API 2350 – Proteção contra transbordamento de tanques de armazenamento em instalações petrolíferas

A API 2350 está em sua 4ª edição, sendo que a 5ª está prevista até o próximo ano. Nela é esperado o esclarecimento de assuntos que geram dúvidas de interpretação sem grandes mudanças em procedimentos.

Na API 2350 são definidos os níveis de preocupação do produto dentro do tanque. São eles:

Nível máximo operacional – Nível máximo de produto que deve ser alcançado em condições normais de operação;
Nível muito alto – Exige um alarme, indicando que o recebimento deve ser interrompido;
Nível crítico – É o nível mais crítico, na iminência de causar um transbordamento.

A distância entre o nível muito alto e crítico (h) deve ser calculada em função do tempo de ação para bloqueio do tanque, antes que o produto atinja o nível crítico. Essa distância não deve ser inferior a três polegadas.

O nível máximo operacional deve ser determinado abaixo e o mais próximo possível do nível muito alto para que não haja perda de armazenamento, entretanto, deverão ser levados em consideração fatores externos para evitar o acionamento indevido do alarme de nível muito alto, como dilatação térmica, turbulência e abalos sísmicos.

A API 2350 apresenta um método de proteção contra transbordamento utilizando um AOPS (Automatic Overfill Prevention System), cuja aplicação poderá reduzir a distância entre o nível muito alto e crítico e, como consequência, elevar a altura do nível máximo operacional.

A API 2350 até a sua 3ª edição recomendava boas práticas para prevenção contra transbordamento. Em sua 4ª edição a API 2350 deixou de ser uma recomendação de boas práticas e passou a ser uma norma.

No Brasil, a API 2350 é uma referência normativa e é citada como documento indispensável para aplicação da norma ABNT NBR 17505, que especifica os requisitos exigíveis para armazenamento de líquidos combustíveis e inflamáveis, definidos na ABNT NBR 17505-2:2015.

Além da norma ABNT, algumas unidades do corpo de bombeiros, em forma de Instrução Técnica, que tem o objetivo de estabelecer os requisitos mínimos necessários para a elaboração de projeto e dimensionamento das medidas de segurança contra incêndio exigidos para instalações de produção, armazenamento, manipulação e distribuição de líquidos combustíveis e inflamáveis, sinalizam a consulta à API 2350 quanto aos meios de prevenir o enchimento excessivo.

Qual o impacto para adequação a API 2350?

Quando tratamos do assunto, uma das primeiras perguntas que o time da operação faz é: para a adequação a API 2350 será necessário reduzir o nível operacional dos tanques? E a resposta é: depende. A categoria a ser aplicada para adequação da API 2350 dependerá da instrumentação existente, dos procedimentos operacionais, da análise de risco do processo, da probabilidade de falha sobre demanda dos sistemas instrumentados, entre outros fatores.

Definida a categoria, o terminal poderá tomar a decisão de utilizar uma categoria mais alta, elevando o nível máximo operacional do tanque, uma vez que o tempo de resposta necessário para bloqueio do tanque, em caso de alarme muito alto, será reduzido.

O contrário também poderá ocorrer, e o nível máximo operacional deverá ser reduzido caso o terminal esteja operando o tanque em uma categoria que não seja compatível com o tempo real de resposta para bloqueio do tanque.

Caso o tempo de resposta para bloqueio do tanque não seja calculado, a API 2350 determina os tempos mínimos por categoria conforme segue:

Categoria I – 45 minutos

Operação local:
- Operação continuamente assistida na primeira hora de recebimento de produto;
- Operação assistida a cada uma hora durante o recebimento de produto;
- Operação continuamente assistida na última hora de recebimento de produto;
Não possui qualquer mecanismo para anunciar alarmes;
Proteção contra transbordamento depende da intervenção manual do operador no local;
Só pode ser usado na situação em que o processo seja simples, com lenta taxa de elevação do nível.

Categoria II – 30 minutos

Operação manual local e/ou remota;
O nível do tanque pode ser lido usando medição automática ou sensor localizado no tanque com capacidade de transmitir um sinal e/ou alarme;
Pode usar alarme dependente;
Operação semi-assistida:
- Operação assistida nos primeiros 30 minutos do recebimento de produto;
- Operação assistida nos últimos 30 minutos do recebimento de produto.
Proteção contra transbordamento dependente de intervenção manual do operador no local ou remoto.

Categoria III – 15 minutos

Operação manual local e/ou remota;
Nível do tanque fornecido por medição automática;
Informações de nível e alarme muito alto também são transmitidas para a sala de controle para que a operação interrompa de forma manual;
Possui uma chave e alarme de nível muito alto, exclusivos para prevenção ao transbordamento;
Proteção contra transbordamento dependente de intervenção manual do operador local ou remoto.

AOPS

O AOPS (Automatic Overfill Prevention Systems) foi criado para ser utilizado em tanques classificados em qualquer uma das três categorias. A vantagem do AOPS é a capacidade de realizar a interrupção do recebimento através de um elemento final, por exemplo a válvula de entrada do tanque, sem a intervenção humana. A AOPS é composta de 3 componentes: elemento sensor, logic solver e elemento final. O sensor de nível alto-alto deve iniciar uma função de segurança no logic solver, que acionará o fechamento do elemento final, ou seja, a válvula de entrada do tanque, interrompendo assim a elevação do nível do tanque.

É importante destacar que este fechamento da válvula deve ter seu tempo calculado para evitar o rompimento da via de entrada conectada ao expedidor do produto.

Automind assina contrato para implantação do Autoload® em três bases da Petrobahia

A avaliação técnica do projeto foi iniciada em julho do ano passado, tendo a Automind como participante, bem como outros players nacionais e internacionais de fornecimento de sistemas de automação para terminais.

O processo de avaliação técnica foi liderado por Ricardo Andrade, Gerente de PP&D da Petrobahia. “Por se tratar de um investimento de grande porte para a Petrobahia, dedicamos o tempo necessário para avaliação técnica dos produtos existentes no mercado. Decidimos não ter pressa nessa fase do processo, identificando de forma quantitativa e qualitativa o atendimento aos nossos requisitos”, pontuou Ricardo Andrade.

“Sabíamos que nenhum produto no mercado atenderia completamente nossas expectativas. Seria necessária a execução de customizações para cumprir com todas as regras de negócio demandadas em nossas reuniões de processo, entretanto, não seria economicamente viável adquirir um sistema desta natureza. Buscávamos soluções consolidadas e com uma base instalada sólida. Um produto que atendesse grande parte dos nossos requisitos com funcionalidades nativas e que tivessem flexibilidade em realizar personalizações”, continuou Ricardo Andrade.

A melhor solução foi apresentada pela Automind e culminou com a aquisição do Autoload^® pela Petrobahia, mais especificamente dos módulos de agendamento, controle de acesso, controle de filas, carregamento e descarregamento, controle de bombas e inventário, além de um pacote de customizações para atender dez regras de negócio específicas.

“O tempo dedicado pela Petrobahia no processo de avaliação técnica contribuiu muito para definição clara do escopo a ser ofertado. Como no processo de avaliação foram incluídas as três bases, o atendimento aos requisitos permitirá que todas possuam uma única versão do Autoload^®, mesmo com as customizações, impactando diretamente e de forma positiva nos custos de implantação do sistema, o que tornou nossa oferta mais competitiva”, comentou o Diretor de Negócios da Automind, Adriano Macário.

O prazo de implantação do Autoload^® nas três bases é de 240 dias corridos, com previsão de término para dezembro deste ano.

Sistema de Detecção de Vazamento de Dutos

De acordo com Bolonkin (2008), dutos são, em geral, o modal mais econômico para transporte de grandes quantidades de óleo ou gás natural pela terra. Em relação às ferrovias, este modal possui menor custo por unidade e maior capacidade. Além disso, funciona 24/7, exceto durante manutenções. Interrupções que podem afetar o período de transporte, como clima ou trânsito, não afetam a operação de dutos.

Porém, uma desvantagem significativa da utilização deste tipo de transporte é a possibilidade de vazamentos que podem ocorrer como consequência de erosão, corrosão, deslizamentos de terra, atos de vandalismo, ações de terceiros, entre outros. Devido à alta pressão na qual os produtos são bombeados e, de acordo com o tipo de substância transportada, esses vazamentos podem causar graves danos ambientais e socioeconômicos.

Com isso em mente, as companhias de transporte de óleo e gás estão continuamente buscando sistemas de detecção de vazamentos (SDVs) mais sensíveis, exatos, repetitivos, confiáveis e robustos. A norma americana API 1149 define estas características conforme abaixo:

Sensibilidade: a menor perda que pode ser detectada (com confiança)
Precisão: a precisão na qual o tamanho e o local do vazamento podem ser estimados
Confiabilidade: a confiança que pode ser atribuída a qualquer perda reportada
Disponibilidade/robustez: o tempo de atividade que pode ser esperado do SDV em condições normais; e também a resiliência do SDV a condições inesperadas

Existem diversas tecnologias para detecção de vazamentos que possuem diferentes vantagens, desvantagens e níveis de complexidade. A norma API 1130 classifica estas tecnologias em dois tipos:

Sistemas externos, que dependem de um hardware, instrumentação ou sensores específicos para operarem, tais como fibra ótica, detectores de emissão acústicas, etc.;
Sistemas internos, que utilizam infraestrutura já existente, tais como, balanço de massa ou energia, RTTM (Real Time Transient Model), análise estatística, etc.

Um sistema que atualmente protege mais de 11 mil milhas de dutos ao redor do mundo é o Synergi Pipeline Simulator (SPS), que agrega os módulos Statefinder e Leakfinder. Estes módulos se baseiam nos estados (condições das variáveis) representados de um sistema de dutos.

Para que o sistema apresente o desempenho esperado, é necessário criar um modelo hidráulico do duto, fornecer dados de medição em tempo real do SCADA e também dados coerentes de propriedade dos fluidos. Assim, através dos dados de campo e das leis fundamentais da mecânica dos fluidos, o modelo irá rastrear condições muito próximas ao duto real e investigar anomalias temporais entre os dados medidos e o modelo.

Um mecanismo que o SPS utiliza para reconciliar as diferenças entre as perdas de cargas medidas e as modeladas são as vazões de diagnóstico, que são vazões injetadas ou retiradas do modelo para preservar o balanço de massa quando há discrepância. Se as vazões de diagnóstico médias excederem um limite dinâmico pré-definido, o software irá:

Alarmar;
Definir o tipo de anormalidade;
Definir o grau de confiança do alarme.

Existem 5 status de alarme: (1) Starting (caso a detecção tenha sido desligada), (2) Okay (não há anormalidade), (3) Circulation (indica ocorrência de circulação), (4) Injection (Indica injeção de vazão) e (5) Leak (indica vazamento). Os status 3 e 4 normalmente indicam problemas na modelagem ou na instrumentação, pois são eventos muito incomuns de ocorrerem em duto operando.

É importante ressaltar que, conforme consta no Anexo A da API 1130, nenhuma metodologia ou tecnologia CPM (Monitoramento Computacional de Dutos) é aplicável para todos os dutos, porque cada sistema possui configuração e operação exclusivas. Além disso, os limites de detecção são difíceis de quantificar, devido às características únicas apresentadas por cada duto. Os limites devem ser determinados e validados, sistema a sistema, e talvez, trecho a trecho. Condições operacionais do duto (estado estacionário ou transiente) irão influenciar o tamanho mínimo de perda de produto que pode ser detectado de modo que os limites de detecção de CPMs não são fixados. Durante os transientes os limites de detecção são maiores.

Outro fator que deve ser evidenciado é que os objetivos de eficiência (sensibilidade, exatidão, repetibilidade, confiabilidade, disponibilidade e robustez) frequentemente estão em contradição uns com os outros. Por exemplo, alta sensibilidade na detecção de vazamento geralmente leva a mais alarmes falsos e, consequentemente, menor confiabilidade, por isso é fundamental que a sintonia seja realizada e monitorada de acordo com os principais pontos relevantes definidos pelo cliente.