58109073 nocoes de ventilacao industrial

8/3/2019 58109073 Nocoes de Ventilacao Industrial

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NOES DE VENTILAO INDUSTRIAL

Introduo

A importncia do ar para o homem por demais conhecida, sob o aspecto da necessidade de oxignio para ometabolismo.

Por outro lado, a movimentao de ar natural, isto , atravs dos ventos e das correntes de ar, responsvelpela troca de temperatura e umidade que sentimos diariamente, dependendo do clima da regio. Amovimentao do ar por meios no naturais constitui-se no principal objetivo dos equipamentos de ventilao,ar condicionado e aquecimento, transmitindo ou absorvendo energia do ambiente, ou mesmo transportandomaterial, atuando num padro de grande eficincia sempre que utilizado em equipamentos adequadamenteprojetados. A forma pela qual se processa a transferncia de energia que da ao ar capacidade dedesempenhar determinada funo. A velocidade, a presso, a temperatura e a umidade envolvem mudanasnas condies ambientais, tornando-as propcias ao bem-estar do trabalhador.

A ventilao industrial tem sido e continua sendo a principal medida de controle efetiva para ambientes detrabalho prejudiciais ao ser humano. No campo da higiene do trabalho, a ventilao tem a finalidade de evitar adisperso de contaminantes no ambiente industrial, bem como diluir concentraes de gases, vapores e

promover conforto trmico ao homem. Assim sendo, a ventilao um mtodo para se evitarem doenasprofissionais oriundas da concentrao de p em suspenso no ar, gases txicos ou venenosos, vapores, etc.O controle adequado da poluio do ar tem incio com uma adequada ventilao das operaes e processosindustriais (mquinas, tornos, equipamentos, etc.), seguindo-se uma escolha conveniente de um coletor dospoluentes (filtros, ciclones, etc.). Todavia, ao se aplicar a ventilao numa industria, preciso verificar antes, ascondies das mquinas, equipamentos, bem como o processo existente, a fim de se obter a melhor eficinciana ventilao. A modernizao das indstrias, isto , mecanizao e/ou automao, alm de aumentar aproduo melhora sensivelmente a higiene do trabalho com relao a poeiras, gases, etc.

Pr-requisitos necessrios:

Projeto, construo, manuteno de maquinaria e equipamentos industriais.

Ao se projetar um edifcio industrial, preciso levar em considerao a disposio geral das mquinas,circulao do pessoal e altura (p direito) visando possibilitar uma ventilao natural pelas aberturas de janelas. Quanto s maquinas e aos equipamentos que poluem o ambiente de trabalho, devem sercuidadosamente projetados, prevendo-se enclausuramentos, anteparos, mecanizao e no permitindo quepoeiras, gases, vapores, etc. sejam dispersos no ambiente.

b) Substituio de materiais nocivos por outros menos nocivos.

A princpio, qualquer material pode ser manipulado com segurana; no entanto, as substancias txicas ouprejudiciais ao ser humano podem ser substitudas por outras menos nocivas.

Como exemplo temos:

1. Nos trabalhos de pintura, o carbonato bsico de chumbo prejudicial ao organismo humano e pode ser

substitudo por compostos de titnio e zinco.

2. Como solvente orgnico o tolueno pode substituir o benzeno, por ser este altamente txico.

3. Utilizao de abrasivos artificiais em vez de pedras naturais, que desprendem p de slica, provocando asilicose no homem.

c) Modificao de processos e mtodos de trabalho

Os processos mecnicos geralmente poluem menos que os manuais; exemplos:

1. Fbricas de bateria: ajuste mecnico da pasta de xido de chumbo para manufatura de placas. Quandomanual, o excesso caa no cho, e, depois de seco, liberava poeira para o ambiente.

2. Reduo da evaporao de solventes nos tanques de desengraxamento, mediante regulagem automticade temperatura do banho.


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d) Umectao

um antigo mtodo usado na indstria cermica inglesa, permanecendo at os dias de hoje, em que as peasde cermica so molhadas, evitando-se a emanao de poeira quando da sua manipulao.

Exemplo: perfurao de minas, britadores, moinhos, etc.

Em ambientes industriais em que so manipulados produtos considerados perigosos em relao a combusto

ou exploso, tais como processos industriais, depsitos , transporte, etc, necessrio controlar a temperaturae a umidade relativa do ar. O ar condicionado atua nesses ambientes, mantendo as condies exigidas paracada tipo de produto utilizado, agindo, inclusive, como renovador de ar ambiental.

Caractersticas da ventilao industrial

Composio do ar

A composio aproximada do ar, sob trs diferentes condies, dada na Tabela 1, considerando-se ar limpoe isento de poluentes em geral.

Tabela 1. Composio do ar (percentagem em volume)

Componente Ar externo

(seco)

Ar interno

(21 C, U.R. 50%)

Ar expirado

(36 C, U.R. 100%)

Gs inerte (N2) 79,00 78,00 75,00

Oxignio (O2) 20,97 20,69 16,00

Vapor d'gua 0,00 1,25 5,00

Dixido de carbono (CO2) 0,03 0,06 4,00

Um adulto, mesmo executando trabalhos pesados, respira at cerca de 40 litros de ar por minuto, consumindo

02 litros de oxignio e exalando 1,7 litro de Dixido de carbono, aproximadamente.

Necessidades humanas de ventilao

A ventilao de residncias, espaos comerciais e escritrios necessria para controlar odores corporais,fumaa de cigarro, odores de cozinha e outras impurezas odorficas, e no para manter a quantidadenecessria de oxignio ou remover o Dixido de carbono produzido pela respirao. Isso verdadeiro, pois aconstruo padro de edifcios para ocupao humana no pode prevenir a infiltrao ou a sada dequantidades de ar, mesmo quando todas as janelas, portas e aberturas no forro estiverem fechadas. Dadospublicados sobre as quantidades de ar, normalmente disponveis pela ventilao natural ou infiltrao, indicamque a sufocao por deficincia de oxignio ou excesso de gs carbnico, como resultantes da respiraohumana, potencialmente impossvel em construes no subterrneas.

Classificao dos sistemas de ventilaoPara a classificao dos sistemas de ventilao, preciso levar em conta a finalidade a que se destinam.Dessa forma, os objetivos da ventilao so:

a) Ventilao para manuteno do conforto trmico

Restabelecer as condies atmosfricas num ambiente alterado pela presena do homem.

Refrigerar o ambiente no vero. Aquecer o ambiente no inverno.

b) Ventilao para manuteno da sade e segurana do homem

Reduzir concentraes no ar de gases e vapores, aerodispersides em geral, nocivos ao homem, atque baixe a nveis compatveis com a sade.

Manter concentraes de gases, vapores e poeiras inflamveis ou explosivos fora das faixas deinflamabilidade ou de explosividade.


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c) Ventilao para conservao de materiais e equipamentos (por imposio tecnolgica)

Reduzir aquecimento de motores eltricos, mquinas, etc.

Isolar cabines eltricas, no permitindo entrada de vapores, gases ou poeiras inflamveis, com afinalidade de se evitar exploso, por meio de fascas eltricas.

Manter produtos industriais em armazns ventilados, com o fim de se evitar deteriorao.

Tipos de ventilao

Os tipos de ventilao, empregados para qualquer finalidade, so assim classificados:

a) Ventilao natural.

b) Ventilao geral.

c) Ventilao geral para conforto trmico.

d) Ventilao geral diludora

e) Ventilao local exaustora (Sistema).

Ar condicionado

Evidentemente, o ar pode ser condicionado artificialmente. Segundo definio da American Society of Heating,Refrigeratind and Air Conditioning Engineers (ASHRAE), "ar condicionado e o processo de tratamento do ar demodo a controlar simultaneamente a temperatura, a umidade, a pureza e a distribuio, para atender asnecessidades do recinto condicionado", ocupado ou no pelo homem.

As aplicaes do ar condicionado so inmeras, podendo ser citadas, dentre outras, as seguintes:

a) Processos de fabricao de certos produtos que devem ser feitos em recintos com umidade, temperatura epureza controladas; por exemplo, fabricao de produtos farmacuticos, alimentcios, impresso de cores,industrias testeis, de solventes, etc.

b) Conforto do indivduo e produtividade.

c) Hospitais: salas de operao, salas de recuperao e quartos para tratamento de doentes alrgicos, etc.

Ventilao natural

Consideraes gerais

A ventilao natural o movimento de ar num ambiente de trabalho, provocado por ventos externos ecorrentes de ar e que pode ser controlado por meio de aberturas, como portas, janelas , etc.

Infiltrao o movimento do ar no controlado, de fora para dentro e de dentro para fora de um ambiente,atravs de frestas de janelas e portas, de paredes, pisos e forros, e por outras aberturas existentes.

Figura 1. Exemplo de circulao de ar num ambiente.


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O fluxo de ar que entra ou sai de um edifcio por ventilao natural ou infiltrao depende da diferena depresso entre as partes interna e externa e da resistncia ao fluxo fornecido pelas aberturas. A diferena depresses exercida sobre o edifcio pelo ar pode ser causada pelo vento ou pela diferena de densidade de arfora e dentro do edifcio. O efeito de diferena de densidade, conhecido como "efeito de chamin", freqentemente o principal fator. Quando a temperatura no interior de um determinado ambiente maior que atemperatura externa, produz-se uma presso interna negativa e um fluxo de ar entra pelas partes inferiores, oque causa uma presso interna positiva, e um fluxo de ar sai nas partes superiores do edifcio (vide Figura 2).

Ti - Temperatura interna, Te - Temperatura externa.Figura 2. Circulao de ar num ambiente quando Ti >Te.

As janelas tm a vantagem de iluminar, bem como de ventilar, quando abertas. As partes moveis dessasaberturas permitem at certo ponto o controle da quantidade de ar que esta sendo movimentada; defletorespodem ser usados para controlar a distribuio das correntes. As aberturas no telhado so geralmenteprotegidas por uma cobertura, para impedir a entrada de chuva e reverso do ar que sai. A quantidade de arque passa atravs da abertura depende da diferena de temperatura interna e externa.

Regras gerais

Em resumo, os efeitos da corrente de ar num ambiente dependem: dos seguintes fatores:

- movimento devido aos ventos externos;

- movimento devido diferena de temperatura;

- efeito de aberturas desiguais.

As regras gerais para construo de edifcios so:

a. Edifcios e equipamentos em geral devem ser projetados para ventilao efetiva, independente dasdirees de vento.

b. Aberturas como portas, janelas, etc. no devem ser obstrudas.

c.Uma quantidade maior de ar por rea total abertura obtida usando-se reas iguais de aberturas deentrada sada.

Ventilao geral

Consideraes gerais

A ventilao geral um dos mtodos disponveis para controle de um ambiente ocupacional. Consiste emmovimentar o ar num ambiente atravs de ventiladores; tambm chamada ventilao mecnica.

Um ventilador pode insuflar ar num ambiente, tomando ar externo, ou exaurir ar desse mesmo ambiente para oexterior. Quando um ventilador funciona no sentido de exaurir ar de um ambiente e comumente chamado deexaustor.

Num ambiente, a presso atmosfrica comum, a insuflao e a exausto provocam uma pequena variao dapresso (considerada desprezvel).Dessa forma, a insuflao chamada de presso positiva e a exausto depresso negativa.


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A ventilao geral pode ser fornecida pelos seguintes mtodos:

- insuflao mecnica e exausto natural;- insuflao natural e exausto mecnica;- insuflao e exausto mecnica.

A insuflao mecnica, ventilando ar externo num ambiente, nem sempre recomendvel, uma vez que o arexterno pode estar contaminado de impurezas, ou ainda, com temperatura e umidade relativa inadequadas.

Definies:

Vazo: Q

um volume de ar que se deslocou num ambiente ou numa tubulao na unidade de tempo, sendo v o volumemedido em:

Q = VT

Sendo V o volume medido em m (metros cbicos) ou Ft ( ps cbicos) e o T o tempo medido em: h (hora) oumin. (minutos).

Dessa forma, a vazo de ar ser medida nas unidades: m/h (metros cbicos por hora) ou Ft/min (ps cbicos

por hora), tambm escrita sob a forma CFM (cubic feet per minute).Velocidade: v

a distancia percorrida por um ponto material na unidade de tempo.

V = dt

sendo d a distncia medida em: m (metros) ou Ft ( ps ), e t o tempo medido em: s (segundos) ou min(minutos).

Dessa forma, as unidades de velocidade de ar ser: n/s (metros por segundo) ou Ft/min o ( ps por minuto)tambm escrita sob a forma FPN (feet per minute)

Taxa de renovao de ar: T

Entende-se por taxa de renovao ou numero de trocas de ar num ambiente o numero de vezes que o volumede ar desse ambiente trocado na unidade de tempo.

T = QV

Sendo Q a vazo e V o volume.

A relao entre a vazo e o volume resulta em um numero que depende somente do tempo. Por exemplo,quando a vazo expressa em m/h e o volume em m3/h, e o volume em m, resulta um numero T expresso porhora.

Ventilao geral para conforto trmico

No campo da ventilao industrial e da no industrial, a ventilao destinada de conforto trmico das maisimportantes e possui tal extenso que constitui um capitulo especial. Neste tpico sero abordados apenasconceitos bsicos sobre o assunto e sero fornecidos alguns dados preliminares para uma iniciao eelaborao de projetos, no se entrando, no entanto, nos aspectos de condicionamento de ar. Em outraspalavras, sero fornecidos alguns dados de conforto ambiental, dados para clculos de trocas (renovao),reposio e recirculao de ar em ambientes, isto , necessidades de ventilao conforme ambientesocupados pelo homem, bem como diminuio de fumos e odores por insuflamento de ar.

Temperaturas extremamente baixas no ocorrem com freqncia no Brasil, com exceo de alguns casosespordicos, em algumas localidades no sul do pas. Dessa forma, no nos referiremos, em parte alguma dotexto, a aquecimento de ar para promoo de conforto trmico, uma vez que a simples utilizao da vestimentaadequada soluciona os problemas usualmente encontrados.

Calor e conforto trmicoAspectos gerais: o homem um ser tropical por excelncia, possuindo uma capacidade bastante desenvolvidade: transpirao. Um grande numero de indivduos est, parte do tempo, exposto a temperatura, mais altas quea temperatura ambiente principalmente em seu ambiente ocupacional, onde uma serie de fatores climticos e


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no climticos conduzem a um ganho ou a uma menor dissipao de calor pelo organismo. A esse tipo deestmulo o organismo responde fisiologicamente, refletindo a severidade da exposio ao calor, para cujoequacionamento completo e adequado necessrio medir quantitativamente a ao do calor, bem como aresposta do organismo,

correlacionando-as; essa uma tarefa difcil em funo de vrios para metros intervenientes, tais comotemperatura do ar, umidade relativa, calor radiante, velocidade do ar, tipo de trabalho exercido, aclimatao,roupa utilizada e outros.

Dessa forma, torna-se necessria a fixao de critrios que permitem estabelecer os limites de exposio aocalor em diferentes tipos de trabalho e a reduo da exposio para respostas excessivas do organismo. Oscritrios assim desenvolvidos devem levar em conta no s a resposta fisiolgica, mas tambm a psicolgica, aprodutividade e a ocorrncia de desordens devido ao calor.

Renovao do ar ambiente

Requisitos de ventilao: varias medidas podem ser tomadas para se evitar a exposio de pessoas acondies de alta temperatura. Por exemplo, enclausuramento e isolamento de fontes quentes, vestimentas,barreiras protetoras, diminuio do tempo de exposio, etc.

Na tabela a seguir so indicadas as relaes de espao ocupado e vazes necessrias para varias situaes:

Tabela 2. Critrios sugeridos para projetos gerais de ventilao de ambientes (ASHRAE - American Society ofHeating Refrigerating and Air Conditioning Engineering, Guide an Data Book).

rea FuncionalTaxa de Renovao(Troca por hora) Ft

3/min por pessoa

Hospitais (sala de anestesia) 8-12 -Salas de animais 12-16 -Auditrios 10-20 10Hospitais (salas de autopsia) 8-12 10Padaria e confeitaria 20-60 -Boliches 15-30 30Igrejas 15-25 5

Hospitais (salas de citoscopia) 8-10 20Salas de aula 10-30 40Salas de conferencia 25-35 -Corredores 3-10 -Hospitais (salas 8-12 -Leiterias 2-15 -Lavagem de pratos 30-60 -Lavagem a seco 20-40 -Fundies 5-20 -Ginsios 5-30 1,5 por p quadradoGaragens 6-10 -Hospitais(salas de hidroterapia) 6-10 -Hospitais (salas de isolamento) 8-12 -Cozinhas 10-30 -Lavanderias 10-60 -Bibliotecas 15-25 10Bibliotecas 15-25 10Salas de deposito 2-15 -Pequenas oficinas 8-12 -Hospitais (suprimentos) 6-10 -Berrios 10-15 -Escritrios 6-20 10Hospitais (salas de operao) 10-15 -10-22Radiologia 6-10 -Restaurantes 6-20 10

Lojas 18-22 10Residncias 5-20 -Equipamentos telefnicos 6-10 -Salas de controle de trfego areo 10-22 10Toaletes 8-20 -


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Soldas a arco voltaico 18-22 -

Nesta tabela foi prevista a remoo de odores corporais, nvel de atividade do indivduo, bem como remoode calor.

Recomendaes gerais

As trocas de ar de at oito vezes por hora so suficientes para remover contaminantes emitidos por

ocupantes. O limite superior da faixa recomendado para remover calor e vapor em zonastemperadas. Em climas quentes, sugere-se o dobro dos valores da tabela.

Se ocorrer o uso do fumo, deve-se usar o dobro do valor da tabela (G. Woods, Pratical Guide to FaoEngineering.

No se prev uso de equipamento de limpeza de ar. O espao no deve ser inferior a 150 Ft/pessoaou 15 Ft/pessoa.

O limite inferior o mnimo e o limite superior o recomendado (mesma referncia).

Ventilao Geral Diluidora

A ventilao geral diludora o mtodo de insuflar ar em um ambiente ocupacional, de exaurir ar desse

ambiente, ou ambos, a fim de promover uma reduo na concentrao de poluentes nocivos. Essa reduoocorre pelo fato de que, ao introduzirmos ar limpo ou no poludo em um ambiente contendo certa massa dedeterminado poluente, faremos com que essa massa seja dispersada ou diluda em um volume maior de ar,reduzindo, portanto, a concentrao desses poluentes. A primeira observao a ser feita a de que essemtodo de ventilao no impede a emisso dos poluentes para o ambiente de trabalho, mas simplesmente osdilui.

A alternativa a este tipo de ventilao a ventilao local exaustora (ser vista no prximo captulo) que captaos poluentes junto fonte de emisso antes que sejam emitidos ao ambiente ocupacional. Este ultimo mtodoe sempre prefervel ventilao geral diludora, especialmente quando o objetivo do sistema de ventilao aproteo da sade do trabalhador.

Os objetivos de um sistema de ventilao geral diludora podem ser:

Proteo da sade do trabalhador: reduzindo a concentrao de poluentes nocivos abaixo de umcerto limite de tolerncia.

Segurana do trabalhador: reduzindo a concentrao de poluentes explosivos ou inflamveis abaixodos limites de explosividade e inflamabilidade.

Conforto e eficincia do trabalhador: pela manuteno da temperatura e umidade do ar doambiente.

Proteo de materiais ou equipamentos: mantendo condies atmosfricas adequadas (impostaspor motivos tecnolgicos).

Em casos que no possvel ou no vivel a utilizao de ventilao local exaustora, a ventilao geral

diludora pode ser usada.Utilizao da ventilao geral diludora

A aplicao, com sucesso, da ventilao geral diludora depende das seguintes condies

poluente gerado no deve estar presente em quantidade que excede que pode ser diluda com umadequado volume de ar.

A distancia entre os trabalhadores e o ponto de gerao do poluente deve ser suficiente paraassegurar que os trabalhadores no estaro expostos a concentraes mdias superiores ao VLT(Valor do Limite de Tolerncia)

A toxicidade do poluente deve ser baixa (deve ter alto VLT, Isto , VLT > 500 ppm)

poluente deve ser gerado em quantidade razoavelmente uniforme.

A ventilao geral diludora, alm de no interferir com as operaes e processos industriais, mais vantajosaque a ventilao local exaustora, nos locais de trabalho sujeitos a modificaes constantes e quando as fontes


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geradoras de poluentes se encontrarem distribudas no local de trabalho, mas, pode no ser vantajosa, peloelevado custo de operao, sobretudo quando h necessidade de aquecimento do ar, nos meses de inverno;contudo, seu custo de instalao relativamente baixo quando comparado com o da ventilao localexaustora. conveniente a instalao de sistemas de ventilao geral diludora quando h interesse namovimentao de grandes volumes de ar na estao quente.

Diversas razoes levam a no utilizao freqente da ventilao geral diludora para poeiras e fumos. Aquantidade de material gerado usualmente muito grande, e sua dissipao pelo ambiente desaconselhavel.

Alm disso, o material pode ser muito toxico, requerendo, portanto, uma excessiva quantidade de ar dediluio.

O principio usado para ventilao de diluio de contaminantes, com relao a aberturas e colocao deexaustores, sugerido pela (American Conference of Governmental Hygienists), comparando todas as formaspossveis (Figura 4).

NORMA ACGIH - PRINCIPIOS DE VENTILAO DILUIDORA


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Figura 4. Princpios de ventilao Diluidora - ACHIH.

Ventilao Local Exaustora

A ventilao local exaustora tem como objetivo principal captar os poluentes de uma fonte (gases, vapores oupoeiras toxicas) antes que os mesmos se dispersem no ar do ambiente de trabalho, ou seja, antes que atinjama zona de respirao do trabalhador. A ventilao de operaes, processos e equipamentos, dos quaisemanam poluentes para o ambiente, uma importante medida de controle de riscos.

De forma indireta, a ventilao local exaustora tambm influi no bem-estar, na eficincia e na segurana dotrabalhador, por exemplo, retirando do ambiente uma parcela do calor liberado por fontes quentes queeventualmente existam. Tambm no que se refere ao controle da poluio do ar da comunidade, a ventilaolocal exaustora tem papel importante. A fim de que os poluentes emitidos por uma fonte possam ser tratados


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em um equipamento de controle de poluentes (filtros, lavadoras, etc.), eles tem de ser captados e conduzidos aesses equipamentos, e isso, em grande numero de casos, realizado por esse sistema de ventilao.

Basicamente, um esquema de instalao de um sistema de ventilao local exaustora o seguinte.

Figura 5. Esquema de um sistema de ventilao local exaustora.

Princpios de exausto

Um sistema de ventilao local exaustora deve ser projetada dentro das princpios de engenharia, ou seja, demaneira a se obter maior eficincia com o menor custo possvel. Por outro lado devemos lembrar sempre que,na maioria das casos, o objetivo desse sistema a proteo da sade do homem; assim, este fator deve serconsiderado em primeiro lugar, e todos os demais devem estar condicionados a ele.

Muitas vezes, a instalao de um sistema de ventilao local exaustara, embora bem dimensionada, podeapresentar falhas que a tornem inoperante, pela no observncia de regras bsicas na captao de poluentesna fonte.

O enclausuramento de operaes ou processos, a direo do fluxo de ar, entre outros fatores, so condiesbsicas para uma boa captao e exausto dos poluentes

Como exemplo, a Figura 6, a seguir, ilustra a maneira correta de se proceder, comparada com as situaesque tornam a exausto inoperante, nos casos especficos de descarregamento de correias transportadoras etanques de lavagem.

A ACGIH possui padres de exausto da maioria dos processos e operaes industriais, com forma edimenses normalizadas.

ACGIH- PRINCIPIOS DE EXAUSTO


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Figura 6. Princpios de exausto - ACGIH.

Captores (Coifas)

So pontos de captura de poluentes, que, dimensionados convenientemente para uma fonte poluidora , iro

enclausurar parte da fonte e, com um mnimo de energia ,consegue-se a entrada destes poluentes para osistema de exausto.

Esses captures devem induzir, na zona de emisso de poluentes, correntes de ar em velocidades tais queassegurem que os poluentes sejam carregados pelas mesmas para dentro do captor.


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Em casos especiais, formas de captores devem ser desenhadas. Usualmente as dimenses do processo ouoperao determinam as dimenses do captor e sua forma.

Vrios tipos de captores so utilizados nas mais diversas aplicaes industriais (vide Figura 7).

Figura 7. Tipos de captores (coifas)

A Figura 8, a seguir, mostra em detalhes um captor enclausurante para trabalhos com esmeris.

Para este caso, a ACGIH estabelece condies bsicas, tais como dimenses em relao ao disco e vazesde ar mnimas, sendo considerado pssimo o enclausuramento quando a rea do disco exposta exceder a25%.

Evidentemente, estes valores so obtidos a partir de dados experimentais e aps testes comparativos cominmeros materiais de ensaio.


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Figura 8 - Norma para captor de disco de esmeril.

Sistema de dutos (dimensionamento)

Una linha de dutos dever ser instalada de acordo com o layout geral da fbrica, interligando captores ( coifas)ao sistema de coleta. Esta linha dever ser do menor comprimento possvel a fim de minimizar a perda decarga, consumindo dessa forma menos energia. Isto significa que o sistema de coleta constitudo por umexaustor-coletor dever ser instalado o mais prximo possvel dos pontos de captao ( coifas ou captores).

Para o dimensionamento de dutos e captores, bem como das singularidades ao longo deles, oprojetista deverlevar em considerao as vazes necessrias para cada captor, velocidade de transporte recomendada para otrecho principal dos dutos e as devidas perdas de carga, a fim de determinar a potncia do motor e ventilador,bem como das seces dos dutos.


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Para tanto, a American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) e demais literaturas arespeito possuem toda a informao necessria para o clculo das perdas de carga, expressas em milmetrosou polegadas de coluna de gua. Por convenincia, podem ser adotados:

tubos: seco circular;

cotovelos: 90

conexes : 30

raios de curvatura: r = 2d (duas vezes o dimetro do duto).

desaconselhavel o uso de tubos de seco retangular para sistemas de exausto, por apresentarem cantosvivo, que facilitam a deposio de poeira, e que exigem, portanto, motor de maior potncia para manter aeficincia necessria; Alan disso, haver um maior desgaste dos dutos, implicando em freqentesmanutenes. interessante a adoo de valores fixos (por exemplo, raio de curvatura r = 2d), o que significaque todas as curvaturas sero semelhantes, dando um aspecto arquitetnico a instalao, mesmo compequeno acrscimo de perda de carga.

A Figura 9, a seguir, mostra uma instalao dutos interligados a um coletor e um exaustor.

Figura 9 - sistema de dutos.

Ventiladores

So os responsveis pelo fornecimento de energia ao ar, com a finalidade de movimenta-lo, quer seja emambientes quer seja em sistema de dutos.

A funo bsica de um ventilador , pois, mover uma dada quantidade de ar por um sistema de ventilao a eleconectado.

Assim o ventilador deve gerar uma presso esttica suficiente para vencer as perdas do sistema e umapresso cintica para manter o ar em movimento.

Basicamente, h dois tipos de ventiladores: os axiais e os centrfugos, conforme a Figura 10.

A) - Axial

Figura 10a

Tipo de ventilador axial.

O ventilador de hlice (Figura 10a) consiste em uma hlice montada em uma armao de controle de fluxo,com o motor apoiado por suportes normalmente presos estrutura dessa armao. O ventilador projetadopara movimentar o ar de um espao fechado a outro a presses estticas relativamente baixas. O tipo dearmao e posio da hlice tem influncia decisiva no desempenho do ar e eficincia do prprio ventilador.


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b) Centrfugo

Figura 10b - tipo de ventilador centrfugo.

b) Ventiladores centrfugos

Um ventilador centrfugo (Figura 10b) consiste em um rotor, uma carcaa de converso de presso e ummotor. O ar entra no centro do rotor em movimento na entrada, e acelerado pelas palhetas impulsionado daperiferia do rotor para fora da abertura de descarga.

Vantagens e desvantagens

Os tipos principais de ventiladores Axiais e Centrfugos so os da Figura 11

As principais vantagens essenciais de cada tipo so dadas a seguir.

a) - Axial propulsor. tipo mais barato para mover grandes volumes de ar a baixas presses, sendofreqentemente utilizado para circulao de ar ambiente. Figura abaixo.

Figura 11a - Axial Propulsor

b) Axial comum - Possui ampla calota central, que possibilita sua utilizao a presses mais elevadas. freqentemente usado em ventilao de minas subterrneas e, em algumas ocasies, em industrias. Nessetipo de ventilador, a forma das ps muito importante, e eles no devem ser usados onde haja risco de erosoe corroso.

Figura 11b - Axial Comum


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c) Tubo-axial - Trata-se de um propulsor, com ps mais grossas mais largas, colocado dentro de um tubo, oque permite direta conexo como dutos.

Figura 11c - Tubo axial

d) Centrfugo, ps para trs - Possui duas importantes vantagens: 1 - apresenta maior eficincia e auto-limitao de potncia. Isso significa que, se o ventilador est sendo usado em sua mxima potncia, o motorno ser sobrecarregado por mudanas de sistema de dutos. um ventilador de alta eficincia e silencioso, setrabalhar num ponto adequado.

Figura 11d - Centrfugo com ps para trs

e) Centrfugo, ps radiais - Um ventilador robusto, para movimentar efluentes com grande carga de poeira,poeiras pegajosas e corrosivas. Apresenta menores possibilidades de "afogar", sendo usado para trabalhosmais pesados. A eficincia desse tipo de ventilador baixa, e seu funcionamento, barulhento.

Figura 11e - Centrfugo com ps radiais.f) Centrfugo, ps para frente - Mais eficiente, tem maior capacidade exaustora a baixas velocidades, e no adequado para trabalhos de alta presso nem para altas cargas de poeira, apresentando problemas freqentesde corroso, se mal utilizado.

Figura 11f - Centrfugo com ps para frente


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Leis dos ventiladores

J vimos que a vazo varia com a rotao, que a presso desenvolvida varia com o quadrado da rotao e quea potncia varia com o cubo da rotao. Essas relaes, acrescidas das que mostram a variao da vazo, dapresso e da potncia, com a densidade do fluido e o tamanho do ventilador, constituem as chamadas leis dosventiladores.

Usaremos a seguinte nomenclatura:D = dimetro de ventilador (ps);

Q = vazo exaurida (ps /min) presso esttica (pol. de H20);

SP = rotaes por minuto;

HP = potncia transferida ao fluido (em horse power);

= capacidade do ventilador (lb./min);

= densidade do fluido gasoso (lb./pe);

= eficincia mecnica do ventilador.

As leis dos ventiladores podem ser expressas conforme segue.

a. Para um dado ventilador exaurindo um gs de densidade constante,

1 = Q1 = rpm1 2 Q2 rpm2

SP1 = (rpm1)SP2 (rpm2)

HP1 = (rmp1)HP2 (rpm2)3

b ) Para um dado ventilador a rotao constante;

Q = constante, 1 = P12 P2

SP1 = P1SP2 P2

HP1 = P1HP2 P2

C) Avariao com o tamanho de d :

Q1 = {d1}Q2 {d2}

SP1 ={d1}SP2 {d2}

HP1 ={d1}HP2 {d2}

A variao da vazo com a rotao faz com que muitos se proponham a aumenta-la com o objetivo deconseguir maiores vazes. Vale pois, lembrar o aumento da potncia com o cubo da rotao, fazendo com queo motor originalmente utilizado nem sempre suporte esse aumento, havendo risco de que seja danificado.Cuidados de ordem estrutural do ventilador tambm devem ser tomados.

Curva caracterstica

A eficincia pode ser computada e plotada pelo usoda seguinte relao:


18/18

N = Q x SP_6356 x HP

Cada curva correspondente a um tamanho, a uma rotao e a una densidade. Se houver mudana em umdesses parmetros, a curva mudar, de acordo com a lei dos ventiladores. A forma da curva depende, emparte, do tipo de ventilador.

Dados necessrios para a seleo correta de um ventilador

Capacidade ou Vazo?

Presso Esttica ou Total?

Potncia Absorvida?

O ventilador ser centrfugo ou axial?

Pode ser silencioso, de mdio ou alto rudo?

Vai aspirar ar limpo, sujo, com ps, fiapos ou corrosivos?

Sendo corrosivo, quais so os agentes?

Qual a temperatura do ar aspirado?

Qual o dimetro da pea onde vai ser ligado o ventilador, se for o caso?

Trata-se de instalao de ventilao para fins de conforto ou para fins de aspirao de poeiras, outroca de calor, ou de ar condicionado, civil ou industrial, ou torres de arrefecimento de gua, ou decabine de pintura?

No sabendo a capacidade, indicar o volume do ambiente, o numero de pessoas presentes, a potnciainstalada, os Kg/Hora de leo queimado, etc.

No caso de o ventilador ser centrfugo, indicar a posio da boca de sada, olhando do lado do motorou da polia.

Qual o dimetro e o comprimento dos dutos onde vai ser ligado o ventilador?

Quantas curvas tem esse duto?

Esse duto termina na atmosfera ou dentro de una mquina? Como se chama essa mquina?

Se vai aspirar de uma coifa ou captor, quais as suas dimenses?

No caso de substituio de ventilador existente, indicar:

Motor = Potncia em HP................................. RPM.......................... Volts.............

Transmisso direta ou por polia?..................... Material de que feito................

58109073 nocoes de ventilacao industrial

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