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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA
DE SEGURANÇA DO TRABALHO
M5 D2 – HIGIENE DO TRABALHO IV
GUIA DE ESTUDO PARTE V – AULA 60
VENTILAÇÃO INDUSTRIAL APLICADA À ENGENHARIA DE SEGURANÇA
PROFESSOR AUTOR: Engª Eliane Lara Chaves
PROFESSOR TELEPRESENCIAL: Engª Eliane Lara Chaves
COORDENADOR DE CONTEÚDO: Engº Josevan Ursine Fudoli
DIRETORA PEDAGÓGICA: Profa. Maria Umbelina Caiafa Salgado
23 de outubro de 2012
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APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA: HIGIENE DO TRABALHO IV
O desenvolvimento desta disciplina está organizado em cinco partes, nas quais
serão tratados os seguintes conteúdos:
Parte I: INCÊNDIOS FLORESTAIS E EM SÍTIOS HISTÓRICOS. Introdução. Incêndio florestal. Componentes do incêndio florestal. Tipos de incêndios florestais. Principais causas de incêndios florestais. Impactos dos incêndios florestais. Medidas preventivas. Dinâmica da combustão. Planejando o combate a incêndio. Executando o combate a incêndio. Referências bibliográficas. Parte II: PROGRAMA DE PROTEÇÃO RESPIRATÓRIA – PPR, Administração do PPR.
Procedimentos Operacionais. Seleção, Limitações e Respiradores. Treinamento. Ensaios de
Vedação. Manutenção, Inspeção e Guarda. Máscaras autônomas e respiradores de linha de ar.
Tipos de Equipamentos de Proteção Respiratória. Conceitos Básicos. Fatores de Proteção.
Referências bibliográficas.
Parte III: NR 29 e NR 30 – Introdução. O problema. Estatísticas. Escopo da NR 29. A NR 29 e
seus vínculos com outras NR´s. O Sesmt da NR 4 e o Sesstp da NR 29. A Cipa da NR 4 e o
CPATP da NR 29. Programas de Segurança, higiene do trabalho e saúde no trabalho portuário.
Medidas de segurança específicas para acesso às embarcações. Medidas de segurança
específicas para convés. . Segurança e saúde no trabalho marítimo. Legislação. Estatísticas de
acidentes. Causas de acidentes. EPI. EPC. Segurança e Saúde no trabalho aquaviário (NR 30).
CIPA. GSSTB. Anexo I e II da NR 30. SESMT da NR 30. Referências bibliográficas.
Parte IV: Considerações técnicas sobre Ruído. O Ruído segundo a ótica da NR 15. O Nível
Equivalente de ruído. Dose de exposição ao ruído. Nível de exposição normalizado (NEN).
Adição de níveis de ruído. Subtração de níveis de ruído. Medidas de Controle de ruído. Nível de
Ação para Ruído. Referências bibliográficas.
Parte V: Ventilação Industrial Aplicada à Engenharia de Segurança. Introdução.
Conceito de Ventilação. Ventilação Geral. Ventilação Natural. Ventilação para
Conforto Térmico. Ventilação Geral Diluidora. Ventilação Geral Exaustora.
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O Calendário atualizado da Disciplina encontra-se no quadro a seguir.
2012
aulas
Guia de
Estudo Textos Complementares de Leitura Obrigatória
No Lista
Exercícios
25 set Parte I
Análise de risco de incêndio em edificações em
sítios históricos. Rildo Marcelo Alves e Antônio
Maria Claret de Gouvêia. Acessar:
http://www.propec.ufop.br/index/tese.php?idtese=
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02 out Parte II
Instrução Normativa 01 SSST/MTB Nº 1, DE 11 DE ABRIL DE 1994. Acessar:
http://portal.mte.gov.br/data/files/8A7C816A2E7311D1012EBAE9534169D8/in_19940411_01.pdf
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09 out Parte III
Acessar NR 29 pelo portal abaixo:
http://portal.mte.gov.br/data/files/8A7C812D311909DC013147E76FC20A2A/nr_29.pdf
Acessar NR 30 pelo portal abaixo:
http://portal.mte.gov.br/data/files/FF8080812BE914E6012BF2F329E13246/nr_30a.pdf
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16 out Parte IV
Avaliação de ruído em Escolas. Ramon Fernando
Hans. 2001. Acessar o portar abaixo:
http://www.liberato.com.br/upload/arquivos/0131010715441616.pdf
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23 out Parte V
Noções de Ventilação Industrial – Jaime Medeiros de Oliveira
ftp://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM120/VENTILACAO_INDUSTRIAL.pdf
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Objetivos da aprendizagem
Conceituar Ventilação
Conhecer a classificação de Ventilação Industrial
Descrever a Ventilação Geral Exaustora
Comparar a aplicação dos tipos de Ventilação Industrial
Descrever a Ventilação Local Exaustora
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VENTILAÇÃO INDUSTRIAL APLICADA À ENGENHARIA DE SEGURANÇA
ÍNDICE
1.0 – INTRODUÇÃO .................................................................................. 05
2.0 – CONCEITO DE VENTILAÇÃO ...................................................... 08
3.0 – VENTILAÇÃO GERAL ............................................................ 09
4.0 – VENTILAÇÃO NATURAL ......................................................... 10
5.0 - VENTILAÇÃO PARA CONFORTO TÉRMICO .......................... 11
6. 00 – VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA .......................................12
7. 00 – VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA ................................... 14
8. 00 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................... 32
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VENTILAÇÃO APLICADA À ENGENHARIA DE SEGURANÇA
1 – INTRODUÇÃO
A ventilação industrial tem sido e continua sendo a principal medida de controle efetiva para ambientes de trabalho prejudiciais ao ser humano. No campo da higiene do trabalho, a ventilação tem a finalidade de evitar a dispersão de contaminantes no ambiente industrial, bem como diluir concentrações de gases, vapores e promover conforto térmico ao homem. Assim sendo, a ventilação é um método para se evitarem doenças profissionais oriundas da
concentração de pó em suspensão no ar, gases tóxicos ou venenosos, vapores, etc.
O controle adequado da poluição do ar tem início com uma adequada ventilação das operações e processos industriais (máquinas, tornos, equipamentos, etc.), seguindo-se uma escolha conveniente de um coletor dos poluentes (filtros, ciclones, etc.). Todavia, ao se aplicar a ventilação numa indústria, é preciso verificar antes, as condições das máquinas, equipamentos, bem como o processo existente, a fim de se obter a melhor eficiência na ventilação. A modernização das indústrias, Isto é, mecanização e/ou automação, além de aumentar a produção melhora sensivelmente a higiene do trabalho com relação a poeiras,
gases, etc.
Os processos de produção podem vir acompanhados de emissão de gases, vapores, pó e calor que modificam o estado e composição do ar, o qual pode ser nocivo para saúde e bem estar dos trabalhadores repercutindo no rendimento pessoal.
A ventilação é um método disponível e bastante efetivo para controle da poluição do ar
de ambientes de trabalho e mesmo de ambientes residenciais e de lazer. A sua adequada utilização promove a diluição ou retirada de substâncias nocivas ou incômodas presentes no ambiente de trabalho, de forma a não ultrapassar os limites de tolerância ou os níveis aceitáveis ou recomendados. A ventilação também pode ser utilizada para controlar a concentração de substâncias explosivas e/ou inflamáveis, agindo dessa forma no aspecto de segurança tanto do trabalhador como do patrimônio da empresa.
2 – CONCEITO DE VENTILAÇÃO
Ventilação pode ser conceituada como a movimentação intencional do ar, de forma
planejada, com o objetivo de atingir um determinado objetivo. Essa movimentação pode ser feita por meios naturais ou mecânicos. Deve-se ter em mente que o ar sempre se movimenta da zona de maior pressão para a zona de menor pressão. Portanto, o projeto correto de diferenciais de pressão no sistema é de fundamental importância para o seu bom funcionamento.
Um dos objetivos da ventilação é manter o ar numa composição e estado que seja apropriado às necessidades e higiene do trabalho.
A ventilação tem também outras finalidades, como as devidas necessidades técnicas
dos procedimentos de fabricação, armazenamento e acondicionamento dos produtos, assim como a conservação dos equipamentos.
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3. VENTILAÇÃO GERAL
A ventilação geral é um dos métodos disponíveis para controle de um ambiente
ocupacional e consiste em movimentar o ar num ambiente através de ventiladores; também chamada ventilação mecânica.
Um ventilador pode insuflar ar num ambiente, tomando ar externo, ou exaurir ar desse mesmo ambiente para o exterior. Quando um ventilador funciona no sentido de exaurir ar de
um ambiente é comumente chamado de exaustor.
Num ambiente, a pressão atmosférica comum, a insuflação e a exaustão provocam uma pequena variação da pressão (considerada desprezível). Dessa forma, a insuflação é chamada
de pressão positiva e a exaustão de pressão negativa.
A ventilação geral pode ser fornecida pelos seguintes métodos:
- insuflação mecânica e exaustão natural; - insuflação natural e exaustão mecânica; - insuflação e exaustão mecânica.
A insuflação mecânica, ventilando ar externo num ambiente, nem sempre é recomendável, uma vez que o ar externo pode estar contaminado de impurezas, ou ainda, com
temperatura e umidade relativa inadequadas.
Definições:
Vazão: Q
É um volume de ar que se deslocou num ambiente ou numa tubulação na unidade de tempo, sendo v o volume medido em:
Q = V T
Sendo V o volume medido em m³ (metros cúbicos) ou Ft³ (pés cúbicos) e o T o tempo medido em: h (hora) ou min. (minutos)
Dessa forma, a vazão de ar será medida nas unidades: m³/h (metros cúbicos por hora) ou Ft³/min (pés cúbicos por hora), também escrita sob a forma CFM (cubic feet per minute).
Velocidade: v
É a distância percorrida por um ponto material na unidade de tempo.
V = d t
sendo d a distância medida em: m (metros) ou Ft ( pés ), e t o tempo medido em: s (segundos) ou min (minutos).
Dessa forma, as unidades de velocidade de ar serão: m/s (metros por segundo) ou Ft/min (pés por minuto) também escrita sob a forma FPN (feet per minute).
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Taxa de renovação de ar (T)
Entende-se por taxa de renovação ou número de trocas de ar num ambiente o número
de vezes que o volume de ar desse ambiente é trocado na unidade de tempo.
T = Q V
sendo Q a vazão e V o volume.
A relação entre a vazão e o volume resulta em um número que depende somente do tempo.
Por exemplo, quando a vazão é expressa em m/h e o volume em m3/ h, e o volume em m³, resulta um número T expresso por hora.
A ventilação tem por objetivo manter a temperatura, umidade e níveis de pureza dentro de certos limites.
A ventilação pode ser composta por fatores combinados:
- Insuflação; - Exaustão; - Insuflação e exaustão.
Os objetivos da ventilação são:
a manutenção da saúde e segurança do homem;
a conservação de materiais e equipamentos;
a refrigeração ou aquecimento do ar;
o restabelecimento das condições atmosféricas alteradas pela presença do homem.
4. VENTILAÇÃO NATURAL
A ventilação natural é o movimento de ar num ambiente de trabalho, provocado por
ventos externos e que pode ser controlado por meio de aberturas como portas, janelas etc.
Infiltração é o movimento do ar não controlado, de fora para dentro e de dentro para fora de um ambiente, através de frestas de janelas e portas, de paredes, pisos e forros, e por outras
aberturas existentes.
Figura 1. Exemplo de circulação de ar num ambiente.
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O fluxo de ar que entra ou sai de um edifício por ventilação natural ou infiltração depende da diferença de pressão entre as partes interna e externa e da resistência ao fluxo fornecido pelas aberturas. A diferença de pressões exercida sobre o edifício pelo ar pode ser causada pelo vento ou pela diferença de densidade de ar fora e dentro do edifício. O efeito de diferença de densidade, conhecido como "efeito de chaminé", é frequentemente o principal
fator.
Quando a temperatura no interior de um determinado ambiente é maior que a temperatura externa, produz-se uma pressão interna negativa e um fluxo de ar entra pelas partes inferiores, o que causa uma pressão interna positiva, e um fluxo de ar sai nas partes
superiores do edifício (vide Figura 2).
Figura 2. Circulação de ar num ambiente quando Ti >Te.
Ti - Temperatura interna, Te - Temperatura externa.
As janelas têm a vantagem de iluminar, bem como de ventilar, quando abertas. As partes móveis dessas aberturas permitem, até certo ponto, o controle da quantidade de ar que está sendo movimentada; defletores podem ser usados para controlar a distribuição das correntes.
As aberturas no telhado são geralmente protegidas por uma cobertura, para impedir a entrada de chuva e reversão do ar que sai. A quantidade de ar que passa através da abertura
depende da diferença de temperatura interna e externa.
5 – VENTILAÇÃO PARA CONFORTO TÉRMICO
No campo da ventilação industrial e da não industrial, a ventilação destinada à de conforto térmico é das mais importantes e possui tal extensão que constitui um capitulo especial. Neste tópico serão abordados apenas conceitos básicos sobre o assunto e serão fornecidos alguns dados preliminares para uma iniciação e elaboração de projetos, não se
entrando, no entanto, nos aspectos de condicionamento de ar.
Em outras palavras, serão fornecidos alguns dados de conforto ambiental, dados para cálculos de trocas (renovação), reposição e recirculação de ar em ambientes, isto é, necessidades de ventilação conforme ambientes ocupados pelo homem, bem como diminuição
de fumos e odores por insuflamento de ar.
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As temperaturas extremamente baixas não ocorrem com frequência no Brasil, com exceção de alguns casos esporádicos, em algumas localidades no sul do país. Dessa forma, não nos referiremos, em parte alguma do texto, a aquecimento de ar para promoção de conforto térmico, uma vez que a simples utilização da vestimenta adequada soluciona os
problemas usualmente encontrados.
6 – VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA
A ventilação geral diluidora é o método de insuflar ar em um ambiente ocupacional, de exaurir ar desse ambiente, ou ambos, a fim de promover uma redução na concentração de poluentes nocivos. Essa redução ocorre pelo fato de que, ao introduzirmos ar limpo ou não poluído em um ambiente contendo certa massa de determinado poluente, faremos com que essa massa seja dispersada ou diluída em um volume maior de ar, reduzindo, portanto, a concentração desses poluentes. A primeira observação a ser feita é a de que esse método de ventilação não impede a emissão dos poluentes para o ambiente de trabalho, mas simplesmente os dilui.
A alternativa para este tipo de ventilação é a ventilação local exaustora (que será o foco deste Guia de Estudo) que capta os poluentes junto à fonte de emissão antes que sejam emitidos ao ambiente ocupacional. Este método é sempre preferível à ventilação geral diluidora, especialmente quando o objetivo do sistema de ventilação é a proteção da saúde do
trabalhador.
Os objetivos de um sistema de ventilação geral diluidora são:
Proteção da saúde do trabalhador: reduzindo a concentração de poluentes nocivos
abaixo de certo limite de tolerância.
Segurança do trabalhador: reduzindo a concentração de poluentes explosivos ou
inflamáveis abaixo dos limites de explosividade e inflamabilidade.
Conforto e eficiência do trabalhador: pela manutenção da temperatura e umidade do
ar do ambiente.
Proteção de materiais ou equipamentos: mantendo condições atmosféricas
adequadas (impostas por motivos tecnológicos).
Utilização da ventilação geral diluídora
A aplicação, com sucesso, da ventilação geral diluidora depende das seguintes
condições:
poluente gerado não deve estar presente em quantidade que excede à que pode ser
diluída com um adequado volume de ar.
A distância entre os trabalhadores e o ponto de geração do poluente deve ser suficiente para assegurar que os trabalhadores não estarão expostos a concentrações médias
superiores ao VLT (Valor do Limite de Tolerância)
A toxicidade do poluente deve ser baixa (deve ter alto VLT, Isto é, VLT > 500 ppm)
O poluente deve ser gerado em quantidade razoavelmente uniforme.
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A ventilação geral diluidora, além de não interferir com as operações e processos industriais, é mais vantajosa que a ventilação local exaustora, nos locais de trabalho sujeitos a modificações constantes e quando as fontes geradoras de poluentes se encontrarem distribuídas no local de trabalho; mas, pode não ser vantajosa, pelo elevado custo de operação, sobretudo quando há necessidade de aquecimento do ar, nos meses de inverno; contudo, seu custo de instalação é relativamente baixo quando comparado com o da ventilação local exaustora. É conveniente a instalação de sistemas de ventilação geral diluidora quando há interesse na movimentação de grandes volumes de ar na estação quente.
Diversas razões levam à não utilização frequente da ventilação geral diluidora para poeiras e fumos. A quantidade de material gerado é usualmente muito grande, e sua dissipação pelo ambiente é desaconselhável. Além disso, o material pode ser muito toxico, requerendo, portanto, uma excessiva quantidade de ar de diluição.
O princípio usado para ventilação de diluição de contaminantes, com relação a aberturas e colocação de exaustores, é sugerido pela (American Conference of Governmental
Hygienists), comparando todas as formas possíveis (Figura 3).
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NORMA ACGIH - PRINCIPIOS DE VENTILAÇÃO DILUIDORA
Figura 3. Princípios de ventilação Diluidora - ACGIH
7 – VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
A ventilação local exaustora tem como objetivo principal captar os poluentes de uma fonte (gases, vapores ou poeiras toxicas) antes que os mesmos se dispersem no ar do ambiente de trabalho, ou seja, antes que atinjam a zona de respiração do trabalhador. A ventilação de operações, processos e equipamentos, dos quais emanam poluentes para o
ambiente, é uma importante medida de controle de riscos.
De forma indireta, a ventilação local exaustora também influi no bem-estar, na eficiência e na segurança do trabalhador, por exemplo, retirando do ambiente uma parcela do calor liberado por fontes quentes que eventualmente existam. Também no que se refere ao controle da poluição do ar da comunidade, a ventilação local exaustora tem papel importante. A fim de que os poluentes emitidos por uma fonte possam ser tratados em um equipamento de controle de poluentes (filtros, lavadoras etc.), eles têm de ser captados e conduzidos a esses
equipamentos, e isso, em grande numero de casos, é realizado por esse sistema de ventilação.
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A ventilação local exaustora tem como objetivo a proteção da saúde do trabalhador e sua segurança, além da proteção dos equipamentos, e consiste na exaustão do ar junto à fonte de produção de um poluente nocivo à saúde, antes de sua dispersão na atmosfera ambiente.
Entre os métodos acima referidos, o sistema mais adequado para um determinado local
será geralmente determinado por suas dimensões, formas, espaço e pelas condições com que se quer controlar o pó, odor, temperatura etc.
Para se determinar a quantidade de ventilação e movimento do ar requerido, levam-se
em consideração os seguintes fatores:
Dimensão do local (galpão, edifício etc.);
Número e tipo de ocupantes e suas atividades;
Transmissão de calor dos equipamentos;
Radiação solar;
Umidade relativa;
Temperatura do ar interno e externo;
Se é pó, ou vapor, ou gás, ou calor etc.;
Se é pó, qual o tipo, granulometria;
Se é pó, qual a composição e concentração;
Se é para conforto térmico, segurança do trabalho, proteção do equipamento.
Exemplo de sistema de ventilação local exaustora figura 4 (a seguir):
Figura 4. Esquema de um sistema de ventilação local exaustora.
O sistema da figura 5 constitui também um esquema de ventilação local exaustora; porém, para trabalhar com efluentes sem material particulado ou abrasivo ou corrosivo, pois o ventilador trabalha diretamente com fluido antes do processo de limpeza.
Figura 5. Outro esquema de um sistema de ventilação local exaustora.
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Basicamente, um sistema de ventilação local exaustora consiste nos seguintes componentes, mostrados na figura 6:
Figura 6. Esquema de um sistema de ventilação local exaustora.
Coifa (Captor) : ponto de entrada dos gases a serem exauridos pelo sistema.
Sistema de tubulação: responsável pelo transporte dos gases captados.
Equipamento de controle: destina-se a reter os poluentes impedindo o seu lançamento para atmosfera. É utilizado quando necessário.
Ventilador: responsável pelo fornecimento de energia necessária à movimentação dos gases.
O dimensionamento de um sistema de ventilação local exaustora consiste em
estabelecer os parâmetros abaixo, referentes aos componentes do sistema, mostrados na figura 6:
determinar suas formas;
calcular suas dimensões;
estabelecer sua posição relativa à fonte de poluentes;
determinar os requisitos de vazão;
fixar os requisitos de energia (necessária para movimentar os gases exauridos);
calcular a velocidade de transporte. Requisitos de Vazão
A vazão de ar a ser exaurida pelo captor deverá ser tal que garanta que todos os poluentes gerados pela fonte sejam captados.
Por outro lado, esta vazão não deve interferir no processo industrial, como por exemplo,
o arrastamento de produto ou matéria prima. Os requisitos de vazão são determinados pelos requisitos de velocidade nos pontos de
geração de poluentes e da área de abertura determinada pela forma do captor e sua posição relativa à fonte.
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Q = V x A
Q = Vazão de exaustão – m³/h ou pés³/min
V = velocidade de controle (velocidade na face do captor) - m/h, pés/min;
A = área de controle (área da face do captor) – m², pés²
Os captores são pontos de captura de poluentes que, dimensionados convenientemente para uma fonte poluidora, irão enclausurar parte da fonte e, com um mínimo de energia,
consegue-se a entrada destes poluentes para o sistema de exaustão.
Esses captores devem induzir, na zona de emissão de poluentes, correntes de ar em velocidades tais que assegurem que os poluentes sejam carregados pelas mesmas para dentro do captor.
Os tipos de captores são: - enclausuramento com exaustão: a fonte fica dentro do captor;
Fig. 7 – Captor tipo enclausuramento
- cabines: um lado todo aberto;
Fig. 8 – Captor tipo cabine
- captor externo: o captor é colocado externamente à fonte;
Fig. 9 – Captor externo - captor receptor: o captor é colocado estrategicamente de modo a receber o fluxo poluente
induzido pela própria operação.
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Fig. 10 – Captor receptor
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TIPOS DE CAPTOR E RESPECTIVOS COEFICIENTES DE PERDAS DE CARGA
Sistema de Tubulação
determinar o arranjo físico do sistema de dutos;
comprimento da tubulação;
diâmetro ou seção;
singularidades (curvas, transições etc.);
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energia necessária para movimentar os gases exauridos nos captores;
velocidade necessária para o transporte, sem que haja deposição dos poluentes na tubulação.
Equipamentos de controle
determinar o tipo de equipamento a ser aplicado;
se o equipamento será a seco ou a úmido;
sua forma;
dimensões;
energia necessária para movimentar os gases dentro do equipamento.
Este equipamento será escolhido em função do material poluente a ser limpo, da granulometria e da eficiência desejada. Tipos de equipamentos de controle
Câmara gravitacional – deposição gravitacional das partículas. O sistema funciona reduzindo
a velocidade para haver deposição. Esta velocidade é limitada em relação ao tamanho da partícula. A perda de carga é mínima em torno de 25 a 50 mmca. É normalmente utilizada como pré-coletor de material com particulado grande.
Fig. 11 – Câmara gravitacional
Coletores inerciais – a câmara de impactação é um tipo de coletor inercial, que faz o gás
chocar-se contra obstáculos com mudança de direção e aumento de velocidade. A eficiência é em função do tamanho da partícula. A perda de carga varia em torno de 25 a 75 mmca. Coletores sônicos – as partículas menores são aglomeradas pela passagem do gás através
de uma coluna onde o gás é submetido à intensa onda sonora, fazendo com que as partículas aumentem de tamanho e após isto ele passa por um ciclone. Não é muito utilizado. Precipitadores térmicos – através da termoforese, na qual partículas sujeitas a um diferencial
de temperatura migram da zona mais quente para a mais fria. Não é muito utilizado. A perda de carga varia em torno de 15 mmca. Coletores centrífugos – o ciclone é um tipo de coletor centrífugo no qual a força centrífuga aplicada sobre a partícula é varias vezes mais intensa do que a força da gravidade empurrando a partícula na direção das paredes do ciclone, retirando-as do fluxo gasoso.
Alguns tipos de coletores centrífugos mais utilizados são os ciclones a seco, ciclones a úmidos, multiciclones etc.
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A eficiência do ciclone varia em função do tamanho das partículas e da concentração,
em torno de 80 a 90 %. A perda de carga varia em torno de (4 pol. de coluna d’água 100 mmca).
Fig. 12 – Ciclone (tipo de coletor centrífugo)
Filtros – o fluxo de gás carregado de partículas é forçado a passar através de um meio poroso
onde as partículas são coletadas por diversos mecanismos de coleta.
O meio poroso pode ser composto de material granulado ou fibroso, compacto em painéis ou em forma de tecido.
Alguns tipos de filtros – filtro de tecido (em forma de saco, o chamado filtro a mangas),
leitos filtrantes, painéis compactos, ultrafiltros, sólidos porosos etc.
Mecanismo de coleta – impactação inercial, interceptação, deposição gravitacional, precipitação térmica (desprezível).
A eficiência média do filtro de tecido é da ordem de mais de 90% de particulados retidos.
Fig. 13 – Mecanismo de coleta
Ventiladores – O dimensionamento correto do ventilador depende da análise dos pontos a
seguir:
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- vazão; - energia necessária para provocar o deslocamento do ar; - nível de ruído; - transporte ou não de material; - temperatura de trabalho; - posicionamento e tipo de acionamento.
Sua função é fornecer energia para o gás ou fluido mover uma dada quantidade de ar
por um sistema de ventilação a ele conectado. O ventilador deve gerar uma pressão estática suficiente para vencer as perdas do sistema e uma pressão estática cinética para manter o ar em movimento. Tipos de Ventiladores Axial propulsor - Ideal para mover grandes volumes de ar a baixas pressões, mais usado para
circular ar ambiente e raramente para ventilação local exaustora. Tipo mais barato.
Fig. 14 – Ventilador axial propulsor
Tubo axial - É um propulsor com pás mais grassas e mais largas, que permite a conexão direta com dutos.
Fig. 15 – Ventilador tubo axial
Axial com Aerofólio - Possui uma ampla calota central que possibilita sua utilização a pressão
mais elevadas. É usado em minas subterrâneas.
Fig. 16 – Ventilador axial com aerofólio
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Centrífugo com pás radiais - Robusto para transportar grande carga de poeira seca, pegajosa
e corrosiva. Baixa eficiência e barulhento.
Fig. 17 – Ventilador centrífugo com pás radiais
Centrífugo de pás para frente - Alta capacidade exaustora, baixa velocidade e eficiência mais
elevada. Não é adequado para trabalhos de alta pressão. Trabalha com ar ligeiramente empoeirado.
Fig. 18 – Ventilador centrífugo de pás pra frente
Centrífugo de pás para trás - Maior eficiência, silencioso, trabalha com ar limpo ou
ligeiramente empoeirado.
Fig. 19 – Ventilador centrífugo de pás para trás
Escolha do Ventilador
-Vazão requerida – pés3 /min , m3/h; -Pressão estática do ventilador – mmca (milímetro de coluna de água), pol. de ca -Tipo de fluido – grau de poeira, presença de material fibroso, pegajoso e inflamável; -Temperatura dos gases; -Limitação de espaço; -Nível de ruído; -Eficiência; -Tipo de transmissão; -Posição de descarga; -Posição do motor.
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Leis do Ventilador
Vazão varia com a rotação.
Pressão varia com o quadrado da rotação.
Potência varia com o cubo da rotação.
Deve-se levar em conta também a variação da potência, vazão, pressão com a
densidade do fluído e com o tamanho do ventilador. As leis do ventilador podem ser expressas:
a) para um dado ventilador exaurido um gás de densidade constante
W1 = Q1 = RPM1
W2 Q2 RPM2 Q – Vazão – pés3/min
W – Capacidade do ventilador (Lb/min) RPM – Rotação por minuto
Pst1 = (RPM1)2 Pst – Pressão estática (pol. Ca)
Pst2 (RPM2)2 HP - Potência
HP1 = (RPM1)
3 HP2 (RPM2)
3
b) Para um ventilador de rotação constante. Logo a vazão também é constante.
W1 = @1 = Pst1 = HP1 @ - Densidade do fluido Lb/pés3
W2 @2 Pst2 HP2 c) Variação com o tamanho do diâmetro (d)
Q1 = (d1)
3 Pst1 = (d1)2 HP1 = (d1)
5 Q2 (d2)
3 Pst2 (d2)2 HP2 (d2)
5
d) Eficiência estática
= Q . Pst d – Diâmetro rotor - pés
6356 . HP – Eficiência mecânica
Perda de carga em junções
Em sistemas de dutos é comum a junção de dois tramos ou a separação de um em dois
ou mais tramos. Em sistemas de ventilação local exaustora, a perda de carga é debitada ao tramo
secundário, de acordo com os valores fornecidos pela Tab. 6.7.
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O fluxo é extremamente complexo. A perda de carga se manifesta em ambos os tramos, no principal e no tramo secundário, a ele conectado.
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Perda de carga em outras singularidades
Outras singularidades provocam perda de carga em sistemas de dutos, tais como,
chapéus na saída do sistema, equipamentos de coleta de partículas, gases e vapores etc.
A Tab. 6.8(a) fornece os valores de perda de carga em chapéus. A perda de carga em
equipamentos de controle de poluentes não é simples de calcular, dependendo dos parâmetros
de projeto, operação e manutenção dos equipamentos etc.
A Tab. 6.8(b) fornece alguns valores estimativos usuais de perda de carga em
equipamentos de controle de poluentes.
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TABELA DE PERDA DE CARGA EM TUBULAÇÕES
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8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AMERICAN INDUSTRIAL HYGIENE ASSOCIATION – AIR POLLUTION MANUAL
MESQUITA/NEFUSSI/GUIMARÃES - ENGENHARIA DE VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
PEISAKHOV, GORDON G. – DUST COLLECTION AND GÁS CLEANING
MACINTYRE, ARCHIBALD JOSEPH – VENTILAÇÃO INDUSTRIAL