Ventilação Industrial

Depois de um período fora do ar, retomo as postagem com um assunto muito importante e pouco difundido nas área de segurança do trabalho...a VENTILAÇÃO INDUSTRIAL!

Segue abaixo um resumo de uma aula que achei muito interessante sobre o assunto:

VENTILAÇÃO INDUSTRIAL

1 – VENTILAÇÃO PARA CONTROLE TÉRMICO

Uma outra aplicação da ventilação geral é o controle térmico das condições de trabalho como se verá a seguir.

Exemplos de atividades industriais onde o stress térmico é relevante são:

siderúrgicas, forjarias, vidrarias. Na indústrias de papel e celulose e mineração o problema é agravado pela presença de umidade que reduz a capacidade de dissipação do organismo pela redução da sudorese.

1.1 – METABOLISMO

O processo pelo qual o corpo humano processa os alimentos é denominado genericamente de Metabolismo. Os alimentos são Metabolizados para duas finalidades : formação ou crescimento das estruturas corporais (Anabolismo) e disponibilizar energia para a realização de um trabalho (Catabolismo).

Esses processos ganham freqüentemente espaço na mídia esportiva relacionados aos incidentes do uso de drogas em competições. Os anabolizantes são utilizados por aqueles que querem aumentar a massa muscular, halterofilistas por exemplo. Para os corredores o requisito é aumentar a disponibilização de energia em um curto tempo. Na verdade essa rapidez é uma medida do estado atlético ou condicionamento físico. O Catabolismo pode ser assemelhado à uma máquina de Carnot. Para que exerça certo trabalho físico é necessário que receba calor de uma fonte quente através do metabolismo dos alimentos e rejeite calor para uma fonte fria ( o ambiente ) à uma temperatura corporal praticamente constante de ∼36ºC.

Inicialmente os mecanismos de rejeição predominantes são a radiação e a convecção; se há a necessidade de maior dissipação a circulação cutânea é incrementada pelo aumento da freqüência dos batimentos cardíacos (freqüentemente se diz que o indivíduo fica vermelho).

Num segundo estágio o processo de evaporação é acionado através da sudorese.

Os agravos que podem advir da exposição excessiva ao calor são:

- Colapso: Se a temperatura corporal atinge >40 C a sudorese é suspensa o que agrava ainda mais a condição. Nessas condições a vítima deve ser resfriada imediatamente, inclusive por imersão.

- Exaustão: A temperatura corporal atinge 38~39 C. A perda de sais com o suor gera diferença de concentração entre o liquido corporal interno e externo à membrana encefálica gerando

pressão osmótica que se manifesta como dor de cabeça. Náuseas, sede, tontura, fraqueza e tremor. A vítima deve tomar líquidos e sais (soluções isotônicas).

- Câimbra: Contração involuntária dos músculos causada pela perda de sais de potássio com a sudorese. As soluções isotônicas sempre têm potássio.

 - Assadura: Causada pelo atrito da roupa suada com a pele causando irritação. As roupas de trabalho devem ser sempre de fibra natural (brim) que permitem a evaporação e a absorção do suor. É importante lembrar que até um certo limite, as pessoas se adaptam ao calor (aclimatação) como ressalta a primeira ilustração acima, entretanto os limites da Norma devem ser respeitados independentemente dessa consideração.

A tabela abaixo (NR-15) lista a Taxa de Metabolismo (M-W = calor rejeitado) para várias condições de trabalho.

1.2 – ÍNDICE DE EXPOSIÇÃO AO CALOR

A capacidade do corpo de dissipar a TdeM depende então das condições ambientes: temperatura, umidade e radiação.

Essas condições são aferidas pelo Indice de Bulbo Umido-Temperatura de Globo (IBUTG, em inglês WBGT), o qual é uma combinação de três medidas:

tbn = temperatura de bulbo úmido natural.

tbs = temperatura de bulbo seco

tg = temperatura de um corpo negro em equilíbrio com o ambiente. È medido por um termômetro inserido em um globo metálico fosco de cor negra.

Para ambientes sem carga de radiação o índice é dado por:

Com radiação:

O IBUTG limite é função do grau de atividade conforme tabela abaixo :

Os valores da tabela são os da legislação brasileira mas são substancialmente os mesmos da ACGIH.

Exemplo: Supor a sala de aula em um dia com as seguintes condições:

tbs = 28ºC

Umidade relativa = 70%

tbn = 24,0 ºC

tg = 30 ºC ( não há paredes ou janelas voltadas para o sol, a ocupação é limitada)

Pela tabela, para trabalho leve, o IBUTG poderia atingir 30ºC, portanto o ambiente é seguro para trabalho industrial.

Entretanto, as condições supostas estão longe das condições de conforto para instalações de ar condicionado o que, mais uma vez evidencia que em ventilação se trata de salubridade e não de conforto.

1.3 – VENTILAÇÃO NECESSÁRIA PARA CONTROLE

A ventilação para controle térmico é feita para remover a carga térmica do ambiente e evitar que as condições atinjam um IBUTG inaceitável.

Nada pode ser feito, com ventilação, para a redução do tg .

Para a determinação da carga térmica deve-se recorrer aos métodos vistos em Controle Térmico do Ambiente.

Considere-se um ambiente com a carga térmica WS (sensível), WL (latente) e uma temperatura de globo tg .

O ar externo está nas condições tbn e tbs com o teor de umidade correspondente de U1 [kg h2o / kg ar] .

Se uma vazão Q [ m3 /s ] de ar é insuflada no ambiente, ao absorver a carga térmica atingirá a condição:

tbs2 = tbs + Ws / Q ρ Cp

U2 = U1+ WL / λv Q ρ

Onde:

ρ = densidade do ar = 1,293 kg/m3 nas CNPT

Cp = Calor específico do ar = 0,24 kCal / kg ºC (praticamente constante)

λv = Entalpia de vaporização da água ≅ 550 kCal/kg

Com os valores de tbs2 e U2 e o auxílio da carta psicrométrica podemos encontrar tbn2 e o correspondente IBUTG para o ambiente.

Dependendo das condições do ar externo é possível manter a condição salubre variando a vazão de ar insuflado.

Se a carga latente não é relevante e o ar ambiente tiver baixa umidade relativa pode ser viável a utilização de resfriamento evaporativo do ar de insuflação.

Em grande parte das instalações industriais o prioritário é atuar na redução do tg principalmente através da redução da radiação solar absorvida pelo teto. No caso de radiação de superfícies quentes, é usual o emprego de biombos e até mesmo roupa refletiva.

Como prática geral, qualquer superfície a temperatura superior a 70o C deve ser isolada para proteção pessoal, independentemente de outro requisito técnico.