Os vasos de pressão são recipientes especialmente projetados para armazenar líquidos ou gases sob alta pressão. Eles são essenciais em diversas indústrias, como a petroquímica, a de energia, a de alimentos e bebidas, entre outras. Esses equipamentos garantem a segurança e a eficiência dos processos industriais, permitindo que substâncias sejam armazenadas e transportadas de forma segura mesmo sob condições de alta pressão.
Para garantir um processo adequado e seguro precisam seguir rigorosas normas técnicas e de fabricação, que envolvem materiais resistentes, testes de resistência e inspeções periódicas. Quando bem projetados e mantidos, eles ajudam a evitar acidentes e a manter a integridade dos processos industriais.
“Imagine uma garrafa térmica, mas muito mais robusta e projetada para suportar forças imensas. A chave aqui é a pressão, que pode ser centenas de vezes maior do que a que você experimenta no seu dia a dia. Eles são projetados e construídos para conter essa pressão de forma segura, garantindo que não haja falhas catastróficas” – detalha Misael Guttman, engenheiro mecânico e especialista em segurança da Ziel Engenharia.
Ele explica ainda que os vasos de pressão servem a uma infinidade de propósitos, desde o armazenamento e transporte de substâncias até a facilitação de reações químicas e a geração de energia. 
Seu funcionamento é bastante direto em princípio, mas complexo na execução. Baseia-se na engenharia de materiais e no projeto estrutural. As paredes do vaso devem ser capazes de suportar as tensões resultantes da pressão interna ou externa sem deformação plástica ou ruptura. Isso envolve o uso de materiais com alta resistência, espessuras de parede adequadas e geometrias que distribuam as tensões de forma homogênea. 

Quando e como utilizar
De acordo com Pedro Henrique B. Borba, engenheiro e diretor da STD Engenharia, os vasos de pressão funcionam mantendo a integridade estrutural frente às pressões internas, sendo projetados com materiais e espessuras adequadas para resistir às forças envolvidas. Podem incluir dispositivos de segurança, como válvulas de alívio, para prevenir sobrepressões.
É importante mencionar que as características de um vaso de pressão variam amplamente, mas algumas são fundamentais. Geralmente são construídos em aço carbono ou aços-liga, mas também podem ser de aços inoxidáveis, ligas de níquel, alumínio ou até mesmo materiais compósitos, dependendo da aplicação, pressão, temperatura e compatibilidade química com o fluido.
Os formatos mais comuns são cilíndricos (com tampos esféricos ou torisféricos nas extremidades) ou esféricos, sendo esse o mais eficiente para resistir à pressão interna, pois distribui as tensões de forma mais uniforme.
Possuem aberturas para entrada e saída de fluidos, para instrumentação (medidores de pressão e temperatura) e para dispositivos de segurança. Todo vaso de pressão deve ter dispositivos de alívio de pressão, como válvulas de segurança (PSVs) ou discos de ruptura, para liberar a pressão excessiva e evitar falhas catastróficas.
Contam ainda com estruturas de suporte, que são projetadas para sustentar o peso do vaso, do fluido e de quaisquer cargas adicionais, como vento ou sísmicas. Muitos vasos são isolados para manter a temperatura do fluido ou para proteger o ambiente externo.
Segundo Guttman, o uso de um vaso de pressão é vital quando há a necessidade de armazenar gases comprimidos ou líquidos voláteis, como cilindros de oxigênio hospitalar, tanques de GLP em residências ou indústrias, reservatórios de ar comprimido em oficinas, realizar processos industriais que exijam pressão ou vácuo, como em reatores químicos, trocadores de calor, vasos de separação, autoclaves, torres de destilação,  e para gerar ou utilizar vapor. 
Essencialmente, se o processo ou armazenamento envolve fluidos em condições de pressão diferentes da atmosférica, um vaso de pressão é o equipamento adequado. Vale lembrar que a escolha do equipamento é um processo multidisciplinar e altamente técnico que envolve várias etapas.
A primera delas é em relação as especificações do processo, que engloba a pressão de projeto, temperatura, volume e o tipo de fluido. Sendo esse último crucial para determinar a compatibilidade do material, considerando corrosividade, toxicidade e inflamabilidade. Depois é preciso pensar nos Códigos e Normas, ou seja, seguir rigorosamente as normas de projeto para garantir que o vaso seja dimensionado e construído de forma segura.
Seguindo, com base nas condições de operação e no fluido, o material deve ser escolhido para resistir à pressão, temperatura, corrosão e fadiga. Além disso, deve-se determinar o formato e as dimensões que ofereçam a melhor relação custo-benefício e segurança.
Ainda temos a análise de tensões. Nesse processo, cálculos detalhados e, muitas vezes, simulações por elementos finitos (FEA)devem ser realizados para garantir que as tensões no material estejam dentro dos limites aceitáveis.
É importante considerar ainda os dispositivos de segurança, incluindo o dimensionamento adequado e a escolha correta das válvulas de segurança e outros mecanismos de alívio. Por fim, o vaso deve ser inspecionado e certificado por órgãos competentes antes de entrar em operação e durante sua vida útil.
“De maneira resumida, a escolha deve considerar o tipo de fluido (gás, líquido, corrosivo, inflamável, etc), a pressão e temperatura de operação, o volume necessário, as normas e regulamentações aplicáveis, e as condições ambientais. Assim, é fundamental realizar um projeto detalhado, considerando todos esses fatores, para garantir a segurança e eficiência do equipamento” – complementa Pedro Henrique B. Borba.

Segurança
A segurança dos vasos de pressão é tão crítica que é regida por um conjunto robusto de normas e regulamentos internacionais e nacionais. A conformidade com essas normas é compulsória em muitos países e é a principal garantia de segurança e confiabilidade de um vaso de pressão. Segundo Guttman, algumas das mais importantes incluem:
ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) - Seção VIII: Nos Estados Unidos e amplamente adotada globalmente, é o código de referência para projeto, fabricação, inspeção e teste de vasos de pressão.
EN 13445 (União Europeia): Norma europeia para vasos de pressão não sujeitos a chama, abrangendo projeto, fabricação e avaliação de conformidade.

NBR 16400 (Brasil): Uma norma brasileira que especifica requisitos para vasos de pressão, muitas vezes harmonizada com códigos internacionais.
NR-13 (Brasil - Norma Regulamentadora 13): Esta é crucial no Brasil. A NR-13 do Ministério do Trabalho e Emprego estabelece requisitos mínimos para gestão da integridade estrutural de caldeiras, vasos de pressão, tubulações e tanques metálicos de armazenamento. Ela abrange projeto, construção, montagem, operação, manutenção e inspeção, exigindo a presença de um profissional habilitado (Engenheiro Mecânico com ART) e a documentação rigorosa.
ABNT NBR ISO 9001 (Sistemas de Gestão da Qualidade): Embora não seja específica para vasos de pressão, a certificação ISO 9001 é frequentemente aplicada a fabricantes para garantir a qualidade do processo de produção.
“Como engenheiro de segurança, gostaria de enfatizar que a segurança em torno dos vasos de pressão vai além da conformidade com as normas de projeto e fabricação. Ela envolve Cultura de Segurança; Gerenciamento de Mudanças (MOC), Investigação de Incidentes e Tecnologia e Monitoramento” – destaca Misael Guttman da Ziel Engenharia.
Assim, uma cultura organizacional que valoriza a segurança acima de tudo, com treinamento contínuo para operadores e mantenedores faz toda diferença. Além disso, um programa de inspeção rigoroso, incluindo inspeções visuais, testes não destrutivos (ultrassom, radiografia, líquidos penetrantes, partículas magnéticas) e testes hidrostáticos é fundamental. A NR-13, por exemplo, detalha a periodicidade dessas inspeções.
Ademais, qualquer alteração no projeto deve passar por um rigoroso processo de gerenciamento de mudanças para avaliar novos riscos. Em caso de qualquer falha ou incidente, uma investigação aprofundada é essencial para aprender e prevenir futuras ocorrências. E por fim, o uso de tecnologias avançadas, como sensores inteligentes, sistemas de monitoramento em tempo real e análise de dados, pode prever falhas e otimizar a operação segura.

Vale destacar que quando esses fluidos são inflamáveis, o risco inerente à pressão é exponencialmente agravado pelo risco de incêndio e explosão. Um vazamento, por menor que seja, pode liberar vapores que, em contato com uma fonte de ignição, podem causar uma catástrofe. A Norma Regulamentadora 20 (NR-20) e a série de normas ABNT NBR IEC 60079 são exclusivas e vitais para a segurança nesses casos.
“Em suma, a NR-20 estabelece o “O quê” em termos de segurança com inflamáveis, incluindo o uso de vasos de pressão. A NBR IEC 60079 detalha o “Como” em relação à prevenção de ignição em áreas onde esses inflamáveis podem criar atmosferas explosivas, especialmente no que diz respeito à escolha e instalação de equipamentos elétricos e não elétricos que podem ser fontes de ignição”- enfatiza Guttman.
A combinação de pressão e inflamabilidade é um dos maiores desafios de segurança industrial. Os cuidados devem ser meticulosos, com um Projeto Rigoroso e Adequado (NR-20, NR-13, NBR IEC 60079), Classificação de Áreas e Equipamentos “Ex” (NBR IEC 60079), Segurança Operacional (NR-20), Manutenção e Inspeção (NR-13 e NR-20), Treinamento e Conscientização (NR-20).
“A segurança com vasos de pressão que contêm fluidos inflamáveis não é um diferencial, é uma obrigação e uma necessidade imperativa para a preservação de vidas e do patrimônio. Um sistema de gerenciamento de segurança robusto, que integre os requisitos da NR-13, NR-20 e a série ABNT NBR IEC 60079, é a única maneira de operar essas instalações com a responsabilidade que elas exigem” – finaliza o engenheiro da Ziel Engenharia. 
 

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