A respiração em tanques atmosféricos se dá pelo processo de entrada de ar (aspiração) e saída de ar/gases no tanque (expiração) no tanque. As principais causas da sobrepressão e vácuo em um tanque são:
I. Mudanças Climáticas
Como resultado dos processos de aquecimento e resfriamento diários do ambiente ou mudanças na pressão barométrica, o ar/vapor mistura expandindo e contraindo o espaço vapor.
Durante o processo de aquecimento, algumas misturas de ar/vapor são expelidas a partir do tanque, o que resulta na mistura de vapores com o ar, criando uma atmosfera explosiva, aumento o risco de acidentes. Já, durante o processo de resfriamento, o ar é puxado para dentro do tanque, resultando também em uma atmosfera explosiva.
Respiração em tanques atmosféricos
ll. Enchimento e esvaziamento do tanque
O processo de enchimento e esvaziamento de um tanque pode ser por bombeamento, gravidade ou diferença de pressão.
O esvaziamento do tanque pode causar vácuo, podendo ocasionar em acidentes irreversíveis ao seu reservatório. O enchimento do tanque pode causar uma sobrepressão, podendo ocasionar em uma explosão.
Além dos acidentes que podem ocorrer, a movimentação do seu produto, também resulta em perdas por evaporação do mesmo. No enchimento há expulsão dos vapores e gases contidos no espaço de vapor do tanque; enquanto no esvaziamento há a entrada de ar no espaço de vapor, que ao se tornar não saturado, induz à nova evaporação das partes mais voláteis do produto.
lll. Circunstâncias resultantes de falhas de equipamento e erros operacionais.
- Vazamentos, trincas e outras avarias mecânicas
Vazamentos existentes ou em potencial, ocasionando em liberação de vapor de produto para a atmosfera.
- Falha nos dispositivos de alívio de Pressão e Vácuo
Falhas existentes em dispositivos de alívio de pressão e vácuo, podem resultar em casos de sobrepressão e vácuo em seu tanque, pois a aspiração e expiração do ar/vapores não ocorre da maneira programada.
- Condensação de vapor
Se um tanque não isolado termicamente for preenchido com vapor, a taxa de condensação devido ao resfriamento ambiental pode exceder as taxas de alívio especificadas nesta Norma. O uso de grandes aberturas (boca de visita aberta), o controle da taxa de resfriamento ou a injeção de gás não-condensável, como ar ou nitrogênio, são procedimentos frequentemente necessários para evitar a formação de vácuo interno excessivo.
- Tanques quentes não isolados
Tanques não isolados termicamente com espaços de vapores excepcionalmente quentes podem, durante uma tempestade, exceder os requisitos de aspiração térmica previstos nesta Norma. A contração de vapor pode causar um vácuo excessivo no tanque. Recomenda-se, para tanques aquecidos não isolados, com temperatura de espaço-vapor superior a 48,9 °C (120 °F), que seja realizada uma análise crítica de engenharia.
Dentre outros motivos que podem ocasionar a respiração como reações químicas, transferência de calor anormal (fogo), mistura de produtos de diferentes composições, etc.
A Norma ABNT NBR ISO 28300 é a responsável por tratar dos requisitos de alívio normal e emergencial de vapores em tanques de armazenamento de superfície de produtos líquidos de petróleo, discutindo suas causas de sobrepressão e vácuo, determinação de requisitos de alívio, tipos de alívio, seleção e instalação de dispositivos de alívio.
Ao determinar os requisitos de alívio, deve ser considerado com base de projeto, no mínimo, a combinação dos efeitos térmicos e de transferência de líquido para determinar a vazão de aspiração ou de expiração total. Essa norma vale para tanques com teto fixo, sem a utilização de um teto flutuante (selo).
Como forma de soluções para sobrepressão e vácuo, em tanques de teto fixo, a ABNT NBR ISO 28300 instrui o uso de:
- RESPIRO DE EMERGÊNCIA
- VÁLVULAS DE ALÍVIO DEPRESSÃO E VÁCUO
- CORTA-CHAMAS
- SELO FLUTUANTE
