Sistemas anti-explosão ATEX: Como evitar explosões na indústria alimentícia

Farinha de trigo, amido de milho, açúcar em pó, cacau em pó. Para quem opera na indústria alimentícia, esses são ingredientes do dia a dia, materiais manuseados em grandes volumes, transportados por toda a planta, armazenados em silos e movimentados continuamente ao longo do processo produtivo.

Esses materiais, quando em suspensão no ar na forma de pó fino, são classificados como combustíveis e podem gerar explosões de alta intensidade em condições que surgem com mais facilidade do que se imagina.

A regulamentação existe, os riscos são conhecidos e as soluções técnicas estão disponíveis. O problema, na maioria dos casos, não é a falta de informação, é a subestimação do risco em ambientes que parecem seguros pela rotina. 

Este artigo apresenta o que você precisa saber sobre a explosão de poeira na indústria alimentícia, o que são sistemas anti explosão ATEX, como se aplica no Brasil e quais soluções de transporte garantem segurança no manejo desses materiais.

Leia também: Transporte Pneumático na Indústria Alimentícia: como garantir higiene, segurança e eficiência no manuseio de sólidos a granel

Por que farinha e outros pós alimentícios são materiais explosivos?

A resposta está na física da combustão. Materiais orgânicos finos, como farinha, amido, açúcar em pó, cacau e batata desidratada em pó, são combustíveis por natureza. Isolados, eles não representam um perigo imediato. Porém, o risco surge quando esses materiais se dispersam no ar na forma de partículas finas e encontram as condições certas para a ignição.

O pentágono da explosão: quando os cinco fatores se encontram na indústria alimentícia

Uma explosão de poeira exige a presença simultânea de cinco elementos: 

1. combustível
2. oxigênio
3. fonte de ignição
4. dispersão
5. confinamento

Esses cinco fatores formam o pentágono da explosão.

Na indústria alimentícia, quatro desses cinco elementos estão frequentemente presentes ao mesmo tempo: o material orgânico é o combustível, o ar da planta fornece o oxigênio, a movimentação do material gera a dispersão e os silos, tubulações e equipamentos criam o confinamento.

Para completar esse cenário, o quinto elemento, a fonte de ignição, pode ser gerado por atrito mecânico, superfícies aquecidas, descargas eletrostáticas ou faíscas em equipamentos elétricos não adequados para áreas classificadas.

Consequentemente, quando os cinco elementos se encontram, a explosão ocorre.

E uma característica especialmente perigosa das explosões de poeira é o efeito cascata, uma explosão primária suspende o pó acumulado nas superfícies da planta, gerando uma nuvem secundária que alimenta explosões subsequentes, frequentemente mais intensas do que a primeira.

Quais materiais alimentícios apresentam risco de explosão de poeira

Na indústria alimentícia, os materiais que merecem atenção especial incluem:

• Farinha de trigo e farinhas em geral 
• Amido de milho e amido modificado 
• Açúcar em pó e açúcar cristal 
• Cacau em pó 
• Leite em pó e fórmulas infantis
• Batata desidratada em pó 

Além disso a granulometria é um fator determinante: quanto mais finas as partículas, maior a superfície de contato com o oxigênio e maior o potencial explosivo. Materiais que parecem seguros em grão podem se tornar altamente perigosos quando reduzidos a pó durante o manuseio.

O que são sistemas ATEX e por que eles são importantes para indústria alimentícia 

ATEX é a sigla para ATmosphères EXplosives, uma diretiva europeia que regulamenta equipamentos, sistemas de proteção e práticas operacionais em ambientes com risco de explosão por gases, vapores ou poeiras combustíveis. 

O seu objetivo é prevenir explosões em ambientes industriais potencialmente perigosos, regulamentando o projeto, a fabricação e o uso de equipamentos nessas condições.

Qualquer planta que manuseie materiais combustíveis em suspensão, o que inclui a grande maioria das indústrias alimentícias que trabalham com pós, está sujeita às exigências dessa regulamentação.

A adequação de sistemas ATEX às normas brasileiras (INMETRO e NR13)

No Brasil, a regulamentação de atmosferas explosivas é estruturada a partir de um conjunto de normas que coexistem e se complementam:

• ABNT NBR IEC 60.079 — norma brasileira baseada na IEC (International Electrotechnical Commission), que define requisitos para equipamentos elétricos em atmosferas explosivas.

• ATEX — diretiva europeia amplamente adotada como referência técnica no Brasil, especialmente em empresas com operações internacionais ou equipamentos importados.

• INMETRO — toda a certificação de equipamentos para uso em áreas classificadas no Brasil exige certificação pelo INMETRO, independentemente de certificações internacionais. Equipamentos certificados por laboratórios estrangeiros mas sem certificação INMETRO não atendem à exigência regulatória brasileira.

• NR13 — norma regulamentadora do Ministério do Trabalho que estabelece requisitos para vasos de pressão, o que inclui os equipamentos de transporte pneumático.

A norma ABNT NBR IEC 60.079 classifica os materiais inflamáveis em grupos. Para poeiras combustíveis, que é o caso dos materiais alimentícios, o grupo relevante é o Grupo III, subdividido em:

• IIIA — fibras combustíveis
• IIIB — poeiras não condutoras (inclui farinha, amido, açúcar, cacau)
• IIIC — poeiras condutoras

Classificação de zonas: o que é zona 20, 21 e 22

A regulamentação ATEX e a ABNT NBR IEC 60.079 definem a classificação de áreas de acordo com a probabilidade e a duração da presença de atmosfera explosiva de poeira. Para poeiras combustíveis, as zonas são:

• Zona 20 — a atmosfera explosiva de poeira está presente de forma contínua ou frequente durante a operação normal. Exemplos: interior de silos, tubulações e equipamentos de transporte que manuseiam pós combustíveis.

• Zona 21 — a atmosfera explosiva de poeira pode ocorrer ocasionalmente durante a operação normal. Exemplos: áreas próximas a pontos de carregamento e descarregamento, entradas de filtros.

• Zona 22 — a atmosfera explosiva de poeira não ocorre normalmente, mas pode ocorrer em condições anormais ou por curtos períodos. Exemplos: áreas ao redor de equipamentos que podem vazar em caso de falha.

A classificação da zona determina quais equipamentos podem ser utilizados em cada área.

Equipamentos sem certificação adequada para a zona em que operam são fontes potenciais de ignição e sua presença em áreas classificadas é uma não conformidade grave, com risco de acidente e implicações legais para a empresa.

O que são áreas classificadas e como elas afetam sua operação

Uma área classificada é qualquer ambiente onde existe risco de formação de atmosfera explosiva. 

Em uma planta alimentícia que trabalha com farinhas e pós, as áreas classificadas incluem:

• os arredores dos equipamentos de transporte;
• os pontos de transferência de material;
• as proximidades de silos e moegas;
• qualquer local onde haja risco de dispersão de pó.

A classificação da área tem consequências diretas para a operação: todos os equipamentos elétricos e mecânicos nessas áreas precisam ser certificados para uso em atmosfera explosiva, as instalações elétricas precisam atender a padrões específicos, os seguros industriais têm custo elevado para plantas com áreas classificadas de alto risco e os planos de manutenção e inspeção precisam ser mais intensivos. 

O design do sistema de transporte pode reduzir, ou ampliar, a extensão e a severidade das áreas classificadas na planta.

Os riscos dos equipamentos mecânicos convencionais em plantas com poeira explosiva

Elevadores de canecas e transportadores de correia são equipamentos amplamente utilizados no transporte de grãos e pós na indústria alimentícia. 

Para o manuseio de materiais com risco de explosão de poeira, no entanto, eles apresentam vulnerabilidades estruturais que os tornam inadequados.

Atrito, aquecimento e ignição

Os equipamentos mecânicos possuem muitas partes móveis, como correntes, correias, rolamentos, mancais. O atrito entre essas partes gera calor e, em condições de desgaste ou falha de manutenção, pode gerar faíscas. 

Em um ambiente onde há pó combustível em suspensão, uma faísca é suficiente para iniciar a ignição. 

A ausência de hermeticidade e o agravamento da área classificada

Equipamentos mecânicos de transporte não são herméticos. Mesmo com sistemas de exaustão e contenção, o vazamento de material em pó para o ambiente da planta é inevitável durante a operação. 

Esse vazamento tem duas consequências: a criação de condições de atmosfera explosiva no entorno do equipamento e o acúmulo de pó nas superfícies da planta, que se torna combustível para explosões secundárias em caso de ignição.

Do ponto de vista regulatório, a ausência de hermeticidade amplia a extensão e a severidade das áreas classificadas na planta, o que aumenta as exigências sobre todos os equipamentos elétricos e mecânicos nas proximidades, eleva o custo dos seguros e intensifica as exigências de manutenção e limpeza.

• Usando o açúcar como exemplo prático: a concentração mínima de nuvem de poeira de açúcar para que uma explosão ocorra é de apenas 200g/m³, uma quantidade muito baixa. Em um ambiente onde equipamentos mecânicos permitem vazamento contínuo de material, atingir essa concentração é uma possibilidade durante a operação normal. Com uma fonte de ignição disponível, como o atrito nos mancais, as condições para uma explosão estão completas.

Transporte pneumático em fase densa: a base dos sistemas ATEX eficientes

A solução técnica mais segura e eficaz para o transporte de farinhas e pós com risco de explosão é o transporte pneumático em fase densa. Essa abordagem resolve o problema na origem, eliminando as condições que tornam uma explosão possível.

• Hermeticidade: eliminação da poeira em suspensão no ambiente

O sistema de transporte pneumático em fase densa integra um vaso de pressão e uma linha de transporte em um conjunto totalmente hermético.

O material percorre todo o trajeto interno ao sistema, sem qualquer contato com o ambiente da planta. O processo evita o vazamento de pó para o exterior, impede a geração de nuvem de poeira no entorno do equipamento e bloqueia o acúmulo de material nas superfícies próximas.

Essa hermeticidade tem uma consequência regulatória direta: a área ao redor do sistema perde a classificação de zona de risco de explosão de poeira. A planta opera em condições mais seguras, o que reduz as exigências sobre os demais equipamentos da área e diminui os custos operacionais de segurança.

• Linha cheia: como o conceito elimina a condição de explosividade interna

No conceito de linha cheia, a tubulação opera com alta concentração de material e baixa quantidade de ar, o oposto do que ocorre em sistemas de fase diluída, onde o material é suspenso em alto volume de ar. Com a linha cheia de material, não há espaço para a formação de uma nuvem de poeira dentro do próprio sistema. A condição de explosividade interna é eliminada pelo design operacional do sistema.

• Operação em ambiente inerte: quando o nitrogênio é a melhor escolha

Para materiais com alto potencial explosivo, como o amido, existe uma abordagem adicional de segurança: a operação do sistema com gás inerte no lugar do ar comprimido. Com nitrogênio circulando no sistema, o oxigênio é eliminado do ambiente interno, removendo um dos cinco elementos do pentágono da explosão e tornando qualquer ignição fisicamente impossível.

Com os avanços dos geradores de nitrogênio, a maioria dos clientes da Dynamic Air que trabalha com materiais explosivos prefere essa abordagem: eliminar o risco na origem, em vez de gerenciar suas consequências. O baixo consumo de gás dos sistemas em fase densa torna essa solução prática e economicamente viável para operação contínua.

Boas práticas operacionais em plantas com materiais explosivos

A escolha do sistema de transporte adequado é o passo mais importante para a segurança de uma planta que manuseia pós combustíveis. Mas o sistema correto precisa operar dentro de um conjunto de práticas que sustentam a segurança ao longo do tempo.

As principais práticas exigidas pela regulamentação e recomendadas pela experiência operacional incluem:

• Rotina de limpeza intensiva: a remoção regular do pó acumulado nas superfícies da planta elimina o combustível das explosões secundárias. Plantas com sistemas herméticos têm menor geração de pó no ambiente, o que reduz a frequência e a intensidade dessa necessidade.

• Planos de inspeção e manutenção preventiva: a verificação periódica das condições dos equipamentos, especialmente das vedações e dos componentes de pressão, é essencial para garantir a integridade hermética do sistema ao longo do tempo.

• Certificação e adequação dos equipamentos elétricos: todos os equipamentos elétricos em áreas classificadas precisam ser certificados pelo INMETRO para uso em atmosfera explosiva, de acordo com a zona em que operam.

• Treinamento das equipes operacionais: os operadores precisam conhecer os riscos dos materiais manuseados, os procedimentos de segurança e os protocolos em caso de anomalia.

• Documentação e gestão de áreas classificadas: a planta precisa manter atualizada a classificação de suas áreas de risco, os documentos de segurança e os registros de inspeção e manutenção.

Um sistema de transporte pneumático hermético em fase densa reduz diretamente a carga operacional dessas práticas, com menos pó no ambiente, as áreas classificadas são menores, as exigências sobre os equipamentos elétricos são menos severas e a limpeza da planta é mais simples. 

A segurança começa no design do sistema, as práticas operacionais sustentam o que o design estabelece.

FAQ – Perguntas frequentes sobre sistemas ATEX e explosão de poeira na indústria alimentícia

Farinha de trigo é realmente um material com risco de explosão?

Sim. A farinha de trigo é um material orgânico fino que, quando disperso no ar em concentração suficiente, forma uma mistura combustível capaz de explodir em contato com uma fonte de ignição. Acidentes industriais envolvendo explosão de farinha são documentados globalmente e motivaram grande parte das regulamentações de segurança para pós combustíveis. O risco é real e precisa ser gerenciado com equipamentos e práticas adequados.

A certificação ATEX europeia é suficiente para operar na indústria alimentícia no Brasil?

Não. No Brasil, todos os equipamentos utilizados em áreas classificadas precisam ser certificados pelo INMETRO, independentemente de certificações internacionais como ATEX ou IECEx. Equipamentos com apenas certificação europeia não atendem à exigência regulatória brasileira. É necessário verificar se o equipamento possui ambas as certificações antes de instalá-lo em uma área classificada.

Como o transporte pneumático hermético reduz a extensão das áreas classificadas na planta?

Como o sistema hermético não permite vazamento de material para o ambiente externo, não há geração de nuvem de poeira ao redor do equipamento durante a operação normal. Sem poeira em suspensão no ambiente, a área ao redor do sistema não se enquadra nas condições de zona 20 ou 21, o que reduz ou elimina a classificação de risco nessas regiões. Isso tem impacto direto nos requisitos dos equipamentos elétricos da área, no custo dos seguros e na intensidade das rotinas de manutenção e limpeza.

O transporte pneumático em fase densa atende à NR13?

Sim. Os sistemas de transporte pneumático em fase densa são projetados e fabricados de acordo com os requisitos da NR13, norma regulamentadora do Ministério do Trabalho que estabelece os critérios de segurança para equipamentos pressurizados. 

As soluções da Dynamic Air para materiais explosivos na indústria alimentícia

A Dynamic Air Brasil tem mais de 27 anos de experiência no desenvolvimento e na fabricação de sistemas de transporte pneumático para materiais secos a granel, incluindo materiais com risco de explosão de poeira como amido, farinha, açúcar em pó e cacau.

Os sistemas de transporte pneumático em fase densa da Dynamic Air são totalmente herméticos, o que elimina o vazamento de material para o ambiente da planta, reduz a extensão das áreas classificadas e remove as condições para a formação de nuvem de poeira explosiva no entorno dos equipamentos. 

Para materiais com alto potencial explosivo, os sistemas podem ser configurados para operar com nitrogênio no lugar do ar comprimido, eliminando o oxigênio do ambiente interno e tornando qualquer ignição fisicamente impossível.

Cada projeto começa pela análise detalhada do material e das condições do processo. A Dynamic Air disponibiliza uma instalação de testes de última geração, onde o comportamento do material é avaliado em condições controladas antes da especificação do sistema definitivo. Isso garante que a solução entregue o desempenho e a segurança esperados desde o primeiro dia de operação.

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