PÓ E CAVACOS Como já foi constatado na aula sobre Saúde e Segurança na Marcenaria depois do ruído o ponto que mais incomoda os funcionários de uma indústria moveleira é o pó. E apesar deste incômodo é realmente surpreendente o quanto esse assunto ainda é desprezado. Em todas as operações onde madeira ou placas derivadas da madeira são desintegrados, surgem o pó e os cavacos. Convém eliminá-los imediatamente já no local onde os mesmos surgem, pois: Aumentam os riscos de acidentes; Eventualmente prejudicam o bom funcionamento das máquinas (especialmente quando se trata de complexos e centros de usinagem); Aumentam o risco de incêndio e explosão; e São prejudiciais à saúde.
EXAUSTÃO Esquema operacional de um equipamento de exaustão Um equipamento de exaustão trabalha de acordo com os seguintes princípios: Coleta de pó e cavacos junto às máquinas; Exaustão através dos correspondentes ventiladores; Remoção por meio de tubulações flexíveis e rígidas; Separação do ar da remoção; Filtragem do ar de remoção e desvio para a atmosfera; Armazenagem dos cavacos e pó.
EXAUSTÃO Esquema operacional de um equipamento de exaustão Tubulação Filtros Válvula Ventilador Máquina de usinagem de madeira Recipiente coletor
Exaustão individual Ela só é usada quando houver uma máquina que precisa de uma exaustão muito forte, então entra em ação um sistema individual (por exemplo, uma plaina de 4 faces com 4 até 9 eixos de ferramentas). Para pequenas empresas com poucas máquinas existe um equipamento de aspiração móvel, que em cada caso é ligado na própria máquina com a qual se está operando no momento. Nesses pequenos equipamentos móveis de aspiração deve-se prestar atenção para que se trate de um equipamento de ar limpo, pois ele se encontra em áreas da empresa.
Exaustão individual - Equipamentos de alta pressão Em equipamentos de alta pressão os ventiladores estão situados entre as máquinas beneficiadoras de madeira e o removedor de pó ou o equipamento filtrante. O ventilador aspira o ar poluído com cavacos e pó, que em seguida é impelido contra o equipamento filtrante. Os equipamentos de alta pressão são de construção simples e por isso são baratos! O tipo de construção mais comum apresenta o saco de filtro do lado de cima e o saco de cavacos do lado de baixo. O ar bruto infla os sacos de filtro e o saco coleta os cavacos. A desvantagem desse esquema é que a alta pressão no interior do filtro impele o pó para fora, de modo que ao menor vazamento, esse sai do removedor de pó ou do equipamento filtrante e se assenta novamente na área.
Exaustão individual - Equipamentos de baixa pressão Em equipamentos de ar limpo (ou de baixa pressão) o ventilador está situado atrás do filtro. O ar carregado com pó e cavacos é aspirado e limpo por meio do filtro antes de passar pelo ventilador. A caixa do removedor de pó ou do equipamento filtrante estão sob baixa pressão, por isso os equipamentos de ar limpo também são chamados de equipamentos de baixa pressão. O esquema só funciona com um filtro completo. Em vazamentos o ar do ambiente é aspirado na área de filtragem, como forma de compensação de pressão, portanto, não há como algum pó escapar. Porém, é de se esperar que esse sistema seja o mais caro!
Exaustão central Trata-se de equipamento mais usado, principalmente em pequenas empresas. Todas as máquinas são ligadas a um único sistema de exaustão com ventilador. Os investimentos são bem menores, se comparados a outros sistemas e como desvantagem surgem custos operacionais mais altos. E para que haja uma boa aspiração devem ser fechadas as tubulações das máquinas que não estiverem operando.
Exaustão em grupo Na exaustão em grupo as máquinas a serem aspiradas são reunidas em grupo de aspiração, baseados em aspetos técnicos de produção e de espaço. Nesse esquema cada grupo recebe um ventilador baseado no rendimento de exaustão necessário. Os custos de investimento estão acima dos da exaustão central, mas em compensação os custos operacionais são menores, pois os tamanhos dos ventiladores podem ser adequados às necessidades ou então grupos inteiros de máquinas podem ser desligados.
Componentes de um equipamento de exaustão Num equipamento cada processo de aspiração é calculado individualmente, de acordo com a realidade de cada empresa. Isso fica condicionado a uma coleta exata das diversas condições nas máquinas, além das velocidades e quantidades de ar prescritas pelo fabricante. Isso exige também um cálculo preciso das quantidades necessárias de ar para os diversos ventiladores, além das resistências dos tubos e outros. Para exaustões em grupo é preciso fazer um bom planejamento de quais máquinas devem ser reunidas e como será feito, para que os caminhos dos tubos sejam os mais curtos possíveis. Com isso reduz-se as resistências e o tempo de equipamento ligado.
Componentes de um equipamento de exaustão - Coletor de cavacos ou coifa Geralmente o fabricante da máquina já prevê captadores de cavacos ideais, inclusive os bocais de exaustão. Esse captador deve recolher aparas e o pó diretamente junto à ferramenta da máquina. Devem ser evitados grandes cortes transversais, pois esses reduzem bastante o resultado da aspiração.
Componentes de um equipamento de exaustão - Coletor de cavacos ou coifa Em virtude das construções de máquinas estarem alteradas, calcula-se hoje nos bocais de aspiração a velocidade de ar de cerca 24 m/s para máquinas padrão e cerca de 30 m/s para centros de usinagem. coifas
Conexões flexíveis É a ligação entre o sistema de exaustão rígido e a máquina por uma mangueira flexível. Isso se mostra especialmente necessário quando as máquinas assim exigem (como centros de usinagem ou mesmo a coifa superior de uma serra circular). Essa conexão flexível deve ser verificada constantemente para que haja uma vedação perfeita, do contrário deverá ser trocada para que seja garantido um rendimento ideal de aspiração.
Tubulação rígida de transporte de cavacos Essas tubulações consistem geralmente de placas galvanizadas e é fabricado como tubo quadrado ou tubular. Tubos individuais saem das diversas máquinas para a saída principal e essa leva então para a respectiva área coletiva, por exemplo, silo de cavacos. Para esses tubos de transporte geralmente calculase uma velocidade de ar de 20 24 m/s. Evidentemente esses tubos tem que ser instalados por profissionais e serem completamente vedados. Pois, cada vazamento reduz o resultado de aspiração. Em geral as tubulações seguem sob o telhado e são suspensas na construção do próprio telhado.
Tubulação rígida de transporte de cavacos A tubulação aérea tem algumas vantagens, tais como: Rápida adaptação numa alteração do processo de produção Fácil adaptação na instalação de novas máquinas Fácil controle visual das tubulações em caso de defeitos A colocação em canais de chão não é recomendável, pois acarreta altos custos. Além disso, alterações como descritas acima, praticamente só são possíveis envolvendo altos custos. Antes da entrada nos ventiladores devem ser previstos coletores de refugos de madeira.
Ventilador O ventilador se constitui na peça central e decisiva de qualquer equipamento de aspiração. Sua eficiência é decisiva para a capacidade e a viabilidade econômica de um equipamento de exaustão. O rendimento do ventilador é formado pela resistência de todo o equipamento, como: Velocidade e quantidade de ar exigida; Número de máquinas a serem aspiradas; Fator de simultaneidade (princípio de que nem todas as máquinas estão em operação permanente) Comprimento e corte transversal das tubulações Arcos, cotovelos, bifurcações Resistência do Ciclone e/ou do equipamento filtrante
Ventilador Diante destes parâmetros deduz-se que somente uma empresa técnica ou um profissional especializado podem ser responsáveis pelo dimensionamento de um equipamento de exaustão. São conhecidos 2 tipos de acionamento: em ventiladores menores os motores estão acoplados diretamente ao eixo do ventilador e nos maiores recomendase um acionamento de correia trapezoidal. Ventilador com acionamento de correia trapezoidal (transmissão indireta) Ventilador com acionamento direto (transmissão direta)
Ventilador Isso permite uma adaptação quando o equipamento aspirador for ampliado. Pela troca das polias pode-se alterar facilmente as relações de transmissão e se adaptar a nova capacidade. Como os ventiladores representam uma considerável fonte de barulho, eles não devem de maneira nenhuma ser colocados nas áreas de produção. Geralmente eles são colocados próximos a silos, sobre o telhado (isolamento acústico) ou numa área especial. Para minimizar a transmissão de vibrações sobre peças ou tubulações conectadas, são necessárias medidas para o amortecimento de oscilações, como amortecedor de oscilações na área de base.
Silo O silo pode ser de construção de alvenaria, cilíndrica ou quadrada. De maneira nenhuma o silo deve ser cônico na base, supondo que assim o esvaziamento seria mais fácil. Serragens e cavacos não são escoáveis como os cereais e iriam dificultar o esvaziamento. Na parte superior devem ser previstas áreas de alívio de pressão (vedadas contra pó) para preservar a construção do silo de danos num incêndio ou explosão. O lugar de instalação depende da realidade local e deveria ser escolhido de tal maneira que as tubulações pudessem ser mantidas tão curtas quanto possível portanto, na lateral do prédio e próximo das máquinas a serem aspiradas.
Silo - Áreas de alívio de pressão Pó de madeira forma com o ar uma mistura explosiva, que por meio de faíscas ou peças quentes de metal, pode causar uma explosão. Como a alta pressão que surge, pode levar a destruição do silo e essa alta pressão tem que ser desviada para evitar maiores danos. Geralmente essas superfícies de alívio são dispostas nas paredes do silo e trancadas pelo lado de fora e são na verdade folhas metálicas que no momento de uma explosão serão projetadas para fora, fazendo com que a pressão diminua. Áreas de alívio de pressão
Diâmetros das tubulações e volumes de ar para algumas máquinas Máquinas Diâmetro do tubulação Volume de ar necessário Ø em mm em m³/h Plaina desempenadeira < 630mm 140 1.110 Plaina desengrossadeira > 630mm 160 1.450 Tupia de mesa encima: 120 1.450 embaixo: 100 Serra circular Esquadrejadeira encima: 80 1.110 embaixo: 120 Serra pendular 120 820 Lixadeira de fita esquerdo 160 2.260 direito 100 Lixadeira de canto esquerdo 100 1.110 direito 100 Seccionadora vertical de placas 140 1.110 Respigadeira encima 80 2.260 embaixo 120 sulco 140 Máquina de instalação de ferragens 120 820 Tupia superior de mesa 120 820 Furadeira horizontal 120 820 Lixadeira circular 100 570 Serra de fita 120 820 Valores de referência para quantidades e volumes de ar nas máquinas de beneficiamento de madeira
Tabela para cálculo de secção transversal de tubulação (m²) e deslocamento de ar Exemplo: Diâmetro de tubo = 160 mm, secção transversal de tubo (área circular) = 0,0201 m², deslocamento de ar à 22 m/s no tubo = 1.592 m³/h Diâmetro nominal Ø [mm] Corte transversal de tubulação [m²] Velocidade do ar no tubo [m/s] 16 18 20 22 24 26 28 30 60 0,0028 V=[m³/h] 163 183 203 224 244 265 285 305 63 0,0031 V=[m³/h] 179 202 224 247 269 292 314 336 80 0,0050 V=[m³/h] 289 326 362 398 434 470 506 543 100 0,0079 V=[m³/h] 452 509 565 622 678 735 791 848 120 0,0113 V=[m³/h] 651 732 814 895 977 1.058 1.139 1.221 125 0,0123 V=[m³/h] 707 795 883 971 1.060 1.148 1.236 1.325 140 0,0154 V=[m³/h] 886 997 1.108 1.219 1.392 1.440 1.551 1.662 160 0,0201 V=[m³/h] 1.158 1.302 1.447 1.592 1.736 1.881 2.026 2.170
Proteção contra incêndio Os sistemas de transporte e o depósito para pó e cavacos naturalmente representam um risco maior de incêndio. Por isso deve-se prever os respectivos dispositivos para extinção. Explosões de pó só podem ocorrer se as condições estiverem presentes na mesma hora e no mesmo local: Pó fino incendiável espalhado Oxigênio Mistura de ar e pó capaz de explodir, dentro dos limites de explosão Fonte inflamável
Um equipamento de exaustão se constitui num sistema complexo, além de ser um investimento considerável. Muitos componentes tem que ser calculados de maneira exata e serem coordenados entre si. Isso só pode ser feito por uma empresa ou profissional qualificado. Pela ameaça de explosão e incêndio o equipamento de exaustão representa um grande potencial de perigo. Portanto, não é suficiente colocar qualquer ventilador e ligá-lo a alguns tubos. É necessário planejamento e conhecimento técnico.
BIBLIOGRAFIA NUTSCH, Wolfgang; ECKHARD, Martin; EHRMAN, Walter; NESTLE, Hans, NUTSCH, Torsten; SCHULTZ, Peter. Holzttechnik fachkunde. Stuttgart: Verlag, Lehrmittel, 1995. FAILENSCHMID, Steffen; WEBER, Patrick. : Aufbau und organisation einer betriebsberatung für die brasilianische möbelindustrie. Fachschule für holztechnik Stuttgart - Facharbeit, 2008.