A prática corrente
No dimensionamento de dispositivos de alívio de emergência (cenário de fogo externo) de tanques atmosféricos de estocagem, a prática corrente na indústria é aplicar a API STD 2000, calcular a vazão de alívio a partir do calor absorvido pelo tanque e considerar apenas a vaporização do solvente (desprezando a resina, não volátil). O resultado costuma ser um vent de emergência do tipo tampa de boca de visita, dimensionado para escoamento exclusivamente de vapor.
Para tanques de resinas em solução (poliéster, epóxi, alquídicas e similares), essa premissa merece ser questionada. Em um estudo recente desenvolvido pela Polychem para um parque de tanques de resinas, avaliamos se o alívio somente de vapor seria de fato conservador. A conclusão foi que, com os tanques operando próximos à capacidade máxima, o escoamento bifásico (gás-líquido) é provável.
O mecanismo: inchamento do nível (level swell)
Com a ebulição do solvente, as bolhas geradas no seio do líquido provocam o inchamento do nível. Em soluções viscosas, como as de resinas, a separação entre vapor e líquido é dificultada (a velocidade de ascensão das bolhas é baixa e o regime tende ao borbulhante ou mesmo homogêneo), e o nível pode atingir o bocal do dispositivo de alívio. A partir desse ponto, o dispositivo passa a descarregar uma mistura bifásica, cuja capacidade de alívio em termos de vazão volumétrica de vapor é muito inferior à prevista no dimensionamento para vapor puro. A consequência é a sobrepressão do tanque, com possibilidade de falha do teto ou do costado e liberação de material inflamável em um cenário que já envolve fogo.
As ferramentas: DIERS e CCPS
A API 2000 não trata desse fenômeno. As ferramentas para avaliá-lo estão nas metodologias desenvolvidas pelo DIERS (Design Institute for Emergency Relief Systems) do AIChE e consolidadas nas diretrizes do CCPS (Guidelines for Pressure Relief and Effluent Handling Systems), que permitem estimar o inchamento do nível por modelos de drift-flux, identificar o regime de desengajamento (borbulhante ou churn-turbulent) e dimensionar o alívio para escoamento bifásico quando necessário. No nosso estudo, os resultados foram apresentados entre os limites de escoamento somente vapor e escoamento homogêneo, com discussão dos cenários intermediários de desengajamento parcial.
A Polychem
A Polychem Consulting atua em estudos de sistemas de alívio de emergência com base nas metodologias DIERS, incluindo reações de polimerização descontrolada (runaway), alívio de reatores e tanques de estocagem. Nossa equipe técnica possui formação específica através do curso DIERS’ Advanced Emergency Relief System Design (AIChE Academy, 2026), aliada a décadas de experiência em engenharia química de processos.
Se a sua planta estoca resinas, polímeros ou outros produtos viscosos em solução, vale reavaliar se os dispositivos de alívio de emergência foram dimensionados considerando a possibilidade de escoamento bifásico. Fico à disposição para conversar a respeito.