Núcleo de Pós-Graduação Pitágoras

Escola Satélite

Curso de Especialização em Engenharia de Segurança do

Trabalho

DISCIPLINA: HIGIENE OCUPACIONAL IV

Aula 60 – VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA

Parte I da Aula 60

Profª Eliane Lara Chaves

Engª Mecânica

VENTILAÇÃO GERAL

É A MOVIMENTAÇÃO DO AR OU GÁS POR MEIOS NATURAIS OU MECÂNICOS

CLASSIFICAÇÃO DA VENTILAÇÃO

• VENTILAÇÃO NATURAL

• VENTILAÇÃO DE CONFORTO TÉRMICO

• VENTILAÇÃO DILUIDORA

• VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA

OBJETIVO

• MANTER O GÁS OU AR NA TEMPERATURA ADEQUADA

• VELOCIDADE REQUERIDA • NÍVEIS DE IMPUREZA ENTRE CERTOS LIMITES • COMPOSIÇÃO ADEQUADA

AS IMPUREZAS SE CLASSIFICAM: - MATERIAL PARTICULADO - GASES E VAPORES NOCIVOS - VAPOR DE ÁGUA EM EXCESSO - CALOR EXCESSIVO

FUNÇÃO

TROCAR O AR CONTAMINADO E AQUECIDO POR AR LIMPO E FRESCO

MÉTODOS DE VENTILAÇÃO GERAL

- INSUFLAÇÃO

- EXAUSTÃO

- INSUFLAÇÃO E EXAUSTÃO

FINALIDADE

- MANTER A SEGURANÇA DO TRABALHADOR

- MANUTENÇÃO DA SAÚDE DO TRABALHADOR

- CONSERVAÇÃO DE MATERIAIS E EQUIPAMENTOS

- REFRIGERAÇÃO OU AQUECIMENTO DO AR

- RESTABELECER AS CONDIÇÕES ATMOSFÉRICAS

Para determinar a quantidade de ventilação e movimento do ar requerido deve-se levar em conta

os fatores abaixo: • Dimensão do local (galpão, edifício, etc.) • Número e tipo de ocupantes e suas atividades • Transmissão de calor dos equipamentos • Radiação solar • Umidade relativa

(Cont.) • Temperatura do ar interno e externo • Se a emissão é de particulados, ou vapor, ou gás, etc. • Se é particulado, qual o tipo, granulometria • Se é particulados, qual a composição e concentração • Se é para conforto térmico, segurança do trabalho,

proteção do equipamento.

VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA

VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA

• A ventilação local consiste na exaustão do ar junto à fonte de produção de um poluente nocivo à saúde, antes de sua dispersão na atmosfera ambiente.

• A ventilação local exaustora tem como objetivo a proteção da saúde do trabalhador e sua segurança além também da proteção dos equipamentos.

Basicamente um sistema de ventilação local exaustora

esquematizado consiste em pelo menos nos seguintes

componentes:

O sistema a seguir é também um esquema de sistema de ventilação local exaustora, porém para trabalhar com efluentes sem material particulado, corrosivo

ou abrasivo.

Outro exemplo de ventilação local exaustora

COMPONENTES 1. Captor : ponto de entrada dos gases a serem

exauridos pelo sistema. 2. Sistemas de tubulações : responsável pelo

transporte dos gases captados. 3. Equipamento de controle : destina-se a reter os

poluentes impedindo o seu lançamento para atmosfera. É utilizado quando necessário.

4. Ventilador : responsável pelo fornecimento de energia necessária à movimentação dos gases

DIMENSIONAR UM SISTEMA DE VENTILAÇÃO LOCAL

EXAUSTORA CONSISTE EM DIMENSIONAR TODOS OS

ITENS PRESENTES NO SISTEMA ESQUEMÁTICO

APRESENTADO, MAS COMEÇANDO PRINCIPALMENTE

EM ANALISAR :

A FONTE GERADORA DOS EFLUENTES.

CAPTOR • determinar suas formas; • dimensões; • sua posição relativa à fonte de poluentes; • requisitos de vazão; • requisitos de energia; • velocidade de controle.

A vazão de ar a ser exaurida pelo captor deverá ser tal que garanta que todos os poluentes gerados pela fonte sejam captados.

Requisitos de vazão

Os requisitos de vazão são determinados pelos

requisitos de velocidade de controle ou velocidade dos

pontos de geração de poluentes e da área de abertura

do captor determinada pela forma do captor e sua

posição relativa à fonte.

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

TIPOS DE CAPTOR

Enclausuramento com exaustão:

a fonte fica dentro do captor.

Cabines

um lado todo aberto

Captor externo

o captor é colocado externamente à fonte

Captor receptor

o captor é colocado estrategicamente de modo a receber o fluxo poluente induzido pela própria operação.

SISTEMA DE TUBULAÇÕES

SISTEMA DE TUBULAÇÕES

• determinar o arranjo físico do sistema de dutos;

• comprimento da tubulação;

• seção da tubulação;

• singularidades (curvas, transições, etc.);

• 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

EQUIPAMENTOS DE CONTROLE

É o equipamento responsável pelo tratamento do poluente a ser exaurido antes de ser descartado para atmosfera.

Este equipamento será escolhido em função do material poluente a ser limpo, da granulometria, da emissão desejada e da eficiência requerida.

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.

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. • Normalmente utilizada como pré-coletor de material

com particulado grande.

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 CENTRIFUGOS

Ciclone é um tipo de coletor centrífugo o qual a força centrífuga aplicada sobre a partícula é varias vezes mais intensas 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.

• 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.

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 98% de particulados retidos.

ALGUMAS FOTOS DE EQUIPAMENTOS DE

CONTROLE AMBIENTAL IMPLANTADOS EM

SIDERÚRGICAS DA CIDADE DE SETE LAGOAS

Filtro de mangas do sistema de desempoeiramento

Filtro de mangas com ventilador, chaminé e tubulações do sistema

de desempoeiramento da descarga de carvão vegetal.

Descarga de carvão vegetal com sistema de

desempoeiramento interligado ao filtro de mangas.

Descarga de carvão vegetal com sistema de

desempoeiramento interligado ao filtro de mangas.

Coifa e tubulações do sistema de desempoeiramento do

peneiramento de carvão vegetal.

Multiciclone do sistema de desempoeiramento do gás de alto forno.

FILTRO DE MANGAS

LAVADOR VENTURI E CÂMARA GRAVIM[ETRICA

LAVADOR VENTURI E CÂMARA GRAVIMÉTRICA

LAVADOR VENTURI

LAVADOR DE GÁS E BALÃO

FILTRO DE MANGAS

Filtros de mangas dos sistemas de desempoeiramento da descarga e peneiramento de carvão vegetal.

Montagem do filtro de mangas do sistema de

desempoeiramento da descarga de carvão vegetal.

VENTILADORES

VENTILADORES

Escolher adequadamente o ventilador é determinar:

• 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.

A função do Ventilador 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.

VENTILADOR AXIAL PROPULSOR

VENTILADOR TUBO AXIAL

É um propulsor com pás mais grossas e mais largas, que permite a conexão direta com dutos.

CENTRIFUGO 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.

CENTRIFUGO COM PÁS RADIAIS

Robusto para transportar grande carga de poeira seca, pegajosa e corrosiva. Baixa eficiência e barulhento.

CENTRIFUGO DE PÁS PARA TRÁS

Maior eficiência, silencioso, trabalha com ar limpo ou ligeiramente empoeirado.

ESCOLHA DO VENTILADOR

• Vazão requerida – pés3 /min , m3/h

• Pressão estática do ventilador – mmca,

pol de ca

• Tipo de fluido – grau de poeira, presença de material fibroso, pegajoso e inflamável.

• Temperatura dos gases

ESCOLHADO DO VENTILADOR

• Limitação de espaço

• Nível de ruído

• Eficiência

• Tipo de transmissão

• Posição de descarga

• Posição do motor

LEIS DO VENTILADOR

• Vazão varia com a rotação.

• Pressão varia com o quadrado da rotação.

• Potência varia com o cubo da rotação.

• Além da variação da potência, vazão, pressão com a densidade do fluído e com o tamanho do ventilador.

As leis do ventilador podem ser expressas para um dado ventilador exaurindo um gás de densidade constante

W1 = Q1 = RPM1 W – Capacidade do vent. Lb/min W2 Q2 RPM2 Q – Vazão – pés3/min RPM – Rotação por minuto Pst1 = (RPM1)2 Pst – Pressão estática – pol ca Pst2 (RPM2)2 HP - Potência HP1 = (RPM1)3 HP2 (RPM2)3

Para um ventilador de rotação constante a vazão também constante.

• W1 = @1 = Pst1 = HP1

W2 @2 Pst2 HP2

@ - Densidade do fluido Lb/pés3

Variação com o tamanho do diâmetro (d) • Q1 = (d1)3 Q2 (d2)3

• Pst1 = (d1)2

Pst2 (d2)2

• HP1 = (d1)5

HP2 (d2)5

d – Diâmetro rotor - pés

Eficiência estática

n = Q(pés3/min) . Pst(pol.ca) 6356 . HP(potência)

n = Q(m3/h) . Pst(mmca) 3600 . 75 . CV (potência) n – Eficiência mecânica

PARTE II