Um navio-tanque com tanques de temperatura controlada que se destinam ao transporte de Gás Natural Liquefeito (GNL), é chamado de navio-tanque LNG ou Navio LNG.
Em uma estimativa, cerca de 360 petroleiros LNG foram desenvolvidos (avançados e especializados) para o transporte de GNL, à volta do globo até à data.
Estes navios, ao contrário de outros petroleiros, têm um sistema de propulsão que é alimentado com gás natural, emitindo assim menos gases com efeito de estufa.
Estes petroleiros devem ser capazes de suportar alta pressão e a temperatura no interior destes navios deve ser mantida a cerca de -163˚C.
Como o gás LNG deve ser transportado na sua forma líquida, ele deve ser transportado em navios com capacidade de alta pressão e temperatura interna mais baixa.
Como a exigência dos navios LNG, estes podem ser de três tipos a saber:
- semi-pressurizados e refrigerados;
- semi-pressurizados e refrigerados;
- e totalmente refrigerados.
O primeiro transportador de GNL do mundo foi a Methane Princess (Methane Pioneer) com um peso morto de 5.034 DWT.
Pioneiro do Metano iniciou a sua viagem em 25 de Janeiro de 1959, do Rio Calcasieu na Costa do Golfo da Louisiana para o Reino Unido. Transportou a primeira carga marítima mundial de GNL e a entregou com segurança ao Reino Unido.
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Classificação de Transportadores de GNL
Os navios de GNL podem ser classificados em quatro categorias em termos de sistema de contenção de carga:
Moss( Spherical-Type A)
Este sistema tem o nome da empresa que os concebeu, ou seja, The Norwegian Company Moss Maritime. A maioria deste tipo de embarcações tem 4-5 tanques. Estes tanques aqui têm uma pressão de trabalho de 22 kPa(3.2Psi) que pode ser aumentada em caso de necessidade.
LNG Carrier with Moss Tanks – Illustration Image – Credits: Wolfgang Meinhart/wikimedia.org
Crédito Imagem: Tosaka/ wikimedia ( Atribuição Creative Commons 3.0 Unported)
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IHI(Prismatic-Type B)
O tanque prismático auto-sustentável tipo B foi projetado pela Ishikawajima-Harima Heavy Industries que são empregados em apenas 2 navios. Eles atendem ao problema de “sloshing” sobre os tanques porta membrana LNG. Devido aos vários incidentes no passado, estes tanques foram construídos para sofrer danos por acidentes internos devido a liberação de equipamentos internos.
Navio Com Tanque Prismático
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TGZ MARK III
Estes são os tipos de membranas desenhadas pela Technigaz. Esta consiste em gaufres, a barreira primária é feita de aço inoxidável de 12mm de espessura e a membrana secundária seguida de um isolamento primário, que é novamente com isolamento secundário. Todas estas barreiras são suportadas pela estrutura exterior do navio.
GT96
Este desenho desenhado pela Gaztransport consiste em membranas primárias e secundárias compostas por um material Invar que não tem contracção térmica. Aqui as caixas de compensado preenchidas com perlite são utilizadas para o isolamento que é lavado com gás nitrogénio.
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CS1
O sistema combinado no.1 foi desenhado pela Gaztransport & Technigaz. Neste design, são utilizados os 2 melhores componentes, nomeadamente os sistemas Mkll e No96. Aqui a barreira primária é construída de Invar e secundária de Triplex. Até agora apenas 3 embarcações são feitas usando este sistema de membrana por 1 estaleiro.
Quanto é que um tanque de GNL aguenta?
A construção de casco duplo é usada para construir navios de GNL. Cada navio consiste em quatro ou cinco grandes tanques para reter gás liquefeito. Estes contentores de carga podem ser esféricos (desenho de esfera de musgo) ou de membrana geométrica (desenho de membrana) e cada contentor é feito em multicamadas. Estas camadas de tanques os tornam à prova de vazamentos e ajudam a manter a temperatura interna mais fria necessária. Estes tanques também são equipados com alarmes de incêndio e sistema de isolamento adequado.
Até 2006, a capacidade de carga dos transportadores de GNL estava tipicamente na faixa de 80-135.000 metros cúbicos. Mas com o avanço da tecnologia, em 2006, o primeiro navio de GNL com capacidade superior a 200 e 266.000 metros cúbicos estava sendo construído no Qatar.
No início, o transporte de GNL era bastante antieconômico. Isto se devia ao menor tamanho do contêiner de GNL e a maiores despesas de viagem e outros gastos. Mas com o avanço da tecnologia e o desenvolvimento de navios de GNL de maior porte, o embarque de gás natural liquefeito tornou-se mais econômico, mais seguro e mais eficiente.
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Largest LNG Tanker In The World
O primeiro petroleiro conhecido era muito pequeno de apenas 5034 DWT, mas com o desenvolvimento da tecnologia em países desenvolvidos ao redor do mundo, houve um avanço revolucionário no tamanho dos navios-tanque de GNL. É por isso que hoje temos um transportador de GNL com 128900 DWT.
MOZAH navio do Qatar, desenvolvido em 2006-2007 e lançado em 2008, é o maior transportador de GNL do mundo hoje. Tem uma capacidade de 266.000 metros cúbicos e um tamanho equivalente a cerca de quatro campos de futebol (345m de comprimento e 53,8m de largura). Em cerimônia especial organizada no estaleiro Samsung Heavy Industries na Ilha Geoje, sua Alteza Sheikha Mozah Bint Nasser Al-Missned nomeou o primeiro maior transportador de GNL Q-Max, “MOZAH”. O navio é utilizado para transportar GNL produzido pela Qatargas II (também Qatar Liquefied Gas Company Limited) para a Europa. MOZAH navega sob a bandeira das Ilhas Marshall.
Hudong-Zhonghua, uma empresa de construção naval de um estado chinês com a colaboração da sociedade sediada na Noruega revelou um projecto de subdesenvolvimento, que deverá estar concluído até ao próximo ano. Eles prometeram construir, através deste projecto, um navio LNG com uma capacidade de 270.000 metros cúbicos. Se concluído, ele se tornará o maior transportador de GNL do mundo.
Crédito de imagem: Nakilat/wikimedia.org
Especificações do MOZAH:
- MOZAH, um portador de GNL da Q-Max tem um comprimento de cerca de 1.132 pés ou 345 metros, juntamente com uma viga de 53 m (174 pés) e um calado de verão de 12 m (39,4 pés). Este tamanho gigante do transportador e sua alta capacidade tornam sua viagem rentável e eficiente.
- A tonelagem bruta e a tonelagem efetiva de porte bruto do navio MOZAH escalam para 163.922 GT e 128.900 DWT respectivamente. Os altos valores de DWT e GT permitem ao navio de carga transportar 266.000 metros cúbicos (9.400.000 pés cúbicos) de gás natural liquefeito a uma temperatura aproximada de -163 °C (-261 °F).
- O motor usado para conduzir o Mozah é 2 MAN B&W 7S70ME-C motor diesel de baixa velocidade a dois tempos que é controlado electronicamente. A potência total de saída do motor atinge 43.540 kW (58.390 cavalos de potência) a 91 rpm.
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Exportações maiores de GNL são realizadas nas costas ocidentais, que introduzem milhares de navios-tanque de GNL por ano. A maioria destes petroleiros passa por estreitos cursos de água e áreas densamente povoadas. Portanto, os perigos nos navios de GNL devem ser levados a sério.
GNL é na verdade, inodoro, incolor e não tóxico, gás metano refrigerado a -162 °C, que na verdade é inflamável, mas quando entra em contacto com o ar rapidamente se converte em vapores que se incendeiam facilmente.
Este fogo pode crescer até 150 m de altura e arder durante muito tempo. Os principais perigos nos navios de GNL são: Explosão, fumigação, derrames, etc.
Alguns dos principais perigos dos navios de GNL são descritos em:
Explosão
O risco mais grave de gerar perigo nos navios de GNL é a explosão dos navios de GNL. As chamas dos navios de GNL são muito altas e têm maior alcance lateral. A explosão não só prejudica a reputação do navio, mas também causa perdas não recuperáveis, ou seja, a perda de vidas da tripulação do navio.
Áreas de maior risco: As três áreas principais do navio LNG são altamente propensas ao risco de explosão – a casa das máquinas, salas de motores e salas de compressores de carga. Estas áreas devem ser equipadas com sistemas de supressão de incêndio de CO2. Os sistemas de incêndio devem cumprir os requisitos da norma ISO 14520 e também cumprir com os códigos PFEER.
Prevenção: Todos os tipos de equipamentos utilizados para formar o transportador de GNL devem ser intrinsecamente seguros e aprovados pelas normas, garantindo assim a proteção da tripulação contra o perigo de explosão.
Pessoas e equipamentos de inspeção da embarcação devem ser devidamente guiados e dotados de sistemas de supressão de incêndio. No entanto, o GNL é inflamável, mas é perigoso ao entrar em contato com uma fonte de ignição. Conforme os registros da IMRRA (International Maritime Risk Rating Agency), do total de navios de GNL, 12,5% dos navios foram colocados na categoria de risco de explosão em 2017.
Hoje, a tecnologia ultra-sônica Smart é usada no sistema de supressão de incêndio e garante mais segurança.
Case Studies: Os últimos anos testemunharam muitos casos graves de incêndios em petroleiros. Um petroleiro chinês explodiu em março de 2017, o que resultou em sérios danos ao navio e 3 membros da tripulação também desapareceram. Em 2012 foi testemunhada uma explosão na China central resultando na perda de vidas de 5 tripulantes.
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Risco de explosão de nuvens de vapor
Vaporização de GNL muito em breve, de modo que o volume de GNL gasoso se torna 625 vezes o volume anterior de GNL líquido. Assim que o tanque de GNL do navio de GNL vaza, com o vazamento de gás natural liquefeito no ar, sua vaporização flash inicial começa e gera muito vapor instantaneamente.
Quando este vapor se mistura com o ar ao redor, forma névoa de vapor fria e fumaça branca após a condensação no ar. Depois é diluído e aquecido para formar uma nuvem de gás inflamável com ar e atingir concentrações explosivas (5% 15%), o que levará a uma explosão da nuvem de vapor. Esta explosão de nuvem de vapor transforma-se em explosão de líquido em ebulição e finalmente irrompe como risco de incêndio.
Risco de incêndio: O GNL é altamente explosivo e inflamável quando entra em contacto com a atmosfera com o ponto de ignição de 650. Suas chamas se propagam rapidamente e queimam uma grande massa aproximadamente o dobro da da gasolina ou de outros óleos. Tem uma propriedade de recrudescência, re-explosão e é difícil de estancar.
Como o GNL no petroleiro é armazenado a uma temperatura mais baixa, tensões térmicas excessivas são produzidas devido ao resfriamento local, o que resulta na perda de ductilidade da estrutura do casco e produz fraturas frágeis na estrutura do casco.
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Derrames de GNL:
Quando o GNL derrama sobre a água causa queimaduras criogénicas, asfixia, dispersão, incêndios e explosões. Todas estas são questões de grande preocupação no que diz respeito à segurança pública. Medidas de segurança necessárias devem ser tomadas para tornar a viagem mais segura.
Derrames de GNL não foram considerados perigosos até que um navio que tenha derramamento colida com outro navio e resulta em explosão porque sem uma fonte de ignição o GNL derramado não é prejudicial, pois se vaporiza da água rapidamente, não causando danos ao meio ambiente, bem como à vida aquática.
Aplicações para reduzir as consequências dos derramamentos de GNL: Os perigos potenciais de um derramamento de GNL em cursos de água podem ser reduzidos com a ajuda de certas técnicas modernas ou de uma combinação de abordagens, usando equipamento de segurança melhorado em navios-tanque de GNL, através da supervisão adequada e da melhoria da segurança do navio, e tomando precauções em várias operações para prevenir ou diminuir um derramamento.
Explosões (que geralmente ocorrem em espaços confinados), eventos de combustão e sua rápida transição de fase podem potencialmente levar a danos secundários de derramamento de GNL.
Seguindo as abordagens para gerenciar as conseqüências de derramamentos de GNL:
- Sistemas de segurança e proteção do navio e do terminal, que incluem melhoria na vigilância ou supervisão, melhoria do isolamento do petroleiro e outros sistemas de proteção contra o standoff do petroleiro. Rebocadores, tripulações de navios e embarcações devem ser fornecidos com melhor vigilância.
- Aprimorando e modificando as escoltas dos navios-tanque de GNL, ampliando as zonas de controle da embarcação e melhorando as operações de segurança perto dos portos e terminais. Deve ser feita uma verificação adequada dos sistemas de amarração e descarga offshore.
- O funcionamento dos sistemas de resposta de emergência para reduzir os riscos de incêndio e dispersão deve ser facilitado. Deve haver uma coordenação adequada de resposta de emergência e deve permitir uma comunicação adequada com as partes do navio em repouso.
- Centrar o navio em uma zona segura, ou seja, em uma área que esteja a mais de uma milha de distância. Se a distância entre obstáculos, que pode ser outro navio ou qualquer obstáculo natural, e o navio estiver a menos de meia milha o derramamento pode queimar o navio, e portanto a viagem deve ser evitada nesse caso.
Estas técnicas de redução de risco são úteis em zonas de maior risco, onde os danos à vida e à propriedade são máximos e que não podem ser reabastecidas. Se a explosão dos gases liquefeitos pode ser controlada, então o derramamento causa um pouco ou nenhum dano ao ambiente marinho, já que a maioria dos gases liquefeitos são o produto não poluente, limpo e não tóxico.
A única coisa a ser tratada durante o derramamento do gás liquefeito é que ele pode criar grandes quantidades de vapor quando diluído com água do mar, e esses vapores podem causar a deflagração ou explosão de um incêndio ou certos riscos à saúde.
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4.Fumigação:
É o processo de mistura do gás natural liquefeito da casa das máquinas ou outras partes congestionadas do navio com o ar carregado de modo a causar asfixia e tornar o ambiente venenoso. É mais comumente um resultado de derramamentos de GNL. Para reduzir a fumigação dos navios-tanque de GNL, os seguintes tipos de equipamentos fornecidos devem estar em condições de funcionamento adequadas:
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- Válvula de corte manual
- Filtro
- Regulador de tracção de vapor
- Válvula solenóide de corte manual
- Corpo de acelerador electrónico
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Válvulas de ventilação e escape adequadas podem reduzir o efeito da fumigação, libertando os fumigantes para o ambiente externo. O risco de fumigação de navios-tanque de GNL também é menor porque os contêineres de GNL são compostos por 8 camadas de material isolante.
Desde os anos 60, a indústria de transporte marítimo de gás natural liquefeito envia quantidades a granel de gás liquefeito em contêineres. Foram registradas mais de 33.000 viagens desde 1964, cobrindo quase todos os sete continentes. Existem certos perigos no transporte marítimo de GNL através de embarcações marítimas que incluem principalmente: Derrames de GNL, Explosão e Fumigação. Destes, todas as explosões são mais perigosas devido às quais os navios de GNL são considerados bombas flutuantes, porque às vezes a explosão causada por eles é mais grave do que a explosão de algumas bombas atômicas.
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Mas o GNL pode ser enviado adequadamente se medidas preventivas forem tomadas. Os perigos causados por outros combustíveis líquidos, como gasolina, diesel, etc, são muito maiores em comparação com o GNL. O gás natural liquefeito não causa danos à vida aquática porque vaporiza (se nenhuma fonte de ignição estiver presente) assim que o GNL é derramado sobre a água.
A indústria naval de GNL tem registros de segurança impecáveis. O GNL é considerado extremamente bem entre quaisquer dos grandes materiais de transporte e expedição.
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