da Exposição à SCR por Divo Quintela (ADAI Departamento de Engenharia Mecânica UC)

Transcrição

1 A Ventilação como Medida Preventiva da Exposição à SCR por Divo Quintela (ADAI Departamento de Engenharia Mecânica UC) Seminário Campanha Nacional de Prevenção dos Riscos de Exposição à Sílica Organização Paulo Pires CTCV, Coimbra, 17 de Dezembro de de Outubro de 2003

2 Qualidade d do Ar Algures, num país desenvolvido... In the opinion of some WHO experts, up to 30 percent of new or remodelled commercial buildings may have unusually high h rates of health h and comfort complaints from occupants that may potentially be related to indoor air quality. e na indústria?!... Conduta de ventilação

3 Melhoria da Qualidade do Ar SUBSTITUIÇÃO de processos, equipamentos oumatérias ISOLAMENTO da fonte emissora dos contaminantes ou dos trabalhadores VENTILAÇÃO

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6 ACGIH NP 1796 VLE S MP (8 h ) n C n n Cn VLE > 1 VLE i= i1 n n > 1 No caso da exposição a misturas de substâncias, considera-se que o VLE foi excedido quando a soma dos quocientes da concentração de cada componente da mistura pelo respectivo VLE for superior à unidade

7 Ventilação É o processo de insuflação e de extracção de ar para ou de um espaço através de meios naturais ou mecânicos e que tem por objectivo a remoção de: Contaminantes gasosos e partículas Calor Ventilação Geral Localizada Natural Forçada

8 Ventilação Localizada O contaminante do ar é captado na fonte, impedindo a sua dispersão pela atmosfera dos locais de trabalho. O ar contaminado é transportado através de um sistema de condutas, sob acção da pressão estática desenvolvida pelo ventilador, passando eventualmente por um sistema de limpeza antes de ser libertado na atmosfera.

9 Ventilação Localizada Condutas Campânulas Filtro Ventilador

10 Campânulas Captadoras as Receptoras Confinadoras

11 Campânulas Captadoras Aproximar a campânula da fonte Envolver a fonte Reduzir a influência das perturbações do ar Aumentar eficácia de captação: deflector Condição de dispersão do contaminante Velocidade de captura [m/s] Libertado sem velocidade inicial ca para a ar 0,25-0,5 0,5 estagnado Libertado a baixa velocidade em ar com 0,5-1 velocidade moderada Libertado a média velocidade numa zona com 1,0-2,5 fortes correntes de ar Libertado a elevada velocidade numa zona com muito fortes correntes de ar 2,5-10

12 Velocidade de Captura V(x)/V f V V ( x ) A f f = 2 10x + A f x/d

13 Caudais Recomendados Q = 3, 7LVx Q = 2, 6LVx 2 2 ( 10 x A ) Q = 0,75V ( 10x + A ) Q = V ( 10 x A ) Q = 0,75 V ( 10 x + A ) Q = V +

14 Campânulas Captadoras Posicionar a campânula de modo a tirar partido de uma direcção preferencial de geração do contaminante Aplicações: processos a quente, máquinas de polimento de superfícies, etc

15 Condutas Material deve ser resistente aos contaminantes e às temperaturas de serviço (usualmente aço galvanizado ou ferro fundido) Secção rectangular ou circular; estas últimas têm maior resistência estrutural e impõemmenoresperdas energéticas Velocidades mínimas recomendadas Contaminante V [m/s] Gases, Fumos e Vapores 7,6-10,2 Partículas 17,8-22,9

16 Perdas de Energia nas Condutas Contínuas (atrito) Localizadas Δ p f = f L D V ρ 2 2 Δp f perdas por atrito f coeficiente de Darci L comprimento da conduta D diâmetro da conduta Curvas Δ p = K θ 90 p loc 90 p v Expansões/Contracções Nós (uniões)

17 Perdas nos Nós θ K 10 0, ,09 Máx 15º , , ,18 θ 35 0, , , , , ,00

18 Condutas Boas Práticas Escolher um material com a menor rugosidade possível Evitar curvas de ângulo apertado Construir curvas com o mais elevado raio de curvatura possível Ei Evitar alterações bruscas de área da secção transversal Orientar as condutas que se unem num ponto segundo um ângulo recomendado entre elas de 30º

19 Dispositivos de Limpeza do Ar Razões ambientais: tratando se de contaminantes com elevada toxicidade, não é admissível trocar um problema de qualidade do ar interior por um problema de poluição atmosférica, com o risco acrescido de reentrada do contaminante no interior Razões económicas: certos produtos recuperados podem ser reintegrados nos processos, representando um benefício económico (ex: poeiras da indústria cerâmica)

20 Tipos de Dispositivos Partículas Gases e Vapores separadores gravíticos separadores centrífugos separadores por filtragem separadores electrostáticos separadores por via húmida separadores por absorção separadores por adsorção separadores químicos

21 Separadores Gravíticos A velocidade d do escoamento diminui devido ao aumento da área da secção transversal e as partículas mais pesadas descrevem uma trajectória descendente e são recolhidas na parte inferior da câmara. Vantagens Baixos custos de funcionamento e de manutenção Induz baixa perda de pressão Desvantagens Elevadas dimensões Baixa eficiência para partículas com diâmetro inferior a 50 μm

22 Ciclones Oaré introduzidonocorpocilíndricoedescreve d d d uma trajectória circular no sentido descendente. Devido à força centrífuga, as partículas são projectadas contra as paredes e caem na secção inferior cónica. Vantagen ns Des svantagen ns dimensões moderadas (fácil integração nos sistemas) custos de manutenção reduzidos (não possuem partes móveis) Baixa eficácia de recolha de partículas comumdiâmetroinferiora10 μm. Para valores inferiores as velocidades requeridas exigem o dispêndio de muita energia

23 Filtros Nos filtros, as partículas são recolhidas num meio poroso à medida que este é atravessado pelo ar extraído. Os mais usuais dispõem de um meio filtrante de tecido, sob a forma de mangas alongadas e esbeltas, no exterior das quais se depositam as partículas. A limpeza das mangas é efectuada por meio de um movimento vibratório i da estrutura suportante, ou através de um jactobruscodearcomprimido,sempreque o grau de colmatagem das mangas seja superior ao valor para o qual está calibrado osistema.

24 Filtros Vantagens Em comparação com os ciclones, il os filtros apresentam uma eficácia de retenção superior, inclusivamente para as partículas de muito pequena dimensão Desv vantagen ns dimensões elevadas custos de funcionamento e de manutenção elevados, devido à substituição periódica das mangas. inadequados para situações em que o ar extraído ou as próprias partículas apresentem uma taxa elevada de humidade

25 Separadores por Via Húmida Os separadores por via húmida baseiam o seu funcionamento na recolha das partículas através do contacto com um líquido (geralmente água) finamente disperso. Vantag gens Desv vantagens Dimensões reduzidas requerem uma energia muito elevada para recolher partículas de pequena dimensão induzem no sistema uma perda de pressão muito elevada

26 VentLoc Aplicação Informática para o Dimensionamento de Sistemasde Ventilação Localizada

27 Objectivos Desenvolver uma aplicação informática para o apoio ao desenvolvimento de sistemas de ventilação localizada Contribuir para umautilizaçãoracional utilização da energia, ao mesmo tempo que se procura obter níveis de eficiência de captura elevados Sensibilizar paraos problemasdecorrentes da exposição às poeiras

28 Estrutura do programa Geometria Propriedades Coeficientes Cálculo Condutas Ar Nós Campânulas Materiais Curvas Filtro Ventilador Velocidade mínima nas condutas

29 Campânulas

30 Perdas nas Curvas

31 Filtro / Ciclone Introdução do dispositivo de limpeza do ar

32 Configuração do sistema Representação isométrica

33 Poluição Atmosférica As condições de dispersão atmosférica de efluentes gasosos emitidos por chaminés são em muitos casos afectadas pela influência aerodinâmica de edificações contíguas. Não raras vezes, sob determinados regimes de vento e condições atmosféricas, verifica se que uma parte significativa dos contaminantes lançados na atmosfera acabam por reentrar nas instalações, afectando a qualidade do ar interior e as condições de trabalho.

34 Poluição Atmosférica Predicting maximum ground level concentrations (SO 2 ) Flat terrain With terrain elevation and building downwash effects

35 Poluição Atmosférica Vl Valor máximo ái horário da concentração de NO x h=22.63m h=37.63m

36 Boas Práticas Confinar a fonte Respeitar o projecto inicial Avaliar A efeitos de adaptações a novas exigências de desempoeiramento Manutenção Avaliar exposições (In)Formar operadores e responsáveis

37 Conclusões Análise e prevenção dos riscos Organização do trabalho Avaliação correcção / actualização Participação dos intervenientes e avaliação, avaliação...

38 Bibliografia American Conference of Governmental Industrial Hygienists, Industrial Ventilation Manual A Manual of Recomended Practice, 19 th Edition, Burgess, W. A., Ellenbecker, M. J., Treitman, R. D., Ventilation For Control of the Work Environment, John Wiley & Sons, Inc., Wark, K., Warner, C. F., Air Polution Its Origin And Control, Second Edition, Harper Collins Publishers. 1981,. Global Educational & Consulting Services, Industrial Ventilation Design, Pires, P., VentLoc - Aplicação Informática para o Dimensionamento de Sistemas de Ventilação Localizada, ADAI-IDICT, Pires, P., Gaspar, A.R. e D.A Quintela, Desempoeiramento de Locais de Trabalho blh naindústria Cerâmica. Revista Kéramica, Ano XXIX, nº 262, Novembro de 2003, pp