Riscos do sistema de extinção de incêndio de dióxido de carbono

Em 28 de julho de 1998, um sistema de extinção de incêndio de dióxido de carbono (CO2) descarregou inesperadamente enquanto os trabalhadores executavam atividades de manutenção na instalação elétrica de apoio do Laboratório Nacional de Engenharia e Meio Ambiente de Idaho, na área do reator de teste (INEEL). Quinze empregados foram expostos imediatamente às concentrações elevadas do CO2 , tendo como resultado uma fatalidade e vários com ferimentos graves.
A edição do Boletim de Segurança e Saúde de agosto de 1998, publicava este incidente, pedindo a avaliação da política nos locais de sistema de CO2 e procedimentos que assegurasse que os trabalhadores são protegidos dos efeitos agudos de descarga do agente extintor no espaço protegido.
O Departamento de Energia (DOE) tem aproximadamente 130 sistemas de extinção de CO2 em todo o complexo de proteção; compartimentos, sala de computadores e outras áreas de processo.
As condições para avaliar segurança de pessoal em áreas protegidas por estes sistemas podem ser encontradas na seção A-1-5 da norma da NFPA-12, (Associação Nacional de Proteção contra Incêndio), "Sistemas de Extinção de Dióxido Carbono," bem como as normas da OSHA relacionadas com os sistemas de extinção fixos (29 CFR 1910,162 de CFR 1910,160 e 29). Este boletim fornece orientação adicional em projeto critico e considerações operacionais relacionadas aos sistemas do CO2 baseados nas lições aprendidas do relatório de investigação de acidente da INEEL de setembro 1998.

Característica do CO2
O dióxido de carbono sob condições normais é um gás incolor, inodoro, eletricamente não condutivo, é aproximadamente 1,5 vezes mais pesado do que o ar. É adequado para extinção de incêndio que pode facilmente penetrar no núcleo do fogo, não perturbará componentes elétricos energizados, não é corrosivo, e não deixa nenhum resíduo do agente para limpar. O CO2 é prontamente disponível e estabelece impacto ambiental mínimo quando comparado a outros agentes extintores gasosos tais como o Halon 1301.
O mecanismo de extinção de CO2 é por deslocamento do oxigênio ou redução da fase do vapor ao ponto onde a combustão é interrompida. O sistema de extinção consiste em um gás liquefeito sob alta pressão (850 psi) ou baixa pressão (300 psi), distribuído por canalização, bicos, e sistema acionadores projetados para fornecer entre 30 a 60 por cento de concentração à área protegida. Tal concentração também suprimirá a reação de oxidação no corpo humano, fazendo com que os ocupantes percam a consciência em questões de segundos. Um sistema atuando de CO2 também produzirá temperaturas baixas (quase – 43o C) nos bicos de descarga, causando a formação de partículas de gelo seco muito fino e os cristais de gelo que obstruirão a visão totalmente. Por esta razão, é extremamente importante, que a proteção de pessoal seja considerada no seu projeto e operação.

Considerações de projeto de sistema
A norma da NFPA-12 fornece as exigências mínimas para projetar, instalar, testar, inspecionar, operar e manter sistemas de extinção de incêndio de dióxido de carbono. Estes sistemas são classificados em quatro categorias: inundação total, aplicação local, linha de mangueira manual, e tubulação /sistemas de fontes móveis. Devido ao risco de asfixia associada ao sistema de inundação total, e a um grau menor com sistemas locais de aplicação, a NFPA-12 prescreve uma série de proteções para tais sistemas incluindo; avisos de alarme de pré-descarga, exigência de sistema de bloqueio (lockout), transmissão do sinal de alarme sobre a operação de sistema, e supervisão de componentes de sistema automático.
Também se refere à norma NFPA-72, "Código de Alarme de Incêndio Nacional" como um meio para estabelecer exigências em sistemas de alarme quando são usados como os meios de atuação para sistemas de CO2. O mais significativos entre essas exigências são discutidos em detalhe abaixo.

Transmissão de sinal de alarme
Tanto as normas, NFPA-12 e NFPA-72 (nas seções 1-7.5.2 e 3-8.8.1, respectivamente) requerem a transmissão do sinal de alarme sobre a operação do sistema automático de supressão de incêndio. Estas exigências são principalmente destinadas para assegurar a resposta de emergência antecipada, mas servem também para garantir, no caso de um sistema de CO2, que um sistema de descarga é adequadamente restaurado (por exemplo, reinicializado, testado, ou recarregado). No momento do acidente, nenhum alarme foi acionado na unidade de controle ou no interior do espaço protegido para indicar que o sistema tinha sido ou estava em processo de descarga.
A comissão de investigação da INEEL determinou que, um indicador operacional (dispositivo de pressão) tinha sido instalado em uma posição específica no sistema de distribuição de liberação (tubulação principal), e a notificação do alarme teria ocorrido com a operação de um dispositivo de retardo de descarga suplementar.
Deve ser observado que essas condições se aplicam igualmente a outros sistemas de atuação por um painel de controle de liberação, como sistemas do Halon 1301.Esses sistemas não são considerados geralmente perigosos aos trabalhadores desde que a concentração do agente extinção liberado não é suficiente elevada para apresentar um risco de saúde agudo. Entretanto, a operabilidade do sistema deve ser assegurada com o uso de um indicador operacional apropriado tal como um dispositivo de fluxo ou de pressão.

Considerações Operacionais.
A aplicação de gerenciamento de segurança integrada (ISM, Integrated Safety Management, programa que tem a finalidade de integrar a segurança em todas as atividades de serviço com finalidade de melhor o desempenho de segurança e do trabalho) é essencial para assegurar a segurança do trabalhador quando se torna necessário sua utilização no interior das áreas protegidas com CO2. Uma revisão completa dos riscos associados com todos os cenários possíveis deve ser executada.
Após a identificação desses riscos, as proteções apropriadas devem ser estabelecidas e mantidas. Por último, as práticas de segurança e os procedimentos estabelecidos devem ser revistos periodicamente, e ser revisados se necessário, para assegurar sua integralidade, relevância, e eficácia. Algumas considerações específicas à aplicação dos princípios de gerencia de segurança integrada para trabalhar no interior das áreas protegidas com CO2 são discutidas abaixo.

Conhecimento do Empregado.
A norma NFPA-12, seção 1-5.1.2, requer avisos de advertência apropriados a ser colocado em áreas protegidas com CO2. Adicionalmente, os empregados que provavelmente entrarão em tais áreas devem receber nível básico de instrução nos princípios de operação do sistema incluindo alarmes e riscos relacionados, e bem como procedimentos de evacuação.
Informações devem se dadas nas DDS (diálogo de segurança), sobre “evacuação” ao pessoal que entra em áreas protegidas por sistema de inundação total.

Sistema de Manutenção e Teste.
As exigências dos sistemas de CO2 que contém detecção eletrônica, de atuação e painel de controle devem ter estas condições testadas e mantidas de acordo com os métodos de teste prescritos na tabela 7-2.2 de NFPA-72. Embora os resultados de teste documentados para este sistema indicassem que todo o teste requerido pela NFPA foi executado satisfatoriamente, o teste não conseguiu isolar o circuito com falha eletrônica, o que causou a atuação do circuito, liberando o CO2. Este acidente revela que o teste bem sucedido de sistemas completados, por si só, não assegura a segurança adequada para trabalhadores expostos.

Exigências de sistema lockout (bloqueio)
A seção 1-5.1.7 da NFPA-12 requer bloqueio de sistemas de CO2 quando as pessoas não familiarizadas com os sistemas e a sua operação estão presentes em um espaço protegido. Esta seção requer também que, enquanto o sistema está bloqueado, um elemento da brigada de incêndio com conhecimento apropriado e equipamento deve ser designado à área.
O termo, "bloqueio", não é definido dentro do padrão de norma, mas é geralmente compreendido para significar a desconexão física dos atuadores do sistema, tanto manual como automático, tal que o gás não pode fluir no espaço protegido. Como evidenciado pelo acidente, o software baseou-se no bloqueio do sistema e não pode ser confiado para substituir um bloqueio físico de componentes de sistema.
Recomenda-se conseqüentemente que os locais não utilizam a desconexão através de software para desconectar o sistema de CO2, liberando circuitos sob quaisquer circunstancias onde uma desconexão de bloqueio ou de circuito é requerida.
Fisicamente bloquear um sistema pode ser conseguido de duas maneiras, providenciando uma válvula de controle supervisionada na tubulação principal, ou removendo todas as fontes que podem causar a atuação do sistema e supervisionando a liberação de circuitos por meios eletrônicos ou administrativos (procedimento de checagem). Os locais podem escolher qualquer método baseado em configurações e/ou em freqüência existentes de bloqueio.
No mínimo, recomenda-se que os cilindros de CO2 sejam desconectados das cabeças de descarga, desde que as características da liberação manual não estão disponíveis nos cilindros. Os procedimentos administrativos usados para executar o bloqueio devem ser verificados para qualquer método usado. Os procedimentos para remoção dos atuadores do sistema devem incluir; a pré‑inspeção, etiquetagem, notificação, e atividades de pós-inspeção.
Cuidado extremo deve também ser tomado quando na utilização deste método desde o manejo inadequado, pode resultar ou em uma atuação inadvertida ou a eliminação da capacidade de supressão do sistema.
Se uma válvula de controle supervisionada for usada, suas limitações de ação e de pressão, assim como as capacidades de sobrepressão e de vazão do sistema devem ser verificadas. Os procedimentos administrativos para este método de bloqueio devem também dirigir a etiquetação e a notificação, a restauração do serviço, e a atividades de resposta à descarga inadvertida, quando a válvula é empregada.
Além de bloquear o sistema, de vez em quando, especificamente prescrito pelo procedimento, o bloqueio deve ser considerado durante a manutenção do sistema e testes efetuados, ou em conjunto com outras atividades que podem adversamente causar impacto a operação de sistema, tal como a manutenção do sistema elétrico ou a alteração dos limites da área protegida.
Por exemplo, durante a remoção da área de computador levantou o piso elevado, que é protegida por um sistema de CO2, que pode causar a atuação inadvertida do sistema devido às mudanças do fluxo de ar ou a infiltração de poeira. É importante observar que a atuação inadvertida do sistema no incidente de INEEL ocorreu durante a manutenção do sistema elétrico do edifício e não durante a manutenção do próprio sistema de CO2 .

Planejamento de Resposta de Emergência.
O pré-plano da brigada de incêndio deve identificar, no mínimo, as posições das áreas específicas que são protegidas por sistema de inundação total. O planejamento deve levar em conta da possibilidade que os ocupantes possam ser dominados pelo imprevisto e necessitam de atendimento médico.
Adicionalmente, quaisquer condições extraordinárias que podem afetar adversamente a resposta de emergência, tal como a geometrias de área complexa, deve ser considerada. Todo o percurso da área protegida por CO2 deve ser familiarizado pelo pessoal da brigada de incêndio
Onde não há estrutura de segurança contra incêndio, o serviço de emergência local (Corpo de Bombeiros) deve ser incentivado para visitar as instalações em base de rotina a fim de estar melhor preparado em uma emergência.

Conclusão.
Embora os sistemas de CO2 são largamente e efetivamente usados para a supressão de incêndio, o projeto e a operação de tais sistemas, particularmente aqueles de inundação total e variedade local de aplicação, devem ser intensamente controlados para assegurar que a segurança do trabalhador e a eficácia contínua do sistema sejam garantidas. O cumprimento mínimo com as exigências da norma nesta área, entretanto, não é suficiente para assegurar o sucesso.
Somente uma consciência realçada dos riscos inerentes a esses sistemas, em conexão com a atenção da gerência ao detalhe em seu projeto, operação, manutenção e teste ajudará assegurar a segurança e a eficácia desses sistemas. Em muitos exemplos, isto pode exigir melhoramentos relacionados ao sistema identificado ou a deficiências operacionais. Em outros casos, o custo desses melhoramentos pode conduzir à remoção e à recolocação desses sistemas com alternativas equivalentes, contudo mais seguras de supressão de incêndio.

Fonte: US Department of Energy - Office of Occupational Safety and Health Policy -Protecting Workers From the Acute Effects of Carbon Dioxide Fire Extinguishing Systems

Vídeo
Mostra a atuação de um Sistema de Dióxido de Carbono-CO2 de Baixa Pressão em um Laminador