Além de fornecer segurança aos operadores, vasos de pressão favorecem o bom funcionamento e a longevidade de sistemas de água gelada

A norma regulamentadora NR-13 tem por finalidade garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores em instalações que contemplem caldeiras a vapor, vasos de pressão, suas tubulações de interligação e tanques metálicos de armazenamento, estabelecendo requisitos mínimos para que a integridade estrutural destes equipamentos seja preservada.

Dentre os aspectos abrangidos por esta norma, pode-se destacar a instalação, inspeção, operação e manutenção dos quatro dispositivos mencionados acima, com importante ressalva de que a validação da NR-13 ocorrerá com a responsabilidade conjunta do fabricante e da empresa instaladora e mantenedora, ou seja, leva-se em consideração não apenas as especificações e documentações do fabricante, mas também o modo que o dispositivo será instalado e operado.  Qualquer descumprimento de umas das quatro abrangências acarretará a recusa do produto quanto à norma NR-13.

Tendo por finalidade garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores, nos descritivos da norma constam mensurações quanto aos dispositivos de segurança, PLH (profissional legalmente habilitado), exames/testes, validações de alterações/reparos, prazos estipulados para inspeções e o envio de seus relatórios, reporte obrigatório ao sindicato e a autoridade local de quaisquer ocorrências de vazamento, incêndio ou explosão que gerem morte, internação hospitalar ou evento de grande proporção, dentre outros tópicos, que podem ser estudados em maior profundidade na própria norma.

Vasos de pressão e a NR-13

Convergindo o debate técnico da NR-13 ao universo de vasos de pressão, a norma os categoriza com base na classe do fluido e no grupo de potencial de risco, conforme planilhas abaixo extraídas da própria norma. Em caso de mistura de fluidos é considerada a classe do fluido de maior risco aos trabalhadores (nos âmbitos: toxicidade, inflamabilidade e concentração) e o grupo potencial de risco é determinado pelo produto P x V, sendo P a pressão em MPa e V o volume em m³.

Como destaque às exigências mínimas relacionadas aos vasos de pressão, pode-se mencionar os requisitos obrigatórios, placa de identificação, documentações, inspeção de segurança, operação e treinamentos. Tópicos como dispositivos de segurança com sinalização de advertência para evitar o seu bloqueio; mensuração da pressão de operação (instalado no tanque ou no sistema); placa de identificação, contendo fabricante, número de identificação, ano de fabricação, pressão máxima de trabalho admissível, pressão de teste hidrostático de fabricação, código de projeto e ano de edição/fabricação; categoria do vaso, documentações técnicas do fabricante e do PLH (profissional legalmente habilitado), com alguns destaques, como dados do equipamento (código de construção, ano de edição, especificação dos materiais, procedimentos utilizados na fabricação, montagem e inspeção final, pressão máxima de operação, conjunto de desenhos e demais dados necessários para o monitoramento da sua vida útil, registros documentais do teste hidrostático etc.); registros de segurança conforme item 13.5.1.8 (NR-13 – Portaria MTP n.1846 , 2022); manual de operação (categorias I ou II), dentre outros.

A inspeção de segurança de vasos de pressão deve ser realizada inicial, periódica e extraordinariamente, possuindo exigências genéricas e específicas de acordo com a data de fabricação/instalação/operação do tanque, com a sua categoria (I, II, III, IV e V); empresas com e sem SPIE, construtivo físico (ex: com ou sem acessos internos/externos) e condições de operação (tais como temperatura). A inspeção extraordinária será necessária em quaisquer danos acidentais, reparos necessários, retrocomissionamento, em caso de tanques inativos por mais de 12 meses, e alterações de locais de instalação. No caso de operação e treinamento, também se enquadram requisições genéricas e específicas, de acordo com a categoria do vaso (I, II, III, IV e V), profissional capacitado (com certificação e experiência comprovada), grau de escolaridade mínimo, treinamentos sempre supervisionados por um PHL, dentre outros.

Vaso de pressão em sistemas de água gelada

A popularização dos vaso de pressão, conhecidos também como tanques de expansão pressurizados, intensificou-se em sistemas de água gelada no Brasil em meados de 2013 em projetos desenvolvidos para a Copa do Mundo de 2014. A utilização de tanques de expansão em sistemas de AVAC de expansão indireta (água gelada) se faz necessário por conta da variação do volume da água gelada em função de sua temperatura. Além de absorver a dilatação do fluido de acordo com a condição operacional do sistema, os tanques de expansão também têm por objetivo manter a pressão do sistema sempre positiva, de forma a evitar a migração de ar para dentro da linha. Ambas as funções relatadas podem ser exercidas por um tanque de expansão atmosférico (antiga caixa d’água) ou um tanque de expansão pressurizado (vaso de pressão).

Para garantir a pressurização do sistema, o tanque de expansão atmosférico deve ser instalado acima do ponto mais alto da linha, respeitando o desnível mínimo de 3 metros. Outra característica construtiva do tanque aberto está no contato direto entre a água e o ar, o que permite a migração do oxigênio pelo processo de difusão. O desequilíbrio existente entre as cargas parciais de oxigênio presentes na atmosfera e o sistema, faz com que o ciclo entre a extração do ar (por meio dos purgadores, separadores de microbolhas e degaseificadores ou pelo consumo do oxigênio no processo de corrosão) e a sua realimentação (pelo processo de difusão), ocorra de forma desenfreada e sem nenhum controle.

Diferentemente dos tanques atmosféricos, os tanques pressurizados (vaso de pressão) podem ser posicionados em qualquer ponto da linha, sem a necessidade de estrutura civil para a sua instalação. Para este tipo de tanque, a pressão mínima do sistema pode ser garantida de forma mecânica (carga fixa de ar), por atuação de compressores ou bombeamento. Cada tipo de atuação dependerá do modelo selecionado. A separação física entre o ar e o fluído exercida pela bolsa interna do tanque garantirá uma redução significativa da migração do ar para dentro do sistema através do processo de difusão, sendo crucial a avaliação da qualidade da borracha para garantir ao máximo a sua impermeabilização no que diz respeito ao ar.

Contudo, a massificação de vasos de pressão em sistemas de água gelada deve-se às vantagens comparativas entre os sistemas atmosféricos e os sistemas pressurizados, conforme resumo abaixo:

– A mitigação da migração de ar/oxigênio para dentro do sistema, garantindo a pressão positiva da linha em relação à pressão atmosférica e minimizando a ocorrência do processo de difusão. Esta redução de oxigênio na linha permitirá uma melhor eficiência na troca térmica dos equipamentos instalados, a diminuição de ruído e depósitos de ferrugem e ferrita e a minimização de ocorrência de cavitação;

– Maior flexibilidade em sua instalação, podendo ser posicionado em qualquer ponto da linha e possuindo dimensões inferiores em comparação aos tanques atmosféricos;

– Garantia da não perda do fluído por meio de transbordamento e evaporação.

A evolucão tecnológica com a implementação de tanques pressurizados pode ser também observada no Handbook da Ashrae System and Equipments: “Properly installed, a closed or diaphragm tank serves the purpose of system pressurization control with a minimum of exposure to air in the system. Open tanks, commonly used in older systems, tend to introduce air into the system, which can enhance piping corrosion. Open tanks are generally not recommended for application in current designs. Older-style steel compression tanks tend to be larger than diaphragm expansion tanks. In some cases, there may be economic considerations that make one tank preferable over another. These economics usually are relatively straightforward (e.g., initial cost), but there can be significant size differences, which affect placement and required building space and structural support, and these effects should also be considered”.

Anexo

Exemplo de classificação de tanque de expansão pressurizado (em sistemas de água gelada):

Amanda Salamone é Diretora Comercial América Latina (exceto México) & Desenvolvimento de Negócios Américas da IMI Hydronic Engineering e membra do Comitê de Mulheres da Abrava