Bombas excêntricas sem vedação para isocianatos
Nas primeiras horas de 3 de dezembro de 1984, a água entrou em um tanque contendo 42 toneladas de isocianato de metila (MIC). A reação exotérmica resultante aumentou a temperatura dentro do tanque para mais de 200 C (392 F) e aumentou drasticamente a pressão atmosférica.
Como resultado, cerca de 30 toneladas métricas de MIC escaparam do tanque para a atmosfera em menos de uma hora. Os gases foram soprados pelos ventos do sudeste sobre a cidade indiana de Bhopal, e o caos que se seguiu resultou no maior desastre industrial da história.
A tragédia do gás de Bhopal, que se originou na fábrica da Union Carbide India Limited (UCIL) em Bhopal, Madhya Pradesh, Índia, foi responsável por 3.000 mortes semanas após o vazamento. Outras 8.000 pessoas morreram desde então de doenças relacionadas ao gás. Uma declaração do governo de 2006 estimou que a substância tóxica causou mais de meio milhão de ferimentos.
As teorias variam sobre como a água entrou originalmente no tanque. Alguns acreditam que um trabalhador descontente introduziu água diretamente no tanque como um ato de sabotagem. Outros citam negligência da administração. Uma coisa é inegável – a tragédia do gás de Bhopal demonstrou o poder destrutivo dos isocianatos se não forem manuseados e contidos adequadamente.
Isocianatos
Os isocianatos são uma família de produtos químicos altamente reativos e de baixo peso molecular. O isocianato de metila é um isocianato monofuncional, enquanto os compostos mais utilizados são os diisocianatos e poliisocianatos. Os diisocianatos contêm dois grupos isocianato, enquanto os poliisocianatos são geralmente derivados de diisocianatos e podem conter vários grupos isocianato. Os diisocianatos mais comumente usados incluem metilenobis (fenil isocianato), conhecido como MDI, e tolueno diisocianato (TDI).
As bombas de disco excêntrico consistem em um cilindro e um elemento de bombeamento montados em um eixo excêntrico. À medida que o eixo excêntrico é girado, o elemento de bombeamento forma câmaras dentro do cilindro, que aumentam de tamanho na porta de entrada, puxando fluido para a câmara de bombeamento. O fluido é transportado para a porta de descarga onde o tamanho da câmara de bombeamento é reduzido. Esta ação espreme o fluido para a tubulação de descarga.
MDI e TDI são frequentemente usados na indústria de poliuretano, incluindo a fabricação de espumas flexíveis e rígidas, fibras, elastômeros e revestimentos – como tintas e vernizes. Os isocianatos estão sendo usados com mais frequência na indústria automobilística, reparo de carrocerias e materiais de isolamento de construção.
Os produtos de poliuretano em spray contendo isocianatos foram desenvolvidos para uma ampla gama de usos de varejo, comerciais e industriais para proteger cimento, madeira, fibra de vidro, aço e alumínio, incluindo revestimentos de proteção para caçambas de caminhões, reboques, barcos, fundações e decks.
Os isocianatos são usados em tintas porque fornecem um mecanismo de reticulação (ligações químicas) diferente de outros revestimentos. Como resultado, os isocianatos ajudam a criar revestimentos mais duráveis com excelentes propriedades estéticas. Esses revestimentos fornecem filmes que curam rapidamente em baixas temperaturas. Também possuem excelentes propriedades de aplicação, produzindo filmes lisos e revestimentos de alto brilho.
Os isocianatos devem ser manuseados adequadamente em toda a cadeia de suprimentos porque o risco de superexposição pode levar a uma variedade de problemas de saúde a curto e longo prazo.
Risco de Exposição e Resultados
Os isocianatos são irritantes poderosos para as membranas mucosas dos olhos e do trato gastrointestinal. O contato direto com a pele também pode causar inflamação perceptível. Os isocianatos podem sensibilizar os trabalhadores, submetendo-os a graves crises de asma se forem expostos novamente.
A exposição ocupacional mais comum aos isocianatos é a inalação do vapor ou aerossol, embora a exposição possa ocorrer por contato com a pele durante o manuseio de isocianatos líquidos. A exposição normalmente ocorre durante a produção e uso de isocianatos, particularmente durante o processo de fabricação na indústria de espuma de poliuretano. Isso inclui o bombeamento de isocianatos.
Os isocianatos são tóxicos e poluentes, mas também podem ser inflamáveis. Embora sua inflamabilidade seja baixa, concentrações específicas, a presença de vapores explosivos ou outros líquidos inflamáveis no mesmo local podem criar um ambiente perigoso para os trabalhadores e a comunidade, como na tragédia de Bhopal.
Para transferir e conter isocianatos com segurança, os operadores devem escolher a solução de bombeamento correta.
Dadas suas propriedades únicas, os isocianatos requerem uma bomba que manuseie o produto suavemente (baixo cisalhamento), tenha forte capacidade de sucção e ofereça um design de baixa manutenção e compensação de desgaste. Diferentes tecnologias podem ser utilizadas para transferir isocianatos, mas a solução mais segura e eficiente que atende a todos esses critérios é a bomba de disco excêntrico.
Vantagens das bombas de disco excêntrico
A tecnologia de disco excêntrico oferece menos risco e mais eficiência do que outras bombas, incluindo bombas de engrenagem de acionamento magnético, que são comumente usadas para lidar com MDI. As vantagens do uso do disco excêntrico sobre a engrenagem são seu design, forte sucção, baixo cisalhamento e compensação de desgaste.
Projeto
As bombas de disco excêntrico consistem em um cilindro estacionário e um disco móvel. O disco é movido por um eixo excêntrico alojado dentro de uma extremidade de fole, que segura o disco. À medida que o eixo excêntrico é girado, o disco forma câmaras dentro do cilindro, aumentando na porta de sucção e diminuindo na porta de descarga. Durante a operação, a pressão de descarga se exerce contra o disco excêntrico, evitando que ele escorregue. O baixo escorregamento entre o disco e o cilindro dá às bombas de disco excêntrico a capacidade de descarnar ou desobstruir as linhas de produto - uma vantagem importante sobre as bombas de engrenagem.
Os isocianatos são tóxicos por natureza, por isso requerem bombas sem vedação para eliminar vazamentos e fornecer a máxima contenção do produto. As bombas de disco excêntrico e as bombas de acionamento magnético são sem vedação. As bombas de engrenagem de acionamento magnético usam um acoplamento magnético para criar uma vedação estática do eixo em vez de gaxetas ou vedações mecânicas. As bombas de disco excêntrico não possuem acoplamentos magnéticos, gaxetas ou selos mecânicos, o que elimina um potencial ponto de vazamento que pode levar a falhas.
Sucção Forte
Ao carregar ou descarregar o MDI, é importante ter uma bomba capaz de limpar as linhas. A forte sucção das bombas de disco excêntrico torna a carga e descarga muito mais segura e limpa porque as mangueiras e tubos são esvaziados antes da desconexão da mangueira no final da transferência. As bombas de disco excêntrico também apresentam sucção superior em baixas velocidades, garantindo que um mínimo de produto seja deixado na tubulação antes de qualquer manutenção.
Baixo cisalhamento
Os isocianatos são líquidos dilatantes, ou seja, quando submetidos a alto cisalhamento e agitação, sua viscosidade tende a aumentar. As bombas de engrenagem por si mesmas cortam mais líquido do que as bombas de disco excêntrico, o que pode levar a superaquecimento e bloqueios. O resultado final é a falha da bomba e o tempo de inatividade. Este problema é mais comum com bombas de engrenagem, mas não pode acontecer com bombas de disco excêntrico por causa de sua baixa taxa de cisalhamento e consumo de mais energia.
Compensação de desgaste
A maioria das bombas de deslocamento positivo não possui sistemas de compensação de desgaste, o que significa que o desgaste normal da bomba levará a perdas progressivas de vazão. Os operadores podem tentar compensar o desgaste acelerando a bomba, mas isso iniciará um ciclo perigoso de funcionamento da bomba mais rápido, resultando em uma bomba com desgaste mais rápido e consumindo mais energia.
O design exclusivo das bombas de disco excêntrico permite que elas autocompensem o desgaste mecânico, dando às bombas a capacidade de manter vazões consistentes ao longo do tempo. As bombas de disco excêntrico não se desgastam tão rapidamente quanto as bombas de engrenagem. Desde a primeira vez que uma bomba de engrenagem é ligada, as engrenagens começam a se desgastar, o que cria folgas maiores no caminho do líquido e taxas de fluxo e contenção de produto menos consistentes. As bombas de disco excêntrico possuem um sistema de compensação total de desgaste que continua funcionando apesar do desgaste e sem a necessidade de aumentos de velocidade.
Conclusão
O desastre de Bhopal demonstrou os perigos envolvidos no manuseio de isocianatos. No ambiente de fabricação atual, particularmente na indústria de poliuretano, os isocianatos são um dos compostos mais importantes no processo de produção. Muitos riscos de curto e longo prazo estão envolvidos no manuseio de isocianatos. Portanto, os operadores precisam da tranquilidade que somente as bombas de disco excêntrico podem oferecer. As bombas de disco excêntrico são de baixa manutenção e oferecem a compensação de desgaste superior, forte sucção e baixo cisalhamento que são obrigatórios ao manusear este produto químico perigoso.