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FEIMEC - Feira Internacional de Máquinas e Equipam ...
(24/4/2018 - 28/4/2018)
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1) Posto de Serviços:

Um Posto de Serviço para abastecimento de GNV é uma instalação que apresenta algumas peculiaridades que o diferem dos Postos de Serviço que comercializam combustíveis líquidos. Estas peculiaridades tornam estas instalações aparentemente mais complexas, como pode ser visto no esquema apresentado na Figura 1.

Figura 1: Esquema básico de um Posto de Serviço de GNV.

Esta figura apresenta apenas o grupo de equipamentos diretamente relacionado com o abastecimento de GNV. No caso de um Posto de Serviço dedicado ao abastecimento de GNV, estas serão as únicas instalações disponíveis, porém se já houver o serviço de abastecimento de combustíveis líquidos estas instalações serão adicionadas às já existentes.

O gás natural é fornecido pela empresa concessionária de gás canalizado que atende à região onde o Posto de Serviço será instalado. No caso do Rio de Janeiro, esta empresa é a CEG. O produto é fornecido através de um gasoduto, como indicado na Figura 1. A linha de gás amarela representa uma linha de baixa pressão. O gás fornecido é medido na estação de medição antes de alimentar os compressores.

Depois de medido, o gás é comprimido nos compressores e atinge pressões da ordem de 220 atmosferas, estando pronto para ser disponibilizado nos Pontos de Abastecimento ou encaminhado para uma estocagem fixa, vulgarmente conhecida como "pulmão", que é composta de um conjunto de cilindros conectados entre si por tubulações e dimensionados para suportar as elevadas pressões do gás. A Figura 1 apresenta a linha da gás de alta pressão em vermelho.

Cada ponto de abastecimento, também denominado de "dispenser", funciona como se fosse uma bomba de combustível, semelhante a uma bomba de gasolina ou álcool hidratado. O ponto de abastecimento possui equipamento capaz de disponibilizar o produto em um sistema de abastecimento compatível com a válvula de abastecimento do veículo, além de totalizar o volume de GNV abastecido.

O projeto e construção de um posto de serviço para abastecimento de veículos movidos a GNV é, do ponto de vista técnico, um processo que deve ser baseado na norma NBR 12.236 - Critérios de Projeto, Montagem e Operação de Postos de Gás Combustível Comprimido da ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, datada de fevereiro de 1994.

Devido aos elevados valores envolvidos na aquisição de equipamentos e execução das obras e tendo em vista uma operação fácil e segura, tanto em postos novos, como principalmente na adaptação dos já existentes, deve-se proceder a um detalhado estudo de cada subdivisão do projeto para a otimização dos custos e operações envolvidos.

Sumariamente, pode-se dividir o projeto de um posto de serviço de GNV em:

  • Arranjo físico dos componentes;

  • Projeto de interligação com a concessionária de gás natural,
  • Projeto de interligação com a concessionária de energia elétrica,
  • Projeto de obras civis,
  • Projeto da rede de tubulação de GNV,
  • Projeto elétrico,
  • Especificação do equipamento de compressão.

Cada um destes itens será detalhado a seguir:

Arranjo físico dos componentes:

Deve-se inicialmente definir a acomodação dos elementos que compõe o sistema de abastecimento de gás natural, ou seja, a linha de chegada do gás natural e a estação de medição (Figura 1). A construção de um posto inteiramente novo, dedicado ou não ao uso de GNV, facilita o desenvolvimento do projeto, enquanto que em postos que já operam com combustíveis líquidos, deve-se adaptar as edificações existentes e bombas de abastecimento de combustíveis líquido de modo a distribuir as instalações dos equipamentos de gás natural. Isto deve ser feito procurando-se executar o mínimo de intervenções possíveis na estrutura existente.

O espaço destinado aos compressores deve ser isolado das demais dependências do posto de serviço. Para isso, a utilização de cerca com grade para proteção das unidades de compressão deve ser incentivada, pois além da economia na elaboração de paredes corta fogo, possibilita uma melhor ventilação para a refrigeração do compressor.

Do ponto de vista normativo deve-se respeitar as distâncias mínimas que constam da Tabela 1, Capítulo 4 da NBR 12.236, reproduzida de forma resumida a seguir:

Locais e/ou Equipamentos

Volume total da estocagem em litros

 Até 1.500

 4.500 a 10.000

 Mais de 10.000

Compressor / estocagem

 Sem Parede

 Com 4TRF

 Sem Parede

Com 4TRF

 Sem Parede

Com 4TRF

Local público / Aberturas ou Janelas / Limite de Propriedade

 3,00

1,00

 4,00

 1,00

10,00

 1,60

Unidade de Abastecimento de Líquido ou GNV

5,00

---

5,00

---

5,00

---

Unidade de Abastecimento de GNV

Unidade de Abastecimento de Líquido / Limite de Propriedade / Local Público / Outra Unidade de Abastecimento de GNV

 3,00

Aberturas ou Janelas

 2,00

Sempre que possível, o compressor deverá ser alocado na menor distância possível dos pontos de abastecimento, evitando assim que a perda de carga diminua a pressão final de abastecimento, principalmente nos equipamentos onde ocorra a redução de pressão de 250 kgf/cm2 para 220 kgf/cm2 , logo após a estocagem fixa de gás, e não nos "dispensers".

Como arranjo geral, deve ser evitado que o fluxo de veículos para os pontos de abastecimento de gás interfira nos pontos de abastecimento de combustíveis líquidos, assim como deve-se restringir ao máximo a passagem do público nas áreas classificadas eletricamente, principalmente o acesso onde está instalada a unidade de compressão.

Projeto de interligação com a concessionária de gás natural:

Embora o operador do posto de serviço tenha pouca influência na operação das concessionárias de gás natural, em termos do valor da pressão do gás oferecida e características da estação de medição, alguns detalhes devem ser contemplados.

· A estação de medição deve estar disposta o mais perto possível do compressor, evitando-se tubulações enterradas;
· Verifica-se que a disponibilidade da maior pressão possível e a não colocação de reguladores de pressão por parte da concessionária beneficia a operação do compressor;
· Para controle do excesso de pressão, é recomendada a colocação de regulador de pressão na tubulação pertencente ao posto de serviço, para evitar os "picos" de pressão da rede que podem provocar a parada da máquina por excesso de pressão de sucção ou mesmo por dano mecânico ou desarme pelo relê térmico do motor elétrico do compressor;
· É fundamental que a qualidade do gás seja atendida pela concessionária. Como base, temos a Portaria no 41, de 15 de abril de 1.998, da ANP - Agência Nacional do Petróleo.

Projeto de interligação com a concessionária de energia elétrica:

Os padrões de projeto para a interligação de energia elétrica já são bem definidos, porém sua otimização fica por conta da decisão de qual o nível de tensão que o motor elétrico do compressor irá trabalhar, usualmente em 380 V ou 440 V.

Em termos de consumo de potência não se verifica nenhuma diferença sensível, mas quanto ao custo de cabos utilizados o de 440 V é mais barato pela possibilidade de se trabalhar com bitolas menores. Nos dois casos é recomendável a colocação da subestação o mais próximo do compressor. O uso de tensões de 220 V diretamente da rede, nos casos que são permitidos pela concessionária, não é aconselhável.

Projeto de obras civis:

Deverá ser o mais simples possível, não existindo nenhuma recomendação especial de projeto. Embora não seja uma particularidade nos projetos de gás natural, o uso de paredes corta fogo de 4 TRF (TRF - Tempo de Resistência ao Fogo) deve estar de acordo com as distâncias citadas na Tabela 1.

Projeto da rede de tubulação de GNV:

Este componente deve estar compatível com as condições operacionais da concessionária de distribuição de gás natural local e com o tipo de equipamento de compressão que foi escolhido. Como recomendações gerais, é fundamental que sejam instaladas válvulas de corte rápido na entrada do gás, logo após a estação de medição da concessionária, e após a estocagem fixa ou descarga do compressor. Recomenda-se que esta válvulas sejam comandadas remotamente por botoeiras de emergência instaladas na área de abastecimento e na área dos compressores.

Devido à variedade de oferta de unidades de compressão, deve-se ter cuidado com o orçamento da rede de tubulação a ser empregada. Por exemplo, existem unidades de compressão que possuem no mesmo sistema o compressor e a estocagem de gás, denominadas de "skid". Já as instalações de compressores isoladas da estocagem fixa, como apresentado na Figura 1, acarretam a necessidade de montagem dessas tubulações entre os dois componentes.

É muito importante prever um sistema de filtragem de particulados do gás da concessionária que garanta a integridade do compressor.

Projeto elétrico:

É de enorme importância e se mal projetado levará a uma série de paradas que podem comprometer a operação do posto de serviço. Não existe nenhuma diferença se comparado a qualquer outro projeto elétrico, desde que obedecidas as áreas classificadas eletricamente, de acordo com a NBR 12.236.

Deve ser verificada no projeto a folga de carga nos transformadores do posto de serviço comparando-se a relação entre o solicitado pelo motor do compressor e o do restante da carga elétrica necessária. O uso de partida eletronicamente compensada, ao invés de chave estrela - triângulo nos motores do compressor, minimiza a interferência no resto do posto quando da partida dos compressores.

Especificação do equipamento de compressão:

Existe uma grande variedade de equipamentos de compressão no mercado. A maioria deles é estrangeiro, o que deve ser levado em conta com uma análise detalhada, uma vez que é comum que obedeçam as normas dos países de origem. Atualmente não existe ainda um padrão internacional para esses equipamentos, tampouco uma exigência de certificação para uso no Brasil. A NBR 12.236, no Capítulo 5.4, lista algumas exigências mínimas para atendimento em termos de segurança e operação.

Referências:

Gouvêa, C. P. de, Postos de Abastecimento de Veículos para Gás Natural - Recomendações de Projeto, IBP - Instituto Brasileiro de Petróleo, 7o Seminário Internacional em Gás Natural, Rio de Janeiro, Brasil, 1999.

ABNT, NBR 12.236 - Critérios de Projeto, Montagem e Operação de Postos de Gás Combustível Comprimido, Brasil, 1994

ANP, Portaria no 41, Rio de Janeiro, Brasil, de 15 de abril de 1.998.

 
2) Equipamentos de abastecimento

 
EQUIPAMENTOS PARA O ABASTECIMENTO DE GNV.

Caracterizando o equipamento de abastecimento de GNV

O GNV, armazenado a alta pressão, deve ser abastecido nos veículos por meio de um dispositivo capaz de executar esta tarefa com rapidez e segurança. Estes dispositivos de abastecimento de GNV são normalmente conhecidos como "dispensers" para abastecimento de GNV.

Semelhantes a uma bomba para combustíveis líquidos, os "dispensers" são, na verdade, apenas dispositivos capazes de disponibilizar o GNV e medir o volume ou a massa abastecida.

Como pode ser visto na Figura 1, o "dispenser" é composto por um corpo, onde se encontram as unidades mecânicas e de medição do GNV abastecido e mangueiras flexíveis de alta resistência (na cor vermelha) que levam o GNV até a válvula de abastecimento no veículo.

 

Figura 1: Um "dispenser" típico Aspro Modelo AS 120 SI - cortesia Aspro

 

Normalmente os "dispensers" são equipados com duas mangueiras de abastecimento, o que permite que se abasteça dois veículos por equipamento. Um Posto de Serviço característico possui um compressor e dois "dispensers", o que representa a possibilidade de abastecer quatro veículos de cada vez.

Tipos de equipamentos de abastecimento de GNV

Existem alguns tipos de "dispensers" para abastecimento de GNV, comparando os tipos de medidores, tipo de abastecimento e as interfaces existentes para monitoramento do abastecimento. Segundo Sobrinho (1999), uma possível classificação pode ser a seguinte:

a) Segundo a linha de abastecimento:

  • Sistema de linha Simples;

  • Sistema de linha Múltipla (utilizados quando usado abastecimento por cascata).

b) Segundo o conjunto de mangueiras:

  • Mangueira Simples;

  • Mangueira Dupla.

c) Segundo a constituição operacional:

  • Eletrônicos;

  • Eletropneumáticos.

d) Segundo o tipo de medidor:

  • Medidor de Turbina;

  • Medidor por efeito de Coriollis.

Aplicação dos equipamentos de abastecimento de GNV

Observa-se na prática alguns critérios para aplicação dos diversos tipos de "dispensers", ainda segundo Sobrinho (1999) a aplicação destes equipamentos pode ser determinada como se segue:

  • Os "dispensers" de sistema de linha simples e com mangueira dupla, são os mais utilizados em função de sua simplicidade de aplicação e custo de manutenção.

  • Os "dispensers" de sistema de linha múltipla são utilizados quando o abastecimento é feito através de cascata. Este abastecimento é pouco utilizado pois além de acarretar um custo elevado no projeto e na instalação, gera elevado custo na manutenção.

  • Os "dispensers" eletrônicos, são os mais usuais em função da sua simplicidade não requerendo outras variáveis para seu funcionamento que não seja alimentação elétrica.

  • Os dispensers eletropneumáticos requerem uma manutenção maior que os eletrônicos, pois além da alimentação elétrica necessita de ar comprimido para sua operação ou seja, duas variáveis a serem consideradas.

Assim a configuração dos equipamentos de abastecimento de GNV mais freqüentemente encontrada em Postos de Serviço utiliza "dispensers" de sistema de linha simples com mangueira dupla e constituição operacional eletrônica. Alguns fabricantes de compressores, como por exemplo a Nuova Pignone, fogem a regra e adotam "dispensers" eletropneumáticos. Neste caso é comum lançar uma linha de ar comprimido junto com a linha de que alimenta o "dispenser" de GNV.

Complementando a caracterização dos "dispensers" mais usuais, verifica-se o uso de medidores de massa abastecida. Estes medidores aplicam o princípio de Coriollis para cálculo da massa abastecida e portanto recebem o nome de medidor por efeito de Coriollis. Os "dispensers" que utilizam este tipo de medidor, dificilmente estão sujeitos a problemas de medição pois, a variação da temperatura, bem como as partículas em suspensão não provocam alterações na medição.

O uso de medidores volumétricos de turbina em "dispensers" está sujeito a constantes problemas de medição pois, além da variação constante de temperatura de abastecimento, qualquer partícula em suspensão poderá ocasionar danos à turbina e à camisa provocando erros de medição. Os medidores de turbina são mais comuns para medições a baixa pressão e normalmente são usados antes do compressor.

O aspecto de pureza do GNV é um dos que mais influencia os equipamentos de medição do volume/massa abastecida. É comum que estes equipamentos trabalhem com peças em movimento, sujeitas a excesso de desgaste se houver um nível intolerável de impurezas no GNV. Por outro lado, caso as partículas de impureza que estejam em elevada concentração prejudica-se a regulagem do valor da massa específica do GNV e apresenta-se problemas de abastecimento.

Os "dispensers" de sistema de linha múltipla que são utilizados quando o abastecimento é feito através de cascata tiveram aplicação no início do programa de uso do GNV, a Figura 2 ilustra um dispositivo típico para abastecimento de ônibus urbanos na Garagem da CTC - Companhia de Transportes Coletivos no Rio de Janeiro.

 

Figura 2: Dispositivo de Abastecimento de Linha Múltipla Tipo Cascata

Critérios de segurança e monitoramento para os equipamentos de abastecimento de GNV

Os "dispensers" para abastecimento de GNV devem possuir um conjunto mínimo de itens de segurança, normalmente encontrados nos equipamentos de transporte e distribuição de GNV. Estes equipamentos são pelo menos os seguintes (Sobrinho, 1999):

  • Pressostato de alta pressão - que libera o GNV caso haja excesso de pressão, evitando explosões;

  • Válvula excesso de fluxo - que interrompe o fluxo caso haja uma ruptura nas mangueiras ou tubulações;

  • Válvula quick break away - também conhecida como válvula de corte rápido.

O monitoramento do funcionamento e da quantidade abastecida é uma necessidade cada vez maior nos "dispensers" utilizados nos Postos de Serviço modernos, onde a vazão de abastecimento é grande e a agilidade de abastecimento um diferencial de qualidade nos serviços. Existem várias interfaces para monitoramento do abastecimento, que também são comuns nas bombas de abastecimento de combustíveis líquidos, das quais se destaca alguns dispositivos:

  • Conexão para sistema de computação para faturamento remoto.

  • Interface de comunicação;
  • Impressora de tickets;
  • Manômetro externo para leitura da pressão de abastecimento;
  • Indicação sonora e luminosa do fim do abastecimento;
  • Encerrante totalizante e parcial.

Aproveitando ainda a Figura 1 e com base nas informações destacadas nos parágrafos anteriores, pode-se caracterizar adequadamente o "dispenser" em questão. Abaixo estão relacionadas estas características:

a) Características de série do modelo:

  • Cada unidade conta com duas mangueiras de abastecimento;

  • Sistema de entrada da linha de abastecimento simples e múltiplo;
  • Gabinete de aço inoxidável;
  • Pressão de trabalho de até 250 bar;
  • Sistema duplo de corte para para 200 bar;
  • Montagem simples e direta;
  • Sistema de medição de massa incorporado, com precisão de cerca de 0,3%;
  • Mostrador eletrônico de quartzo líquido;
  • Indicador sonoro e luminoso de fim de abastecimento;
  • Teclado para introdução de dados da pressão pre-estabelecida;
  • Válvula de corte rápido

 
b) Características opcionais do modelo:

  • Conexão para sistema de computação remota para faturamento;

  • Interface de comunicação tipo RS 485;
  • Leitor de código de barras;
  • Impressora de tíquetes.
  • Gabinete Multiservice com diversas facilidades para a conservação de veículos na pista.

 
Referências

Sobrinho, C. A., 1999, Uso de "Dispensers" e Carreta Feixe para Abastecimento de Veículos com Gás Natural, IBP Instituto Brasileiro de Petróleo, Rio de Janeiro, RJ.

Gouvêa, C. P. de, 1999, Postos de Abastecimento de Veículos para Gás Natural - Recomendações de Projeto, IBP Instituto Brasileiro de Petróleo, Rio de Janeiro, RJ.

www.asprognc.com, abril, 2000, site oficial da Aspro GMC.

BR Distribuidora S.A., Gás Natural - Divulgação do Programa, Rio de Janeiro, RJ.

 
ABASTECIMENTO DE GNV COM SEMI-REBOQUE FEIXE

Caracterização do semi-reboque feixe

Entende-se por semi-reboque feixe como um veículo do tipo semi-reboque, que pode ser acoplado a um caminhão trator. Este semi-reboque é equipado com um conjunto de cilindros de armazenamento de GNV. A Figura 1 apresenta um desenho esquemático de um semi-reboque feixe.


Figura 1: Semi-reboque feixe e caminhão trator

Este dispositivo pode ser utilizado para criar pontos de abastecimento em regiões que não dispõe de rede de gás natural e não existe a perspectiva de criar uma rede local, embora por motivo de força maior haja a necessidade de se estabelecer pontos de abastecimento. O uso de semi-reboque feixe se presta, por exemplo, para suprir uma necessidade emergencial de GNV em um ponto onde haverá uma ligação futura do produto, para suprir picos de demanda sazonais ou para utilização esporádica (por exemplo: realizar o "gas out" em um veículo recém convertido).

Projeto de semi-reboque feixe.

Segundo Sobrinho (1999) uso da semi-reboque feixe para abastecimento de veículo com GNV ainda carece de melhor detalhamento pois além deste transporte não ser regulamentado pela ANP- Agência Nacional de Petróleo não existe normas que estabeleçam padrões mínimos de engenharia que garantam segurança e confiabilidade de sua aplicação para a população e ao usuário.

Como o uso deste dispositivo é uma opção em determinados casos, apresenta-se aí uma oportunidade para o desenvolvimento de normas e procedimentos para o projeto e construção de tais equipamentos. Há muito tempo foram desenvolvidos e executados projetos de semi-reboques feixe, como destaque pode-se citar os veículos da BR Distribuidora. Utilizados no início do programa de uso de GNV, no final da década de 80 e início da década de 90, estes equipamentos abasteciam a frota experimental de ônibus movidos a GNV da CMTC - Companhia Municipal de Transportes Coletivos em São Paulo. A Figura 2 ilustra este equipamento e a Figura 3 apresenta uma manobra de abastecimento de ônibus, observa-se o conjunto caminhão trator e semi-reboque feixe no canto direito.

Figura 2: Semi-Reboque (Carreta) Feixe da BR Distribuidora

 

Figura 3:Manobra de Abastecimento de Ônibus com Semi-Reboque Feixe

Estes semi-reboques feixes em circulação, foram construídos conforme projetos para transporte e operação de gases em de alta pressão e normas de engenharia para transporte de carga perigosas. Abaixo enumera-se os critérios de segurança mínimos que devem ser observados na construção de semi-reboque feixe bem como no abastecimento de GNV:

  • Obedecer as normas dos transportes rodoviários para produtos perigosos, dentre as quai destaca-se NBR 7500, NBR 8286; NBR 8285, NBR 9735, NBR 11457, NBR 12410, NBR 13095, NBR 12790, NB 1247, NBR 12236;

  • Obedecer as normas de volume dos cilindros para gás natural, considerando volume máximo por cilindro de 150 l hidráulicos, conforme norma ISO 4705- "Refillable samless stell gas cilynder";
  • Utilizar válvulas de segurança, excesso de fluxo independentes por grupos de cilindros;
  • Utilizar suportes e tirantes de segurança, calculados para os movimentos axiais e radiais dos cilindros componentes do semi-reboque;
  • Utilizar válvula de corte rápido em cada cilindro;
  • Prover o semi-reboque de painel de carga e descarga tipo cascata.

 
Abastecimento com semi-reboque feixe.

O abastecimento de veículos a GNV por meio de semi-reboque feixe deve obedecer as mesmas normas que regem o posto de gás natural automotivo, norma ABNT NBR - 12.236- Critérios de Projeto, Montagem e Operação de Postos de Gás Combustível Comprimido (veja também o item Abastecendo com GNV).

Não existe padrão reconhecido pelo INMETRO ou IPEM - Instituto de Pesos e Medidas- que regulamente o abastecimento por diferencial de pressão, o que é hoje praticado pelas semi-reboques existentes, portanto entende-se que é necessário o uso de "dispensers" adequados para monitorar este tipo de abastecimento.

Referências:

Sobrinho, C. A., 1999, Uso de "Dispensers" e Carreta Feixe para Abastecimento de Veículos com Gás Natural, IBP Instituto Brasileiro de Petróleo, Rio de Janeiro, RJ.

ABNT, 1987, NBR 7500, Símbolos de Riscos e Manuseio para o Transporte e Armazenagem de Materiais, Simbologia.

ABNT, 1983, NBR 8285, Preenchimento da Ficha de Emergência para o Transporte de Cargas Perigosas, Procedimento.

ABNT, 1994, NBR 8286, Emprego daal Público / Outra Unidade de Abastecimento de GNV

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