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Núcleo de Pós-Graduação Pitágoras
Escola Satélite
Curso de Especialização em Engenharia de Segurança do
Trabalho
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DISCIPLINA: HIGIENE OCUPACIONAL IV
Aula 60 – VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
Parte I da Aula 60
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Profª Eliane Lara Chaves
Engª Mecânica
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VENTILAÇÃO GERAL
É A MOVIMENTAÇÃO DO AR OU GÁS POR MEIOS NATURAIS OU MECÂNICOS
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CLASSIFICAÇÃO DA VENTILAÇÃO
• VENTILAÇÃO NATURAL
• VENTILAÇÃO DE CONFORTO TÉRMICO
• VENTILAÇÃO DILUIDORA
• VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
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OBJETIVO
• MANTER O GÁS OU AR NA TEMPERATURA ADEQUADA
• VELOCIDADE REQUERIDA • NÍVEIS DE IMPUREZA ENTRE CERTOS LIMITES • COMPOSIÇÃO ADEQUADA
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AS IMPUREZAS SE CLASSIFICAM: - MATERIAL PARTICULADO - GASES E VAPORES NOCIVOS - VAPOR DE ÁGUA EM EXCESSO - CALOR EXCESSIVO
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FUNÇÃO
TROCAR O AR CONTAMINADO E AQUECIDO POR AR LIMPO E FRESCO
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MÉTODOS DE VENTILAÇÃO GERAL
- INSUFLAÇÃO
- EXAUSTÃO
- INSUFLAÇÃO E EXAUSTÃO
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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
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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
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(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.
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VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
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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.
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Basicamente um sistema de ventilação local exaustora
esquematizado consiste em pelo menos nos seguintes
componentes:
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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.
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Outro exemplo de ventilação local exaustora
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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
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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.
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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.
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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.
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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
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TIPOS DE CAPTOR
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Enclausuramento com exaustão:
a fonte fica dentro do captor.
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Cabines
um lado todo aberto
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Captor externo
o captor é colocado externamente à fonte
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Captor receptor
o captor é colocado estrategicamente de modo a receber o fluxo poluente induzido pela própria operação.
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SISTEMA DE TUBULAÇÕES
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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.
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EQUIPAMENTOS DE CONTROLE
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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• 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.
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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.
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• 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.
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ALGUMAS FOTOS DE EQUIPAMENTOS DE
CONTROLE AMBIENTAL IMPLANTADOS EM
SIDERÚRGICAS DA CIDADE DE SETE LAGOAS
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Filtro de mangas do sistema de desempoeiramento
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Filtro de mangas com ventilador, chaminé e tubulações do sistema
de desempoeiramento da descarga de carvão vegetal.
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Descarga de carvão vegetal com sistema de
desempoeiramento interligado ao filtro de mangas.
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Descarga de carvão vegetal com sistema de
desempoeiramento interligado ao filtro de mangas.
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Coifa e tubulações do sistema de desempoeiramento do
peneiramento de carvão vegetal.
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Multiciclone do sistema de desempoeiramento do gás de alto forno.
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FILTRO DE MANGAS
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LAVADOR VENTURI E CÂMARA GRAVIM[ETRICA
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LAVADOR VENTURI E CÂMARA GRAVIMÉTRICA
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LAVADOR VENTURI
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LAVADOR DE GÁS E BALÃO
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FILTRO DE MANGAS
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Filtros de mangas dos sistemas de desempoeiramento da descarga e peneiramento de carvão vegetal.
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Montagem do filtro de mangas do sistema de
desempoeiramento da descarga de carvão vegetal.
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VENTILADORES
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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.
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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
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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.
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VENTILADOR AXIAL PROPULSOR
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VENTILADOR TUBO AXIAL
É um propulsor com pás mais grossas e mais largas, que permite a conexão direta com dutos.
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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.
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CENTRIFUGO COM PÁS RADIAIS
Robusto para transportar grande carga de poeira seca, pegajosa e corrosiva. Baixa eficiência e barulhento.
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CENTRIFUGO DE PÁS PARA TRÁS
Maior eficiência, silencioso, trabalha com ar limpo ou ligeiramente empoeirado.
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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
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ESCOLHADO DO VENTILADOR
• 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.
• Além da variação da potência, vazão, pressão com a densidade do fluído e com o tamanho do ventilador.
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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
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Para um ventilador de rotação constante a vazão também constante.
• W1 = @1 = Pst1 = HP1
W2 @2 Pst2 HP2
@ - Densidade do fluido Lb/pés3
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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
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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
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PARTE II