Explosão em forno de craqueamento da Shell Polymers, em Monaca, na Pensilvânia, começou com duas válvulas abertas ao mesmo tempo, conclui a CSB

A Shell Polymers opera em Monaca, na Pensilvânia, Estados Unidos, uma unidade que converte etano em etileno numa linha de craqueamento com sete fornos de alta temperatura, e o relatório final da CSB descreve com detalhes como um dos fornos explodiu ao voltar a operar, em junho de 2025.

A unidade e a limpeza dos fornos

No processo, forma-se um resíduo sólido de carbono, chamado coque, que se acumula em armadilhas instaladas para impedir que esse material siga adiante na linha, conhecidas como coke traps.

Em março de 2025, durante uma parada da unidade de craqueamento de etano, a empresa inspecionou a coke trap do Forno 1 e decidiu, no início de abril, que as coke traps dos sete fornos precisavam ser limpas nessa parada.

Nenhuma das coke traps tinha sido limpa antes dessa data, e os fornos 1, 2, 4 e 7 foram limpos pela primeira vez com sucesso.

O Forno 5 foi o próximo, mas a limpeza dele só terminou em 3 de junho, quando os fornos 1, 2, 3 e 4 já estavam operando em modo de craqueamento.

A sequência de 4 de junho de 2025

Ao colocar o Forno 5 de volta em serviço, um engenheiro de controle de processo abriu sem querer as duas válvulas que isolavam o forno dos equipamentos a jusante, tarefa que ele nunca tinha executado antes.

Com as duas válvulas abertas, criou-se um caminho de fluxo não previsto, pelo qual o gás craqueado inflamável voltou da torre de resfriamento (quench tower) para dentro da caixa de fogo do forno, onde encontrou pilotos acesos.

A ignição ocorreu cerca de seis minutos depois, rompeu a parede da caixa de fogo e deu início a um incêndio, com a evacuação de 15 funcionários e a liberação estimada de 5.100 libras (2.313kg) de etileno e de produtos de combustão.

Segundo a empresa, os danos materiais chegaram a cerca de US$ 95 milhões, e o Forno 5 voltou a operar aproximadamente sete meses depois do incidente.

Os dois fatores principais

A Shell tinha onze controles administrativos para evitar o retorno de gás craqueado, e todos dependiam de trabalhadores e gestores seguirem procedimentos.

A própria análise de perigos da empresa tinha identificado o retorno de gás como um risco potencialmente fatal, mas a unidade não instalou salvaguardas de engenharia para o estado de duplo isolamento do forno.

Segundo a CSB, o licenciador da tecnologia dos fornos tinha fornecido controles de engenharia capazes de impedir o retorno, mas a Shell não os configurou para uso durante a retirada do duplo isolamento.

O segundo fator é a interface homem-máquina (IHM) do sistema de controle, que exibia três válvulas quase idênticas numa mesma tela lógica, com etiquetas que diferiam principalmente pelo último dígito.

Esse desenho contribuiu para que o operador manipulasse a válvula errada, criando o caminho perigoso para um forno com pilotos acesos.

A CSB também considerou como fator contribuinte a atribuição da tarefa a um engenheiro que nunca a tinha feito e tinha conhecimento limitado do processo.

As duas recomendações

A CSB emitiu duas recomendações à Shell para o complexo de Monaca.

A primeira pede que a empresa revise a análise de perigos para identificar cenários potencialmente catastróficos que dependam somente de controles administrativos e, onde couber, substitua esses controles por projetos inerentemente mais seguros ou por salvaguardas de engenharia.

A segunda pede que a empresa, com apoio do licenciador da tecnologia e de práticas reconhecidas do setor, implante e mantenha um controle de engenharia que impeça o gás craqueado de retornar ao forno em todos os modos de operação.

O que o caso mostra para a análise de falhas

O relatório trata a causa como a abertura simultânea de duas válvulas, e não como defeito de equipamento, o que desloca a análise para o projeto do sistema, para a competência de quem opera e para a clareza da interface de comando.

Os pontos que o relatório examina e que um perito pode conferir no próprio documento são a experiência de quem executou a tarefa, o desenho da tela de comando e a configuração dos controles de engenharia disponíveis durante a parada.

O caso também mostra que uma etapa de limpeza inédita na unidade alterou o modo de operação de um conjunto de fornos ao mesmo tempo, e o relatório liga essa mudança à falha de controle descrita acima.