Causa de Acidentes com Caldeiras: Falta de água

Você sabia que uma das principais causas de acidentes com caldeiras, fatais ou não, é a falta de água?

Veja também:

• Causa de Acidentes com Caldeiras: Excesso de Pressão
• Causa de Acidentes com Caldeiras: Combustão
• Causa de Acidentes com Caldeiras: Tratamento de Água

Primeiro, o que é caldeira?

Caldeiras são equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia, projetada conforme código pertinente.

Resumidamente falando, a função de uma caldeira é gerar vapor através da evaporação da água pela adição de calor.

Imaginando a “dinâmica térmica” da situação, a combustão fornece calor para os tubos, que são resfriados pela água, que absorve o calor, aquece, evapora e transforma em vapor. Conforme a água evapora, ela é reposta pelo sistema de alimentação da caldeira, que mantém o nível dentro dos limites alto e baixo aceitáveis.

O problema ocorre quando o sistema de alimentação de água é ineficiente. Não havendo água na caldeira, os tubos são aquecidos constantemente. Nessa condição, tem-se 02 possíveis cenários de risco:

• Cenário 01:

Os tubos são superaquecidos e atingem temperatura limite (na ordem de 600°C) na qual perdem propriedades mecânicas, rompendo em operação. Com isso, ocorre o vazamento da água da caldeira (pressurizada) para a fornalha (não pressurizada), que causa a evaporação e expansão (aumento do volume específico) instantânea do vapor. Uma reação brutal capaz de disparar uma caldeira.

• Cenário 02:

Os tubos se mantêm superaquecidos, porém sem rompimento. Na eventual reposição de água, o contato da água de alimentação na superfície quente causa evaporação e expansão instantânea. Nesse momento, pode ocorrer o rompimento dos tubos e dos costados.

Nota:

Vale ressaltar que o superaquecimento dos tubos ocorre pelo não resfriamento dos tubos. Essa “refrigeração” deficiente pode ocorrer também pela presença de incrustação. Porém esse assunto não será tratado aqui.

Como Evitar Acidentes com Caldeiras

Para evitar essas situações, a NR13 sugere sistemas de segurança tanto do lado da água, quanto do lado da combustão.

No item 13.4.1.3.e explicita que as caldeiras devem ser dotadas de sistema automático de controle de nível, com intertravamento que evite o superaquecimento por alimentação deficiente.

No item 13.4.4.7.2 explicita que as caldeiras categoria B com queima de combustível líquido ou gasoso devem dispor de SGC (Sistema de Gerenciamento de Combustão), prevendo as seguintes funções:

• Proteção contra nível baixo
• Sequenciamento de purga e acendimento
• Teste de estanqueidade de válvulas de bloqueio
• Proteção de pressão alta e baixa de combustível
• Proteção de falha de chama.

Ou seja, para evitar a falta de água, uma caldeira deve ter:

• Proteção de baixo nível

Normalmente realizada por eletrodo de baixa na garrafa de nível. Adicionalmente pode ser instalado um eletrodo no vaso de pressão da caldeira, para leitura no nível real de dentro do vaso de pressão.

Adicionalmente (2) é recomendada a instalação de termopares em alguns tubos, para medir efetivamente a temperatura do mesmo e identificar situações de superaquecimento.

• Intertravamento do sistema de combustão por nível baixo

Interligada ao sistema de nível, a combustão deve ser cessada no instante que for detectado o baixo nível.

Esse corte pode ser pelo simples fechamento da válvula de bloqueio de combustível ou por início do processo de desligamento do queimador.

• Sistema de combustão automático

Utilize equipamentos com sistema de combustão automático, com procedimento conforme ABNT NBR 12.313 e sem a opção de acendimento manual. Isso evita falha operacional de acionamento em equipamento sem água.

Recomendações

Abaixo algumas recomendações para evitar acidentes com caldeiras por falta de água.

• Teste diariamente o alarme por baixo nível e verifique se ocorre alarme e intertravamento do sistema de combustão.
• Pelo menos anualmente, remova e limpe os eletrodos de nível e os de baixo nível.
• Verifique semanalmente o sistema de purga da caldeira para vazamentos e correta operação das válvulas.
• Verifique semanalmente a operação das bombas de alimentação. Verifique a presença de ar no sistema, sujeira no filtro e acionamento das bombas.
• Verifique diariamente o tanque de alimentação, seu controle de nível e o sistema de admissão de água de reposição.
• Utilize apenas equipamentos que atendam essas demandas de controle de nível e intertravamento.
• Treine seus operadores para se atentar às necessidades do sistema e testes operacionais.

Conclusão

A falta de água é uma das principais causas de acidentes com caldeiras. Porém, com a escolha certa de equipamentos e a correta operação, desastres podem ser evitados.

Escolha equipamentos que possuam todos os itens de segurança exigidos pela NR13 e que atendam outras normas complementares, como a ABNT NBR 12.313.

Escolher um fabricante que disponibilize suporte técnico de manutenção, operação e treinamentos também pode ajudar a evitar situações desagradáveis. Nós da Togawa Engenharia trabalhamos e indicamos as caldeiras Miura. Atualmente são as mais seguras e eficientes do mercado.

Veja mais sobre as caldeiras Miura aqui (em nosso site) e aqui (no site deles).

E como está sua caldeira? Dispõe de todos os elementos de controle e segurança para evitar a falta de água?

E como sempre, comentários, dúvidas são bem-vindos. Deixem seus comentários ou entre em contato: contato@togawaengenharia.com.br.