Sistemas integrados de proteção em aerogeradores

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SISTEMAS INTEGRADOS DESISTEMAS INTEGRADOS DE
PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIOPROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO
EM AEROGERADORESEM AEROGERADORES

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A Etea Sicurezza possui forte participação internacional nas áreas de engenharia de segurança contra
incêndio e explosão para plantas industriais em mais de 30 países . O Grupo possui escritórios na Itália,
França Reino Unido, Chile, Equador, Índia, Argentina, Brasil Qatar e Arábia Saudita.
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Cobertura Global
ETEA SICUREZZA

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Escopo principal de atividadesEscopo principal de atividades
ETEA Sicurezza atua como contratante EPC (Engineering, Procurement and Construction) nas áreas de
Proteção contra Incêndio e Explosão na implantação de Sistemas de Proteção com a utilização das tecnologias
mais inovadoras existentes no mercado internacional fornecendo sistemas sob medida totalmente conformes
com as necessidades do cliente.
A nossa tecnologia atende aos mais altos padrões de qualidade e é conforme com as Normas Nacionais e
Internacionais (ABNT, EN, NFPA, UL, FM) além do exigido para sistemas totalmente integrados SIS atendendo o
requerido por SIL 2 e SIL 3.
ETEA SICUREZZA

ÓLEO & GÁS
PLANTA QUÍMICAS
USINAS GERADORAS
PLATAFORMAS OFFSHORE
INDÚSTRIA ALIMENTÍCIA
COSMÉTICOS E
FARMACEUTICA
PRODUÇÃO DE POLÍMEROS
MINERAÇÃO
MOINHOS
INFRAESTRUTURA
EDIFICAÇÕES (HOTEIS,
HOSPITAIS, ETC)
Área de atuação
Modelo EPC Integrado
EXPERTISE
ENGENHARIA
SUPRIMENTO
COMISSIONAMENTOS
MANUTENÇÃO
Conceito de segurança
EPC
Soma específica de
know-how
EXPLOSION
PROTECTION
FIRE
PROTECTION
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ETEA SICUREZZA

1. Risco de Incêndio em Aerogeradores
2. Normas técnicas e padrões
3. Sistemas de Alarme de Incêndio
4. Sistemas de Combate de Incêndio
5. Referências
INDICE

Incêndios em Aerogeradores

Risco de Incêndio em Aerogeradores
A maioria de incêndios em turbinas é iniciada por queda de raios devido a sua exposição e a altura da estrutura
em torno de 90 m ou mais.
Falhas mecânicas e elétricas também são causadoras de porcentagens significativas de incêndios que contam
com uma carga incêndio adicional de até 800 litros de fluido e lubrificante na nacele que é construida com resina
e fibra de vidro altamente inflamável , além do isolamento interno da nacele que é contaminado com o óleo
lubrificante o que aumenta a carga incêndio.
O equipamento elétrico embarcado é outra área de alto risco. Capacitores, transformadores, geradores,
painéis elétricos de controle e sistemas de transmissão bem como os Sistemas de Aquisição de Dados e
Supervisão e Controle (SCADA). Outro risco elétrico são as conexões danificadas ou sobrecarga dos circuitos
elétrico
Os sistemas de frenagem apresentam um risco incêndio particularmente elevado. Sobreaquecimento pode
causar a geração de fragmentos quentes do disco de freio devido a sua ruptura, assim como a ruptura de
tubulação hidráulica resultando no vazamento sob pressão de fluido hidráulico altamente inflamável que pode
entrar em contato com os fragmentos aquecidos do disco de freio.
Bombas Hidráulicas e conexões também apresentam falhas tendo como consequencia a ignição do fluido e a
erupção de chamas ao entar em contato com as superfície aquecidas.

Dimensão do problema
Um relatório do Grupo AREPA – uma organização de serviços técnico com operações em toda a Europa,
especializada em avaliação e recuperação de equipamentos danificados estima que 184 aerogeradores foram
danificados por incêndios desde 2002.
O custo dos danos em cada destes incidentes relatados varia de $750.000,00 a $2 milhões.
Contudo muitos na indútria da geração eólica acreditam que estes números estão muito abaixo da real
dimensão do problema.
Um número significativo de incêndios de turbinas não são relatados possívelmente devido a uma combinação
de o fato da sua localização remota e de os serviços de emergência não serem chamados para atender aos
incidentes não sendo incluídos nas estatística ofiacis de incêndios.

O QUE ACONTECEU?
• As 23:30 – Notificação sobre um incêndio em uma Turbina Eólica no
Distrito de West-Viru (Estônia), não possuía Sistema de Alarme de
Incêndio;
• Queda de destroços em chamas em ambos os lados da estrada próxima
incendiaram a vegetação existente obrigando a interrupção do tráfego
por toda a noite;
• Acredita-se que o fogo começou no bastidor de controle do Sistema de
Controle de Acesso na nacele devido a um curto circuito;
• O valor da turbina eólica era de 3 milhões de Euros;
• O início do projeto de proteção contra incêndio foi através de um contato
com a proprietária das turbinas (parques eólicos) Four Energia AS; pela
Antifire OÜ

Normas Técnicas e Padrões
A NFPA recentemente acrescentou normas de proteção contra incêndio em aerogeradores e das construções
anexas à NFPA 850 , titled “Recommended Practice for Fire Protection for Electric Generating Plants and High
Voltage Direct Current Converter Stations, 2010 Edition.”
Este documento fornece as recomendações para a segurança das pessoas de contrução e operação, integridade
física dos componentes da planta e a continuidade das operações.
A edição revisada 2015 inclui recomendações detalhadas relacionadas as instalações de aerogeradores.

Unique Fire Protection Challenge
What are the special challenges that an effective fire detection and suppression system for a wind
turbine have to overcome? The core issue, of course, is remoteness.
The essential characteristics of an effective wind turbine fire detection and suppression system are
that it should:
•
•Deliver around the clock reliability and 24/7 unsupervised protection;
•Ensure an absence of false alarms;
•Contend with vibration, dust, debris, and airflow through the nacelle;
•Contend with extreme temperature variations;
•Stop a fire precisely where it breaks out, and before it takes hold;
•Require no external power.

Lay out / Nacele
Unidade Integrada de
Força:
•Anel de rolamento
•Caixa de engrenagem
•Gerador
Rotor e Pás
Conversor de Frequencia
Grua de Manutenção
Controle Elétrico do
Ângulo das Pás
Tanque de Óleo de
Lubrificação: 750 l
Transformador
Ventilação e Sistema
do Líquido de
Refrigeração

Causas Principais dos Incêndios
• Queda de raios
• Falha elétrica
• Falha mecânica
• Manutenção
A carga incêndio na nacele é muito grande devido ao material de construção ser
fibra de vidro reforçada, polímeros, espuma de isolação, cabos, hidráulica e
também a grande quantidade de óleo de lubrificação armazenado para a
lubrificação dos componentes mecânicos.

Porque a Deteção de Incêndio?
• O custo de uma turbina eólica está entre 3 a 4 milhões de euros (2 – 3 MW);
• Como regra geral a receita média anual por MW fornecido para a Rede de energia
eólica é em torno de US$1.200.000,00;
• A detecção muito rápida e eficiente de um incêndio combinada com um sistema de
extinção reduz a perda financeira consideravelmente

Desafios para os Sistemas de Detecção
e de Extinção
• Altura da posição da nacele (normalmente mais de 90 m);
• Locação remota dos parques eólicos;
• Paradas emergenciais e sobreaquecimento dos discos de freio geram fumaça;
• Altas temperatuiras ou grandes variações de temperaturas;
• Limitação de espaço dentro da nacele;
• Vibrações;
• Peso do armazenamento do agente extintor;
O Sistema SecuriRas ASD 535 foi escolhido como a melhor solução para a
“Parte da Detecção” . Um total de 18 turbinas eólicas foram equipadas com o
Sistema de Detecção por Aspiração ASD.

A Solução para a Detecção
• 1 Central SecuriRas ASD 535 com 2 tubos (canais) de amostragem
• 1 Zona (tubo) de detecção para os painéis elétricos com 11 tubos capilares de
amostragem e 1 Zona (tubo) para a nacele com 3 pontos de amostragem
ASD

Conceito dos níveis de alarme
Pré-alarme nível 1 (30%)
Parada da turbina (suave sem geração de fumaça
internamente)
Pré-alarme nível 2 (50%)
Parada da turbina (suave sem geração interna de fumaça)
e de todos os ventiladores
Alarme nível 1 (100%)
Parada rápida (com geração interna de fumaça) +
desligamento de 20kV
• Sinalização é transmitida pelo sistema interno de gerenciamento de alarmes para a estação de monitoramento. Inspeção remota via as cameras
de CFTV é a primeira medida de pronta resposta.
• Em análise o próximo passo: Sistema de Extinção.

FOTOS

FOTOS
CENTRAL DE
ASPIRAÇÃO ASDTubo de
Amostragem

FOTOS
Detalhe do
tubo capilar
de
amostragem
Tubos
capilares de
amostragem

FOTOS
Ponto de
amostragem
dentro do painel
Tubo capilar de
amostragem

FOTOS
Vista de trecho do tubo de amostragem (canal)
Detalhe de instalação do tubo de amostragem

FOTOS
Painel de Controle

4. Sistemas de Combate a Incêndio
5. Referências
INDICE

Conceito de Combate a Incêndio

COMPONENTES DO GERADOR

CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS
NÃO PIROTÉCNICO - patenteado

Compacto – sólido

Sais de potássio (componente principal - K2CO3)

Durabilidade certificada 15 anos

Performance superior e estável

Temperatura de Auto Ativação 300 ºC

Não tóxico

Sem reação química com o material de resfriamento

Princípio de ativação; (a) Energia térmica, (b) Energia elétrica

Transformação de sólido a fase de Aerosol gasoso

CLASSES DE FOGO

Normas Nacionais e Internacionais e Laboratórios com aprovações para “Tecnologia de
Aerosol Condensado”
KIWA (NETHERLANDS, EU)
BRL-K23001/02 October 20th
2003 edition
CE Mark
IMO - INTERNATIONAL MARITIME ORGANISATION
MSC/Circ.1270 4th
June 2008 (revised MSC/Circ.1007 26 June 2001)
CEN - EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDISATION
CEN/TR 15276-1/2, 2009
Before identified as: prEN 15276-1 and prEN 15276-2
U.S. EPA – UNITED STATES ENVIRONEMENTAL PROTECTION AGENCY
Significant New Alternatives Policy (SNAP) Program
NFPA - NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION
NFPA 2010 - Standard for Fixed Aerosol Fire Extinguishing Systems
UL - UNDERWRITERS LABORATORIES INC.
UL 2127 - Standard for Inert Gas Clean Agent Extinguishing System Units
UL 2775 - Standard for Fixed Condensed Aerosol Extinguishing System Units
ISO – INTERNATIONAL STANDARDS ORGANISATION
ISO 15779:2011 – Condensed Aerosol Fire Extinguishing Systems - physical properties and system design
BSI - LICENSED
KM 547633

36

VANTAGENS DO SISTEMA DE AEROSOL SOBRE OS SISTEMA DE GAS E WATER MIST
• Grande economia de espaço
• Grande facilidade de instalação: sem tubulação, válvulas ou cilindros pressurizados
• Sem necessidade de testes de pressão, pesagem ou detecção de vazamentos
• Menor tempo de instalação, menor custo e facilidade de manutenção
• Cálculo de projeto: simples
• Custo x Benefício: os Sistemas de Aerosol são mais econômicos

AEROSOL: Não necessita de área para
armazenamento
AGENTES GASOSOS
REQUEREM ARMAZENAGEM E
SÃO PESADOS

QUANTIDADE REQUERIDA DE AGENTE FIREPRO versus AGENTES
GASOSOS
AEROSOAEROSO
LL

OUTRAS SOLUÇÕES

4. Referências
INDEX

ALGUMAS REFERÊNCIAS
HYUNDAY HEAVY INDUSTRIES – COREIA
FOUR ENERGIA AS - TURBINA EÓLICA NO DISTRITO DE WEST-
VIRU (ESTÔNIA)

Fatos
• Aproximadamente 268.000 turbinas eólicas estão instaladas no mundo (dado de
2014);
• Objetivo da EC (Comissão de Energia) para 2020: 12 a 14% da demanda de energia
da União Europeia ser coberta por energia eólica;
• Crescimento anual do mercado estimado em 22%;
• Entre 1995 e 2012 1.328 acidentes foram registrados em turbinas eólicas sendo que
200 foram de incêndios;
• Incêndio e a segunda maior causa de acidentes sendo a primeira, falha em pás do
rotor;
• Ocorrem em média 1 incêndio por mês em turbinas eólicas (não oficialmente devem
ser 10 vezes mais);
• Em 90 % de todos os casos de incêndio a perda é total;
•

Mercado

MUITO OBRIGADO

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25, Old Broad Street25, Old Broad Street
LONDON - UKLONDON - UK
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email:cerrutif@eteasicurezzagroup.comemail:cerrutif@eteasicurezzagroup.com
POC: Ferruccio CerrutiPOC: Ferruccio Cerruti
Local POC: Aleksander Grievs (Speed Safety)Local POC: Aleksander Grievs (Speed Safety)
Email: aleksander@speedsafety.com.br
Celular: 11 98305-7602

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