Análise de risco de propagação de incêndio em tanques de armazenamento de combustível líquido

Abstract

Este trabalho apresenta uma análise de risco de propagação de incêndio em tanques atmosféricos de armazenamento de combustível líquido de uma refinaria de petróleo real. Utilizando o software de dinâmica dos fluidos computacional Fire Dynamics Simulator (FDS), são realizadas simulações para avaliar o fluxo de calor radiativo emitido por um incêndio em um dos tanques. Para validar os resultados do FDS, as medições dos fluxos de radiação térmica são comparadas com dados experimentais de um incêndio em uma piscina de querosene de 30 m de diâmetro. Após a validação, uma seção da refinaria é modelada no software e o incêndio é avaliado em três cenários, sendo o primeiro sem a influência do vento e o segundo e terceiro com velocidades de vento de 2,9 m/s e 9,3 m/s, respectivamente. No caso em que o vento de maior velocidade atinge o local durante a queima do tanque, o fluxo de radiação térmica que incide sobre um dos reservatórios adjacentes ao incêndio supera o limite para ocorrência de efeito dominó de 10 kW/m². São propostas duas abordagens passivas para mitigação do risco de propagação do incêndio. Na primeira, barreiras são posicionadas entre os tanques em que há o risco de efeito dominó. Segundo os resultados das simulações, paredes de concreto de 13 m de altura seriam capazes de atenuar o fluxo de radiação térmica para valores abaixo do limite adotado em qualquer um dos cenários analisados. Na segunda alternativa, é proposto um novo posicionamento para os tanques dentro do mesmo terreno, levando em conta a direção predominante dos ventos. O arranjo alternativo também se mostrou eficaz na mitigação do risco de propagação do incêndio.

This paper presents a risk analysis of fire propagation in atmospheric liquid fuel storage tanks of a real oil refinery. Using the computational fluid dynamics software Fire Dynamics Simulator (FDS), simulations are performed to evaluate the radiative heat flux emitted by a fire in one of the tanks. To validate the FDS results, measurements of thermal radiation fluxes are compared with experimental data from a fire in a 30 m diameter kerosene pool. After validation, a section of the refinery is modeled in the software and the fire is evaluated in three scenarios, the first without the influence of the wind and the second and third with wind speeds of 2.9 m/s and 9.3 m/s, respectively. In the case where the higher wind speed reaches the site during the burning of the tank, the thermal radiation flux that affects one of the reservoirs adjacent to the fir exceeds the limit for the occurrence of a domino effect, of 10 kW/m². Two passive approaches are proposed to mitigate the risk of fire propagation. In the first, barriers are placed between the tanks in which there is a risk of domino effect. According to the results of the simulations, concrete walls of 13 m in height would be able to attenuate the flux of thermal radiation to values below the limit adopted in any of the analyzed scenarios. In the second alternative, a new positioning for the tanks within the same terrain is proposed, taking into account the prevailing wind direction. The alternative arrangement also proved to be effective in mitigating the risk of fire propagation.