, aumenta o aterramento.
Aterramento da eletricidade estática
A regra básica da prevenção eletrostática é eliminar as diferenças de potencial entre os objetos. Isso pode ser feito conectando-os ou aterrando-os. Condutores isolados, no entanto, podem acumular cargas e, portanto, podem ficar carregados por indução, um fenômeno que é exclusivo deles. Descargas de condutores podem assumir a forma de faíscas perigosas e de alta energia.
Esta regra é consistente com as recomendações relativas à prevenção de choques elétricos, que também exigem que todas as partes metálicas acessíveis de equipamentos elétricos sejam aterradas conforme o padrão francês Instalações elétricas de baixa tensão (NFC 15-100). Para máxima segurança eletrostática, nossa preocupação aqui, esta regra deve ser generalizada para todos os elementos condutores. Isso inclui armações de mesa de metal, maçanetas de portas, componentes eletrônicos, tanques usados nas indústrias químicas e chassis de veículos usados para transportar hidrocarbonetos.
Do ponto de vista da segurança eletrostática, o mundo ideal seria aquele em que tudo fosse condutor e estivesse permanentemente aterrado, transferindo assim todas as cargas para a terra. Nessas circunstâncias, tudo seria permanentemente equipotencial e, consequentemente, o campo elétrico - e o risco de descarga - seria zero. No entanto, quase nunca é possível atingir esse ideal, pelos seguintes motivos:
Proteção contra descargas eletrostáticas
Deve-se ter em mente que esta seção trata apenas da proteção de equipamentos eletrostaticamente sensíveis contra descargas inevitáveis, redução da geração de carga e eliminação de cargas. A capacidade de proteger o equipamento não elimina a necessidade fundamental de prevenir o acúmulo de carga eletrostática em primeiro lugar.
Como ilustra a figura 2, todos os problemas eletrostáticos envolvem uma fonte de descarga eletrostática (o objeto inicialmente carregado), um alvo que recebe a descarga e o ambiente através do qual a descarga viaja (descarga dielétrica). Deve-se notar que tanto o alvo quanto o ambiente podem ser eletrostaticamente sensíveis. Alguns exemplos de elementos sensíveis estão listados na tabela 5.
Figura 2. Esquema do problema de descarga eletrostática
Tabela 6. Exemplos de equipamentos sensíveis a descargas eletrostáticas
Elemento sensível |
Exemplos |
fonte |
Um operador tocando uma maçaneta de porta ou o chassi de um carro A |
Target |
Componentes eletrônicos ou materiais em contato com um operador carregado |
Meio Ambiente |
Uma mistura explosiva inflamada por uma descarga eletrostática |
Proteção dos trabalhadores
Os trabalhadores que tenham motivos para acreditar que ficaram eletricamente carregados (por exemplo, ao descer de um veículo em tempo seco ou caminhar com certos tipos de calçados), podem aplicar várias medidas de proteção, como as seguintes:
Proteção em atmosferas explosivas
Em atmosferas explosivas, é o próprio ambiente que é sensível a descargas eletrostáticas, e as descargas podem resultar em ignição ou explosão. A proteção nestes casos consiste na substituição do ar, seja por uma mistura gasosa cujo teor de oxigênio seja inferior ao limite inferior de explosividade, seja por um gás inerte, como o nitrogênio. O gás inerte tem sido utilizado em silos e em vasos de reação nas indústrias química e farmacêutica. Nesse caso, são necessárias precauções adequadas para garantir que os trabalhadores recebam um suprimento de ar adequado.
Perigos e Medidas Preventivas em Instalações Elétricas
Os diversos componentes que compõem as instalações elétricas exibem diferentes graus de robustez. Independentemente de sua fragilidade inerente, no entanto, todos eles devem operar de forma confiável sob condições rigorosas. Infelizmente, mesmo nas melhores circunstâncias, o equipamento elétrico está sujeito a falhas que podem resultar em ferimentos ou danos materiais.
A operação segura de instalações elétricas é o resultado de um bom projeto inicial, não a mera adaptação de sistemas de segurança. Este é um corolário do fato de que enquanto a corrente flui na velocidade da luz, todos os sistemas eletromecânicos e eletrônicos exibem latências de reação, causadas principalmente pela inércia térmica, inércia mecânica e condições de manutenção. Essas latências, quaisquer que sejam suas origens, são suficientemente longas para permitir que humanos sejam feridos e equipamentos danificados (Lee, Capelli-Schellpfeffer e Kelly 1994; Lee, Cravalho e Burke 1992; Kane e Sternheim 1978).
É essencial que o equipamento seja instalado e mantido por pessoal qualificado. As medidas técnicas, deve-se enfatizar, são necessárias tanto para garantir a operação segura das instalações quanto para proteger pessoas e equipamentos.
Introdução aos riscos elétricos
A operação adequada das instalações elétricas exige que as máquinas, equipamentos e circuitos e linhas elétricas sejam protegidos contra riscos causados por fatores internos (ou seja, decorrentes da instalação) e externos (Andreoni e Castagna 1983).
As causas internas incluem:
Cada combinação de equipamento de risco requer medidas de proteção específicas, algumas das quais são obrigatórias por lei ou regulamentos técnicos internos. Os fabricantes têm a responsabilidade de conhecer estratégias técnicas específicas capazes de reduzir os riscos.
As causas externas incluem:
e por último mas não menos importante,
Outras causas externas incluem interferência eletromagnética de fontes como linhas de alta tensão, receptores de rádio, máquinas de solda (capazes de gerar sobretensões transitórias) e solenóides.
As causas de problemas encontradas com mais frequência surgem de mau funcionamento ou fora do padrão:
Um único fusível ou disjuntor automático é incapaz de fornecer proteção adequada contra sobrecorrente em dois circuitos diferentes. Fusíveis ou disjuntores automáticos podem fornecer proteção contra falhas fase-neutro, mas a proteção contra falhas fase-terra requer disjuntores automáticos de corrente residual.
Estes são particularmente importantes para instrumentação e linhas usadas para transmissão de dados ou troca de sinais de proteção e/ou controle. Folgas adequadas devem ser mantidas entre as linhas, ou filtros e blindagens devem ser usados. Cabos de fibra ótica às vezes são usados para os casos mais críticos.
O risco associado às instalações elétricas aumenta quando o equipamento é submetido a condições operacionais severas, mais comumente como resultado de riscos elétricos em ambientes úmidos ou molhados.
As finas camadas condutoras de líquido que se formam em superfícies metálicas e isolantes em ambientes úmidos ou molhados criam novos, irregulares e perigosos caminhos de corrente. A infiltração de água reduz a eficiência do isolamento e, caso a água penetre no isolamento, pode causar fugas de corrente e curtos-circuitos. Esses efeitos não apenas danificam as instalações elétricas, mas aumentam muito os riscos humanos. Este fato justifica a necessidade de normas especiais para trabalhos em ambientes agressivos, como locais ao ar livre, instalações agrícolas, canteiros de obras, banheiros, minas e porões e alguns ambientes industriais.
Estão disponíveis equipamentos que fornecem proteção contra chuva, respingos laterais ou imersão total. Idealmente, o equipamento deve ser fechado, isolado e à prova de corrosão. Invólucros metálicos devem ser aterrados. O mecanismo de falha nesses ambientes úmidos é o mesmo observado em ambientes úmidos, mas os efeitos podem ser mais severos.
Riscos elétricos em atmosferas empoeiradas
Poeiras finas que entram em máquinas e equipamentos elétricos causam abrasão, principalmente nas partes móveis. Poeiras condutoras também podem causar curtos-circuitos, enquanto poeiras isolantes podem interromper o fluxo de corrente e aumentar a resistência de contato. Acúmulos de poeira fina ou grossa ao redor das caixas do equipamento são potenciais reservatórios de umidade e água. A poeira seca é um isolante térmico, reduzindo a dispersão de calor e aumentando a temperatura local; isso pode danificar os circuitos elétricos e causar incêndios ou explosões.
Os sistemas à prova de água e à prova de explosão devem ser instalados em locais industriais ou agrícolas onde são realizados processos empoeirados.
Riscos elétricos em atmosferas explosivas ou em locais que contenham materiais explosivos
Explosões, incluindo as de atmosferas contendo gases e poeiras explosivas, podem ser desencadeadas pela abertura e fechamento de circuitos elétricos energizados, ou por qualquer outro processo transitório capaz de gerar faíscas de energia suficiente.
Este perigo está presente em locais como:
Onde este perigo estiver presente, o número de circuitos e equipamentos elétricos deve ser minimizado – por exemplo, removendo motores elétricos e transformadores ou substituindo-os por equipamentos pneumáticos. Equipamentos elétricos que não podem ser removidos devem ser fechados, para evitar qualquer contato de gases e poeiras inflamáveis com faíscas, e uma atmosfera de gás inerte de pressão positiva deve ser mantida dentro do gabinete. Invólucros à prova de explosão e cabos elétricos à prova de fogo devem ser usados onde houver a possibilidade de explosão. Uma gama completa de equipamentos à prova de explosão foi desenvolvida para algumas indústrias de alto risco (por exemplo, as indústrias química e de petróleo).
Devido ao alto custo dos equipamentos à prova de explosão, as plantas são comumente divididas em zonas de risco elétrico. Nesta abordagem, equipamentos especiais são usados em zonas de alto risco, enquanto uma certa quantidade de risco é aceita em outras. Vários critérios específicos da indústria e soluções técnicas foram desenvolvidos; isso geralmente envolve alguma combinação de aterramento, segregação de componentes e instalação de barreiras de zoneamento.
Potencial de compensação
Se todos os condutores, incluindo a terra, que podem ser tocados simultaneamente estivessem no mesmo potencial, não haveria perigo para os seres humanos. Os sistemas de ligação equipotenciais são uma tentativa de alcançar essa condição ideal (Andreoni e Castagna 1983; Lee, Cravalho e Burke 1992).
Na ligação equipotencial, todos os condutores expostos de equipamentos elétricos sem transmissão e todos os condutores estranhos acessíveis no mesmo local são conectados a um condutor aterrado de proteção. Deve-se lembrar que, embora os condutores de equipamentos não transmissores estejam inativos durante a operação normal, eles podem se tornar ativos após falha de isolamento. Ao diminuir a tensão de contato, a ligação equipotencial evita que os componentes metálicos atinjam tensões que são perigosas para humanos e equipamentos.
Na prática, pode ser necessário conectar a mesma máquina à rede equipotencial em mais de um ponto. Áreas de mau contato, devido, por exemplo, à presença de isolantes como lubrificantes e tintas, devem ser cuidadosamente identificadas. Da mesma forma, é uma boa prática conectar todas as tubulações de serviço locais e externas (por exemplo, água, gás e aquecimento) à rede de ligação equipotencial.
encalhe
Na maioria dos casos, é necessário minimizar a queda de tensão entre os condutores da instalação e a terra. Isso é feito conectando os condutores a um condutor de proteção aterrado.
Existem dois tipos de conexões de aterramento:
Sob condições normais de operação, nenhuma corrente flui através das conexões de aterramento. No entanto, em caso de ativação acidental do circuito, o fluxo de corrente através da conexão de aterramento de baixa resistência é alto o suficiente para derreter o fusível ou os condutores não aterrados.
A tensão máxima de falta em redes equipotenciais permitida pela maioria dos padrões é de 50 V para ambientes secos, 25 V para ambientes úmidos ou úmidos e 12 V para laboratórios médicos e outros ambientes de alto risco. Embora esses valores sejam apenas orientadores, deve-se ressaltar a necessidade de garantir o aterramento adequado nos locais de trabalho, espaços públicos e principalmente residências.
A eficiência do aterramento depende principalmente da existência de correntes de fuga à terra altas e estáveis, mas também de um acoplamento galvânico adequado da rede equipotencial e do diâmetro dos condutores que conduzem à rede. Devido à importância do vazamento no solo, ele deve ser avaliado com grande precisão.
As conexões de aterramento devem ser tão confiáveis quanto as redes equipotenciais e seu bom funcionamento deve ser verificado regularmente.
À medida que a resistência da terra aumenta, o potencial do condutor de aterramento e da terra ao redor do condutor se aproxima do do circuito elétrico; no caso da terra ao redor do condutor, o potencial gerado é inversamente proporcional à distância do condutor. Para evitar tensões de passo perigosas, os condutores de aterramento devem ser devidamente blindados e colocados no solo em profundidades adequadas.
Como alternativa ao aterramento de equipamentos, as normas permitem o uso de equipamentos com isolamento duplo. Este equipamento, recomendado para uso em ambientes residenciais, minimiza a chance de falha de isolamento ao fornecer dois sistemas de isolamento separados. Não se pode confiar em equipamentos com isolamento duplo para proteção adequada contra falhas de interface, como aquelas associadas a plugues frouxos, mas energizados, uma vez que os padrões de plugues e tomadas de alguns países não abordam o uso de tais plugues.
Disjuntores
O método mais seguro de reduzir os riscos elétricos para pessoas e equipamentos é minimizar a duração da corrente de falha e o aumento da tensão, idealmente antes que a energia elétrica comece a aumentar. Os sistemas de proteção em equipamentos elétricos geralmente incorporam três relés: um relé de corrente residual para proteção contra falha no aterramento, um relé magnético e um relé térmico para proteção contra sobrecargas e curtos-circuitos.
Nos disjuntores de corrente residual, os condutores do circuito são enrolados em torno de um anel que detecta a soma vetorial das correntes que entram e saem do equipamento a ser protegido. A soma vetorial é igual a zero durante a operação normal, mas igual à corrente de fuga em caso de falha. Quando a corrente de fuga atinge o limite do disjuntor, o disjuntor é desarmado. Os disjuntores de corrente residual podem ser disparados por correntes tão baixas quanto 30 mA, com latências tão baixas quanto 30 ms.
A corrente máxima que pode ser transportada com segurança por um condutor é uma função de sua área de seção transversal, isolamento e instalação. O superaquecimento ocorrerá se a carga máxima segura for excedida ou se a dissipação de calor for limitada. Dispositivos de sobrecorrente, como fusíveis e disjuntores magnetotérmicos, interrompem automaticamente o circuito se ocorrer um fluxo excessivo de corrente, falhas de aterramento, sobrecarga ou curto-circuito. Os dispositivos de sobrecorrente devem interromper o fluxo de corrente quando esta exceder a capacidade do condutor.
A seleção de equipamentos de proteção capazes de proteger pessoas e equipamentos é uma das questões mais importantes no gerenciamento de instalações elétricas e deve levar em consideração não apenas a capacidade de condução de corrente dos condutores, mas também as características dos circuitos e dos equipamentos conectados a eles. eles.
Fusíveis ou disjuntores especiais de alta capacidade devem ser usados em circuitos com cargas de corrente muito alta.
fusíveis
Vários tipos de fusíveis estão disponíveis, cada um projetado para uma aplicação específica. O uso do tipo errado de fusível ou de um fusível de capacidade errada pode causar ferimentos e danos ao equipamento. O uso excessivo frequentemente resulta em fiação ou equipamentos superaquecidos, o que, por sua vez, pode causar incêndios.
Antes de substituir os fusíveis, bloqueie, identifique e teste o circuito para verificar se o circuito está morto. O teste pode salvar vidas. Em seguida, identifique a causa de qualquer curto-circuito ou sobrecarga e substitua os fusíveis queimados por fusíveis do mesmo tipo e capacidade. Nunca insira fusíveis em um circuito energizado.
Disjuntores
Embora os disjuntores sejam usados há muito tempo em circuitos de alta tensão com grandes capacidades de corrente, eles são cada vez mais usados em muitos outros tipos de circuitos. Muitos tipos estão disponíveis, oferecendo opções de início imediato e retardado e operação manual ou automática.
Os disjuntores se enquadram em duas categorias gerais: térmicos e magnéticos.
Os disjuntores térmicos reagem apenas a um aumento de temperatura. As variações na temperatura ambiente do disjuntor irão, portanto, afetar o ponto em que o disjuntor é disparado.
Os disjuntores magnéticos, por outro lado, reagem apenas à quantidade de corrente que passa pelo circuito. Este tipo de disjuntor é preferível onde grandes flutuações de temperatura exigiriam sobredimensionamento do disjuntor, ou onde o disjuntor é freqüentemente desarmado.
No caso de contato com linhas que transportam cargas de alta corrente, os circuitos de proteção não podem evitar ferimentos pessoais ou danos ao equipamento, pois são projetados apenas para proteger linhas e sistemas de energia do excesso de fluxo de corrente causado por falhas.
Por causa da resistência do contato com a terra, a corrente que passa por um objeto em contato simultâneo com a linha e a terra geralmente será menor que a corrente de disparo. As correntes de falha que fluem através dos humanos podem ser ainda mais reduzidas pela resistência do corpo até o ponto em que não desarmam o disjuntor e, portanto, são extremamente perigosas. É virtualmente impossível projetar um sistema de energia que evite lesões ou danos a qualquer objeto que falhe nas linhas de energia enquanto permanece um sistema de transmissão de energia útil, pois os limites de disparo para os dispositivos de proteção de circuito relevantes estão bem acima do nível de risco humano.
Normas e regulamentos
A estrutura dos padrões e regulamentos internacionais é ilustrada na figura 1 (Winckler 1994). As linhas correspondem ao escopo geográfico das normas, seja mundial (internacional), continental (regional) ou nacional, enquanto as colunas correspondem aos campos de aplicação das normas. A IEC e a Organização Internacional de Padronização (ISO) compartilham uma estrutura guarda-chuva, o Joint Presidents Coordinating Group (JPCG); o equivalente europeu é o Joint Presidents Group (JPG).
Figura 1. A estrutura de normas e regulamentos internacionais
Cada organismo de normalização realiza reuniões internacionais regulares. A composição dos vários órgãos reflete o desenvolvimento da padronização.
A Comitê europeu de normalização eletrotécnica (CENELEC) foi criado pelos comitês de engenharia elétrica dos países signatários do Tratado de Roma de 1957 que institui a Comunidade Econômica Européia. Os seis membros fundadores juntaram-se posteriormente aos membros da European Free Trade Association (EFTA), e o CENELEC em sua forma atual data de 13 de fevereiro de 1972.
Em contraste com a Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC), o CENELEC se concentra na implementação de padrões internacionais nos países membros, e não na criação de novos padrões. É particularmente importante lembrar que, embora a adoção dos padrões IEC pelos países membros seja voluntária, a adoção dos padrões e regulamentos CENELEC é obrigatória na União Européia. Mais de 90% dos padrões CENELEC são derivados dos padrões IEC, e mais de 70% deles são idênticos. A influência do CENELEC também atraiu o interesse dos países do Leste Europeu, muitos dos quais se tornaram membros afiliados em 1991.
A International Association for Testing and Materials, precursora da ISO, como é conhecida hoje, foi fundada em 1886 e esteve ativa até a Primeira Guerra Mundial, após a qual deixou de funcionar como uma associação internacional. Algumas organizações nacionais, como a American Society for Testing and Materials (ASTM), sobreviveram. Em 1926, a International Standards Association (ISA) foi fundada em Nova York e esteve ativa até a Segunda Guerra Mundial. A ISA foi substituída em 1946 pela ISO, que é responsável por todos os campos, exceto engenharia elétrica e telecomunicações. o Comité europeu de normalização (CEN) é o equivalente europeu da ISO e tem a mesma função que a CENELEC, embora apenas 40% das normas CEN sejam derivadas das normas ISO.
A atual onda de consolidação econômica internacional cria a necessidade de bases de dados técnicas comuns no campo da padronização. Este processo está atualmente em curso em várias partes do mundo, e é provável que surjam novos organismos de normalização fora da Europa. A CANENA é um órgão regional de padronização criado pelos países do Acordo de Livre Comércio da América do Norte (NAFTA) (Canadá, México e Estados Unidos). A fiação das instalações nos EUA é regida pelo Código Elétrico Nacional, ANSI/NFPA 70-1996. Este Código também está em uso em vários outros países da América do Norte e do Sul. Ele fornece requisitos de instalação para instalações de fiação local além do ponto de conexão com o sistema de energia elétrica. Abrange a instalação de condutores e equipamentos elétricos dentro ou sobre edifícios públicos e privados, incluindo casas móveis, veículos recreativos e edifícios flutuantes, pátios de estocagem, parques de diversões, estacionamentos e outros lotes e subestações industriais. Ele não cobre instalações em navios ou embarcações que não sejam edifícios flutuantes - paradas ferroviárias, aeronaves ou veículos automotores. O Código Elétrico Nacional também não se aplica a outras áreas que são normalmente reguladas pelo Código Nacional de Segurança Elétrica, como instalações de equipamentos utilitários de comunicação e instalações elétricas.
Normas europeias e americanas para a operação de instalações elétricas
A Norma Europeia EN 50110-1, Operação de Instalações Elétricas (1994a) preparado pelo CENELEC Task Force 63-3, é o documento básico que se aplica à operação e atividades de trabalho em, com ou perto de instalações elétricas. A norma define os requisitos mínimos para todos os países CENELEC; padrões nacionais adicionais são descritos em subpartes separadas do padrão (EN 50110-2).
A norma se aplica a instalações projetadas para geração, transmissão, conversão, distribuição e uso de energia elétrica, e operando em níveis de tensão comumente encontrados. Embora as instalações típicas operem em baixas tensões, o padrão também se aplica a instalações de extrabaixa e alta tensão. As instalações podem ser permanentes e fixas (por exemplo, instalações de distribuição em fábricas ou complexos de escritórios) ou móveis.
Os procedimentos seguros de operação e manutenção para trabalhos em ou perto de instalações elétricas são definidos na norma. As atividades de trabalho aplicáveis incluem trabalho não elétrico, como construção perto de linhas aéreas ou cabos subterrâneos, além de todos os tipos de trabalho elétrico. Certas instalações elétricas, como as de bordo de aeronaves e navios, não estão sujeitas à norma.
O padrão equivalente nos Estados Unidos é o National Electrical Safety Code (NESC), American National Standards Institute (1990). O NESC se aplica a instalações e funções de utilidade desde o ponto de geração de eletricidade e sinais de comunicação, através da rede de transmissão, até o ponto de entrega nas instalações do cliente. Certas instalações, incluindo aquelas em minas e navios, não estão sujeitas ao NESC. As diretrizes do NESC são projetadas para garantir a segurança dos trabalhadores envolvidos na instalação, operação ou manutenção de fornecimento de energia elétrica e linhas de comunicação e equipamentos associados. Estas diretrizes constituem o padrão mínimo aceitável para segurança ocupacional e pública sob as condições especificadas. O código não pretende ser uma especificação de projeto ou um manual de instruções. Formalmente, o NESC deve ser considerado como um código de segurança nacional aplicável aos Estados Unidos.
As extensas regras dos padrões europeus e americanos fornecem o desempenho seguro do trabalho em instalações elétricas.
O padrão europeu (1994a)
Definições
A norma fornece definições apenas para os termos mais comuns; mais informações estão disponíveis na Comissão Eletrotécnica Internacional (1979). Para efeitos desta norma, entende-se por instalação elétrica todos os equipamentos envolvidos na geração, transmissão, conversão, distribuição e utilização de energia elétrica. Isso inclui todas as fontes de energia, incluindo baterias e capacitores (ENEL 1994; EDF-GDF 1991).
Princípios básicos
Operação segura: O princípio básico do trabalho seguro em, com ou perto de uma instalação elétrica é a necessidade de avaliar o risco elétrico antes de iniciar o trabalho.
Pessoal: De nada valem as melhores regras e procedimentos de trabalho em, com ou perto de instalações elétricas se os trabalhadores não as conhecerem completamente e não as cumprirem rigorosamente. Todo o pessoal envolvido no trabalho em, com ou perto de uma instalação elétrica deve ser instruído sobre os requisitos de segurança, regras de segurança e políticas da empresa aplicáveis ao seu trabalho. Quando o trabalho for longo ou complexo, esta instrução deve ser repetida. Os trabalhadores devem cumprir estes requisitos, regras e instruções.
Organização: Cada instalação elétrica deve ser colocada sob a responsabilidade da pessoa designada no controle da instalação elétrica. Nos casos de empreendimentos que envolvam mais de uma instalação, é essencial que as pessoas designadas para o controle de cada instalação cooperem entre si.
Cada atividade de trabalho deve ser de responsabilidade da pessoa designada no controle do trabalho. Quando o trabalho compreender subtarefas, serão designadas pessoas responsáveis pela segurança de cada subtarefa, cada uma subordinada ao coordenador. A mesma pessoa pode atuar como a pessoa designada no controle do trabalho e a pessoa designada no controle da instalação elétrica.
Comunicação: Isso inclui todos os meios de transmissão de informações entre pessoas, ou seja, palavra falada (incluindo telefones, rádio e fala), escrita (incluindo fax) e meios visuais (incluindo painéis de instrumentos, vídeo, sinais e luzes).
Notificação formal de todas as informações necessárias para a operação segura da instalação elétrica, por exemplo, arranjos de rede, status do painel e a posição dos dispositivos de segurança, deve ser dada.
Site de Trabalho: Espaço de trabalho, acesso e iluminação adequados devem ser fornecidos nas instalações elétricas, com ou perto das quais qualquer trabalho será realizado.
Ferramentas, equipamentos e procedimentos: As ferramentas, equipamentos e procedimentos devem cumprir os requisitos das normas europeias, nacionais e internacionais aplicáveis, caso existam.
Desenhos e relatórios: Os desenhos e relatórios da instalação devem estar atualizados e prontamente disponíveis.
Sinalização: A sinalização adequada chamando a atenção para perigos específicos deve ser exibida conforme necessário quando a instalação estiver operando e durante qualquer trabalho.
Procedimentos operacionais padrão
Atividades operacionais: As atividades operacionais são projetadas para alterar o estado elétrico de uma instalação elétrica. Existem dois tipos:
Verificações funcionais: Isso inclui procedimentos de medição, teste e inspeção.
A medição é definida como toda a gama de atividades usadas para coletar dados físicos em instalações elétricas. A medição deve ser realizada por profissionais qualificados.
O teste inclui todas as atividades destinadas a verificar a operação ou condição elétrica, mecânica ou térmica de uma instalação elétrica. Os testes devem ser realizados por trabalhadores qualificados.
A inspeção é a verificação de que uma instalação elétrica está em conformidade com os regulamentos técnicos e de segurança especificados aplicáveis.
procedimentos de trabalho
Geral: A pessoa designada para o controle da instalação elétrica e a pessoa designada para o controle do trabalho devem garantir que os trabalhadores recebam instruções específicas e detalhadas antes de iniciar o trabalho e após sua conclusão.
Antes do início do trabalho, a pessoa designada no controle do trabalho deve notificar a pessoa designada no controle da instalação elétrica da natureza, local e consequências para a instalação elétrica do trabalho pretendido. Esta notificação deverá ser feita preferencialmente por escrito, principalmente quando o trabalho for complexo.
As atividades de trabalho podem ser divididas em três categorias: trabalho morto, trabalho ao vivo e trabalho nas proximidades de instalações vivas. Para cada tipo de trabalho foram desenvolvidas medidas de proteção contra choques elétricos, curtos-circuitos e arcos elétricos.
Indução: As seguintes precauções devem ser tomadas ao trabalhar em linhas elétricas sujeitas a indução de corrente:
Condições do tempo: Quando um raio for visto ou um trovão for ouvido, nenhum trabalho deve ser iniciado ou continuado em instalações externas ou em instalações internas conectadas diretamente a linhas aéreas.
trabalhando duro
As seguintes práticas básicas de trabalho garantirão que as instalações elétricas no local de trabalho permaneçam inativas durante o trabalho. A menos que haja contra-indicações claras, as práticas devem ser aplicadas na ordem listada.
Desconexão completa: A seção da instalação na qual o trabalho será realizado deve ser isolada de todas as fontes de alimentação elétrica e protegida contra reconexão.
Proteção contra reconexão: Todos os dispositivos de corte utilizados para isolar a instalação elétrica para a obra devem ser bloqueados, preferencialmente através do bloqueio do mecanismo de operação.
Verificação de que a instalação está morta: A ausência de corrente deve ser verificada em todos os pólos da instalação elétrica no local de trabalho ou o mais próximo possível dele.
Aterramento e curto-circuito: Em todos os locais de trabalho de alta e baixa tensão, todas as peças a serem trabalhadas devem ser aterradas e curto-circuitadas após serem desconectadas. Os sistemas de aterramento e curto-circuito devem ser conectados primeiro à terra; os componentes a serem aterrados devem ser conectados ao sistema somente após este ter sido aterrado. Na medida do possível, os sistemas de aterramento e curto-circuito devem ser visíveis do local de trabalho. As instalações de baixa e alta tensão têm seus próprios requisitos específicos. Nesses tipos de instalação, todos os lados dos canteiros de obras e todos os condutores que entram no local devem ser aterrados e curto-circuitados.
Proteção contra partes energizadas adjacentes: Medidas de proteção adicionais são necessárias se as partes de uma instalação elétrica nas proximidades do local de trabalho não puderem ser protegidas. Os trabalhadores não devem iniciar o trabalho antes de receberem autorização da pessoa designada para o comando da obra, que por sua vez deve receber autorização da pessoa designada para o comando da instalação elétrica. Uma vez concluído o trabalho, os trabalhadores devem deixar o local de trabalho, as ferramentas e equipamentos devem ser armazenados e os sistemas de aterramento e curto-circuito removidos. A pessoa designada no controle do trabalho deve notificar a pessoa designada no controle da instalação elétrica de que a instalação está disponível para reconexão.
Trabalho ao vivo
Geral: O trabalho vivo é o trabalho realizado dentro de uma zona na qual há fluxo de corrente. Orientações para as dimensões da zona de trabalho sob tensão podem ser encontradas na norma EN 50179. Medidas de proteção projetadas para evitar choques elétricos, arcos e curtos-circuitos devem ser aplicadas.
Formação e qualificação: Programas de treinamento específicos devem ser estabelecidos para desenvolver e manter a capacidade de trabalhadores qualificados ou treinados para realizar trabalhos ao vivo. Após a conclusão do programa, os trabalhadores receberão uma classificação de qualificação e autorização para realizar trabalhos sob tensão específicos em tensões específicas.
Manutenção das qualificações: A capacidade de realizar trabalho ao vivo deve ser mantida pela prática ou por um novo treinamento.
Técnicas de trabalho: Atualmente, existem três técnicas reconhecidas, que se distinguem pela sua aplicabilidade a diferentes tipos de partes vivas e pelos equipamentos necessários para evitar choques elétricos, arcos elétricos e curtos-circuitos:
Cada técnica requer preparação, equipamentos e ferramentas diferentes, e a seleção da técnica mais adequada dependerá das características do trabalho em questão.
Ferramentas e equipamentos: Devem ser especificadas as características, armazenamento, manutenção, transporte e inspeção de ferramentas, equipamentos e sistemas.
Condições do tempo: As restrições se aplicam ao trabalho ao vivo em condições climáticas adversas, uma vez que as propriedades isolantes, a visibilidade e a mobilidade do trabalhador são reduzidas.
Organização do trabalho: O trabalho deve ser adequadamente preparado; preparação escrita deve ser apresentada com antecedência para trabalhos complexos. A instalação em geral e, em particular, o troço onde se vão realizar os trabalhos, devem ser mantidos em condições compatíveis com a preparação exigida. A pessoa designada no controle do trabalho deve informar a pessoa designada no controle da instalação elétrica sobre a natureza do trabalho, o local na instalação em que o trabalho será executado e a duração estimada do trabalho. Antes do início do trabalho, os trabalhadores devem ter a natureza do trabalho, as medidas de segurança relevantes, o papel de cada trabalhador e as ferramentas e equipamentos a serem utilizados.
Existem práticas específicas para instalações de extrabaixa tensão, baixa tensão e alta tensão.
Trabalho nas proximidades de peças vivas
Geral: O trabalho nas proximidades de partes energizadas com tensões nominais acima de 50 VAC ou 120 VDC deve ser realizado somente quando medidas de segurança tiverem sido aplicadas para garantir que as partes energizadas não possam ser tocadas ou que a zona energizada não possa ser acessada. Telas, barreiras, invólucros ou coberturas isolantes podem ser utilizadas para este fim.
Antes do início do trabalho, a pessoa designada no controle do trabalho deve instruir os trabalhadores, especialmente aqueles que não estão familiarizados com o trabalho nas proximidades de partes energizadas, sobre as distâncias de segurança a serem observadas no local de trabalho, as principais práticas de segurança a serem seguidas e as necessidade de comportamento que garanta a segurança de toda a equipe de trabalho. Os limites do local de trabalho devem ser definidos e marcados com precisão e deve-se chamar a atenção para condições de trabalho incomuns. Essas informações devem ser repetidas conforme necessário, principalmente após mudanças nas condições de trabalho.
Os trabalhadores devem garantir que nenhuma parte de seu corpo ou qualquer objeto entre na zona viva. Cuidado especial deve ser tomado ao manusear objetos longos, por exemplo, ferramentas, pontas de cabos, tubos e escadas.
Proteção por telas, barreiras, invólucros ou coberturas isolantes: A seleção e instalação desses dispositivos de proteção devem garantir proteção suficiente contra estressores elétricos e mecânicos previsíveis. O equipamento deve ser adequadamente mantido e mantido seguro durante o trabalho.
Manutenção
Geral: O objetivo da manutenção é manter a instalação elétrica nas condições exigidas. A manutenção pode ser preventiva (ou seja, realizada regularmente para evitar quebras e manter o equipamento em funcionamento) ou corretiva (ou seja, realizada para substituir peças defeituosas).
O trabalho de manutenção pode ser dividido em duas categorias de risco:
Pessoal: O pessoal encarregado de executar o trabalho deve ser adequadamente qualificado ou treinado e deve receber ferramentas e dispositivos de medição e teste adequados.
Trabalho de reparação: O trabalho de reparo consiste nas seguintes etapas: localização da falha; retificação de falhas e/ou substituição de componentes; recomissionamento da seção reparada da instalação. Cada uma dessas etapas pode exigir procedimentos específicos.
Trabalho de substituição: Em geral, a substituição do fusível em instalações de alta tensão deve ser realizada como trabalho morto. A substituição do fusível deve ser realizada por trabalhadores qualificados seguindo os procedimentos de trabalho apropriados. A substituição de lâmpadas e peças removíveis, como starters, deve ser realizada como trabalho morto. Em instalações de alta tensão, os procedimentos de reparo também se aplicam aos trabalhos de substituição.
Treinamento de Pessoal sobre Riscos Elétricos
A organização eficaz do trabalho e o treinamento em segurança são elementos-chave em todas as organizações, programas de prevenção e programas de saúde e segurança ocupacional bem-sucedidos. Os trabalhadores devem ter treinamento adequado para realizar seus trabalhos com segurança e eficiência.
A responsabilidade pela implementação do treinamento dos funcionários é da gerência. A administração deve reconhecer que os funcionários devem desempenhar em um determinado nível antes que a organização possa atingir seus objetivos. Para atingir estes níveis, devem ser estabelecidas políticas de formação dos trabalhadores e, por extensão, programas concretos de formação. Os programas devem incluir fases de treinamento e qualificação.
Os programas de trabalho ao vivo devem incluir os seguintes elementos:
Treinamento: Em alguns países, programas e instalações de treinamento devem ser formalmente aprovados por um comitê de trabalho ao vivo ou órgão similar. Os programas são baseados principalmente na experiência prática, complementada por instrução técnica. O treinamento assume a forma de trabalho prático em instalações modelo internas ou externas semelhantes àquelas nas quais o trabalho real deve ser realizado.
Qualificações: Os procedimentos de trabalho ao vivo são muito exigentes e é essencial usar a pessoa certa no lugar certo. Isso é mais facilmente alcançado se pessoal qualificado de diferentes níveis de habilidade estiver disponível. A pessoa designada para o controle do trabalho deve ser um trabalhador qualificado. Quando a supervisão for necessária, ela também deve ser realizada por uma pessoa qualificada. Os trabalhadores devem trabalhar apenas em instalações cuja tensão e complexidade correspondam ao seu nível de qualificação ou treinamento. Em alguns países, a qualificação é regulada por normas nacionais.
Finalmente, os trabalhadores devem ser instruídos e treinados em técnicas essenciais para salvar vidas. O leitor deve consultar o capítulo sobre primeiros socorros para maiores informações.
A química e a física do fogo
O fogo é uma manifestação de combustão descontrolada. Envolve materiais combustíveis que se encontram à nossa volta nos edifícios em que vivemos, trabalhamos e nos divertimos, bem como uma vasta gama de gases, líquidos e sólidos que se encontram na indústria e no comércio. Eles são comumente baseados em carbono e podem ser referidos coletivamente como combustíveis no contexto desta discussão. Apesar da grande variedade desses combustíveis, tanto em seus estados químicos quanto físicos, no fogo eles compartilham características comuns a todos eles. As diferenças são encontradas na facilidade com que o fogo pode ser iniciado (ignição), a taxa com que o fogo pode se desenvolver (propagação da chama) e a potência que pode ser gerada (taxa de liberação de calor), mas à medida que nossa compreensão da ciência do fogo melhora, nos tornamos mais capazes de quantificar e prever o comportamento do fogo e aplicar nosso conhecimento à segurança contra incêndios em geral. O objetivo desta seção é revisar alguns dos princípios subjacentes e fornecer orientação para a compreensão dos processos de incêndio.
Conceitos Básicos
Materiais combustíveis estão ao nosso redor. Dadas as circunstâncias apropriadas, eles podem ser queimados, submetendo-os a um fonte da ignição que é capaz de iniciar uma reação autossustentável. Nesse processo, o “combustível” reage com o oxigênio do ar para liberar energia (calor), sendo convertido em produtos da combustão, alguns dos quais podem ser nocivos. Os mecanismos de ignição e queima precisam ser claramente compreendidos.
A maioria dos incêndios cotidianos envolve materiais sólidos (por exemplo, madeira, produtos de madeira e polímeros sintéticos), embora combustíveis gasosos e líquidos não sejam incomuns. Uma breve revisão da combustão de gases e líquidos é desejável antes de discutir alguns dos conceitos básicos.
Difusão e chamas pré-misturadas
Um gás inflamável (por exemplo, propano, C3H8) pode ser queimado de duas maneiras: uma corrente ou jato de gás de um tubo (cf. o bico de Bunsen simples com a entrada de ar fechada) pode ser inflamado e queimará como um chama de difusão em que a queima ocorre naquelas regiões onde o combustível gasoso e o ar se misturam por processos difusivos. Essa chama tem uma luminosidade amarela característica, indicando a presença de minúsculas partículas de fuligem formadas como resultado da combustão incompleta. Alguns deles queimarão na chama, mas outros emergirão da ponta da chama para formar fumar.
Se o gás e o ar estiverem intimamente misturados antes da ignição, ocorrerá combustão pré-misturada, desde que a mistura gás/ar esteja dentro de uma faixa de concentração limitada pelos limites inferior e superior limites de inflamabilidade (ver tabela 1). Fora desses limites, a mistura não é inflamável. (Observe que um chama pré-misturada é estabilizado na boca de um bico de Bunsen quando a entrada de ar está aberta.) Se uma mistura for inflamável, ela pode ser inflamada por uma pequena fonte de ignição, como uma faísca elétrica. o estequiométrico mistura é a mais facilmente inflamada, na qual a quantidade de oxigênio presente está na proporção correta para queimar todo o combustível em dióxido de carbono e água (veja a equação abaixo, na qual o nitrogênio pode ser visto presente na mesma proporção que no ar, mas não participa da reação). Propano (C3H8) é o material combustível nesta reação:
C3H8 + 5O2 + 18.8N2 = 3CO2 + 4H2O + 18.8N2
Uma descarga elétrica tão pequena quanto 0.3 mJ é suficiente para inflamar uma mistura estequiométrica de propano/ar na reação ilustrada. Isso representa uma centelha estática quase imperceptível, experimentada por alguém que atravessou um carpete sintético e tocou em um objeto aterrado. Quantidades ainda menores de energia são necessárias para certos gases reativos, como hidrogênio, etileno e etino. No oxigênio puro (como na reação acima, mas sem nitrogênio presente como diluente), mesmo energias mais baixas são suficientes.
Tabela 1. Limites de inflamabilidade inferior e superior no ar
Menor inflamabilidade |
Inflamabilidade superior |
|
Monóxido de carbono |
12.5 |
74 |
Metano |
5.0 |
15 |
Propano |
2.1 |
9.5 |
n-Hexano |
1.2 |
7.4 |
n-Decano |
0.75 |
5.6 |
Metanol |
6.7 |
36 |
Etanol |
3.3 |
19 |
Acetona |
2.6 |
13 |
Benzeno |
1.3 |
7.9 |
A chama de difusão associada a um fluxo de combustível gasoso exemplifica o modo de queima que é observado quando um combustível líquido ou sólido sofre combustão flamejante. Porém, neste caso, a chama é alimentada pelos vapores do combustível gerados na superfície da fase condensada. A taxa de fornecimento desses vapores é acoplada à sua taxa de queima na chama de difusão. A energia é transferida da chama para a superfície, fornecendo assim a energia necessária para produzir os vapores. Este é um processo evaporativo simples para combustíveis líquidos, mas para sólidos, deve-se fornecer energia suficiente para causar a decomposição química do combustível, quebrando grandes moléculas poliméricas em fragmentos menores que podem vaporizar e escapar da superfície. Este feedback térmico é essencial para manter o fluxo de vapores e, portanto, sustentar a chama de difusão (figura 1). As chamas podem ser extintas interferindo neste processo de várias maneiras (veja abaixo).
Figura 1. Representação esquemática de uma superfície em chamas mostrando os processos de transferência de calor e massa.
Transferência de calor
Uma compreensão da transferência de calor (ou energia) é a chave para entender o comportamento e os processos do fogo. O assunto merece um estudo cuidadoso. Existem muitos textos excelentes aos quais se pode recorrer (Welty, Wilson e Wicks 1976; DiNenno 1988), mas para os presentes propósitos é necessário apenas chamar a atenção para os três mecanismos: condução, convecção e radiação. As equações básicas para a transferência de calor em estado estacionário () são:
Condução:
Convecção:
Radiação:
A condução é relevante para a transferência de calor através de sólidos; (k é uma propriedade do material conhecida como condutividade térmica (kW/mK ) e l é a distância (m) sobre a qual a temperatura cai de T1 para T2 (em graus Kelvin). A convecção neste contexto refere-se à transferência de calor de um fluido (neste caso, ar, chamas ou produtos de fogo) para uma superfície (sólida ou líquida); h é o coeficiente de transferência de calor por convecção kW/m2K) e depende da configuração da superfície e da natureza do fluxo de fluido que passa por essa superfície. A radiação é semelhante à luz visível (mas com um comprimento de onda maior) e não requer meio intermediário (pode atravessar o vácuo); e é a emissividade (eficiência pela qual uma superfície pode irradiar), s é a constante de Stefan-Boltzman (). A radiação térmica viaja à velocidade da luz (3 x 108 m/s) e um objeto sólido intermediário projetará uma sombra.
Taxa de queima e taxa de liberação de calor
A transferência de calor das chamas para a superfície dos combustíveis condensados (líquidos e sólidos) envolve uma mistura de convecção e radiação, embora esta última domine quando o diâmetro efetivo do fogo excede 1 m. A taxa de queima (, (g/s)) pode ser expressa pela fórmula:
é o fluxo de calor da chama para a superfície (kW/m2); é a perda de calor da superfície (por exemplo, por radiação e por condução através do sólido) expressa como um fluxo (kW/m2); Acombustível é a área da superfície do combustível (m2); e Lv é o calor de gaseificação (equivalente ao calor latente de evaporação de um líquido) (kJ/g). Se um incêndio se desenvolve em um espaço confinado, os gases quentes de fumaça que se elevam do fogo (impulsionados pela flutuabilidade) são desviados para baixo do teto, aquecendo as superfícies superiores. A camada de fumaça resultante e as superfícies quentes irradiam para a parte inferior do invólucro, em particular para a superfície do combustível, aumentando assim a taxa de queima:
onde é o calor extra fornecido pela radiação da parte superior do invólucro (kW/m2). Essa realimentação adicional leva a taxas de queima muito maiores e ao fenômeno de flashover em espaços fechados onde há suprimento adequado de ar e combustível suficiente para sustentar o fogo (Drysdale 1985).
A taxa de queima é moderada pela magnitude do valor de Lv, o calor da gaseificação. Isso tende a ser baixo para líquidos e relativamente alto para sólidos. Consequentemente, os sólidos tendem a queimar muito mais lentamente do que os líquidos.
Tem sido argumentado que o parâmetro individual mais importante que determina o comportamento ao fogo de um material (ou conjunto de materiais) é a taxa de liberação de calor (RHR) que é acoplado à taxa de queima através da equação:
onde é o calor efetivo de combustão do combustível (kJ/g). Novas técnicas estão agora disponíveis para medir o RHR em diferentes fluxos de calor (por exemplo, o Calorímetro Cone), e agora é possível medir o RHR de itens grandes, como móveis estofados e revestimentos de parede em calorímetros de grande escala que usam consumo de oxigênio medições para determinar a taxa de liberação de calor (Babrauskas e Grayson 1992).
Deve-se notar que, à medida que um incêndio aumenta de tamanho, não apenas aumenta a taxa de liberação de calor, mas também aumenta a taxa de produção de “produtos do fogo”. Estes contêm espécies tóxicas e nocivas, bem como fumaça particulada, cujos rendimentos aumentarão quando um incêndio que se desenvolve em um edifício fechado torna-se subventilado.
Ignição
A ignição de um líquido ou sólido envolve o aumento da temperatura da superfície até que os vapores estejam sendo desenvolvidos a uma taxa suficiente para sustentar uma chama após a ignição dos vapores. Os combustíveis líquidos podem ser classificados de acordo com a sua pontos de inflamação, a temperatura mais baixa à qual existe uma mistura inflamável de vapor/ar à superfície (isto é, a pressão de vapor corresponde ao limite inferior de inflamabilidade). Estes podem ser medidos usando um aparelho padrão, e exemplos típicos são dados na tabela 2. Uma temperatura ligeiramente mais alta é necessária para produzir um fluxo de vapores suficiente para suportar uma chama de difusão. Isso é conhecido como o ponto de fogo. Para sólidos combustíveis, os mesmos conceitos são válidos, mas são necessárias temperaturas mais altas, pois a decomposição química está envolvida. O ponto de ignição é tipicamente superior a 300 °C, dependendo do combustível. Em geral, os materiais retardadores de chama têm pontos de ignição significativamente mais altos (consulte a Tabela 2).
Tabela 2. Pontos de inflamação e pontos de incêndio de combustíveis líquidos e sólidos
Ponto de inflamação de copo fechado1 (° C) |
Ponto de Fogo2 (° C) |
|
Gasolina (100 octanas) (l) |
-38 |
- |
n-Decano (l) |
46 |
61.5 |
n-Dodecano (l) |
74 |
103 |
Polimetilmetacrilato(s) |
- |
310 |
FR polimetilmetacrilato(s) |
- |
377 |
Polipropileno(s) |
- |
330 |
Polipropileno(s) FR |
- |
397 |
Poliestireno(s) |
- |
367 |
FR poliestireno(s) |
- |
445 |
l = líquido; s = sólido.
1 Pelo aparelho de copo fechado de Pensky-Martens.
2 Líquidos: por aparelho de copo aberto Cleveland. Sólidos: Drysdale e Thomson (1994).
(Observe que os resultados para as espécies retardadoras de chama referem-se a um fluxo de calor de 37 kW/m2).
A facilidade de ignição de um material sólido depende, portanto, da facilidade com que sua temperatura superficial pode ser aumentada até o ponto de ignição, por exemplo, pela exposição ao calor radiante ou a um fluxo de gases quentes. Isso depende menos da química do processo de decomposição do que da espessura e das propriedades físicas do sólido, ou seja, sua condutividade térmica (k), densidade (r) e capacidade de calor (c). Sólidos finos, como aparas de madeira (e todas as seções finas), podem ser inflamados com muita facilidade porque têm uma massa térmica baixa, ou seja, é necessário relativamente pouco calor para aumentar a temperatura até o ponto de ignição. No entanto, quando o calor é transferido para a superfície de um sólido espesso, algum será conduzido da superfície para o corpo do sólido, moderando assim o aumento da temperatura da superfície. Pode-se mostrar teoricamente que a taxa de aumento da temperatura da superfície é determinada pela inércia térmica do material, ou seja, o produto krc. Isso é confirmado na prática, uma vez que materiais espessos com alta inércia térmica (por exemplo, carvalho, poliuretano sólido) levarão muito tempo para inflamar sob um determinado fluxo de calor, enquanto em condições idênticas materiais espessos com baixa inércia térmica (por exemplo, placa isolante de fibra, espuma de poliuretano) entrará em combustão rapidamente (Drysdale 1985).
Fontes de ignição
A ignição é ilustrada esquematicamente na figura 2 (ignição pilotada). Para uma ignição bem-sucedida, um fonte da ignição deve ser capaz não apenas de aumentar a temperatura da superfície até o ponto de ignição, ou acima, mas também deve causar a ignição dos vapores. Uma chama incidente atuará em ambas as capacidades, mas um fluxo radiativo imposto de uma fonte remota pode levar à evolução de vapores a uma temperatura acima do ponto de ignição, sem a ignição dos vapores. No entanto, se os vapores evoluídos estiverem quentes o suficiente (o que requer que a temperatura da superfície seja muito maior do que o ponto de ignição), eles podem se inflamar espontaneamente à medida que se misturam com o ar. Este processo é conhecido como ignição espontânea.
Figura 2. Cenário para ignição pilotada.
Um grande número de fontes de ignição pode ser identificado, mas elas têm uma coisa em comum, que é o resultado de algum tipo de descuido ou inação. Uma lista típica incluiria chamas nuas, “materiais para fumantes”, aquecimento por fricção, dispositivos elétricos (aquecedores, ferros de passar, fogões, etc.) e assim por diante. Uma excelente pesquisa pode ser encontrada em Cote (1991). Algumas delas estão resumidas na tabela 3.
Tabela 3. Fontes de ignição
|
Exemplos
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Equipamento movido a eletricidade |
Aquecedores elétricos, secadores de cabelo, cobertores elétricos, etc. |
Fonte de chama aberta |
Fósforo, isqueiro, maçarico, etc. |
Equipamento a gás |
Fogo de gás, aquecedor de ambiente, fogão, etc. |
Outros equipamentos alimentados |
Fogão a lenha, etc |
Produto de tabaco iluminado |
Cigarro, cachimbo, etc. |
objeto quente |
Canos quentes, faíscas mecânicas, etc. |
Exposição ao aquecimento |
Incêndio adjacente, etc. |
aquecimento espontâneo |
Trapos embebidos em óleo de linhaça, pilhas de carvão, etc. |
Reação química |
Raro, por exemplo, permanganato de potássio com glicerol |
Deve-se notar que os cigarros acesos não podem iniciar a combustão diretamente (mesmo em combustíveis gasosos comuns), mas podem causar fumegante em materiais que têm propensão a sofrer este tipo de combustão. Isso é observado apenas com materiais que carbonizam com o aquecimento. A combustão lenta envolve a oxidação da superfície do carvão, que gera calor suficiente localmente para produzir carvão fresco a partir do combustível adjacente não queimado. É um processo muito lento, mas pode eventualmente passar por uma transição para o flamejamento. Depois disso, o fogo se desenvolverá muito rapidamente.
Materiais que têm propensão a arder lentamente também podem exibir o fenômeno de autoaquecimento (Bowes 1984). Isso ocorre quando esse material é armazenado em grandes quantidades e de forma que o calor gerado pela oxidação lenta da superfície não possa escapar, levando a um aumento da temperatura no interior da massa. Se as condições forem adequadas, isso pode levar a um processo descontrolado que se desenvolve em uma reação latente nas profundezas do material.
Propagação de chamas
Um componente importante no crescimento de qualquer incêndio é a taxa na qual a chama se espalhará sobre superfícies combustíveis adjacentes. A propagação da chama pode ser modelada como uma frente de ignição avançando na qual a borda de ataque da chama atua como uma fonte de ignição para o combustível que ainda não está queimando. A taxa de propagação é determinada em parte pelas mesmas propriedades do material que controlam a facilidade de ignição e em parte pela interação entre a chama existente e a superfície à frente da frente. A propagação vertical ascendente é a mais rápida, pois a flutuabilidade garante que as chamas fluam para cima, expondo a superfície acima da área em chamas à transferência direta de calor das chamas. Isso deve ser contrastado com o espalhamento sobre uma superfície horizontal quando as chamas da área em chamas sobem verticalmente, afastando-se da superfície. De fato, é uma experiência comum que a propagação vertical é a mais perigosa (por exemplo, propagação de chamas em cortinas e cortinas e em roupas largas, como vestidos e camisolas).
A taxa de propagação também é afetada por um fluxo de calor radiante imposto. No desenvolvimento de um incêndio em uma sala, a área do incêndio crescerá mais rapidamente sob o nível crescente de radiação que se acumula à medida que o incêndio avança. Isso contribuirá para a aceleração do crescimento do fogo que é característico do flashover.
Teoria da Extinção de Incêndio
A extinção e supressão do fogo podem ser examinadas em termos do esboço acima da teoria do fogo. Os processos de combustão em fase gasosa (isto é, as reações de chama) são muito sensíveis a inibidores químicos. Alguns dos retardadores de chamas usados para melhorar as “propriedades de fogo” dos materiais dependem do fato de que pequenas quantidades de inibidor liberadas com os vapores de combustível irão suprimir o estabelecimento da chama. A presença de um retardador de chama não pode tornar um material combustível incombustível, mas pode tornar a ignição mais difícil - talvez impedindo totalmente a ignição, desde que a fonte de ignição seja pequena. No entanto, se um material retardador de chamas se envolver em um incêndio existente, ele queimará porque os altos fluxos de calor superam o efeito do retardador.
A extinção de um incêndio pode ser conseguida de várias maneiras:
1. interromper o fornecimento de vapores de combustível
2. extinção da chama por extintores químicos (inibição)
3. removendo o suprimento de ar (oxigênio) para o fogo (abafando)
4. “explosão”.
Controlando o fluxo de vapores de combustível
O primeiro método, interrompendo o fornecimento de vapores de combustível, é claramente aplicável a um incêndio a jato de gás no qual o fornecimento de combustível pode ser simplesmente interrompido. No entanto, é também o método mais comum e seguro de extinguir um incêndio envolvendo combustíveis condensados. No caso de um incêndio envolvendo um sólido, isso requer que a superfície do combustível seja resfriada abaixo do ponto de ignição, quando o fluxo de vapores se torna muito pequeno para sustentar uma chama. Isso é alcançado de forma mais eficaz pela aplicação de água, seja manualmente ou por meio de um sistema automático (aspersores, spray de água, etc.). Em geral, os incêndios líquidos não podem ser tratados desta maneira: os combustíveis líquidos com baixo ponto de ignição simplesmente não podem ser resfriados o suficiente, enquanto no caso de um combustível de alto ponto de ignição, a vaporização vigorosa da água quando entra em contato com o líquido quente no superfície pode fazer com que o combustível queimado seja ejetado do recipiente. Isso pode ter consequências muito graves para quem combate o incêndio. (Existem alguns casos especiais em que um sistema automático de pulverização de água de alta pressão pode ser projetado para lidar com o último tipo de incêndio, mas isso não é comum.)
Incêndios líquidos são comumente extintos pelo uso de espumas de combate a incêndio (Cote 1991). Isso é produzido pela aspiração de um concentrado de espuma em uma corrente de água que é então direcionada ao fogo através de um bocal especial que permite que o ar seja arrastado para o fluxo. Isso produz uma espuma que flutua sobre o líquido, reduzindo a taxa de fornecimento de vapores de combustível por um efeito de bloqueio e protegendo a superfície da transferência de calor das chamas. A espuma deve ser aplicada com cuidado para formar uma “jangada” que aumenta gradualmente de tamanho para cobrir a superfície do líquido. As chamas diminuirão de tamanho à medida que a jangada crescer e, ao mesmo tempo, a espuma se desintegrará gradualmente, liberando água que ajudará no resfriamento da superfície. O mecanismo é de fato complexo, embora o resultado líquido seja o controle do fluxo de vapores.
Existem vários concentrados de espuma disponíveis e é importante escolher um que seja compatível com os líquidos a serem protegidos. As “espumas de proteína” originais foram desenvolvidas para incêndios de hidrocarbonetos líquidos, mas se decompõem rapidamente se colocadas em contato com combustíveis líquidos solúveis em água. Uma variedade de “espumas sintéticas” foi desenvolvida para lidar com toda a gama de incêndios líquidos que podem ser encontrados. Uma delas, a espuma aquosa formadora de filme (AFFF), é uma espuma para uso geral que também produz um filme de água na superfície do combustível líquido, aumentando assim sua eficácia.
Apagando a chama
Este método faz uso de supressores químicos para extinguir a chama. As reações que ocorrem na chama envolvem radicais livres, uma espécie altamente reativa que tem apenas uma existência fugaz, mas é continuamente regenerada por um processo de cadeia ramificada que mantém altas concentrações suficientes para permitir que a reação geral (por exemplo, uma reação do tipo R1) ocorra. em um ritmo rápido. Supressores químicos aplicados em quantidade suficiente causarão uma queda dramática na concentração desses radicais, extinguindo efetivamente a chama. Os agentes mais comuns que operam desta forma são os halons e os pós secos.
Os halons reagem na chama para gerar outras espécies intermediárias com as quais os radicais da chama reagem preferencialmente. Quantidades relativamente pequenas de halons são necessárias para extinguir um incêndio e, por esse motivo, eram tradicionalmente consideradas altamente desejáveis; as concentrações extintoras são “respiráveis” (embora os produtos gerados ao passar pela chama sejam nocivos). Os pós secos agem de maneira semelhante, mas em certas circunstâncias são muito mais eficazes. Partículas finas são dispersas na chama e causam o término das cadeias de radicais. É importante que as partículas sejam pequenas e numerosas. Isso é conseguido pelos fabricantes de muitas marcas proprietárias de pós secos, selecionando um pó que “decrepita”, ou seja, as partículas se fragmentam em partículas menores quando expostas às altas temperaturas da chama.
Para uma pessoa cuja roupa pegou fogo, um extintor de pó seco é reconhecido como o melhor método para controlar as chamas e proteger essa pessoa. A intervenção rápida dá um “knockdown” rápido, minimizando assim as lesões. No entanto, a chama deve ser completamente extinta porque as partículas caem rapidamente no chão e qualquer chama residual rapidamente se recupera. Da mesma forma, os halons só permanecerão eficazes se as concentrações locais forem mantidas. Se for aplicado ao ar livre, o vapor de halon se dispersa rapidamente e, mais uma vez, o fogo se restabelecerá rapidamente se houver alguma chama residual. Mais significativamente, a perda do supressor será seguida pela re-ignição do combustível se as temperaturas da superfície forem altas o suficiente. Nem os halons nem os pós secos têm qualquer efeito de resfriamento significativo na superfície do combustível.
Removendo o suprimento de ar
A descrição a seguir é uma simplificação exagerada do processo. Embora “retirar o suprimento de ar” certamente faça com que o fogo se extinga, para isso basta reduzir a concentração de oxigênio abaixo de um nível crítico. O conhecido “teste de índice de oxigênio” classifica os materiais combustíveis de acordo com a concentração mínima de oxigênio em uma mistura de oxigênio/nitrogênio que apenas suportará a chama. Muitos materiais comuns queimam em concentrações de oxigênio abaixo de aproximadamente 14% em temperatura ambiente (cerca de 20°C) e na ausência de qualquer transferência de calor imposta. A concentração crítica é dependente da temperatura, diminuindo à medida que a temperatura aumenta. Assim, um fogo que arde há algum tempo será capaz de suportar chamas em concentrações talvez tão baixas quanto 7%. Um incêndio em uma sala pode ser controlado e pode até se autoextinguir se o suprimento de oxigênio for limitado, mantendo portas e janelas fechadas. A chama pode cessar, mas a combustão lenta continuará em concentrações de oxigênio muito mais baixas. A entrada de ar abrindo uma porta ou quebrando uma janela antes que a sala esfrie o suficiente pode levar a uma erupção vigorosa do fogo, conhecida como backdraftou backdraft.
A “remoção do ar” é difícil de conseguir. No entanto, uma atmosfera pode se tornar “inerte” por inundação total por meio de um gás que não suportará a combustão, como nitrogênio, dióxido de carbono ou gases de um processo de combustão (por exemplo, motores de um navio) com baixo teor de oxigênio e alto em dióxido de carbono. Esta técnica só pode ser utilizada em espaços fechados, pois é necessário manter a concentração necessária do “gás inerte” até que o fogo se extinga completamente ou se iniciem as operações de combate ao incêndio. A inundação total tem aplicações especiais, como porões de navios e coleções de livros raros em bibliotecas. As concentrações mínimas exigidas dos gases inertes são apresentadas na Tabela 4. Estas baseiam-se no pressuposto de que o incêndio é detectado numa fase precoce e que a inundação é efectuada antes de se acumular demasiado calor no espaço.
Tabela 4: Comparação de concentrações de diferentes gases necessários para inertização
Agente |
Concentração mínima (% do volume) |
halon 1301 |
8.0 |
halon 1211 |
8.1 |
azoto |
|
Dióxido de carbono |
A “remoção de ar” pode ser efetuada nas imediações de um pequeno incêndio pela aplicação local de um supressor de um extintor. O dióxido de carbono é o único gás usado dessa maneira. No entanto, como este gás se dispersa rapidamente, é essencial extinguir todas as chamas durante o ataque ao fogo; caso contrário, o flamejante se restabelecerá. A re-ignição também é possível porque o dióxido de carbono tem pouco ou nenhum efeito de resfriamento. Vale ressaltar que um fino borrifo de água arrastado para uma chama pode causar extinção como resultado combinado da evaporação das gotas (que resfria a zona de queima) e redução da concentração de oxigênio por diluição pelo vapor d'água (que age da mesma forma como dióxido de carbono). Sprays finos de água e névoas estão sendo considerados como possíveis substitutos para os halons.
É apropriado mencionar aqui que não é aconselhável extinguir uma chama de gás, a menos que o fluxo de gás possa ser interrompido imediatamente depois disso. Caso contrário, um volume substancial de gás inflamável pode se acumular e, posteriormente, inflamar, com consequências potencialmente graves.
Soprar
Este método está incluído aqui para fins de integridade. Uma chama de fósforo pode ser facilmente apagada aumentando a velocidade do ar acima de um valor crítico nas proximidades da chama. O mecanismo opera desestabilizando a chama nas proximidades do combustível. Em princípio, incêndios maiores podem ser controlados da mesma maneira, mas normalmente são necessárias cargas explosivas para gerar velocidades suficientes. Incêndios em poços de petróleo podem ser extintos dessa maneira.
Finalmente, uma característica comum que precisa ser enfatizada é que a facilidade com que um incêndio pode ser extinto diminui rapidamente à medida que o fogo aumenta de tamanho. A detecção precoce permite a extinção com quantidades mínimas de supressor, com perdas reduzidas. Ao escolher um sistema supressor, deve-se levar em consideração a taxa potencial de desenvolvimento de incêndio e que tipo de sistema de detecção está disponível.
Explosões
Uma explosão é caracterizada pela liberação repentina de energia, produzindo uma onda de choque, ou onda de explosão, que pode ser capaz de causar danos remotos. Existem dois tipos distintos de fontes, a saber, o alto explosivo e a explosão de pressão. O alto explosivo é tipificado por compostos como trinitrotolueno (TNT) e ciclotrimetilenotrinitramina (RDX). Esses compostos são espécies altamente exotérmicas, decompondo-se para liberar quantidades substanciais de energia. Embora termicamente estáveis (embora alguns sejam menos e requerem dessensibilização para torná-los seguros de manusear), eles podem ser induzidos a detonar, com decomposição, propagando-se à velocidade do som através do sólido. Se a quantidade de energia liberada for alta o suficiente, uma onda de choque se propagará da fonte com o potencial de causar danos significativos à distância.
Ao avaliar danos remotos, pode-se estimar o tamanho da explosão em termos de “equivalente TNT” (normalmente em toneladas métricas). Essa técnica se baseia na grande quantidade de dados coletados sobre o potencial de dano do TNT (muitos deles durante a guerra) e usa leis de escala empírica que foram desenvolvidas a partir de estudos dos danos causados por quantidades conhecidas de TNT.
Em tempos de paz, os explosivos são usados em diversas atividades, incluindo mineração, pedreiras e grandes obras de engenharia civil. A sua presença num local representa um perigo particular que requer uma gestão específica. No entanto, a outra fonte de “explosões” pode ser igualmente devastadora, principalmente se o perigo não for reconhecido. As sobrepressões que levam a rupturas de pressão podem ser o resultado de processos químicos dentro das fábricas ou de efeitos puramente físicos, como ocorrerá se um vaso for aquecido externamente, levando à sobrepressurização. O termo BLEVE (explosão de vapor em expansão de líquido em ebulição) tem sua origem aqui, referindo-se originalmente à falha de caldeiras a vapor. Agora também é comumente usado para descrever o evento em que um vaso de pressão contendo um gás liquefeito, como o GLP (gás liquefeito de petróleo), falha em um incêndio, liberando o conteúdo inflamável, que então se inflama para produzir uma “bola de fogo”.
Por outro lado, a sobrepressão pode ser causada internamente por um processo químico. Nas indústrias de processo, o autoaquecimento pode levar a uma reação descontrolada, gerando altas temperaturas e pressões capazes de causar uma ruptura de pressão. No entanto, o tipo mais comum de explosão é causado pela ignição de uma mistura inflamável de gás/ar que está confinada dentro de um item de uma planta ou mesmo dentro de qualquer estrutura confinante ou invólucro. O pré-requisito é a formação de uma mistura inflamável, uma ocorrência que deve ser evitada por um bom projeto e gerenciamento. No caso de uma liberação acidental, uma atmosfera inflamável existirá sempre que a concentração do gás (ou vapor) estiver entre os limites inferior e superior de inflamabilidade (Tabela 1). Se uma fonte de ignição for introduzida em uma dessas regiões, uma chama pré-misturada se propagará rapidamente a partir da fonte, convertendo a mistura combustível/ar em produtos de combustão a uma temperatura elevada. Isso pode chegar a 2,100 K, indicando que em um sistema completamente fechado inicialmente a 300 K, é possível uma sobrepressão de até 7 bar. Somente vasos de pressão especialmente projetados são capazes de conter tais sobrepressões. Edifícios comuns cairão a menos que sejam protegidos por painéis de alívio de pressão ou discos de ruptura ou por um sistema de supressão de explosão. Caso uma mistura inflamável se forme dentro de um edifício, a explosão subseqüente pode causar danos estruturais significativos – talvez destruição total – a menos que a explosão possa se espalhar para fora através de aberturas (por exemplo, falha de janelas) criadas durante os estágios iniciais da explosão.
Explosões deste tipo também estão associadas à ignição de suspensões de poeira no ar (Palmer 1973). Estes são encontrados quando há um acúmulo substancial de poeira “explosiva” que é desalojada de prateleiras, caibros e saliências dentro de um edifício para formar uma nuvem, que é então exposta a uma fonte de ignição (por exemplo, em moinhos de farinha, elevadores de grãos, etc. .). A poeira deve (obviamente) ser combustível, mas nem todas as poeiras combustíveis são explosivas à temperatura ambiente. Testes padrão foram projetados para determinar se uma poeira é explosiva. Eles também podem ser usados para ilustrar que as poeiras explosivas exibem “limites de explosividade”, semelhantes em conceito aos “limites de inflamabilidade” de gases e vapores. Em geral, uma explosão de poeira tem o potencial de causar muitos danos porque o evento inicial pode fazer com que mais poeira seja desalojada, formando uma nuvem de poeira ainda maior que inevitavelmente se inflamará, para produzir uma explosão ainda maior.
Ventilação de explosãoou alívio de explosão, só funcionará com sucesso se a taxa de desenvolvimento da explosão for relativamente lenta, como associada à propagação de uma chama pré-misturada através de uma mistura inflamável estacionária ou uma nuvem de poeira explosiva. A ventilação de explosão não tem utilidade se houver detonação. A razão para isso é que as aberturas de alívio de pressão devem ser criadas em um estágio inicial do evento, quando a pressão ainda é relativamente baixa. Se ocorrer uma detonação, a pressão aumenta muito rapidamente para que o alívio seja eficaz, e o recipiente ou item de uma planta que o envolve sofre pressões internas muito altas que levarão à destruição maciça. Detonação de uma mistura de gases inflamáveis pode ocorrer se a mistura estiver contida dentro de um longo tubo ou duto. Sob certas condições, a propagação da chama pré-misturada empurrará o gás não queimado para a frente da chama a uma taxa que aumentará a turbulência, que por sua vez aumentará a taxa de propagação. Isso fornece um loop de feedback que fará com que a chama acelere até que uma onda de choque seja formada. Isso, combinado com o processo de combustão, é uma onda de detonação que pode se propagar a velocidades bem superiores a 1,000 m/s. Isso pode ser comparado com o velocidade de queima fundamental de uma mistura estequiométrica propano/ar de 0.45 m/s. (Esta é a taxa na qual uma chama se propaga através de uma mistura propano/ar quiescente (ou seja, não turbulenta).)
A importância da turbulência no desenvolvimento deste tipo de explosão não pode ser subestimada. A operação bem-sucedida de um sistema de proteção contra explosão depende da ventilação ou supressão precoce. Se a taxa de desenvolvimento da explosão for muito rápida, o sistema de proteção não será eficaz e poderão ocorrer sobrepressões inaceitáveis.
Uma alternativa ao alívio de explosão é supressão de explosão. Este tipo de proteção exige que a explosão seja detectada em um estágio muito inicial, o mais próximo possível da ignição. O detector é usado para iniciar a liberação rápida de um supressor no caminho da propagação da chama, detendo efetivamente a explosão antes que a pressão aumente a ponto de ameaçar a integridade dos limites envolventes. Os halons têm sido comumente usados para esta finalidade, mas como eles estão sendo eliminados, a atenção agora está sendo dada ao uso de sistemas de spray de água de alta pressão. Este tipo de proteção é muito caro e tem aplicação limitada, pois só pode ser usado em volumes relativamente pequenos dentro dos quais o supressor pode ser distribuído rápida e uniformemente (por exemplo, dutos que transportam vapores inflamáveis ou poeiras explosivas).
Análise de Informações para Proteção contra Incêndio
Em termos gerais, a ciência do fogo só recentemente foi desenvolvida a um estágio em que é capaz de fornecer a base de conhecimento sobre a qual as decisões racionais em relação ao projeto de engenharia, incluindo questões de segurança, podem ser baseadas. Tradicionalmente, a segurança contra incêndio desenvolveu-se ad hoc base, respondendo efetivamente a incidentes impondo regulamentos ou outras restrições para garantir que não haverá recorrência. Muitos exemplos poderiam ser citados. Por exemplo, o Grande Incêndio de Londres em 1666 levou, no devido tempo, ao estabelecimento dos primeiros regulamentos (ou códigos) de construção e ao desenvolvimento do seguro contra incêndio. Incidentes mais recentes, como os incêndios em prédios de escritórios em São Paulo, Brasil, em 1972 e 1974, iniciaram mudanças nos códigos de construção, enquadrados de forma a prevenir incêndios semelhantes com múltiplas fatalidades no futuro. Outros problemas foram abordados de maneira semelhante. Na Califórnia, nos Estados Unidos, o risco associado a certos tipos de móveis estofados modernos (particularmente aqueles que contêm espuma de poliuretano padrão) foi reconhecido e, eventualmente, regulamentos rígidos foram introduzidos para controlar sua disponibilidade.
São casos simples em que a observação das consequências do incêndio conduziu à imposição de um conjunto de regras destinadas a melhorar a segurança do indivíduo e da colectividade em caso de incêndio. A decisão de ação em qualquer questão deve ser justificada com base em uma análise de nosso conhecimento de incidentes de incêndio. É preciso mostrar que o problema é real. Em alguns casos – como os incêndios de São Paulo – esse exercício é acadêmico, mas em outros, como “provar” que móveis modernos são um problema, é preciso garantir que os custos associados sejam gastos com sabedoria. Isso requer um banco de dados confiável sobre incidentes de incêndio que, ao longo de vários anos, seja capaz de mostrar tendências no número de incêndios, número de mortes, incidência de um tipo específico de ignição, etc. Técnicas estatísticas podem então ser usadas para examinar se uma tendência, ou uma mudança, é significativa e medidas apropriadas foram tomadas.
Em vários países, a brigada de incêndio é obrigada a apresentar um relatório sobre cada incêndio atendido. No Reino Unido e nos Estados Unidos, o oficial responsável preenche um formulário de relatório que é submetido a uma organização central (o Home Office no Reino Unido, a National Fire Protection Association, NFPA, nos Estados Unidos) que então codifica e processa os dados de uma forma prescrita. Os dados ficam então disponíveis para consulta por órgãos governamentais e demais interessados. Esses bancos de dados são inestimáveis para destacar (por exemplo) as principais fontes de ignição e os primeiros itens inflamados. Um exame da incidência de fatalidades e sua relação com fontes de ignição etc. mostrou que o número de pessoas que morrem em incêndios iniciados por materiais de fumantes é significativamente desproporcional ao número de incêndios originados dessa maneira.
A confiabilidade desses bancos de dados depende da habilidade com que os bombeiros realizam a investigação do incêndio. A investigação de incêndios não é uma tarefa fácil e requer habilidade e conhecimento consideráveis - em particular, um conhecimento da ciência do fogo. O Corpo de Bombeiros do Reino Unido tem o dever estatutário de enviar um formulário de relatório de incêndio para cada incêndio atendido, o que impõe uma responsabilidade considerável ao oficial responsável. A construção do formulário é crucial, pois deve obter as informações necessárias com detalhes suficientes. O “Formulário Básico de Relatório de Incidente” recomendado pela NFPA é mostrado no Manual de Proteção Contra Incêndio (Cote 1991).
Os dados podem ser usados de duas maneiras, seja para identificar um problema de incêndio ou para fornecer o argumento racional necessário para justificar um determinado curso de ação que pode exigir gastos públicos ou privados. Um banco de dados estabelecido há muito tempo pode ser usado para mostrar os efeitos das ações tomadas. Os dez pontos a seguir foram extraídos das estatísticas da NFPA durante o período de 1980 a 1989 (Cote 1991):
1. Os detectores de fumaça domésticos são amplamente usados e muito eficazes (mas ainda existem lacunas significativas na estratégia do detector).
2. Sprinklers automáticos produzem grandes reduções na perda de vidas e propriedades. O aumento do uso de equipamentos portáteis e de aquecimento de área aumentou acentuadamente os incêndios domésticos envolvendo equipamentos de aquecimento.
3. Incêndios incendiários e suspeitos continuaram a diminuir desde o pico de 1970, mas os danos materiais associados pararam de diminuir.
4. Uma grande parte das mortes de bombeiros é atribuída a ataques cardíacos e atividades fora do local do incêndio.
5. As áreas rurais têm as maiores taxas de mortalidade por incêndios.
6. Materiais fumegantes que incendeiam móveis estofados, colchões ou roupas de cama produzem os cenários de incêndio residencial mais letais.
7. As taxas de mortalidade por incêndios nos Estados Unidos e Canadá estão entre as mais altas de todos os países desenvolvidos.
8. Os estados do Velho Sul nos Estados Unidos têm as maiores taxas de mortalidade por incêndios.
9. Adultos mais velhos correm um risco particularmente alto de morte em incêndios.
Tais conclusões são, obviamente, específicas de cada país, embora existam algumas tendências comuns. O uso cuidadoso de tais dados pode fornecer os meios para formular políticas sólidas sobre segurança contra incêndio na comunidade. No entanto, deve ser lembrado que estes são inevitavelmente “reativos”, ao invés de “proativos”. Medidas proativas só podem ser introduzidas após uma avaliação detalhada do risco de incêndio. Esse curso de ação foi introduzido progressivamente, começando na indústria nuclear e passando para as indústrias química, petroquímica e offshore, onde os riscos são definidos com muito mais facilidade do que em outras indústrias. Sua aplicação em hotéis e edifícios públicos geralmente é muito mais difícil e requer a aplicação de técnicas de modelagem de incêndio para prever o curso de um incêndio e como os produtos do fogo se espalharão pelo edifício para afetar os ocupantes. Grandes avanços foram feitos neste tipo de modelagem, embora deva ser dito que há um longo caminho a percorrer antes que essas técnicas possam ser usadas com confiança. A engenharia de segurança contra incêndio ainda precisa de muita pesquisa básica em ciência de segurança contra incêndio antes que ferramentas confiáveis de avaliação de risco de incêndio possam ser amplamente disponibilizadas.
Fogo e combustão foram definidos de várias maneiras. Para nossos propósitos, as afirmações mais importantes relacionadas à combustão, como fenômeno, são as seguintes:
Ignição pode ser considerado o primeiro passo do processo autossustentável de combustão. Pode ocorrer como ignição pilotada (ou ignição forçada) se o fenômeno for causado por alguma fonte externa de ignição, ou pode ocorrer como ignição automática (ou auto ignição) se o fenômeno for resultado de reações que ocorrem no próprio material combustível e associadas à liberação de calor.
A inclinação à ignição é caracterizada por um parâmetro empírico, o Temperatura de ignição (ou seja, a temperatura mais baixa, a ser determinada por teste, à qual o material deve ser aquecido para ignição). Dependendo se este parâmetro é determinado ou não - com métodos de teste especiais - pelo uso de qualquer fonte de ignição, distinguimos entre o temperatura de ignição pilotada e os votos de temperatura de ignição automática.
No caso da ignição pilotada, a energia necessária para a ativação dos materiais envolvidos na reação de queima é fornecida por fontes de ignição. Entretanto, não há relação direta entre a quantidade de calor necessária para a ignição e a temperatura de ignição, pois embora a composição química dos componentes do sistema combustível seja um parâmetro essencial da temperatura de ignição, ela é consideravelmente influenciada pelos tamanhos e formas dos materiais. , a pressão do ambiente, as condições do fluxo de ar, os parâmetros da fonte de ignição, as características geométricas do dispositivo de teste, etc. Esta é a razão pela qual os dados publicados na literatura para temperatura de autoignição e temperatura de ignição pilotada podem ser significativamente diferentes.
O mecanismo de ignição de materiais em diferentes estados pode ser simplesmente ilustrado. Isso envolve o exame de materiais como sólidos, líquidos ou gases.
Os mais materiais sólidos absorvem energia de qualquer fonte externa de ignição por condução, convecção ou radiação (principalmente por sua combinação), ou são aquecidos como resultado dos processos de produção de calor que ocorrem internamente e iniciam a decomposição em suas superfícies.
Para que a ignição ocorra com líquidos, estes devem ter a formação de um espaço de vapor acima de sua superfície capaz de queimar. Os vapores liberados e os produtos gasosos da decomposição se misturam com o ar acima da superfície do material líquido ou sólido.
Os fluxos turbulentos que surgem na mistura e/ou a difusão ajudam o oxigênio a atingir as moléculas, átomos e radicais livres na superfície e acima dela, que já estão aptos para a reação. As partículas induzidas entram em interação, resultando na liberação de calor. O processo acelera constantemente e, à medida que a reação em cadeia começa, o material entra em ignição e queima.
A combustão na camada sob a superfície de materiais combustíveis sólidos é chamada fumegante, e a reação de queima que ocorre na interface de materiais sólidos e gás é chamada incandescente. Queimar com chamas (ou chamejante) é o processo durante o qual ocorre a reação exotérmica de queima na fase gasosa. Isso é típico para a combustão de materiais líquidos e sólidos.
Gases combustíveis queimar naturalmente na fase gasosa. É uma afirmação empírica importante que as misturas de gases e ar são capazes de ignição apenas em uma certa faixa de concentração. Isto é válido também para os vapores de líquidos. Os limites inferior e superior de gases e vapores inflamáveis dependem da temperatura e pressão da mistura, da fonte de ignição e da concentração dos gases inertes na mistura.
Fontes de ignição
Os fenômenos que fornecem energia térmica podem ser agrupados em quatro categorias fundamentais quanto à sua origem (Sax 1979):
1. energia térmica gerada durante reações químicas (calor de oxidação, calor de combustão, calor de solução, aquecimento espontâneo, calor de decomposição, etc.)
2. energia térmica elétrica (aquecimento por resistência, aquecimento por indução, calor de arco elétrico, faíscas elétricas, descargas eletrostáticas, calor gerado por descargas atmosféricas, etc.)
3. energia térmica mecânica (calor de fricção, faíscas de fricção)
4. calor gerado pela decomposição nuclear.
A discussão a seguir aborda as fontes de ignição encontradas com mais frequência.
Chamas abertas
Chamas abertas podem ser a fonte de ignição mais simples e usada com mais frequência. Um grande número de ferramentas de uso geral e diversos tipos de equipamentos tecnológicos operam com chama aberta, ou possibilitam a formação de chama aberta. Queimadores, fósforos, fornalhas, equipamentos de aquecimento, chamas de tochas de soldagem, tubos de gás e óleo quebrados, etc. podem ser considerados fontes de ignição em potencial na prática. Porque com uma chama aberta a própria fonte de ignição primária representa uma combustão autossustentável existente, o mecanismo de ignição significa, em essência, a propagação da queima para outro sistema. Desde que a fonte de ignição com chama aberta possua energia suficiente para iniciar a ignição, a queima será iniciada.
ignição espontânea
As reações químicas que geram calor espontaneamente implicam em risco de ignição e queima como “fontes internas de ignição”. Os materiais propensos ao aquecimento espontâneo e à ignição espontânea podem, no entanto, tornar-se fontes secundárias de ignição e dar origem à ignição dos materiais combustíveis nas imediações.
Embora alguns gases (por exemplo, fosfeto de hidrogênio, hidreto de boro, hidreto de silício) e líquidos (por exemplo, carbonilas metálicas, composições organometálicas) sejam propensos à ignição espontânea, a maioria das ignições espontâneas ocorre como reações de superfície de materiais sólidos. A ignição espontânea, como todas as ignições, depende da estrutura química do material, mas sua ocorrência é determinada pelo grau de dispersão. A grande superfície específica permite o acúmulo local de calor de reação e contribui para o aumento da temperatura do material acima da temperatura de ignição espontânea.
A ignição espontânea de líquidos também é promovida se eles entrarem em contato com o ar em materiais sólidos de grande área de superfície específica. Gorduras e especialmente óleos insaturados contendo ligações duplas, quando absorvidos por materiais fibrosos e seus produtos, e quando impregnados em têxteis de origem vegetal ou animal, são propensos à ignição espontânea em condições atmosféricas normais. A ignição espontânea de lã de vidro e produtos de lã mineral produzidos a partir de fibras incombustíveis ou materiais inorgânicos cobrindo grandes superfícies específicas e contaminadas por óleo causaram acidentes de incêndio muito graves.
A ignição espontânea foi observada principalmente com poeiras de materiais sólidos. Para metais com boa condutividade térmica, o acúmulo de calor local necessário para a ignição requer um esmagamento muito fino do metal. À medida que o tamanho da partícula diminui, a probabilidade de ignição espontânea aumenta e, com alguns pós metálicos (por exemplo, ferro), ocorre piroforosidade. Ao armazenar e manusear pó de carvão, fuligem de distribuição fina, pó de lacas e resinas sintéticas, bem como durante as operações tecnológicas realizadas com eles, atenção especial deve ser dada às medidas preventivas contra incêndio para reduzir o risco de ignição espontânea.
Os materiais propensos à decomposição espontânea apresentam uma capacidade especial de inflamar-se espontaneamente. A hidrazina, quando colocada em qualquer material com uma grande área de superfície, explode em chamas imediatamente. Os peróxidos, amplamente utilizados pela indústria de plásticos, decompõem-se facilmente de forma espontânea e, como conseqüência da decomposição, tornam-se perigosas fontes de ignição, podendo ocasionar queima explosiva.
A reação exotérmica violenta que ocorre quando certos produtos químicos entram em contato uns com os outros pode ser considerada um caso especial de ignição espontânea. Exemplos de tais casos são o contato de ácido sulfúrico concentrado com todos os materiais combustíveis orgânicos, cloratos com enxofre ou sais de amônio ou ácidos, os compostos orgânicos de halogênio com metais alcalinos, etc. A característica desses materiais de serem “incapazes de suportar um ao outro” (Materiais incompatíveis) requer atenção especial principalmente no armazenamento e co-armazenamento e na elaboração das normas de combate a incêndio.
Vale ressaltar que esse aquecimento espontâneo perigosamente alto pode, em alguns casos, ser devido às condições tecnológicas erradas (ventilação insuficiente, baixa capacidade de resfriamento, discrepâncias de manutenção e limpeza, superaquecimento da reação, etc.), ou promovido por elas.
Certos produtos agrícolas, tais como alimentos fibrosos, sementes oleaginosas, cereais em germinação, produtos finais da indústria de processamento (rodas de beterraba seca, fertilizantes, etc.), apresentam uma tendência à ignição espontânea. O aquecimento espontâneo destes materiais tem uma particularidade: as perigosas condições de temperatura dos sistemas são agravadas por alguns processos biológicos exotérmicos que não podem ser facilmente controlados.
Fontes de ignição elétrica
Máquinas de energia, instrumentos e dispositivos de aquecimento operados por energia elétrica, bem como equipamentos para transformação de energia e iluminação, normalmente não apresentam risco de incêndio em seus arredores, desde que tenham sido instalados em conformidade com os regulamentos e requisitos de segurança relevantes. das normas e que as instruções tecnológicas associadas foram observadas durante sua operação. A manutenção regular e a supervisão periódica diminuem consideravelmente a probabilidade de incêndios e explosões. As causas mais frequentes de incêndios em aparelhos elétricos e fiação são sobrecarregar, curto circuitos, faíscas elétricas e altas resistências de contato.
A sobrecarga existe quando a fiação e os aparelhos elétricos são expostos a uma corrente mais alta do que aquela para a qual foram projetados. A sobrecorrente que passa pela fiação, dispositivos e equipamentos pode levar a um superaquecimento de tal forma que os componentes superaquecidos do sistema elétrico sejam danificados ou quebrados, envelheçam ou carbonizem, resultando no derretimento de cabos e revestimentos de cabos, incandescência de peças metálicas e combustão estrutural unidades entrando em ignição e, dependendo das condições, também propagando o fogo para o ambiente. A causa mais frequente de sobrecarga é que o número de consumidores conectados é maior do que o permitido ou sua capacidade excede o valor estipulado.
A segurança de trabalho de sistemas elétricos é mais freqüentemente ameaçada por curtos-circuitos. São sempre consequências de qualquer dano e ocorrem quando as partes da fiação elétrica ou do equipamento no mesmo nível de potencial ou em vários níveis de potencial, isoladas entre si e com a terra, entram em contato entre si ou com a terra. Este contato pode ocorrer diretamente como contato metal-metal ou indiretamente, através de arco elétrico. Em casos de curtos-circuitos, quando algumas unidades do sistema elétrico entram em contato entre si, a resistência será consideravelmente menor e, como consequência, a intensidade da corrente será extremamente alta, talvez várias ordens de grandeza menor. A energia térmica liberada durante as sobrecorrentes com grandes curtos-circuitos pode resultar em incêndio no dispositivo afetado pelo curto-circuito, com a ignição dos materiais e equipamentos do entorno e com a propagação do fogo para a edificação.
As faíscas elétricas são fontes de energia térmica de natureza pequena, mas, conforme demonstrado pela experiência, atuam frequentemente como fontes de ignição. Em condições normais de trabalho, a maioria dos aparelhos elétricos não emite faíscas, mas o funcionamento de certos dispositivos é normalmente acompanhado por faíscas.
As faíscas apresentam um perigo principalmente em locais onde, na zona de sua geração, podem surgir concentrações explosivas de gás, vapor ou poeira. Consequentemente, equipamentos que normalmente liberam faíscas durante a operação podem ser montados apenas em locais onde as faíscas não possam provocar incêndio. Por si só, o conteúdo energético das faíscas é insuficiente para a ignição dos materiais no ambiente ou para iniciar uma explosão.
Se um sistema elétrico não tiver contato metálico perfeito entre as unidades estruturais pelas quais a corrente flui, alta resistência de contato ocorrerá neste ponto. Este fenômeno é, na maioria dos casos, devido à construção defeituosa de juntas ou a instalações inadequadas. O desengate das juntas durante a operação e o desgaste natural também podem ser causa de alta resistência de contato. Uma grande parte da corrente que flui através de locais com maior resistência se transformará em energia térmica. Se esta energia não puder ser dissipada suficientemente (e o motivo não puder ser eliminado), o aumento extremamente grande da temperatura pode levar a uma condição de incêndio que põe em perigo o ambiente.
Se os dispositivos funcionam com base no conceito de indução (motores, dínamos, transformadores, relés, etc.) e não são calculados corretamente, podem surgir correntes parasitas durante a operação. Devido às correntes parasitas, as unidades estruturais (bobinas e seus núcleos de ferro) podem aquecer, o que pode levar à ignição de materiais isolantes e à queima dos equipamentos. As correntes parasitas podem surgir - com essas consequências prejudiciais - também nas unidades estruturais de metal ao redor do equipamento de alta tensão.
Faíscas eletrostáticas
O carregamento eletrostático é um processo no qual qualquer material, originalmente com neutralidade elétrica (e independente de qualquer circuito elétrico) torna-se carregado positiva ou negativamente. Isso pode ocorrer de uma das três maneiras:
1. carregamento com separação, de modo que cargas de polaridade subtrativa se acumulem em dois corpos simultaneamente
2. cobrando com passagem, de modo que as cargas passando deixam cargas de sinais de polaridade oposta para trás
3. carregando por assumir, de modo que o corpo receba cargas externas.
Essas três formas de carregamento podem surgir de vários processos físicos, incluindo separação após contato, divisão, corte, pulverização, movimentação, fricção, fluxo de pós e fluidos no tubo, batida, mudança de pressão, mudança de estado, fotoionização, ionização por calor, distribuição eletrostática ou descarga de alta tensão.
O carregamento eletrostático pode ocorrer tanto em corpos condutores como em corpos isolantes como resultado de qualquer um dos processos mencionados acima, mas na maioria dos casos os processos mecânicos são responsáveis pelo acúmulo de cargas indesejadas.
Do grande número de efeitos nocivos e riscos devidos à carga eletrostática e à descarga eletrostática dela decorrente, dois riscos podem ser mencionados em particular: o perigo de equipamentos eletrônicos (por exemplo, computador para controle de processo) e o risco de incêndio e explosão .
O equipamento eletrônico está em perigo antes de tudo se a energia de descarga do carregamento for suficientemente alta para causar a destruição da entrada de qualquer parte semicondutora. O desenvolvimento das unidades eletrônicas na última década foi acompanhado pelo rápido aumento desse risco.
O desenvolvimento do risco de incêndio ou explosão exige a coincidência no espaço e no tempo de duas condições: a presença de qualquer meio combustível e a descarga com capacidade de ignição. Este perigo ocorre principalmente na indústria química. Pode ser estimado com base no chamado sensibilidade à faísca de materiais perigosos (energia mínima de ignição) e depende da extensão do carregamento.
É tarefa essencial reduzir estes riscos, nomeadamente, a grande variedade de consequências que se estendem desde problemas tecnológicos a catástrofes com acidentes mortais. Existem dois meios de proteção contra as consequências da carga eletrostática:
1. impedindo o início do processo de carregamento (é evidente, mas geralmente muito difícil de perceber)
2. restringir o acúmulo de cargas para evitar a ocorrência de descargas perigosas (ou qualquer outro risco).
O raio é um fenômeno elétrico atmosférico na natureza e pode ser considerado uma fonte de ignição. A carga estática produzida nas nuvens é equalizada em direção à terra (golpe de relâmpago) e é acompanhado por uma descarga de alta energia. Os materiais combustíveis no local do raio e seus arredores podem pegar fogo e queimar. Em alguns relâmpagos, impulsos muito fortes são gerados e a energia é equalizada em várias etapas. Em outros casos, correntes de longa duração começam a fluir, às vezes atingindo a ordem de grandeza de 10 A.
Energia térmica mecânica
A prática técnica está constantemente ligada ao atrito. Durante a operação mecânica, o calor por fricção é desenvolvido e, se a perda de calor for limitada a tal ponto que o calor se acumule no sistema, sua temperatura pode aumentar a um valor perigoso para o meio ambiente e pode ocorrer um incêndio.
As faíscas de fricção normalmente ocorrem em operações tecnológicas de metal devido ao atrito intenso (retificação, lascamento, corte, batida) ou devido a objetos de metal ou ferramentas caindo ou caindo em um piso duro ou durante operações de retificação devido a contaminações de metal dentro do material sob impacto de retificação . A temperatura da faísca gerada é normalmente superior à temperatura de ignição dos materiais combustíveis convencionais (como para faíscas de aço, 1,400-1,500 °C; faíscas de ligas de cobre-níquel, 300-400 °C); no entanto, a capacidade de ignição depende de todo o conteúdo de calor e da menor energia de ignição do material e da substância a ser inflamada, respectivamente. Foi comprovado na prática que faíscas de fricção significam risco real de incêndio em espaços aéreos onde gases, vapores e poeiras combustíveis estão presentes em concentrações perigosas. Assim, nestas circunstâncias, deve-se evitar o uso de materiais que facilmente produzam faíscas, bem como processos com centelhamento mecânico. Nestes casos, a segurança é garantida por ferramentas que não faíscam, ou seja, feitas de madeira, couro ou materiais plásticos, ou pelo uso de ferramentas de ligas de cobre e bronze que produzem faíscas de baixa energia.
Superfícies quentes
Na prática, as superfícies de equipamentos e dispositivos podem aquecer de forma perigosa, seja normalmente ou devido a mau funcionamento. Fornos, fornalhas, dispositivos de secagem, saídas de gases residuais, tubulações de vapor, etc. freqüentemente causam incêndios em espaços com ar explosivo. Além disso, suas superfícies quentes podem inflamar materiais combustíveis que se aproximem ou entrem em contato. Para prevenção, devem ser observadas distâncias seguras, e supervisão e manutenção regulares reduzirão a probabilidade de ocorrência de superaquecimento perigoso.
Riscos de incêndio de materiais e produtos
A presença de material combustível em sistemas combustíveis representa uma condição óbvia de queima. Os fenômenos de queima e as fases do processo de queima dependem fundamentalmente das propriedades físicas e químicas do material envolvido. Portanto, parece razoável fazer um levantamento da inflamabilidade dos vários materiais e produtos com relação ao seu caráter e propriedades. Para esta seção, o princípio de ordenação para o agrupamento de materiais é regido por aspectos técnicos e não por concepções teóricas (NFPA 1991).
Madeira e produtos à base de madeira
A madeira é um dos materiais mais comuns no meio humano. Casas, estruturas de edifícios, móveis e bens de consumo são feitos de madeira, e também é amplamente utilizado para produtos como papel e na indústria química.
A madeira e os produtos de madeira são combustíveis e, quando em contato com superfícies de alta temperatura e expostos à radiação de calor, chamas ou qualquer outra fonte de ignição, carbonizam, brilham, inflamam ou queimam, dependendo das condições de combustão. Para ampliar o campo de sua aplicação, é necessária a melhoria de suas propriedades de combustão. A fim de tornar as unidades estruturais produzidas a partir de madeira menos combustíveis, elas são normalmente tratadas com agentes retardadores de chama (por exemplo, saturados, impregnados, revestidos de superfície).
A característica mais essencial da combustibilidade dos vários tipos de madeira é a temperatura de ignição. O seu valor depende fortemente de algumas das propriedades da madeira e das condições de determinação do ensaio, nomeadamente, densidade, humidade, tamanho e forma da amostra de madeira, bem como da fonte de ignição, tempo de exposição, intensidade de exposição e atmosfera durante o ensaio . É interessante notar que a temperatura de ignição determinada por vários métodos de teste difere. A experiência tem mostrado que a tendência de ignição de produtos de madeira limpos e secos é extremamente baixa, mas vários casos de incêndio causados por ignição espontânea são conhecidos devido ao armazenamento de resíduos de madeira empoeirados e oleosos em salas com ventilação imperfeita. Foi comprovado empiricamente que um maior teor de umidade aumenta a temperatura de ignição e reduz a velocidade de queima da madeira. A decomposição térmica da madeira é um processo complicado, mas suas fases podem ser claramente observadas a seguir:
Fibras e têxteis
A maioria dos têxteis produzidos a partir de materiais fibrosos encontrados nas proximidades das pessoas é combustível. O vestuário, o mobiliário e o ambiente construído são parcial ou totalmente constituídos por têxteis. O perigo que apresentam existe durante a sua produção, processamento e armazenamento, bem como durante o seu uso.
Os materiais básicos dos têxteis são naturais e artificiais; as fibras sintéticas são usadas sozinhas ou misturadas com fibras naturais. A composição química das fibras naturais de origem vegetal (algodão, cânhamo, juta, linho) é a celulose, que é combustível, e essas fibras têm uma temperatura de ignição relativamente alta (<<400°C). É uma característica vantajosa de sua queima que, quando levados a altas temperaturas, eles carbonizam, mas não derretem. Isso é especialmente vantajoso para os tratamentos médicos de vítimas de queimaduras.
As propriedades ignífugas das fibras de base proteica de origem animal (lã, seda, cabelo) são ainda mais favoráveis do que as das fibras de origem vegetal, porque é necessária uma temperatura mais elevada para a sua ignição (500-600 °C), e sob nas mesmas condições, sua queima é menos intensa.
A indústria de plásticos, utilizando várias propriedades mecânicas extremamente boas de produtos poliméricos, também ganhou destaque na indústria têxtil. Dentre as propriedades do acrílico, do poliéster e das fibras sintéticas termoplásticas (nylon, polipropileno, polietileno), as associadas à queima são as menos vantajosas. A maioria deles, apesar de sua alta temperatura de ignição (<<400-600 °C), derretem quando expostos ao calor, inflamam-se facilmente, queimam intensamente, caem ou derretem ao queimar e liberam quantidades consideravelmente altas de fumaça e gases tóxicos. Essas propriedades de queima podem ser melhoradas pela adição de fibras naturais, produzindo os chamados têxteis com fibras mistas. O tratamento adicional é realizado com agentes retardadores de chama. Para a fabricação de têxteis para fins industriais e roupas de proteção térmica, produtos de fibras inorgânicas e não combustíveis (incluindo fibras de vidro e metálicas) já são usados em grandes quantidades.
As características de risco de incêndio mais importantes dos têxteis são as propriedades relacionadas à inflamabilidade, propagação de chamas, geração de calor e produtos tóxicos da combustão. Métodos de teste especiais foram desenvolvidos para sua determinação. Os resultados dos testes obtidos influenciam os campos de aplicação desses produtos (tendas e flats, móveis, estofamento de veículos, roupas, tapetes, cortinas, roupas especiais de proteção contra calor e intempéries), bem como as estipulações para restringir os riscos em seu uso. Uma tarefa essencial dos pesquisadores industriais é desenvolver tecidos que resistam a altas temperaturas, tratados com agentes retardadores de chama (fortemente combustíveis, com longo tempo de ignição, baixa taxa de propagação de chama, baixa velocidade de liberação de calor) e produzam pequenas quantidades de produtos de combustão tóxicos , bem como para melhorar o efeito desfavorável de acidentes de incêndio devido à queima desses materiais.
Líquidos combustíveis e inflamáveis
Na presença de fontes de ignição, líquidos combustíveis e inflamáveis são fontes potenciais de risco. Em primeiro lugar, o espaço de vapor fechado ou aberto acima desses líquidos oferece risco de incêndio e explosão. A combustão, e mais freqüentemente a explosão, pode ocorrer se o material estiver presente na mistura vapor-ar em concentração adequada. A partir disso, a queima e a explosão na zona de líquidos combustíveis e inflamáveis podem ser evitadas se:
Figura 1. Tipos comuns de tanques para armazenamento de líquidos inflamáveis e combustíveis.
Na prática, um grande número de características de materiais é conhecido em conexão com a natureza perigosa de líquidos combustíveis e inflamáveis. Estes são pontos de fulgor de copo fechado e copo aberto, ponto de ebulição, temperatura de ignição, taxa de evaporação, limites superior e inferior da concentração de combustibilidade (limites inflamáveis ou explosivos), a densidade relativa dos vapores em comparação com o ar e a energia necessária para a ignição dos vapores. Esses fatores fornecem informações completas sobre a sensibilidade à ignição de vários líquidos.
Em quase todo o mundo o ponto de fulgor, parâmetro determinado por teste padrão em condições atmosféricas, é utilizado como base para agrupar os líquidos (e materiais que se comportam como líquidos em temperaturas relativamente baixas) em categorias de risco. Os requisitos de segurança para armazenamento de líquidos, seu manuseio, processos tecnológicos e equipamentos elétricos a serem instalados em sua zona devem ser elaborados para cada categoria de inflamabilidade e combustibilidade. As zonas de risco ao redor dos equipamentos tecnológicos também devem ser identificadas para cada categoria. A experiência mostra que incêndios e explosões podem ocorrer – dependendo da temperatura e pressão do sistema – dentro da faixa de concentração entre os dois limites de inflamabilidade.
gases
Embora todos os materiais - sob uma temperatura e pressão específicas - possam se tornar gases, os materiais considerados gasosos na prática são aqueles que estão em estado gasoso à temperatura normal (~20 °C) e pressão atmosférica normal (~100 kPa).
Com relação aos riscos de incêndio e explosão, os gases podem ser classificados em dois grupos principais: combustível e gases não combustíveis. Segundo a definição aceita na prática, gases combustíveis são aqueles que queimam no ar com concentração normal de oxigênio, desde que existam as condições necessárias para a queima. A ignição só ocorre acima de uma certa temperatura, com a temperatura de ignição necessária e dentro de uma determinada faixa de concentração.
Gases incombustíveis são aqueles que não queimam nem no oxigênio nem no ar com qualquer concentração de ar. Uma parte desses gases suporta a combustão (por exemplo, oxigênio), enquanto a outra parte inibe a queima. Os gases incombustíveis que não suportam a queima são chamados gases inertes (nitrogênio, gases nobres, dióxido de carbono, etc.).
A fim de obter eficiência econômica, os gases armazenados e transportados em contêineres ou recipientes de transporte são normalmente comprimidos, liquefeitos ou resfriados-condensados (criogênicos). Basicamente, existem duas situações perigosas em relação aos gases: quando estão em recipientes e quando são liberados de seus recipientes.
Para gases comprimidos em recipientes de armazenamento, o calor externo pode aumentar consideravelmente a pressão dentro do recipiente e a sobrepressão extrema pode levar à explosão. Os recipientes de armazenamento gasoso incluirão tipicamente uma fase de vapor e uma fase líquida. Por causa das mudanças na pressão e na temperatura, a extensão da fase líquida dá origem a uma maior compressão do espaço de vapor, enquanto a pressão de vapor do líquido aumenta proporcionalmente com o aumento da temperatura. Como resultado desses processos, uma pressão perigosa pode ser produzida. Os recipientes de armazenamento geralmente são necessários para conter a aplicação de dispositivos de alívio de sobrepressão. Estes são capazes de mitigar uma situação perigosa devido a temperaturas mais altas.
Se os recipientes de armazenamento estiverem insuficientemente vedados ou danificados, o gás fluirá para o espaço de ar livre, misturando-se com o ar e dependendo de sua quantidade e forma de escoamento, pode causar a formação de um grande espaço de ar explosivo. O ar ao redor de um recipiente de armazenamento com vazamento pode ser impróprio para respirar e pode ser perigoso para as pessoas próximas, em parte devido ao efeito tóxico de alguns gases e em parte devido à concentração diluída de oxigênio.
Tendo em conta o potencial risco de incêndio devido aos gases e a necessidade de uma operação segura, deve-se conhecer detalhadamente as seguintes características dos gases armazenados ou usados, especialmente para consumidores industriais: as propriedades químicas e físicas dos gases, temperatura de ignição, o limites inferior e superior de concentração para inflamabilidade, os parâmetros perigosos do gás no recipiente, os fatores de risco da situação perigosa causada pelos gases liberados ao ar livre, a extensão das zonas de segurança necessárias e as medidas especiais a serem tomadas em caso de eventual situação de emergência relacionada com o combate a incêndios.
produtos quimicos
O conhecimento dos parâmetros perigosos dos produtos químicos é uma das condições básicas para um trabalho seguro. As medidas preventivas e os requisitos de proteção contra incêndio só podem ser elaborados se as propriedades físicas e químicas relacionadas com o risco de incêndio forem levadas em consideração. Destas propriedades, as mais importantes são as seguintes: combustibilidade; inflamabilidade; capacidade de reagir com outros materiais, água ou ar; inclinação à corrosão; toxicidade; e radioatividade.
As informações sobre as propriedades dos produtos químicos podem ser obtidas nas fichas técnicas emitidas pelos fabricantes e nos manuais e guias que contêm os dados dos produtos químicos perigosos. Estes fornecem aos usuários informações não apenas sobre as características técnicas gerais dos materiais, mas também sobre os valores reais dos parâmetros de risco (temperatura de decomposição, temperatura de ignição, concentrações limite de combustão, etc.), seu comportamento especial, requisitos para armazenamento e proteção contra incêndio. combate, bem como recomendações para primeiros socorros e terapia médica.
A toxicidade dos produtos químicos, como perigo potencial de incêndio, pode atuar de duas maneiras. Em primeiro lugar, a alta toxicidade de certos produtos químicos pode ser perigosa em caso de incêndio. Em segundo lugar, sua presença dentro da zona de incêndio pode efetivamente restringir as operações de combate a incêndios.
Os agentes oxidantes (nitratos, cloratos, peróxidos inorgânicos, permanganatos, etc.), mesmo sendo eles próprios incombustíveis, contribuem largamente para a ignição de materiais combustíveis e para a sua combustão intensiva, ocasionalmente explosiva.
O grupo de materiais instáveis inclui os produtos químicos (acetaldeído, óxido de etileno, peróxidos orgânicos, cianeto de hidrogênio, cloreto de vinila) que polimerizam ou se decompõem em violentas reações exotérmicas espontânea ou muito facilmente.
Os materiais sensíveis à água e ao ar são extremamente perigosos. Esses materiais (óxidos, hidróxidos, hidretos, anidridos, metais alcalinos, fósforo, etc.) interagem com a água e o ar sempre presentes na atmosfera normal, e iniciam reações acompanhadas de geração de calor muito alta. Se forem materiais combustíveis, entrarão em ignição espontânea. No entanto, os componentes combustíveis que iniciam a queima podem explodir e se espalhar para os materiais combustíveis na área circundante.
A maioria dos materiais corrosivos (ácidos inorgânicos - ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido perclórico, etc. - e halogênios - flúor, cloro, bromo, iodo) são agentes oxidantes fortes, mas ao mesmo tempo têm efeitos destrutivos muito fortes na vida tecidos e, portanto, medidas especiais devem ser tomadas para o combate a incêndios.
A característica perigosa dos elementos e compostos radioativos é aumentada pelo fato de que a radiação por eles emitida pode ser nociva de várias maneiras, além de que tais materiais podem ser eles próprios um risco de incêndio. Se em um incêndio a contenção estrutural dos objetos radioativos envolvidos for danificada, materiais com radiação λ podem ser liberados. Eles podem ter um efeito ionizante muito forte e são capazes de destruir organismos vivos. Acidentes nucleares podem ser acompanhados por incêndios, cujos produtos de decomposição ligam contaminantes radioativos (radiação α e β) por adsorção. Estes podem causar ferimentos permanentes às pessoas que participam de operações de resgate se penetrarem em seus corpos. Tais materiais são extremamente perigosos, porque as pessoas afetadas não percebem nenhuma radiação por seus órgãos sensoriais e seu estado geral de saúde não parece ser pior. É óbvio que, em caso de queima de materiais radioativos, a radioatividade do local, os produtos de decomposição e a água utilizada para combate a incêndios devem ser mantidos sob observação constante por meio de dispositivos de sinalização radioativa. O conhecimento desses fatores deve ser levado em consideração para a estratégia de intervenção e todas as operações adicionais. As edificações para manuseio e armazenamento de materiais radioativos, bem como para seu uso tecnológico, precisam ser construídas com materiais incombustíveis de alta resistência ao fogo. Ao mesmo tempo, deve ser fornecido equipamento automático de alta qualidade para detectar, sinalizar e extinguir um incêndio.
Explosivos e agentes explosivos
Materiais explosivos são usados para muitos propósitos militares e industriais. São produtos químicos e misturas que, quando afetados por fortes forças mecânicas (golpe, choque, fricção) ou ignição inicial, transformam-se repentinamente em gases de grande volume através de uma reação de oxidação extremamente rápida (por exemplo, 1,000-10,000 m/s). O volume desses gases é o múltiplo do volume do material explosivo já explodido e eles exercerão uma pressão muito alta no ambiente. Durante uma explosão podem surgir altas temperaturas (2,500-4,000 °C) que promovem a ignição dos materiais combustíveis na zona de explosão.
A fabricação, transporte e armazenamento dos vários materiais explosivos são regidos por requisitos rigorosos. Um exemplo é o NFPA 495, Código de Materiais Explosivos.
Além dos materiais explosivos usados para fins militares e industriais, os materiais de detonação indutiva e produtos pirotécnicos também são tratados como perigosos. Em geral, misturas de materiais explosivos são frequentemente usadas (ácido pícrico, nitroglicerina, hexogênio, etc.), mas também são usadas misturas de materiais capazes de explodir (pólvora negra, dinamite, nitrato de amônio, etc.). No decurso dos actos de terrorismo, os materiais plásticos tornaram-se conhecidos e são, na sua essência, misturas de brisant e materiais plastificantes (várias ceras, vaselina, etc.).
Para materiais explosivos, o método mais eficaz de proteção contra incêndio é a exclusão de fontes de ignição dos arredores. Vários materiais explosivos são sensíveis à água ou a vários materiais orgânicos com capacidade de oxidação. Para esses materiais, os requisitos para as condições de armazenamento e as regras para armazenamento no mesmo local junto com outros materiais devem ser cuidadosamente considerados.
Metais
Sabe-se da prática que quase todos os metais, sob certas condições, são capazes de queimar no ar atmosférico. Aço e alumínio de grande espessura estrutural, com base em seu comportamento ao fogo, são claramente avaliados como incombustíveis. No entanto, as poeiras de alumínio, ferro em distribuição fina e algodões metálicos de fibras metálicas finas podem ser facilmente inflamadas e, portanto, queimar intensamente. Os metais alcalinos (lítio, sódio, potássio), os metais alcalino-terrosos (cálcio, magnésio, zinco), zircônio, háfnio, titânio, etc. inflamam-se com extrema facilidade na forma de pó, limalhas ou bandas finas. Alguns metais têm uma sensibilidade tão alta que são armazenados separadamente do ar, em atmosferas de gás inerte ou sob um líquido neutro para os metais.
Os metais combustíveis e aqueles que são condicionados a queimar produzem reações de queima extremamente violentas que são processos de oxidação de alta velocidade liberando quantidades de calor consideravelmente maiores do que as observadas na queima de líquidos combustíveis e inflamáveis. A queima de pó de metal no caso de pó sedimentado, após a fase preliminar de ignição por incandescência, pode evoluir para queima rápida. Com poeiras levantadas e nuvens de poeira que podem resultar, podem ocorrer explosões severas. A atividade de queima e a afinidade pelo oxigênio de alguns metais (como o magnésio) são tão altas que, após a ignição, continuarão a queimar em certos meios (por exemplo, nitrogênio, dióxido de carbono, atmosfera de vapor) que são usados para extinguir incêndios derivados de combustíveis materiais sólidos e líquidos.
Extinguir incêndios em metais representa uma tarefa especial para os bombeiros. A escolha do agente extintor adequado e o processo em que é aplicado são de grande importância.
Incêndios de metais podem ser controlados com detecção precoce, ação rápida e apropriada dos bombeiros usando o método mais eficaz e, se possível, remoção de metais e quaisquer outros materiais combustíveis da zona de queima ou pelo menos uma redução de seu quantidades.
Atenção especial deve ser dada à proteção contra radiação quando metais radioativos (plutônio, urânio) queimam. Medidas preventivas devem ser tomadas para evitar a penetração de produtos tóxicos de decomposição em organismos vivos. Por exemplo, os metais alcalinos, devido à sua capacidade de reagir violentamente com a água, podem ser extintos apenas com pós secos para extinção de incêndios. A queima de magnésio não pode ser extinta com sucesso com água, dióxido de carbono, halons ou nitrogênio e, mais importante, se esses agentes forem usados no combate a incêndios, a situação perigosa se tornará ainda mais grave. Os únicos agentes que podem ser aplicados com sucesso são os gases nobres ou, em alguns casos, o trifluoreto de boro.
Plásticos e borracha
Plásticos são compostos orgânicos macromoleculares produzidos sinteticamente ou pela modificação de materiais naturais. A estrutura e a forma desses materiais macromoleculares, produzidos por reações de polimerização, poliadição ou policondensação, influenciarão fortemente suas propriedades. As moléculas de cadeia dos termoplásticos (poliamidas, policarbonatos, poliésteres, poliestireno, policloreto de vinila, polimetilmetacrilato, etc.) (duroplásticos: polialquídicos, resinas epóxi, poliuretanos, etc.) são densamente reticulados.
O caucho natural é utilizado como matéria-prima pela indústria da borracha e, depois de vulcanizado, é produzida a borracha. Os cauchus artificiais, cuja estrutura é semelhante à do cauchu natural, são polímeros e copolímeros de butadieno.
A gama de produtos de plástico e borracha usados em quase todos os campos da vida cotidiana está aumentando continuamente. O aproveitamento da grande variedade e das excelentes propriedades técnicas desse grupo de materiais resulta em itens como diversas estruturas de edificações, móveis, roupas, commodities, peças para veículos e máquinas.
Normalmente, como materiais orgânicos, plásticos e borracha também são considerados materiais combustíveis. Para a descrição do seu comportamento ao fogo, são utilizados vários parâmetros que podem ser testados por métodos especiais. Com o conhecimento desses parâmetros, pode-se alocar os campos de sua aplicação (determinados, apontados, definidos), e as disposições de segurança contra incêndio podem ser elaboradas. Esses parâmetros são combustibilidade, inflamabilidade, capacidade de desenvolver fumaça, inclinação para produzir gases tóxicos e gotejamento de queima.
Em muitos casos, a temperatura de ignição dos plásticos é superior à da madeira ou de qualquer outro material, mas na maioria dos casos eles se inflamam com mais facilidade e sua queima ocorre mais rapidamente e com maior intensidade. Incêndios de plásticos são frequentemente acompanhados por fenômenos desagradáveis de liberação de grandes quantidades de fumaça densa que podem restringir fortemente a visibilidade e desenvolver vários gases tóxicos (ácido clorídrico, fosgênio, monóxido de carbono, cianeto de hidrogênio, gases nitrosos, etc.). Os materiais termoplásticos derretem durante a queima, depois fluem e, dependendo de sua localização (se montados no teto ou no teto), produzem gotas que permanecem na área de queima e podem inflamar os materiais combustíveis abaixo.
A melhoria das propriedades de combustão representa um problema complexo e uma “questão chave” da química dos plásticos. Agentes retardadores de fogo inibem a combustibilidade, a ignição será mais lenta, a taxa de combustão cairá e a propagação da chama diminuirá. Ao mesmo tempo, a quantidade e a densidade óptica da fumaça serão maiores e a mistura de gases produzida será mais tóxica.
Poeiras
Com relação ao estado físico, as poeiras pertencem aos materiais sólidos, mas suas propriedades físicas e químicas diferem daquelas desses mesmos materiais em forma compacta. Sabe-se que acidentes e catástrofes industriais são causados por explosões de poeira. Materiais que não são combustíveis em sua forma usual, como metais, podem iniciar uma explosão na forma de poeira misturada com o ar quando afetados por qualquer fonte de ignição, mesmo de baixa energia. O risco de explosão também existe com poeiras de materiais combustíveis.
A poeira pode ser um risco de explosão não apenas quando flutua no ar, mas também quando assentada. Nas camadas de pó pode acumular-se calor e no seu interior desenvolver-se uma combustão lenta devido à maior capacidade de reação das partículas e à sua menor condutividade térmica. Então a poeira pode ser levantada por flashes e a possibilidade de explosão de poeira aumentará.
Partículas flutuantes em distribuição fina apresentam um perigo mais grave. Semelhante às propriedades de explosão de gases e vapores combustíveis, as poeiras também têm uma faixa especial de concentração de poeira no ar na qual pode ocorrer uma explosão. Os valores limite inferior e superior da concentração de explosão e a largura da faixa de concentração dependem do tamanho e da distribuição das partículas. Se a concentração de poeira exceder a concentração mais alta levando a uma explosão, uma parte da poeira não é destruída pelo fogo e absorve calor e, como consequência, a pressão de explosão desenvolvida permanece abaixo do máximo. O teor de umidade do ar também influencia a ocorrência de uma explosão. Em umidade mais alta, a temperatura de ignição da nuvem de poeira aumentará proporcionalmente à quantidade de calor necessária para a evaporação da umidade. Se uma poeira estranha inerte for misturada em uma nuvem de poeira, a explosividade da mistura poeira-ar será reduzida. O efeito será o mesmo se gases inertes forem misturados na mistura de ar e poeira, pois a concentração de oxigênio necessária para a queima será menor.
A experiência tem mostrado que todas as fontes de ignição, mesmo de mínima energia de ignição, são capazes de inflamar nuvens de poeira (chamas abertas, arco elétrico, centelha mecânica ou eletrostática, superfícies quentes, etc.). Segundo resultados de testes obtidos em laboratório, a demanda de energia para ignição de nuvens de poeira é de 20 a 40 vezes maior do que no caso de misturas de vapor combustível e ar.
Os fatores que influenciam o risco de explosão para poeiras assentadas são as propriedades de engenharia física e térmica da camada de poeira, a temperatura de incandescência da poeira e as propriedades de ignição dos produtos de decomposição liberados pela camada de poeira.
A história nos diz que os incêndios eram úteis para aquecer e cozinhar, mas causavam grandes danos em muitas cidades. Muitas casas, edifícios importantes e às vezes cidades inteiras foram destruídas pelo fogo.
Uma das primeiras medidas de prevenção de incêndios foi a exigência de extinguir todos os incêndios antes do anoitecer. Por exemplo, em 872 em Oxford, Inglaterra, as autoridades ordenaram que um toque de recolher fosse tocado ao pôr do sol para lembrar os cidadãos de extinguir todos os incêndios internos durante a noite (Bugbee 1978). De fato, a palavra toque de recolher é derivada do francês regredir que significa literalmente “cobrir o fogo”.
A causa dos incêndios é muitas vezes o resultado da ação humana reunindo combustível e uma fonte de ignição (por exemplo, resíduos de papel armazenados próximo a equipamentos de aquecimento ou líquidos inflamáveis voláteis sendo usados perto de chamas abertas).
Incêndios requerem combustível, uma fonte de ignição e algum mecanismo para juntar o combustível e a fonte de ignição na presença de ar ou algum outro oxidante. Se estratégias puderem ser desenvolvidas para reduzir as cargas de combustível, eliminar fontes de ignição ou prevenir a interação combustível/ignição, então a perda de fogo e a morte e ferimentos humanos podem ser reduzidos.
Nos últimos anos, tem havido uma ênfase crescente na prevenção de incêndios como uma das medidas mais econômicas para lidar com o problema do fogo. Muitas vezes é mais fácil (e mais barato) prevenir o início de incêndios do que controlá-los ou extingui-los depois de iniciados.
Isso é ilustrado no Árvore de Conceitos de Segurança Contra Incêndio (NFPA 1991; 1995a) desenvolvido pela NFPA nos Estados Unidos. Esta abordagem sistemática para problemas de segurança contra incêndio mostra que os objetivos, como a redução de mortes por incêndio no local de trabalho, podem ser alcançados evitando a ignição de incêndios ou gerenciando o impacto do fogo.
A prevenção de incêndios significa, inevitavelmente, mudar o comportamento humano. Isso requer educação de segurança contra incêndio, apoiada pela administração, usando os mais recentes manuais de treinamento, normas e outros materiais educacionais. Em muitos países, essas estratégias são reforçadas por lei, exigindo que as empresas cumpram os objetivos legislados de prevenção de incêndios como parte de seu compromisso de saúde e segurança ocupacional com seus trabalhadores.
A educação sobre segurança contra incêndios será discutida na próxima seção. No entanto, agora há evidências claras no comércio e na indústria do importante papel da prevenção de incêndios. Grande uso está sendo feito internacionalmente das seguintes fontes: Lees, Prevenção de Perdas nas Indústrias de Processo, Volumes 1 e 2 (1980); NFPA 1—Código de Prevenção de Incêndio (1992); O Regulamento de Gestão de Saúde e Segurança no Trabalho (ECD 1992); e Manual de Proteção Contra Incêndio da NFPA (Cote 1991). Estes são complementados por muitos regulamentos, padrões e materiais de treinamento desenvolvidos por governos nacionais, empresas e seguradoras para minimizar perdas de vidas e propriedades.
Educação e práticas de segurança contra incêndio
Para que um programa de educação de segurança contra incêndio seja eficaz, deve haver um grande compromisso da política corporativa com a segurança e o desenvolvimento de um plano eficaz que tenha as seguintes etapas: (a) Fase de planejamento - estabelecimento de metas e objetivos; (b) Fase de desenho e implementação; e (c) Fase de avaliação do programa—monitoramento da eficácia.
Metas e objetivos
Gratton (1991), em importante artigo sobre educação em segurança contra incêndio, definiu as diferenças entre metas, objetivos e práticas ou estratégias de implementação. Metas são declarações gerais de intenções que no local de trabalho podem ser ditas “para reduzir o número de incêndios e, assim, reduzir as mortes e lesões entre os trabalhadores e o impacto financeiro nas empresas”.
As pessoas e as partes financeiras do objetivo geral não são incompatíveis. A prática moderna de gerenciamento de riscos demonstrou que as melhorias na segurança dos trabalhadores por meio de práticas eficazes de controle de perdas podem ser financeiramente compensadoras para a empresa e beneficiar a comunidade.
Essas metas precisam ser traduzidas em objetivos específicos de segurança contra incêndio para empresas específicas e sua força de trabalho. Esses objetivos, que devem ser mensuráveis, geralmente incluem declarações como:
Para muitas empresas, pode haver objetivos adicionais, como redução nos custos de interrupção de negócios ou minimização da exposição à responsabilidade legal.
A tendência entre algumas empresas é assumir que a conformidade com os códigos e padrões locais de construção é suficiente para garantir que seus objetivos de segurança contra incêndio sejam atendidos. No entanto, esses códigos tendem a se concentrar na segurança da vida, assumindo que ocorrerão incêndios.
O gerenciamento moderno de segurança contra incêndios entende que a segurança absoluta não é uma meta realista, mas estabelece objetivos de desempenho mensuráveis para:
Design e implementação
A concepção e implementação de programas de educação de segurança contra incêndios para prevenção de incêndios dependem criticamente do desenvolvimento de estratégias bem planejadas e gestão eficaz e motivação das pessoas. Deve haver um suporte corporativo forte e absoluto para a implementação completa de um programa de segurança contra incêndio para que seja bem-sucedido.
A gama de estratégias foi identificada por Koffel (1993) e na NFPA Manual de Riscos de Incêndio Industrial (Linville 1990). Eles incluem:
É extremamente importante medir a eficácia dos programas de educação de segurança contra incêndio. Essa medição fornece a motivação para o financiamento, desenvolvimento e ajuste adicionais do programa, quando necessário.
O melhor exemplo de monitoramento e sucesso da educação em segurança contra incêndio provavelmente está nos Estados Unidos. o Aprenda a Não QueimarÒ programa, destinado a educar os jovens na América sobre os perigos do fogo, foi coordenado pela Divisão de Educação Pública da NFPA. Monitoramento e análise em 1990 identificaram um total de 194 vidas salvas como resultado de ações de segurança de vida adequadas aprendidas em programas de educação de segurança contra incêndio. Cerca de 30% dessas vidas salvas podem ser atribuídas diretamente ao Aprenda a Não QueimarÒ programas.
A introdução de detectores de fumaça residenciais e programas de educação de segurança contra incêndio nos Estados Unidos também foram sugeridos como as principais razões para a redução de mortes em incêndios domésticos naquele país, de 6,015 em 1978 para 4,050 em 1990 (NFPA 1991).
Práticas de limpeza industrial
No campo industrial, Lees (1980) é uma autoridade internacional. Ele indicou que, em muitas indústrias hoje, o potencial para grandes perdas de vidas, ferimentos graves ou danos à propriedade é muito maior do que no passado. Grandes incêndios, explosões e liberações tóxicas podem ocorrer, particularmente nas indústrias petroquímica e nuclear.
A prevenção de incêndios é, portanto, a chave para minimizar a ignição de incêndios. Plantas industriais modernas podem atingir bons recordes de segurança contra incêndio por meio de programas bem gerenciados de:
Um guia útil sobre a importância da limpeza para a prevenção de incêndios em instalações comerciais e industriais é dado por Higgins (1991) no NFPA's Manual de Proteção Contra Incêndio.
O valor de uma boa limpeza na minimização de cargas combustíveis e na prevenção da exposição de fontes de ignição é reconhecido em ferramentas de computador modernas usadas para avaliar riscos de incêndio em instalações industriais. O software FREM (Método de Avaliação de Risco de Incêndio) na Austrália identifica a limpeza como um fator chave de segurança contra incêndio (Keith 1994).
Equipamento de utilização de calor
Os equipamentos de utilização de calor no comércio e na indústria incluem fornos, fornalhas, fornos, desidratadores, secadores e tanques de têmpera.
Na NFPA Manual de Riscos de Incêndio Industrial, Simmons (1990) identificou os problemas de incêndio com equipamentos de aquecimento como sendo:
Esses problemas de incêndio podem ser superados por meio de uma combinação de boa manutenção, controles e intertravamentos adequados, treinamento e teste do operador e limpeza e manutenção em um programa eficaz de prevenção de incêndio.
Recomendações detalhadas para as várias categorias de equipamentos de utilização de calor são definidas na NFPA Manual de Proteção Contra Incêndio (Cote 1991). Estes são resumidos abaixo.
Fornos e fornalhas
Incêndios e explosões em fornos e fornalhas normalmente resultam do combustível usado, de substâncias voláteis fornecidas pelo material no forno ou por uma combinação de ambos. Muitos desses fornos ou fornalhas operam de 500 a 1,000 °C, bem acima da temperatura de ignição da maioria dos materiais.
Fornos e fornalhas requerem uma variedade de controles e intertravamentos para garantir que gases combustíveis não queimados ou produtos de combustão incompleta não possam se acumular e inflamar. Normalmente, esses perigos se desenvolvem durante o acionamento ou durante as operações de desligamento. Portanto, é necessário um treinamento especial para garantir que os operadores sempre sigam os procedimentos de segurança.
Construção de edifícios não combustíveis, separação de outros equipamentos e materiais combustíveis e alguma forma de supressão automática de incêndio são geralmente elementos essenciais de um sistema de segurança contra incêndio para evitar a propagação caso um incêndio comece.
Estufas
Os fornos são usados para secar madeira (Lataille 1990) e para processar ou “incendiar” produtos de argila (Hrbacek 1984).
Mais uma vez, este equipamento de alta temperatura representa um perigo para o ambiente ao seu redor. Um projeto de separação adequado e uma boa limpeza são essenciais para evitar incêndios.
Fornos de madeira usados para secar madeira são adicionalmente perigosos porque a própria madeira é uma carga de fogo elevada e é frequentemente aquecida perto de sua temperatura de ignição. É essencial que os fornos sejam limpos regularmente para evitar o acúmulo de pequenos pedaços de madeira e serragem para que estes não entrem em contato com os equipamentos de aquecimento. Fornos feitos de material de construção resistente ao fogo, equipados com sprinklers automáticos e providos de sistemas de ventilação/circulação de ar de alta qualidade são os preferidos.
Desidratadores e secadores
Este equipamento é utilizado para reduzir o teor de umidade de produtos agrícolas como leite, ovos, grãos, sementes e feno. Os secadores podem ser de queima direta, caso em que os produtos da combustão entram em contato com o material a ser seco, ou podem ser de queima indireta. Em cada caso, são necessários controles para desligar o fornecimento de calor em caso de temperatura excessiva ou incêndio no secador, sistema de exaustão ou sistema de transporte ou falha dos ventiladores de circulação de ar. Mais uma vez, é necessária uma limpeza adequada para evitar o acúmulo de produtos que possam incendiar.
Tanques de têmpera
Os princípios gerais de segurança contra incêndio de tanques de têmpera são identificados por Ostrowski (1991) e Watts (1990).
O processo de têmpera, ou resfriamento controlado, ocorre quando um item de metal aquecido é imerso em um tanque de óleo de têmpera. O processo é realizado para endurecer ou revenir o material por meio de mudança metalúrgica.
A maioria dos óleos de têmpera são óleos minerais que são combustíveis. Eles devem ser escolhidos com cuidado para cada aplicação para garantir que a temperatura de ignição do óleo esteja acima da temperatura de operação do tanque conforme as peças de metal quente são imersas.
É fundamental que o óleo não transborde pelas laterais do tanque. Portanto, controles de nível de líquido e drenos apropriados são essenciais.
A imersão parcial de itens quentes é a causa mais comum de incêndios em tanques de resfriamento. Isso pode ser evitado por transferência de material ou arranjos de transporte apropriados.
Da mesma forma, devem ser fornecidos controles apropriados para evitar temperaturas excessivas do óleo e a entrada de água no tanque, o que pode resultar em transbordamento e incêndio de grandes proporções dentro e ao redor do tanque.
Sistemas automáticos específicos de extinção de incêndios, como dióxido de carbono ou pó químico seco, são freqüentemente usados para proteger a superfície do tanque. É desejável a proteção automática por sprinklers do edifício. Em alguns casos, também é necessária proteção especial dos operadores que precisam trabalhar próximos ao tanque. Freqüentemente, sistemas de pulverização de água são fornecidos para proteção contra exposição dos trabalhadores.
Acima de tudo, é essencial o treinamento adequado dos trabalhadores em resposta a emergências, incluindo o uso de extintores de incêndio portáteis.
Equipamento de Processo Químico
As operações para alterar quimicamente a natureza dos materiais têm sido muitas vezes a fonte de grandes catástrofes, causando graves danos às plantas e mortes e ferimentos aos trabalhadores e comunidades vizinhas. Riscos à vida e à propriedade decorrentes de incidentes em fábricas de processos químicos podem vir de incêndios, explosões ou liberações de produtos químicos tóxicos. A energia de destruição geralmente vem de reações químicas descontroladas de materiais de processo, combustão de combustíveis levando a ondas de pressão ou altos níveis de radiação e mísseis voadores que podem causar danos a grandes distâncias.
Operações e equipamentos da planta
A primeira etapa do projeto é entender os processos químicos envolvidos e seu potencial de liberação de energia. Lees (1980) em seu Prevenção de Perdas nas Indústrias de Processo descreve em detalhes as etapas necessárias a serem realizadas, que incluem:
Mais detalhes sobre os perigos do processo e seu controle são fornecidos em Diretrizes da planta para gerenciamento técnico de segurança de processos químicos (AIChE 1993); Propriedades Perigosas de Materiais Industriais de Sax (Lewis 1979); e a NFPA Manual de Riscos de Incêndio Industrial (Linville 1990).
Proteção de localização e exposição
Uma vez identificados os perigos e consequências de incêndio, explosão e liberações tóxicas, a localização das plantas de processamento químico pode ser realizada.
Mais uma vez, Lees (1980) e Bradford (1991) forneceram orientações sobre a localização da planta. As plantas devem ser separadas das comunidades vizinhas o suficiente para garantir que essas comunidades não sejam afetadas por um acidente industrial. A técnica de avaliação quantitativa de risco (QRA) para determinar as distâncias de separação é amplamente utilizada e legislada no projeto de plantas de processos químicos.
O desastre em Bhopal, na Índia, em 1984, demonstrou as consequências de localizar uma fábrica química muito perto de uma comunidade: mais de 1,000 pessoas foram mortas por produtos químicos tóxicos em um acidente industrial.
A provisão de espaço de separação em torno de fábricas de produtos químicos também permite acesso imediato para combate a incêndios de todos os lados, independentemente da direção do vento.
As fábricas de produtos químicos devem fornecer proteção contra exposição na forma de salas de controle resistentes a explosões, refúgios para trabalhadores e equipamentos de combate a incêndio para garantir que os trabalhadores estejam protegidos e que o combate eficaz ao incêndio possa ser realizado após um incidente.
controle de derramamento
Derramamentos de materiais inflamáveis ou perigosos devem ser mantidos pequenos por meio de projeto de processo apropriado, válvulas à prova de falhas e equipamento de detecção/controle apropriado. No entanto, se ocorrerem grandes derramamentos, eles devem ser confinados a áreas cercadas por paredes, às vezes de terra, onde podem queimar inofensivamente se incendiados.
Incêndios em sistemas de drenagem são comuns, e atenção especial deve ser dada aos ralos e redes de esgoto.
Perigos de transferência de calor
Equipamentos que transferem calor de um fluido quente para um mais frio podem ser uma fonte de incêndio em fábricas de produtos químicos. Temperaturas localizadas excessivas podem causar decomposição e queima de muitos materiais. Às vezes, isso pode causar a ruptura do equipamento de transferência de calor e a transferência de um fluido para outro, causando uma reação violenta indesejada.
Altos níveis de inspeção e manutenção, incluindo a limpeza do equipamento de transferência de calor, são essenciais para uma operação segura.
reatores
Os reatores são os recipientes nos quais os processos químicos desejados são realizados. Eles podem ser do tipo contínuo ou em lote, mas requerem atenção especial ao projeto. As embarcações devem ser projetadas para suportar pressões que possam resultar de explosões ou reações descontroladas ou, alternativamente, devem ser fornecidas com dispositivos apropriados de alívio de pressão e, às vezes, ventilação de emergência.
As medidas de segurança para reatores químicos incluem:
Soldagem e Corte
A Factory Mutual Engineering Corporation (FM) Folha de Dados de Prevenção de Perdas (1977) mostra que cerca de 10% das perdas em propriedades industriais são devidas a incidentes envolvendo corte e soldagem de materiais, geralmente metais. É claro que as altas temperaturas necessárias para derreter os metais durante essas operações podem iniciar incêndios, assim como as faíscas geradas em muitos desses processos.
O FM Ficha de Dados (1977) indica que os materiais mais frequentemente envolvidos em incêndios por soldagem e corte são líquidos inflamáveis, depósitos oleosos, poeiras combustíveis e madeira. Os tipos de áreas industriais onde os acidentes são mais prováveis são áreas de armazenamento, canteiros de obras, instalações em reparo ou alteração e sistemas de disposição de resíduos.
Faíscas de corte e soldagem podem muitas vezes viajar até 10 m e se alojar em materiais combustíveis, onde pode ocorrer combustão lenta e, posteriormente, incêndios com chamas.
Processos elétricos
Soldagem a arco e corte a arco são exemplos de processos que envolvem eletricidade para fornecer o arco que é a fonte de calor para fusão e união de metais. Flashes de faíscas são comuns e é necessária a proteção dos trabalhadores contra eletrocussão, faíscas e intensa radiação de arco.
Processos de gás oxi-combustível
Este processo utiliza o calor da combustão do gás combustível e do oxigênio para gerar chamas de alta temperatura que fundem os metais a serem unidos ou cortados. Manz (1991) indicou que o acetileno é o gás combustível mais utilizado devido à sua alta temperatura de chama de cerca de 3,000 °C.
A presença de combustível e oxigênio em alta pressão aumenta o risco, assim como o vazamento desses gases de seus cilindros de armazenamento. É importante lembrar que muitos materiais que não queimam, ou apenas queimam lentamente no ar, queimam violentamente em oxigênio puro.
Salvaguardas e precauções
As boas práticas de segurança são identificadas por Manz (1991) na NFPA Manual de Proteção Contra Incêndio.
Essas salvaguardas e precauções incluem:
Precauções especiais são necessárias ao soldar ou cortar tanques ou outros recipientes que contenham materiais inflamáveis. Um guia útil é o American Welding Society's Práticas seguras recomendadas para a preparação para soldagem e corte de contêineres que contêm substâncias perigosas (1988).
Para obras de construção e alterações, uma publicação do Reino Unido, o Loss Prevention Council's Prevenção de Incêndios em Canteiros de Obras (1992) é útil. Ele contém uma amostra de autorização de trabalho a quente para controlar as operações de corte e soldagem. Isso seria útil para o gerenciamento em qualquer planta ou local industrial. Uma licença de amostra semelhante é fornecida no FM Ficha de Dados sobre corte e soldagem (1977).
Proteção contra raios
O raio é uma causa frequente de incêndios e mortes de pessoas em muitos países do mundo. Por exemplo, a cada ano, cerca de 240 cidadãos americanos morrem em consequência de raios.
O raio é uma forma de descarga elétrica entre nuvens carregadas e a terra. o FM Ficha de Dados (1984) sobre raios indica que as descargas atmosféricas podem variar de 2,000 a 200,000 A como resultado de uma diferença de potencial de 5 a 50 milhões de V entre as nuvens e a terra.
A frequência dos raios varia entre países e áreas, dependendo do número de dias de tempestade por ano para a localidade. Os danos que os raios podem causar dependem muito das condições do solo, ocorrendo mais danos em áreas de alta resistividade do solo.
Medidas de proteção - edifícios
A NFPA 780 Norma para a instalação de sistemas de proteção contra raios (1995b) estabelece os requisitos de projeto para proteção de edificações. Embora a teoria exata das descargas atmosféricas ainda esteja sendo investigada, o princípio básico da proteção é fornecer um meio pelo qual uma descarga atmosférica possa entrar ou sair da terra sem danificar o edifício que está sendo protegido.
Os sistemas de iluminação, portanto, têm duas funções:
Mais detalhes para o projeto de proteção contra raios para edifícios são fornecidos por Davis (1991) no NFPA Manual de Proteção Contra Incêndio (Cote 1991) e no British Standards Institute's Código de Prática (1992).
Linhas aéreas de transmissão, transformadores, subestações externas e outras instalações elétricas podem ser danificadas por raios diretos. Equipamentos de transmissão elétrica também podem captar picos de tensão e corrente induzidos que podem entrar em edifícios. Podem ocorrer incêndios, danos ao equipamento e sérias interrupções nas operações. Os pára-raios são necessários para desviar esses picos de tensão para o solo por meio de um aterramento eficaz.
O aumento do uso de equipamentos de informática sensíveis no comércio e na indústria tornou as operações mais sensíveis a sobretensões transitórias induzidas em cabos de energia e comunicação em muitos edifícios. É necessária proteção apropriada contra transientes e orientações especiais são fornecidas no British Standards Institute BS 6651:1992, A Proteção de Estruturas Contra Raios.
Manutenção
A manutenção adequada dos sistemas de descargas atmosféricas é essencial para uma proteção eficaz. Atenção especial deve ser dada às conexões de aterramento. Se não forem eficazes, os sistemas de proteção contra raios serão ineficazes.
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