5 – Segunda possível causa do acidente ocorrido com o VLS-1 V03, em 22 de agosto de 2003, em Alcântara, Maranhão.

dallapiazza@gmail.com
Segue abaixo o diagrama simplificado com a hipótese de uma descarga eletrostática ter ocorrido através do primer de um dos detonadores, devido ao aterramento dos fios dos mesmos terem sido efetuados através da linha de fogo no aterramento da casamata.
Diagrama simplificado da hipótese de descarga eletrostática através do aterramento da casamata.Figura simplificada para explicação da iniciação do detonador causada pela descarga eletrostática
Esta hipótese supõe que a descarga eletrostática, ocorrida da capa de plástico para a estrutura do Veículo, elevou o potencial elétrico em todo o aterramento do Veículo e houve uma descarga eletrostática da carcaça aterrada na estrutura do Veículo para um dos pinos de um dos detonadores do propulsor A do primeiro estágio do VLS-1 V03, iniciando o primer do mesmo.
É um tanto estranha esta possibilidade, pois existia um resistor de 100 kΩ para cada um dos 16 fios, mas eles encontravam-se em paralelo entre os fios curto circuitados dos detonadores e o aterramento da Casamata, resultando numa resistência equivalente de 6,25 kΩ entre os pinos curto circuitados dos detonadores e o aterramento da casamata:
Figura 79 Sistema eletrico de igniao dos propulsores do primeiro estagioFonte: (COMAER, 2004)
Porém, como os pinos e os resistores não possuíam contato elétrico com as carcaças dos detonadores aterradas na estrutura do Veículo, enquanto ocorria a descarga existia efetivamente uma diferença de potencial elétrico entre as carcaças e os pinos porque o aterramento da casamata encontrava-se a 300 m de distância num potencial nulo, e esta diferença de potencial elétrico de origem capacitiva aumentou até o instante em que o primer ignitou, devido ao arco voltaico que se formou entre a carcaça e um dos pinos de um dos detonadores AA ou AB. Segue abaixo uma estimativa mínima da corrente de pico que fluiu pelo explosivo do primer dentro do detonador.
O circuito a ser analisado é composto pelo capacitor existente entre a carcaça e os pinos do detonador em série com a associação em paralelo de 16 resistores de 100 kΩ que equivalem a um resistor de 6,25 kΩ:
Voltagem máxima de 50 kV gerada pelo corpo humano

According to the reports [5], the maximum electrostatic potential value of the human body is not more than 50 kV (Li et al, 2012).

Supondo que a capa de plástico gerou uma descarga eletrostática mínima de 50 kV na estrutura do Veículo, que é o potencial eletrostático máximo que pode ser acumulado no corpo humano (BERQUÓ, 2009) e (Li et al, 2012), podemos calcular o valor da corrente mínima que teria fluido entre os pinos e a carcaça dos 4 detonadores instalados nos propulsores A e D:

I = (50000 V – 3000 V)/6250 Ω= 7,5 A

Como os quatro detonadores estavam em paralelo temos que:

Corrente mínima de pico por detonador = 7,5 A / 4 = 1,9 A por detonador.

Com certeza, se ocorreu a descarga eletrostática gerada entre a capa de plástico e a estrutura do veículo então ela gerou uma voltagem muito maior que 50 kV e, portanto, deve ter gerado uma corrente de pico muito maior que 1,9 A através do explosivo da primer de cada detonador.

A corrente de pico mínima no sistema de aterramento de 2,8 Ω da plataforma seria igual a:

Corrente de pico mínima no aterramento da plataforma = (50000 V – 3000 V)/ 2,8 Ω = 16,8 kA.

Creio que esta hipótese tem fundamento, desde que tenha realmente ocorrido uma ou várias descargas eletrostáticas da capa de plástico insuflada constantemente com ar frio e seco para a estrutura do Veículo. Estas descargas eletrostáticas de curtíssima duração podem ter agido em sinergismo com a eletricidade estática acumulada ao potencial eletrostático maior que 3 kV, gerado nos detonadores e seus respectivos pares de fios sem blindagem pelo Campo Elétrico Vertical existente no interior da Torre Móvel de Integração gerado pelas várias fontes de eletricidade estática existentes ao redor do Veículo.

A figura abaixo representa esta situação e foi obtida em (FRANKLIN, 2013).

Earth's Radial Field Producing Case-to-Pins Hazard as a Result of Improper Grounding Procedures
                                                             Fonte: Adaptada de (FRANKLIN, 2013)
Gradiente de voltagem no solo devido a uma descarga eletrostática na carcaça do VLS-1 V03Figura simplificada para explicação da iniciação do detonador causada pela descarga eletrostática

A figura abaixo explica o aumento do potencial elétrico no aterramento, quando este é submetido a uma descarga de eletricidade estática (JOFFE e LOCK, 2010):

Gráfico da corrente x tempo durante uma descarga eletrostática

Fonte: (JOFFE e LOCK, 2010)

Segue abaixo em vídeo um treinamento sobre Descarga Eletrostática, ministrado por Dan Anderson, cuja apostila encontra-se disponível em 1 How to keep ESD out of electronics.

No instante 00:28:25 ele inicia a estória de um acidente com um foguete da NASA provocado por descarga eletrostática. No instante 00:30:00 ele explica a causa da iniciação do squib do foguete e em 00:31:30 a medida preventiva que deveria ter sido executada para evitar a ocorrência do mesmo.
Na apostila esta estória encontra-se descrita e disponível em “1.13 Dan Anderson Stories“.
Esta segunda hipótese da possível causa do acidente ocorrido com o VLS-1 V03 se encaixa no caso do acidente descrito em URL: < http://wiki.xtronics.com/index.php/ESD#Dan_Anderson_Stories >, cuja transcrição do trecho que descreve o acidente segue abaixo:
He told a story about an ESD episode at NASA that killed an engineer. There was a solid rocket they were working on complete with ignition squib. To make things ‘safe’, an engineer tied the two leads to the squib together (should have stopped there) and then tied the leads to ground.
When they lifted the plastic shroud off the rocket to work on it they generated enough charge to cause a spark to jump from the squib casing to the leads – igniting the squib which started the rocket motor at a bad time.
The point of this story is that grounding everything with conductors is not the way to approach ESD control; you must stop the generation of charges if possible and SLOWLY bleed off any charges you can’t prevent.
Bibliografia
1 – BERQUÓ, J. E. Perigos da Eletricidade Dinâmica e Estática. Organização Brasileira para o Desenvolvimento da Certificação Aeronáutica. 2009. Página da Internet. Disponível em < URL: http://www.dcabr.org.br/download/artigos/msc_17.pdf >. Acessado em 2014.
2 – FRANKLIN Applied Physics. Electro Explosive Devices: Functioning, Reliability, Hazards. Oaks, Pennsylvania, U.S.A. July, 2013. p. 41. Página da Internet. Disponível em < URL:  http://www.franklinphysics.com/Downloads/Handout.pdf >. Acessado em 2013.
3 – JOFFE, E. B. e LOCK, K. S. Grounds for Grounding: A Circuit to System Handbook. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). 2010. Página da Internet. Disponível em < URL: http://metro-natshar-31-71.brain.net.pk/articles/0471660086.pdf >, p. 122. Acessado em 2013.
4 – Li, Z.; Liu, Y.; Zhang, P.; Lv, Z.; Tian, Y.; Effects of electrostatic discharge on the performance of exploding bridgewire detonators. 7th International Conference on Applied Electrostatics (ICAES-2012). Journal of Physics: Conference Series 418 (2013) 012051. Página da Internet. Disponível em < URL: http://iopscience.iop.org/1742-6596/418/1/012051/pdf/1742-6596_418_1_012051.pdf >, p. 2. Acessado em 2013.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s