Armazenagem

 


 

ponto Recomendações Gerais

 

Por especificação, os óleos combustíveis (mostrados na Tabela 1A) apresentam pontos de fulgor maiores ou iguais a 66 °C.

Todos os sistemas de armazenamento de óleo combustível devem seguir o prescrito pela Resolução CNP N° 08/71, de Instruções Gerais para Armazenamento de Petróleo e seus Derivados Líquidos e a Norma Brasileira NB-216 da ABNT, referente ao mesmo assunto.

 

Materiais

Os seguintes materiais não devem ser utilizados em contato com óleos combustíveis:

- Metais amarelos, incluindo ligas de baixa qualidade de cobre e zinco
- Chumbo e zinco
- Cádmio
- Metais galvanizados
- Borracha natural

Em geral, materiais termoplásticos não são apropriados à utilização com óleos combustíveis, embora náilon e outros sejam satisfatórios para válvulas, selos e propósitos similares. Algumas borrachas sintéticas, resistentes aos óleos combustíveis, são disponíveis e adequadas para selos e junções. Se for considerado o uso de componentes plásticos, os fabricantes destes produtos deverão ser consultados, considerando-os apropriados ou não à utilização com o óleo combustível em análise, em suas condições operacionais.

 

Linhas de trabalho

Para linhas operando com pressões de até 10,0 kgf/cm2, os materiais dos tubos devem seguir o apresentado na Tabela 2.

Tabela 2
Tabela 2

 

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ponto Tanques de Armazenagem

 

Existem dois tipos básicos de tanques de armazenagem aéreos:

a) tanques cilíndricos horizontais;
b) tanques cilíndricos verticais.

Os tanques horizontais são utilizados na maioria das aplicações onde o consumo é pequeno (como apresentado nas Figuras 5 e 6). Já os tanques verticais são utilizados para consumos mais elevados e onde são desejados estoques operacionais maiores

Figura 5 - Tanque horizontal: elevação, incluindo berço e bacia de contenção
Figura 5

Figura 6 - Tanque horizontal: detalhe de aquecimento-serpentinas)
Figura 6

A capacidade dos tanques de armazenagem das instalações industriais é muito importante. Normalmente a capacidade de armazenamento é calculada através de um volume que possibilite um estoque operacional desde quatro dias (quando a unidade consumidora está próxima de uma base de distribuição) até quinze dias (quando existem muitas dificuldades de acesso, logística etc., à unidade consumidora).

Em muitos casos é interessante ter mais de um tanque, possuindo capacidade unitária suficiente para pelo menos, a recepção de uma entrega. Isso possibilitará o armazenamento do óleo combustível antes da sua utilização, facilitando a liberação de qualquer ar retido no mesmo e permitindo que a água e os sedimentos se depositem no fundo para drenagem.

Nestes casos, os tanques devem ter linhas de recepção separadas. No entanto, se eles estiverem situados muito próximos, uma linha de recepção comum poderá ser utilizada, desde que os tanques recebam o mesmo tipo de combustível. Deverá ser prevista também a inclusão de válvulas que permitam o enchimento separado de cada tanque.

Quando tipos diferentes de produto são armazenados separadamente num mesmo parque de tanques, devem ser previstas linhas de enchimento individuais para cada tipo. Cada linha de enchimento deverá conter uma marcação no bocal de enchimento, destacando o tipo correto de combustível.

 

Tanques de serviço

Estes são os tanques auxiliares de pequena capacidade, localizados entre o tanque de armazenagem e o equipamento de queima do combustível. A principal razão de se instalar um tanque de serviço é a de proporcionar uma reserva limitada de combustível próxima ao ponto de consumo, quando o tanque de armazenagem estiver muito distante.

 

Construção e instalação de tanques

Os tanques de armazenagem horizontais devem ser construídos conforme a NB-190 (Fabricação e Instalação de Tanques Subterrâneos para Postos de Serviço de Distribuição de Combustíveis Líquidos) da ABNT e os verticais conforme a NB-89 (Tanques Soldados para Armazenamento de Petróleo e Derivados) também da ABNT.

Os tanques de armazenagem, quando instalados acima do solo, devem ser cercados por uma mureta protetora de vazamentos (bacia de contenção), como mostra a Figura 5 e o item específico adiante.

Qualquer alteração em tanques ou retirada de acessórios, tais como resistências elétricas e serpentinas, só deve ser realizado após consulta e autorização de um corpo técnico especializado.

 

Tanques subterrâneos

Os tanques de armazenagem não devem ser enterrados diretamente no solo porque não será possível vistoriar o mesmo, para prevenção da corrosão e outras falhas subsequentes que possam contaminar o meio ambiente. Onde for necessária a instalação de um tanque subterrâneo, recomenda-se observar normas quanto ao atendimento de medidas de conservação ambiental.

 

Suporte para tanques

Os tanques cilíndricos horizontais devem ser instalados sobre tijolos ou sobre berços de concreto armado, com uma inclinação de 1%, em relação ao seu comprimento, no sentido da válvula de drenagem, como mostra a Figura 5. Os berços devem ser construídos em fundações adequadas ao tipo de solo, para que a carga seja suportada. Vigas de concreto reforçadas, de espessura adequada para suportar a carga, são normalmente suficientes para quase todos os tipos de solo. Os berços não devem ser feitos sob juntas ou costuras das chapas do tanque, devendo ser colocada uma camada de asfalto ou manta de borracha entre o berço e o tanque. A altura dos suportes para tanques deve proporcionar um espaço de, pelo menos 600 mm, medidos entre a parte inferior do tanque e o nível do chão, permitindo acesso para a sua pintura ou drenagem.

Todos os tanques de armazenagem devem ser corretamente aterrados eletricamente, independente do tipo de óleo combustível a ser armazenado.

 

Tanques verticais

Os tanques cilíndricos verticais devem ser montados sobre uma base API, com as chapas da base apoiadas sobre uma mistura de asfalto e areia, como apresentado na Figura 7.

Em determinados casos, pode-se também montar o tanque diretamente sobre uma base de concreto armado. Neste caso, a base do tanque deve possuir uma selagem feita com asfalto, para evitar a penetração de água entre o fundo do tanque e o concreto.

Antes da construção da base, deve ser feita a sondagem do terreno onde o tanque será apoiado, para o dimensionamento da fundação adequada, que deverá suportar a carga máxima exercida do tanque (cheio de produto) sobre o solo.

Figura 7 - Tanque vertical: detalhe da base do tanque
Figura 7

Detalhe - 1
Detalhe 1

 

Pintura

Os tanques de armazenagem de óleos combustíveis normalmente são fornecidos com suas superfícies externas pintadas com um primes inibidor de corrosão e com tinta de acabamento de esmalte alquídico na cor preta fosca.

No caso de tanques verticais, por segurança, seus corrimãos, guarda corpo e face visíveis dos degraus da escada são acabados com tinta de esmalte elquídico na cor amarela e as superfícies internas não precisam de proteção, exceto as estruturas e chapas do teto, que são pintadas com um primer inibidor de corrosão e com tinta de acabamento de esmalte alquídico na cor branca.

 

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ponto Acessórios para Tanques de Armazenagem e Proteção ao Meio Ambiente

 

Bacia de Contenção

Transbordamentos ou furo de um tanque contribuem com o risco de incêndio, causam danos à propriedade e contaminam o meio ambiente. Assim, uma bacia de contenção do produto deverá ser construída em volta do(s) tanque(s). Esta deve ser de tijolo ou concreto, com revestimento impermeável ao óleo.

A capacidade volumétrica de uma bacia de contenção deve ser, no mínimo, igual à capacidade do maior tanque, mais 10% (dez por cento) da soma das capacidades dos demais tanques encerrados nessa bacia.

As paredes da bacia de contenção devem ser resistentes ao óleo combustível e devem ser capazes de suportar uma pressão considerável do líquido, para o caso de um transbordamento ou outra emergência. Uma válvula de drenagem deve ser incorporada ao lado externo da bacia de contenção, devendo ser manualmente controlada, estando normalmente fechada, evitando-se assim, possíveis contaminações ao meio ambiente.

Observe que qualquer óleo presente na bacia de contenção pode permanecer sobre a água contida na bacia ou abaixo dela, dependendo da densidade do óleo armazenado. Assim, também deve ser prevista a inclusão de caixa separadora de óleo, bem como sua frequente limpeza de resíduos, para a correta drenagem da bacia de contaminação.

 

Indicadores do nível de óleo

Uma régua de medição metálica graduada é recomendada como um meio seguro de determinação do conteúdo de um tanque de armazenagem cilíndrico horizontal.

Em tanques verticais, um indicador de nível é usualmente fornecido. A arqueação do tanque deve ser realizada pela INMETRO e sua escala pelo seu usuário.

Em instalações com vários tanques, as réguas de medição devem ser identificadas com o tanque ao qual se destinam. Quando uma régua de medição é utilizada num tanque contendo óleo combustível, alguns cuidados devem ser tomados, limpando-se a régua com um pano, antes e depois de cada leitura. Em muitos casos não é conveniente usar uma régua de medição devido à posição ou localização do tanque, mas existem vários meios diretos e indiretos disponíveis de indicadores. Estes tipos de indicadores incluem sistemas de bóia e peso, braços de bóia e oscilação, bóia e indicador etc. Certos cuidados devem ser tomados na seleção do indicador mais apropriado para cada instalação, estando certo de que este seja localizado na posição mais conveniente, de leitura fácil, particularmente durante as entregas de combustíveis.

 

Espaço vazio (câmara de expansão)

O espaço entre o nível de óleo armazenado no tanque e o teto do mesmo é conhecido como espaço vazio. Sempre deve se existir um pequeno espaço vazio quando o indicador de nível marcar tanque cheio. Isto previne a saída de óleo pelo respiro, devido à expansão térmica, bem como por formação de espuma ou ondas do líquido, durante a entrega. O espaço vazio deve ser equivalente a aproximadamente 5% da capacidade máxima do tanque, para tanques até 2.000 litros e, até 3% da capacidade máxima do tanque, para tanques maiores.

 

Tubulações de enchimento

As tubulações de enchimento devem ser tão curtas quanto possível e livres de curvas. A conexão deve estar numa posição conveniente, que permita um fácil engate à mangueira do veículo, sendo que a distância do tanque à conexão de enchimento é de aproximadamente 0,5m acima do nível do solo, como apresentado na Figura 8. A conexão da tubulação de enchimento deve ser mantida livre de obstruções e, para prevenir qualquer gotejamento de óleo, é usual colocar-se uma caixa coletora embaixo da conexão.

Figura 8 - Bocal de descarga e sua altura
Figura 8

Uma tampa não ferrosa deve ser providenciada para fechar a tubulação e proteger a linha, quando a mesma não estiver em uso.

Preferencialmente, as tubulações de enchimento devem ser auto-drenantes. Onde isso não for possível, deverão ser aplicados o tracejamento para aquecimento e o isolamento térmico, sendo estas medidas particularmente importantes nos pontos expostos à baixas temperaturas ambientais. Isso irá assegurar que qualquer óleo remanescente na tubulação de enchimento esteja em viscosidade adequada de bombeamento quando a próxima entrega for realizada.

Nos tanques de armazenagem horizontais, as tubulações de enchimento devem entrar pela parte superior do costado através de um tubo, localizado internamente e instalado na posição vertical, com aberturas intercaladas, tendo a finalidade de evitar a queda livre do produto, reduzindo a formação de eletricidade estática e de entrada de ar.

Nos tanques de armazenagem verticais, pode-se utilizar a entrada de produto por baixo, no costado, reduzindo o grau de solicitação do conjunto moto-bomba, responsável pelo deslocamento do produto. Neste caso, uma válvula de retenção deve ser fixada na tubulação de enchimento, o mais próximo possível do tanque. A posição de entrada da tubulação de enchimento no tanque, em relação à posição de saída de produto, deve ser escolhida cuidadosamente para evitar a entrada de ar e contaminantes no sistema de manuseio do combustível.

Onde os caminhões-tanque não tem acesso as proximidades da área de armazenagem, deve-se construir uma tubulação de enchimento maior, do tanque à posição onde o caminhão tanque possa estacionar em segurança. Nos casos em que o comprimento desta tubulação exceda a 30m, deve-se ter atenção especial com as necessidades de drenagem. Onde as linhas não têm auto drenagem, deve-se instalar uma válvula de drenagem no ponto mais baixo da seção e deve-se colocar uma válvula na conexão da linha de enchimento, de forma a evitar possíveis vazamentos de óleo e contaminações ao meio ambiente. O aquecimento (tracejamento) e isolação térmica de toda a linha de enchimento, bem como o uso do diâmetro correto de tubulação, também não devem ser esquecidos.

Quando o tanque de armazenagem não for visível do local de enchimento, deverá ser instalado um alarme de nível máximo do tanque e o responsável deverá estar atento ao mesmo em todas as descargas.

 

Respiros

O respiro deve ser colocado no ponto mais alto do tanque de armazenagem. Sempre que for possível, o respiro deve ser visível pelo ponto de enchimento e deve terminar em área aberta, numa posição em que qualquer vapor do combustível seja dispersado e, no caso de um transbordamento, não haja danos à propriedade, riscos de incêndio, contaminação do solo ou cursos de água.

O diâmetro do respiro deve ser igual ao maior que o diâmetro do tubo de enchimento e nunca menor que 50 mm. O respiro deve ser o mais curto possível e livre de curvas. Ele deve terminar numa curva de raio longo, gancho ou capuz de ventilação com uma tela de arame, para fins protetivos (nunca deverá ser utilizada uma tela fina para este propósito). A tela de arame deve ser mantida limpa através de manutenção programada e não deve ser pintada.

No caso de tanques contendo óleos combustíveis ultra-viscosos, o respiro não deverá possuir a tela de arame. Isso evitará o entupimento do respiro, devido à possibilidade de condensação dos vapores desprendidos pelo produto.

 

Conexão de saída

A conexão de saída de produto para o sistema de queima do óleo combustível deve estar instalada na parte inferior da calota, no caso de tanques horizontais, ou na parte inferior do costado, no caso de tanques verticais. O ponto mais baixo da conexão de saída deverá contemplar um lastro de produto para contenção de acúmulo de água e sedimentos e suas drenagens.

Em tanques com sistema de aquecimento, é essencial que o aquecimento esteja sempre localizado abaixo do nível da conexão de saída, de forma a permanecer sempre imerso no lastro formado.

Para permitir que o conteúdo do tanque seja isolado do sistema, uma válvula deve ser instalada próximo à conexão de saída, como mostrado na Figura 5.

 

Válvula de dreno

Uma válvula de dreno deve ser instalada em todos os tanques de armazenagem, no ponto mais baixo, permitindo as drenagens necessárias.

A válvula deve ser facilmente acessível, existindo um espaço livre abaixo dela, facilitando o seu uso. Se possível, devem ser evitadas tubulações extensas para dreno, mas onde isto é necessário, a tubulação deverá ser revestida e aquecida através de tracejamento, para assegurar que o óleo combustível flua durante condições adversas de tempo. As válvulas e seus tubos de extensão podem ser adaptadas a um pino de segurança ou cadeado para prevenir descargas inadvertidas do conteúdo do tanque.

Os tanques contendo óleos combustíveis requerem drenagens regulares para remoção da pequena quantidade de água que acumula-se no decorrer do tempo.

A quantidade de água formada dependerá das condições de umidade relativa, da ventilação do local e do tempo concedido para depositar-se. É recomendado que o seguinte procedimento seja adotado para a verificação de tanques:

1°) Remover o pino de segurança ou cadeado da válvula de dreno;
2°) Colocar um balde ou recipiente embaixo do dreno para coletar qualquer água ou sedimentos;
3°) Abrir a válvula do dreno gradualmente até que um pequeno fluxo se inicie;
4°) Permitir que haja tempo para que o óleo contido no corpo da válvula tubo despeje. Se aparecer água, a válvula deverá ser mantida aberta;
5°) Quando o óleo começar a sair novamente, fechar a válvula. Repetir os passos n° 3 e 4 depois de alguns minutos até que nenhuma água apareça;
6°) Desfazer-se da água/sedimentos através da caixa separadora de óleo;
7°) Recolocar o pino de segurança ou cadeado de válvula de dreno.

Em tanques de armazenagem que são abastecidos pela parte inferior do costado (tanques verticais), a agitação proveniente do óleo que entra carregará qualquer água, que normalmente seria drenada, para o sistema de manuseio do óleo combustível. Qualquer mistura de água e óleo deve ser drenada num recipiente apropriado e depois removida para um separador (caixa separadora). Se grandes quantidades de água foram drenadas, as serpentinas de aquecimento a vapor deverão ser testadas com pressão, para a verificação de possíveis vazamentos, já que esta é a origem mais comum de contaminação com água.

 

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ponto Requisitos para Aquecimento de Tanques de Armazenagem de Óleos Combustíveis

 

Os sistemas de aquecimento são necessários para todos os óleos combustíveis residuais. A Tabela 3 nos dá orientação da temperatura mínima de armazenagem operacional, para a manutenção de viscosidade de 5.000 SSU (normalmente considerada como viscosidade limite de bombeamento) para os diversos tipos de óleos combustíveis específicas.

Tabela 3 - Temperatura mínima de armazenagem e manuseio dos óleos combustíveis
Tabela 3

Onde o óleo combustível é mantido em temperaturas inferiores à mínima de armazenagem operacional, será necessário um aquecedor na saída do tanque para elevação da temperatura à requerida para seu bombeamento (manuseio). Não é boa prática armazenar óleos combustíveis em temperaturas elevadas e, temperaturas acima da mínima de armazenagem e manuseio não deverão exceder a 10°C às da Tabela 3. Em nenhuma circunstância a temperatura de armazenagem do óleo combustível deve exceder o seu mínimo ponto de fulgor típico.

Perdas típicas de calor em tanques de armazenagem podem ser determinadas pela Figura 9. Conhecendo-se o calor latente do vapor utilizado nas serpentinas de aquecimento, através de sua pressão, pode-se traduzir estas perdas de calor como a máxima vazão de consumo de vapor (dividindo-se as perdas pelo calor latente). O arranjo do aquecimento dos tanques deve permitir a manutenção da temperatura correta de armazenagem operacional do óleo combustível, levando em conta a faixa apropriada de perdas de calor. Outro ponto importante é a necessidade ocasional de aquecimento do óleo combustível da temperatura ambiente à operacional. Dependendo do tempo mínimo requerido para o aquecimento do produto e do arranjo do aquecimento, será necessário uma potência muitas vezes maior que a consumida para o suprimento das dissipações térmicas (manutenção da temperatura de armazenagem operacional). Assim, o arranjo do sistema de aquecimento deve também ser projetado de acordo com esta necessidade. Deve-se observar que não é recomendado que a razão de elevação da temperatura seja maior que 1°C por hora, evitando-se o risco de craqueamento do óleo combustível. Maiores informações sobre os métodos de aquecimento são dadas no próximo item.

Figura 9 - Perdas de calor em tanques de armazenagem
Figura 9

 

Métodos de aquecimento

Os tanques de armazenagem podem ser aquecidos por meio de acessórios termostaticamente controlados, tais como serpentinas de vapor, de água quanto ou de fluido térmico, aquecedores elétricos ou combinações destes.

Os elementos de aquecimento e seus termostatos sempre devem ser posicionados abaixo do nível da linha de saída do óleo, para que eles nunca fiquem descobertos durante a operação normal, caso contrário existirá o perigo de explosão e incêndio.

O elemento sensor de temperatura do termostato deve estar sempre posicionado acima de um dos lados do elemento de aquecimento. Os elementos de aquecimento devem estar espaçados uniformemente acima do fundo do tanque ou concentrados na saída de produto do tanque, quando da utilização de produtos mais leves, de baixo ponto de fluidez. A combinação de aquecimento a vapor elétrico deve ser utilizada em instalações onde o vapor não é disponível continuamente.

Os elementos de aquecimento devem ser facilmente removíveis para reparos, se necessário, e consequentemente, deve-se tomar alguns cuidados para que não existam obstruções externas a esta operação. O vapor para suprimento das serpentinas de aquecimento deve ser saturado seco e, geralmente não é necessário que a pressão exceda a 4,0 kgf/cm2 para óleos combustíveis convencionais. A recomendação é que o sistema de aquecimento possua uma densidade de fluxo de potência não superior a 12 kW/m2 (1,2 W/cm2) para óleos combustíveis convencionais e não superior a 6kW/m2 (0,6 W/cm2) para os tipos ultra-viscosos.

As serpentinas de vapor, de água quente e de fluido térmico devem ser construídas em tubos de aço carbone, sem costura de schedule 80. Onde juntas forem inevitáveis, estas deverão ser soldadas. As serpentinas devem escoar livremente, de sua entrada à saída e, normalmente, deve existir um purgador na saída. O condensado do vapor das serpentinas deve ser drenado, exceto em grandes parques de armazenagem de óleo combustível, onde pode ser economicamente viável instalar um sistema de recuperação do condensado. Tal sistema deve incluir facilidades para detectar-se possíveis quantidades de óleo combustível presentes no condensado, decorrentes de furos e vazamentos pelas serpentinas.

O condensado contaminado deve ser desviado para uma caixa separadora de óleo adequada, de forma a evitar contaminações ao sistema de reaproveitamento de condensado e ao meio ambiente. Onde o parque de tanques compreender vários tanques, o conteúdo dos tanques de reserva pode (para determinados tipos de óleos combustíveis de baixo ponto de fluidez) permanecer sem estar aquecido. Neste caso, os sistemas de aquecimento devem ser capazes de elevar a temperatura dos tanques reservas de óleo combustível até a operacional.

A potência requerida exclusivamente para aquecer o óleo combustível contido num tanque pode ser calculada pela fórmula a seguir:

Fórmula P=(m.c.t) / F
onde:
P = Potência para aquecimento (W)
m = Capacidade do tanque (kg)
c = Calor específico do óleo combustível (0,5 kcal/kg°C)
t = Razão de aumento de temperatura (°C/h)
F = Fator de conversão de kcal/h para W = 0,8598 kcal/Wh
Observações: Não esquecer de considerar também perdas de calor (dissipação térmica) do tanque de armazenagem, estimadas pela Figura 9, no cálculo da potência total instalada no aquecimento.

A razão de aumento da temperatura dependerá das circunstâncias particulares da instalação e da necessidade do produto do tanque estar em temperatura operacional. Geralmente a razão máxima de aumento de temperatura deve estar entre 0,5 e 1,0°C por hora, em tanques de capacidade até 50 m3. Acima desta capacidade, o aumento de temperatura recomendado é de 0,25 a 0,5°C

 

Óleos combustíveis ultra-viscosos

Devido às temperaturas de recepção, armazenagem e manuseio dos óleos combustíveis ultra-viscosos serem superiores à de vaporização da água para os óleos combustíveis a partir do tipo 5 A/B, conforme Tabela 3, o contato dela em fase líquida com estes produtos poderá provocar o fenômeno conhecido por "ebulição turbilhonar", que se caracteriza por uma expansão instantânea e não controlada do volume de combustível existente no interior de tanques de armazenagem. Para evitar este fenômeno, as seguintes recomendações devem ser observadas:

A área de recepção dos produtos deve ter cobertura estrutural, abrangendo tanto os equipamentos quanto o caminhão-tanque. Tal medida visa evitar a contaminação pela água acumulada no bocal de enchimento do caminhão tanque do consumidor.

Quando o vapor for utilizado como fluido de aquecimento dos tanques de armazenagem, certificar-se da ausência de vazamentos nas serpentinas, através de inspeções frequentes.

Os combustíveis tipo 4 A/B ou abaixo, de viscosidades inferiores, podem conter água ou diluentes de baixos pontos de ebulição. Quando utilizados na mesma unidade industrial, devem ser cuidadosamente manuseados para evitar que contaminem os combustíveis ultra-viscosos 5 A/B ou acima.

 

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ponto Isolamento Térmico

 

Vários tipos de materiais isolantes são disponíveis. O uso de qualquer um deles resulta em considerável redução das perdas de calor nos tanques e tubulações. Estes isolantes podem proporcionar uma economia de aproximadamente 75%. Todo o isolamento deve ser reforçado com telas de arame, incorporadas nas mantas ou seguras por pinos na superfície do tanque. Finalmente, deve ser aplicado ao isolamento um acabamento superficial à prova de tempo. Este pode ser de camadas betuminosas, folhas de alumínio ou aço galvanizado, com juntas seladas.

A temperatura do combustível, na entrega/transferência ao tanque de armazenagem do consumidor, dependerá do tempo em trânsito do caminhão-tanque. No caso de óleos combustíveis utra-viscosas, esta temperatura dependerá também do pré-aquecimento transferido ao óleo no caminhão-tanque e do isolamento térmico deste.

 

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