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COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA DE SEGURANÇA DO TRABALHO
POLUIÇÃO DO AR –
TIPOS E CONTROLE
Andrea Françoise Sanches de Sousa
Monografia apresentada à Faculdade de Engenharia de Sorocaba – FACENS, como parte dos pré-requisitos para a obtenção do título de Engenheira de Segurança do Trabalho.
Sorocaba / SP Dezembro – 2005
ii
Andrea Françoise Sanches de Sousa
POLUIÇÃO DO AR -
TIPOS E CONTROLE
Monografia apresentada à Faculdade de Engenharia de Sorocaba – FACENS, como parte dos pré-requisitos para a obtenção do título de Engenheira de Segurança do Trabalho.
Sorocaba / SP
Dezembro - 2005
iii
SUMÁRIO Lista de Tabelas..........................................................................................................i
Lista de Figuras..........................................................................................................ii
Resumo......................................................................................................................iii
Abstract......................................................................................................................iv
1 INTRODUÇÃO..................................................................................................1
1.1 Justificativa...........................................................................................1
1.2 Objetivo..................................................................................................1
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.............................................................................2
2.1 O AR E A POLUIÇÃO............................................................................2
2.1.1 Fontes de poluição do ar...........................................................2
2.2 AERODISPERSSÓIDES........................................................................3
2.2.1 Classificação..............................................................................3
2.2.2 Fontes de Contaminação..........................................................6
2.3 NECESSIDADE HUMANA DE AR.......................................................14
2.4 TOXICOLOGIA INDUSTRIAL..............................................................15
2.5 AMBIENTES CLIMATIZADOS.............................................................25
2.5.1 Poluição do ar de interiores....................................................26
2.6 POLUIÇÃO DO AR EM AMBIENTES DE TRABALHO.......................27
2.6.1 Serviços médicos no controle de riscos................................27
2.6.2 Higiene dos locais e condições de trabalho..........................30
2.6.3 Educação Sanitária..................................................................31
2.6.4 Medidas de Engenharia para Prevenção e Controle das
doenças profissionais........................................................................31
2.7 VENTILAÇÃO.......................................................................................35
2.7.1 Considerações gerais..............................................................35
2.7.2 Classificação dos sistemas de ventilação.............................35
2.7.3 Ventilação Natural....................................................................37
2.7.4 Ventilação Mecânica Diluidora................................................39
2.7.5 Ventilação Local Exaustora.....................................................43
iv
2.8 EQUIPAMENTOS DE CONTROLE......................................................49
2.8.1 Forças atuantes e superfícies de separação em separadores
de partículas........................................................................................53
2.8.2 Equipamentos de Controle de Materiais Particulados...........53
2.8.3 Equipamentos de Controle de Gases e Vapores....................62
3 CONCLUSÃO.......................................................................................70
BIBLIOGRAFIA...............................................................................................71
APÊNDICES....................................................................................................72
APÊNDICE A...................................................................................................73
APÊNDICE B...................................................................................................74
i
Lista de Tabelas
Tabela 2.1 – Classificação dos poluentes atmosféricos..........................................05
Tabela 2.2 – Padrões Nacionais de Qualidade do Ar..............................................05
Tabela 2.3 – Limite de Tolerância à contaminantes................................................07
Tabela 2.3a – Limite de Tolerância à contaminantes (Valores provisórios)............10
Tabela 2.4 – Produção de contaminantes segunda a operação.............................11
Tabela 2.5 – Consumo de ar por adultos................................................................14
Tabela 2.6 – Ração de Ar.......................................................................................14
Tabela 2.7 – Tipos de separadores e principais forças de separação....................53
Tabela 2.8 – Comparações entre equipamentos de controle de poluição do ar.....69
ii
Lista de Figuras
Figura 2.1 – Prováveis causas da Síndrome do Edifício Doente............................27
Figura 2.2 – Mecanismos da Ventilação local exaustora........................................44
Figura 2.3 – Câmara de Sedimentação..................................................................53
Figura 2.4 – Ciclones e Multiciclones.....................................................................55
Figura 2.5 – Tipos de Lavadores............................................................................57
Figura 2.6 – Tipos de Filtros...................................................................................59
Figura 2.7 – Tipos de Precipitadores......................................................................61
Figura 2.8 – Absorvedores......................................................................................63
Figura 2.9 – Adsorvedores......................................................................................65
Figura 2.10 – Incineradores.....................................................................................67
iii
Resumo
A poluição do ar tornou-se um assunto de grande preocupação à partir da
Revolução Industrial durante o século 19.
O grande número de mortes provocadas pela exposição ao ar poluído nos
grandes centros industriais e metrópoles despertou o mundo para a adoção de
medidas preventivas e de controle deste tipo de poluição.
Os poluentes provém das mais variadas fontes e estão presentes no ar que
respiramos quando andamos pelas ruas de nossa cidade, noa ambientes de
trabalho e até mesmo dentro de nossas casas.
Até mesmo por imposições legais, as grandes industrias possuem hoje
tecnologias modernas e adotam medidas efetivas tanto para a prevenção como
para o controle da poluição que geram.
iv
Abstract
The air pollution has become an issue of great concern since the Industrial
Revolution, during the 19th century.
The great number of deaths due to polluted air exposition in industrial areas
and metropolitan regions has lighten up the world to adopt preventive and control
manners to this kind of pollution.
The pollutants have many different sources and are present in the air we
breath when walking downtown, inside our work environment and even inside our
houses.
Due to legal impositions, the great industries have nowadays modern
pollution control technologies to control and they are obliged to adopt effective
preventive actions to all their outputs.
1
1 - INTRODUÇÃO
1.1 - Justificativa
As primeiras manifestações de preocupação mundial com a relação à
prevenção e controle da poluição industrial tiveram seu início justamente quando a
poluição atmosférica apresentou seu primeiros problemas e acidentes alarmantes.
Na década de 70, em Estocolmo, realizou-se a reunião considerada marco na
questão da discussão ambiental, onde o tema principal era o desenvolvimento de
mecanismos tecnológicos que pudessem combater a poluição provocada pelas
indústrias.
Episódios como o acidente ocorrido em 1984 em Bhopal, índia, onde o
vazamento de isocianato de metila provocou a morte de 2000 pessoas, a poluição
atmosférica de Cubatão atingindo muitas vezes o estado de Emergência e tantos
outros, despertaram no mundo a necessidade da adoção de medidas preventivas e
de controle da poluição atmosférica nos processos industriais e no ambiente em
geral.
Em 1992 acontece no Rio de Janeiro a Conferência das Nações Unidas sobre
Meio Ambiente e Desenvolvimento, resultando deste encontro as diretrizes para o
desenvolvimento sustentável no século 21, chamado de Agenda 21.
Baseado no nono princípio da Agenda 21 – Proteção da Atmosfera, diz em
sua base para ação com relação ao desenvolvimento industrial: “9.17 - O objetivo
básico desta área de programas é estimular o desenvolvimento industrial por meio
de formas que minimizem os impactos adversos sobre a atmosfera, inter alia
aumentando a eficiência na produção e no consumo, pela indústria, de todos os
recursos e matérias-primas, aperfeiçoando as tecnologias de redução de poluição e
desenvolvendo novas tecnologias ambientalmente saudáveis.” (Apêndice A -
Agenda 21 capítulo 9).
1.2 - Objetivo O objetivo deste trabalho é mostrar as opções de controle e prevenção da
poluição do ar tanto no ambiente de trabalho como no lançamento para a atmosfera.
Serão abordados os vários tipos de poluentes e suas possíveis fontes, os
meios de controle médico, as medidas de engenharia que podem ser adotadas e os
equipamentos disponíveis para promover diluição, captura e tratamento do ar.
2
2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 - O AR E A POLUIÇÃO
A atmosfera terrestre é única entre os planetas do sistema solar. É única na
composição química e física que favoreceu a evolução da vida. A atmosfera terrestre
é, então, o meio que distingue o nosso planeta dos demais, principalmente por
possuir uma grande quantidade de oxigênio.
Classicamente a poluição do ar tem sido definida como sendo a alteração da
composição ou das propriedades do ar atmosférico, produzidas por emissões de
poluentes ou de outras substâncias de maneira a torná-lo: impróprio ou nocivo à
saúde; inconveniente ao bem estar público; danoso aos materiais e a vida animal e
vegetal; prejudicial à segurança, ao uso e gozo da propriedade e das atividades
normais da comunidade.
2.1.1 FONTES DE POLUIÇÃO DO AR
As emissões de poluentes atmosféricos podem classificar-se em:
NATURAIS: causadas pelos processos naturais;
ANTROPOGÊNICAS ou ARTIFICIAIS: aquelas provocadas pela ação do homem.
As naturais são:
• solo (poeira da terra, estradas não pavimentadas, desertos);
• vegetação (pólens, detritos vegetais);
• oceanos (gotículas marinhas disseminadas pelos ventos);
• vulcões (poeiras,cinzas, gases e vapores);
• descargas elétricas atmosféricas (combinações fotoquímicas) e,
• neblinas, nevoeiros, garoas (poeiras).
As fontes artificiais de poluição podem ser específicas e múltiplas. As fontes
específicas são, em geral, constituídas de processos industriais ou veículos
automotores, sendo caracteristicamente: móveis ou fixas, mas ocupando área
relativamente delimitada na comunidade possibilitando a avaliação de fonte por fonte
de emissão.
3
As fontes específicas, como certas indústrias, constituem um sistema químico
complexo e por isso a sua avaliação é mais efetiva quando efetuada em base
individual. Cada indústria apresenta um problema típico de poluição do ar, pois as
emissões poluidoras são resultantes das características do processo industrial de
fabricação.
2.2 AERODISPERSSÓIDES
2.2.1 Classificação A classificação de poluentes atmosféricos pode ser efetuada de acordo com a
sua origem, estado físico e composição química.
A origem de um poluente qualquer pode indicar sua condição primária ou
secundária. Assim os poluentes primários estão presentes na atmosfera na forma
em que são emitidos como resultado de algum processo. Os poluentes secundários
são produzidos na atmosfera pela reação entre dois ou mais poluentes primários ou
pela reação com certos constituintes normais atmosféricos, havendo ou não
fotoativação.
Os contaminantes do ar podem ser classificados em partículas sólidas,
líquidas, gases e vapores, e organismos vivos.
Quanto ao estado físico dos poluentes estes podem apresentar-se como:
Partículas sólidas
Partículas sólidas são as poeiras, as fumaças e os fumos.
• Poeiras
Constituídas por partículas sólidas inferiores a 100 µm, formadas pela ruptura
mecânica de um sólido. Ex. aerossol formado: na moagem de rochas, no lixamento
de madeira ou metal, no manuseio de grãos, etc.
• Fumaça
Partículas sólidas finíssimas, resultantes da combustão incompleta dos combustíveis
que contêm carbono. Ex. fumaça proveniente da combustão de madeira, plástico,
etc.
• Fumos
Gerados termicamente, constituídos por partículas sólidas formadas pela
condensação e solidificação de vapores (óxido de chumbo (PbO), por exemplo),
4
produzidos pela volatização de substâncias sólidas fundidas. Freqüentemente essa
volatização é acompanhada de reação química, como a oxidação. Ex. aerossol
formado: na operação de soldagem de metais ou plásticos, fundição de metais, etc.
Partículas líquidas
• Névoas
Constituídas por partículas líquidas formadas pela ruptura mecânica de um líquido
através de borrifadores, atomizadores, etc Ex. aerossol formado: na nebulização de
agrotóxicos, na pintura tipo spray, etc.
• Fog
Formado por partículas líquidas de menor tamanho, resultantes da condensação de
vapores, como, por exemplo, a cerração, o orvalho etc.
Gases e Vapores
Quando estranhos à composição normal do ar, os gases e vapores são
considerados contaminantes. Nessa condição estão incluídos o dióxido de carbono
(CO2), quando em excesso, gases como o monóxido de carbono (CO), o dióxido de
enxofre (SO2), o metano (CH4), gases industriais diversos, miasmas, odores de uma
maneira geral, etc.
- Vapores orgânicos (acetato de etila, benzeno, xileno, álcool etílico, formaldeído)
- Gases ou vapores ácidos (cloro, anidrido sulfuroso, ácido clorídrico)
- Gases e vapores Alcalinos (amônia, amina, etc)
- Gases e vapores especiais (monóxido de carbono, mercúrio, agrotóxicos, etc)
Organismos vivos
Nessa categoria de contaminante estão o pólen dos vegetais (5 a 150 µm), os
esporos dos fungos (1 a 10 µm) e as bactérias mais diversas (0,2 a 5 µm).
Com relação à composição química os poluentes podem ser: orgânicos
(hidrocarbonetos, aldeídos e cetonas) e, inorgânicos (H2S, HF, NH3). (Tabela 2.2).
5
Tabela 2.1 – Classificação dos Poluentes Atmosféricos CLASSIFICAÇÃO EXEMPLOS
MATERIAL PARTICULADO
Poeiras: poeiras de rua, pó de pedra, pó de cerâmica. Fumos: fumos de chumbo, de alumínio, de zinco. Fumaça: fumaça da queima de óleo combustível, de óleo diesel, de carvão. Névoas: névoas ácidas, névoas alcalinas.
GASES E VAPORES
Monóxido de carbono: gás carbônico, dióxido de enxofre, ozônio, óxidos de nitrogênio, Hidrocarbonetos, amônia, cloro, gás sulfídrico.
POLUENTES PRIMÁRIOS Monóxido de carbono, dióxido de enxofre, cloro, amônia, gás sulfídrico, metano, mercaptanas
POLUENTES SECUNDÁRIOS Ozônio (ou ozona), aldeídos, sulfatos, ácidos orgânicos, nitratos orgânicos.
POLUENTES ORGÂNICOS Hidrocarbonetos, aldeídos, ácidos orgânicos, nitratos orgânicos, partículas orgânicas
POLUENTES INORGÂNICOS Monóxido de carbono, gás carbônico (CO2), cloro, dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio, Poeira mineral, névoas ácidas e alcalinas.
COMPOSTOS DE ENXOFRE SO2, SO3 , H2S, Sulfatos COMPOSTOS NITROGENADOS NO, NO2, HNO3, NH3, Nitratos CARBONADOS ORGÂNICOS Hidrocarbonetos, aldeídos, álcoois COMPOSTOS HALOGENADOS HCl, HF, CFC, Cloretos, Fluoretos ÓXIDOS DE CARBONO Monóxido de carbono, gás carbônico Fonte: Assunção, 1998
Tabela 2.2– Padrões Nacionais de Qualidade do Ar (CONAMA 03)
POLUENTE PERÍODO PADRÃO PRIMÁRIO
( µg/m3 )
PADRÃO SECUNDÁRIO
( µg/m3 )
MÉTODO MEDIÇÃO DE REFERÊNCIA
PARTÍCULAS TOTAIS EM
SUSPENSÃO
24 horas
Anual
240
80
150
60
Amostrador de Grande volume
FUMAÇA
24 horas
Anual
150
60
100
40
refletânica
PARTÍCULAS INALÁVEIS
24 horas
Anual
150
50
150
50
Separação inercial / filtração
DIÓXIDO DE
ENXOFRE (SO2)
24 horas
Anual
365
80
100
40
pararosanilina
MONÓXIDO DE CARBONO (CO)
1 hora
8 horas
40.000 (35 ppm) 10.000 (9 ppm)
40.000 (35 ppm) 10.000 (9 ppm)
Infravermelho não
dispersivo
OZÔNIO (O3)
I hora
160
160
Luminescência
Química DIÓXIDO DE NITROGÊNIO
(NO2)
1 hora
Anual
320
100
190
100
Luminescência
Química Fonte:Resolução CONAMA 03/
6
2.2.2 Fontes de contaminação
As fontes da contaminação do ar são variadas e inúmeras: pessoas, animais, queima (combustão) de materiais, motores a explosão, gases, vapores, minas etc.
As pessoas e animais, além de reduzir a porcentagem de oxigênio (O2), aumentando a porcentagem de CO2 e vapor d’água (H2O), exalam substâncias nauseabundas (miasmas) e microorganismos. As substâncias nauseabundas emitidas pelo corpo humano, em parte pela respiração e em parte através da pele, são constituídas de compostos orgânicos complexos, cuja presença, embora perceptível ao olfato, é de difícil verificação por análises diretas. Por essa razão, nas contaminações do ar exclusivamente por respiração, é usual a sua verificação indireta pela porcentagem de CO2.
A combustão para fins de aquecimento ou iluminação consome o oxigênio do ar e produz gases nocivos. Os motores de combustão interna, de veículos e indústrias, igualmente, consomem o oxigênio do ar e lançam no ambiente os gases e vapores de seu escapamento. Os gases, vapores e mesmo as partículas produzidas pelas indústrias, pela rodagem de veículos e outras atividades humanas, constituem na maioria das vezes elementos altamente nocivos à saúde. Nas minas, as partículas de carvão e de outros minerais, os produtos da decomposição de rochas cuja natureza química muitas vezes dá origem a gases deletérios (rochas mercuriais, betuminosas, arseniacais etc.) os gases provenientes das explosões e mesmo gases explosivos como o grisu. A caracterização da contaminação normalmente é feita por avaliação do contaminante, de uma das seguintes maneiras:
• em partes de contaminante por milhão de partes (ppm) do ar contaminado em volume, isto é, 10-6 m3 / m3;
• em porcentagem de volume –1% em volume = 10.000 ppm; • em gramas de contaminante por metro cúbico (h/m3) de ar a 25ºC e 760 mm
Hg; • em miligramas de contaminante por metro cúbico (mg/m3) de ar a 25ºC e 760
mm Hg; • em milhões de partículas contaminantes (sólidos) por metro cúbico (mppmc)
de ar a 25ºC e 760 mm Hg;
Quanto aos limites higiênicos admissíveis para os diversos contaminantes, dependem, fundamentalmente, do ambiente considerado, da natureza do contaminante e do tempo de exposição das pessoas a ele.
7
Quanto ao CO2 , embora não seja um gás tóxico, além de ser talvez o maior responsável pelo efeito estufa em nosso planeta, a sua presença no ar indica redução do oxigênio e mesmo a presença de miasma. Assim, admitindo-se que a porcentagem de CO2 no ar cresça proporcionalmente à porcentagem de miasma, aceita-se universalmente 0,1% como índice máximo aconselhável para o anidrido carbônico ou dióxido de carbono contido no ar de ambientes destinados unicamente à habitação. Na realidade, o organismo humano suporta quantidades elevadas de CO2
,sucumbindo mais pela falta de oxigênio que ocasiona. Em ambientes destinados unicamente à habitação, para uma porcentagem de CO2 igual a 10%, verifica-se a asfixia e, para cerca de 15%, a morte. A legislação brasileira relativa à segurança e medicina do trabalho (Consolidação das Leis do Trabalho I, Título II, Capítulo V – Normas Regulamentadoras NR-15, Anexo 11, de 08/06/78) estabelece, para uma atividade de 48 h semanais, os limites de tolerância de agentes químicos industriais em ppm e mg/m3 (Tab. 2.3). Por outro lado, registramos, da American Conference of Governamental Industrial Hygienists (1996), os valores provisórios dos limites de tolerância dos contaminantes que não constavam da legislação brasileira até 1994 (Tab. 2.3a), assim como os limites de contaminação das poeiras minerais, em milhões de partículas por metro cúbico de ar (mppmc), a 25ºC e 760 mm Hg, que constam da Tab. 2.4.
Tabela 2.3 – Limites de tolerância a contaminantes
Limites de tolerância
Agente Químico
(ppm) (mg/m3) Acetaldeído 78 140 Acetato de éter monoetílico de etileno-glicol (pele) 78 420 Acetato de etila 310 1.090 Acetato de 2-etoxi-etila 78 420 Acetileno Asfixiante Aceta 780 1.870 Acetitrila 30 55 Ácido acético 8 20 Ácido cianídrico 8 9 Ácido clorídrico 4 5,5 Ácido crômico (névoa) - 0,04 Ácido fluorídrico 2,5 1,5 Ácido fórmico 4 7 Acrilato de metila (pele) 8 27 Acrilonitrila (pele) 16 36 Álcool isoamílico 78 280 Álcool n-butílico (pele) 40 115 Álcool isobutílico 40 115 Álcool séc-butílico (2-butanol) 115 350 Álcool terc-butílico 78 235 Álcool etílico 780 1.480 Álcool furfurílico (pele) 4 15,5 Álcool metílico (pele) 156 200
8
Tabela 2.3 – Limites de tolerância a contaminantes (cont.)
Limites de tolerância
Agente Químico
(ppm) (mg/m3) Álcool n-propílico (pele) 156 390 Álcool isopropílico (pele) 310 365 Amônia 20 14 Anilina (pele) 4 15 Argônio Asfixiante Arsenamina 0,04 0,16 Brometo de etila 156 695 Brometo de metila (pele) 12 47 Bromofórmio (pele) 0,4 4 1,3-Butadieno 780 1.720 n-Butano 470 1.090 n-Butilamina (pele) 4 12 Butil-cellosolve (pele) 39 190 n-Butil-mercaptana 0,4 1,2 Chumbo - 0,1 Cianogênio 8 16 Ciclo-hexano 235 820 Ciclo-hexanol 40 160 Ciclo-hexilamina (pele) 8 32 Cloreto de etila 780 2.030 Cloreto de metila 78 165 Cloreto de metileno 156 560 Cloreto de vinila (pele) 156 398 Cloreto de vinidileno 8 31 Cloro 0,8 2,3 Cloro-benzeno 59 275 Cloro-bromometano 156 820 Clorodifluormetano (Freon 22) 760 2.730 Clorofórmio 20 94 1-Cloro-1-nitropropano 16 78 Cloroprene (pele) 20 70 Cumeno (pele) 39 190 Decaborano (pele) 0,04 0,25 Demet (pele) 0,008 0,08 Diborano 0,08 0,08 1,2-Dibromoetano (pele) 16 110 0-Diclorobenzeno 39 235 Diclorodifluormetano (Freon 12) 780 3.860 1,1-Dicloroetano 156 640 1,2-Dicloroetano 39 156 1,2-Dicloroetileno 155 615 1,1-Dicloro-1-nitroetano 8 47 1,2-Dicloropropano 59 275 Diclorotetrafluoretano (Freon 114) 780 5.460 Dietilamina 20 59 2,4-Diisocianato de tolueno (TDI) 0,016 0,11 Diisopropilamina (pele) 4 16 Dimetilacetamida 8 28 Dimetilamina (pele) 8 14 Dimetilformina (pele) 8 14 Dimetilformamida (pele) 8 24 1,1-Dimetil-hidrazina (pele) 0,4 0,8
9
Tabela 2.3 – Limites de tolerância a contaminantes (cont.)
Limites de tolerância
Agente Químico
(ppm) (mg/m3) Dióxido de carbono 3.900 7.020 Dióxido de cloro 0,08 0,25 Dióxido de enxofre 4 10 Dióxido de nitrogênio 4 7 Dissulfeto de carbono (pele) 16 47 Estibina 0,08 0,4 Estireno 78 328 Etano Asfixiante Éter dicloroetílico 4 24 Éter etílico 310 940 Etilamina 8 14 Etilbenzeno 78 340 Etileno Asfixiante Etilenoimina (pele) 0,4 0,8 Etil-mercaptana 0,4 0,8 n-Etil-morfolina (pele) 16 74 2-Etoxietanol (pele) 78 290 Fenol (pele) 4 15 Fluoriclorometano (Freon 11) 780 4.370 Formaldeído (formol) 1,6 2,3 Fosfamina 0,23 0,3 Fosgênio 0,08 0,3 Gás sulfídrico 8 12 Hélio Asfixiante Hidrazina (pele) 0,08 0,08 Hidrogênio Asfixiante Isopropilamina 4 9,5 Mercúrio - 0,04 Metacrilato de metila 78 320 Metano Asfixiante Metilamina 8 9,5 Metil-cellosolve (pele) 20 60 Metil-ciclo-hexanol 39 180 Metil-clorofórmio 275 1.480 Metil-demet (pele) - 0,4 Metil-etil-ceta 155 460 Metil-isobuticarbinol (pele) 20 78 Metil-mercaptana (metanotiol) 0,4 0,8 Monometil-hidrazina (pele) 0,16 0,27 Monóxido de carbono 39 43 Negro-de-fumo - 3,5 Neóbio Asfixiante Níquel tetracarbonila 0,04 0,28 Nitrato de n-propila 20 85 Nitroetano 78 245 Nitrometano 78 195 1-Nitropropano 20 70 Óxido de etileno 39 70 Óxido nítrico 20 23 Óxido nitroso Asfixiante Ozona 0,08 0,16 Pentaborato 0,004 0,008
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Tabela 2.3 – Limites de tolerância a contaminantes (cont.)
Limites de tolerância
Agente Químico
(ppm) (mg/m3) n-Pentano (pele) 470 1.400 Percloroetileno 78 525 Piridina 4 12 n-Propano Asfixiante Propileno (pele) Asfixiante Propileno imina (pele) 1,6 4 Sulfato de dimetila 0,08 0,4 1,1,1,2-Tetrabromoetano (pele) 0,8 11 Tetracloreto de carbono 8 50 Tetracloroetano (pele) 4 27 Tetra-hidrofurano 156 460 Tolueno (toluol) 78 290 Tricloroetileno 8 35 Triclorometano 78 420 1,1,3-Tricloropropano 40 235 1,1,2-Tricloro-1,2,2-trifluoretano (Freon 113) 780 5.930 Trietilamina 20 78 Trifluormonobromometano 780 4.760 Xileno (xilol) (pele) 78 340
Tabela 2.3a - Limites de tolerância a contaminantes (Valores provisórios)
Limites de tolerância
Contaminantes
(ppm) (mg/m3) Acetato de amila 125 650 Acetato de n-butila 150 710 Acetato de butila sec. 200 950 Acetato de hexila sec. 50 300 Acetato de isoamila 100 525 Acetato de isobutila 150 700 Acetato de isopropila 250 950 Ácido nítrico 2 5 Ácido oxálico - 1 Alcatrão, produtos voláteis - 0,2 Algodão, pó de - 1 Amino-piridina 0,5 2 Anidrido ftálico 2 12 Anidrido maléico - 8 Anisidina (pele) - 0,5 Azinfos, metil (pele) - 0,2 Benzoíla, peróxido de - 5 Cádmio - 0,2 Carboril (sevin) - 5 Chumbo tetraetila (pele) - 0,075 Ciclopentadieno 75 200 Compostos de selênio - 0,2 Crotaldeído 2 6 Diazometano 0,2 0,4 Dibutil-fosfato 2 10 Dibutilftalato - 10 1,3-Dicloro-5,5-dimetil-hidantoin - 0,2 Dimetilamino-etanol 10 50
11
Tabela 2.3a - Limites de tolerância a contaminantes (Valores provisórios) cont Limites de tolerância
Contaminantes (ppm) (mg/m3)
Dimetil-1,2-dibromo-2,2-dicloroetilfosfato - 3 Di-sec-octilftalato - 5 Éter fenílico 1 7 Etil-sec-amil-ceta 25 130 Etil-butil-ceta 50 230 p-Fenileno-diamina (pele) - 0,1 Ferro, óxido de – fumos - 10 Fibras de vidro - 5 2-Heptanona (metil-n-amil-ceta) 100 475 3-Heptanona (etil-butil-ceta) 50 230 Hexacloroetano (pele) 1 10 Hexafluoreto de selênio 0,05 0,4 Hexafluoreto de telúrio 0,02 0,2 Iodeto de metila (pele) 5 28 Isoamila, acetato de 100 525 Isobutila, acetato de 150 700 Isociamato de metila (pele) 0,02 0,05 Isopropila, acetato de 250 950 Ítrio - 1 GLP (gás liquefeito de petróleo) 1.000 1.800 Maléico, anidrido - 8 Metil-n-amil-ceta (2 heptanona) 100 465 Morfolina (pele) 20 70 Níquel - 1 Nítrico, ácido 2 5 p-Nitro-cloro-benzeno (pele) - 1 Oxálico, ácido - 1 Oxigênio, difluoreto de 0,05 0,1 Peróxido de benzoíla - 5 Pival (2-pivalil-1,3-indadione) - 0,1 Prata - 0,01 Ródio - 0,1 Selênio, compostos de - 0,2 Telúrio, hexafluoreto de 0,02 0,2 Tetrametil-sucinonitrila (pele) 0,5 3 Trifluoreto de nitrogênio 10 29 Fonte: COSTA, 2005
Tabela 2.4 – Produção de contaminantes segundo a operação Operação Contaminante Purificador Produção
Trituração Moinho de alfafa Pó de alfafa Ciclone e câmara (85%) 13,4 kg/
Moinho de cevada Pó de cevada Ciclone (85%) 10,4 kg/ Moinho de cimento Pó de cimento Eletrostático (95% a 99%) 12 g/m3
Peneiração de carvão Pó de carvão Lavador ventúri (99%) 2 g/m3 Desbate de granito Pó de granito Filtro de pano (99%) 0,07 g/m3
Moinho, polpa de papel Fumo de barrilha Eletrostático (90% a 95%) 1 a 4,5 g/m3 Purificador de ar de alimentador de trigo
Palha cortada Ciclone (85%) 0,65 kg/
Destilação Fornalha recuperação, licor
preto Fumo de substância
química Lavador ventúri (90%) 2 a 6 g/m3
Forno de coque Alcatrão Eletrostático (95% a 99%) 0,2 a 2 g/m3
12
Tabela 2.4 – Produção contaminantes segundo operação(cont) Destilação
Caldeira recuperação, polpa de papel
Gás de dióxido de enxofre
Lavador ventúri (90%) 0,029% em volume
Destilação, madeira Alcatrão e Ácido acético
Lavador ventúri (95%) Lavador ventúri/ciclone (99%)
38 g/m3 3,3 g/m3
Secagem, cozimento Secador rotativo de carvão
ativado Pó de carvão Lavador ventúri (98%) 4,3 g/m3
Secador a vapor de alumina Pó de alumínio Lavador de gás tambor de ar (76%)
1,2 g/m3
Regenerador de catalisador (petróleo)
Pó de catalisador Ciclone + eletrostático (95%) Eletrostático (90% a 99%)
0,2 g/t 0,25-57 g/m3
Secador de cimento Pó de cimento Eletrostático (95% a 99%) 2-35 g/m3 Forno de cimento Pó de cimento Eletrostático (85% a 99%) 1-35 g/m3
Forno de ustulação de caparrosa (minério)
Névoa de ácido sulfúrico
Lavador ventúri (99%) 7 g/m3
Cozimento de caroço Acroleína (óleo) 0,75 kg/L Secador de pó detergente Pó de detergente Ciclone (85%) 30 kg/t
Forno de cal de Iodo Pó de cal Lavador ciclônico (97%) 17,5 g/m3 Forno de cal bruta Pó de cal Lavador ventúri (99%) 16 g/m3
Secador de polpa de laranja Pó de polpa Ciclone (85%) 38 kg/t Forno de secagem de areia Pó de sílica Ciclone (78%) 43 g/m3 Secagem de areia e saibro Pó de sílica Coletor inercial (50%) 50 g/m3 Secagem de areia e pedra Pó de sílica Lavador de torre (73-92%)
Ciclone (74%) 8-15 g/m3 13 g/m3
Secagem de pedra Pó de sílica Ciclone (86%) 38 g/m3 Forno de secagem de amido
de tapioca Pó de amido de tapioca Filtro de pano (99%) 7,2 g/m3
Tratamento térmico, recozimento Têmpera por óleo Névoa de óleo Consumo óleo
Misturas Mistura de asfalto Pó de areia e saibro Ciclone (50% a 86%) 13-87 g/m3
Mistura de concreto Pó de areia e pedra Ciclone e lavador (95%) 9 g/m3 Dosagem de cimento Pó de cimento 2,6 kg/t
Manipulação de materiais fundidos Forno de ressudação de
alumínio Fumo de óxido de
alumínio 35,5 kg/t
Fundição de latão Fumo de óxido de zinco e cobre
12,6 kg/t
Fornalha de ferro silício Fumo de óxido de ferro Lavador de torre (75%) 2,2 g/m3 Forno rotativo para fundição Fumo 8,5 kg/t
Fornalha de reverbero de vidro
Fumo 1,5 kg/t
Cadinho de fundição de ferro cinzento
Fumo de óxido de ferro, pó de coque
Filtros de manga (99%) 7,3 kg/t
Forno de ferro cinzento Fumo de óxido de ferro 9,6 kg/t Alto-forno de ferro Pó de minério e coque Lavador ciclônico (99%) 7-55 g/m3
Alto-forno de chumbo Fumo de óxido de chumbo
Lavador ventúri (95%) 4,5-13,5 g/m3
Fornalha de reverbero de chumbo
Fumo de óxido de chumbo e estanho
Lavador ciclônico (98%) Lavador ventúri (91%)
1-4,5 g/m3 2,3-7 g/m3
Fundição de chumbo Fumo de óxido de chumbo
18 kg/t
Fundição de magnésio Fumo de óxido de magnésio
50 kg/t
13
Tabela 2.4 – Produção contaminantes segundo operação(cont) Manipulação de materiais fundidos
Conversor Bessemer de aço Pó de óxido de ferro e pó de carvão
5 kg/t
Forno a arco elétrico de aço Fumo de óxido de ferro Eletrostático (90%-99%) 16,5 kg/t 0,11-7 g/m3
Forno elétrico de aço Fumo de óxido de ferro Lavador de deflexão (60%) 4,5 kg/t Forno Siemens-Martin de aço Fumo de óxido de ferro Eletrostático (98%)
Eletrostático (90%-99%) Lavador ventúri (95%)
8,9 kg/t 0,11 g/m3
2,3-14 g/m3 Processo de jato de oxigênio,
de aço Pó de minério e de
óxido de ferro Desintegrador (99%) 23 kg/t
Forno de redução de óxido de zinco
Fumo de óxido de zinco
43,5 kg/t
Polimento e raspagem Pó e limalha de ferro Filtro de pano (98%) 0,022 g/m3 Esmerilhamento (Al) Pó de alumínio Ciclone (89%) 1,6 g/m3 Esmerilhamento (Fe) Escama de ferro e
areia Ciclone (56%) 3,3 g/m3
Esmerilhamento (oficina) Pó Precipitador inercial (91%) 0,025 g/m3 Reações químicas
Reator e misturador de fertilizantes
Pó de fertilizantes Lavador (80%) 17,5 kg/t
Amoniador de fertilizantes (tipo TVA)
Gás de amônia 2 kg/t
Concentrador de H2SO4 Névoa de H2SO4 Lavador ventúri (99%) 5 g/m3 Misturador superfosfatos Compostos de flúor Lavador ciclônico 11 g/m3
Tratamentos superficiais Revestimento por imersão e
por pincel Solventes orgânicos 60% do
material consumido
Polvilhamento de borracha Estearato de zinco Pó de talco
Prec. Inercial (78%-88%) Filtro de pano (99%)
1,4-4 g/m3 10 g/m3
Limpeza abrasiva Pó de talco Ciclone (93%) 5 g/m3 Rebarbação e modelagem
abrasiva Carbeto de silício e pó de óxido de alumínio
Ciclone (51%) 4 g/m3
Limpeza de peças fundidas Pó de bronze e sílica Escamas Fe e areia
Filtro de pano (99%)
Filtro de pano (97%-99%)
1,3 g/m3
0,23-1,5 g/m3 Limpeza por jato-de-granalha
ou de areia Pó metálico e de sílica Prec. Incercial (97%-99%) 1,7-16 g/m3
Decapagem e tambor Pó Prec. Incercial (99%) 0,65 g/m3 Chanfragem de aço Pó de óxido de ferro 14,5 kg/t
Retificação e modelagem de produtos abrasivos
Pó de óxido de alumínio e sílica Pó de carbeto
Pó de silício e óxido de alumínio
Filtro de pano (99%)
Filtro de pano (97%) Ciclone (58%)
Filtro de pano (99%)
0,23-8,3 g/m3 0,17 g/m3 0,82 g/m3
0,3-5,2 g/m3
Solda Solda e arco elétrico Fumo de óxido de ferro 10-20 g/kg
Solda fraca Fumo de óxido de chumbo
5 g/kg
Carpintaria Aplainamento em fresa Pó e cavaco de
madeira Ciclone (97%)
Tabela extraída do “Inventory of air contaminant emissions” do New York States Air Pollution Control Board e publicada na revista Air Engineering de dezembro de 1966.
14
2.3 Necessidade humana de ar O homem respira cerca de 8 litros de ar por minuto quando em repouso e
morre se ficar aproximadamente 5 minutos sem respirar. Nos processos de
respiração, tanto o homem como os animais, consomem o oxigênio do ar,
queimando suas reservas de energia e eliminando o gás carbônico para a
atmosfera. As plantas através da fotossíntese incorporam o gás carbônico e liberam
o oxigênio para a atmosfera.
Tabela 2.5 - Consumo de ar por adultos
Atividade Volume/Minuto (L/min) Dormindo 6,0
Descansando 9,3 Trabalho leve 19,7
Trabalho médio 30,0 Trabalho medianamente pesado 40,0
Trabalho pesado 95,0 Máximo trabalho 132,0
Fonte:
Para locais onde a contaminação do ar se deve unicamente às pessoas que
os ocupam, podemos calcular a quantidade de ar necessária à ventilação por meio
de uma quantidade de ar recomendada por pessoa, em função da finalidade do
ambiente a ventilar, a qual toma o nome de ração de ar.
Assim, de acordo com a NB-10, da Associação Brasileiras de Normas
Técnicas (ABNT), a respeito do assunto, podemos relacionar os valores que
constam da Tabela 2.6.
Tabela 2.6 - Ração de ar segundo a ABNT
m3/h por pessoa Local Recomendável Mínimo
Concentração de fumantes
Bancos 17 13 Ocasional Barbearias 25 17 Considerável Salões de beleza 17 13 Ocasional Bares 68 42 - Cassinos, grill-room 45 35 - Escritórios públicos 25 17 Alguns Escritórios privados 42 25 Nenhum Escritórios privados 51 42 Considerável Estúdios 35 25 Nenhum Lojas 17 13 Ocasional Salas de hotéis 51 42 Grande Residências 35 17 Alguns Restaurantes 25 20 Considerável Salas de diretores 85 50 Muito grande Teatros, cinemas e auditórios 13 8 Nenhum Teatros, cinemas e auditórios 25 17 Alguns
15
Tabela 2.6 - Ração de ar segundo a ABNT (cont.) m3/h por pessoa
Local Recomendável Mínimo Concentração de
fumantes
Salas de aula 50 40 Nenhum Salas de reuniões 85 50 Muito grande
Aplicações gerais Por pessoa fumando 68 42 Por pessoa não fumando 13 8 Fonte: NB-10 ABNT, 1978
2.4 - Toxicologia industrial
A toxicologia pode ser definida como o estudo das ações nocivas de produtos
químicos sobre mecanismos biológicos.
A toxicologia moderna é um campo multidisciplinar e depende do
conhecimento e do desenvolvimento de uma série de ciências básicas como a física,
a química, a físico-química, a biologia e, em particular, a bioquímica. Para adequada
compreensão dos problemas toxicológicos são necessários conhecimentos de
fisiologia, estatística e de saúde pública.
Risco e Segurança
Pode-se conceituar risco como a probabilidade de ocorrência de um dano
quando se utiliza a substância de um determinado modo e numa particular
quantidade; e segurança como a certeza prática de que um dano não irá ocorrer
quando a substância for utilizada de um determinado modo e numa particular
quantidade.
Os elementos básicos a serem considerados na avaliação de um risco no uso
de uma substância são:
• toxicidade da substância usada;
• propriedades físicas da substância;
• probabilidade de absorção da substância pelo indivíduo;
• extensão e intensidade de exposição a essa substância;
• medidas de controle utilizadas.
Classificação fisiológica dos agentes tóxicos
O tipo de ação fisiológica de um agente tóxico sobre o organismo depende da
concentração na qual está presente. Por exemplo, um vapor, numa determinada
concentração, pode exercer sua principal ação como anestésico, enquanto que uma
16
menor concentração do mesmo vapor pode, sem efeito anestésico, danificar o
sistema nervoso, o sistema hematopoético, ou algum órgão visceral. Por esse
motivo, é impossível, freqüentemente, colocar-se um agente tóxico numa única
classe.
Sugestão de classificação:
Irritantes
São corrosivos e vesicantes em sua ação. Têm essencialmente o mesmo
efeito sobre homens e animais, e o fator concentração é muito mais importante que
o fator tempo de exposição. Alguns irritantes representativos são:
• irritantes que afetam principalmente o trato respiratório superior – aldeídos
(aldeído acético, acroleína, aldeído fórmico), poeiras e névoas alcalinas,
amônia, ácido crômico, óxido de etileno, ácido clorídrico, fluoreto de
hidrogênio, dióxido de enxofre;
• irritantes que afetam o trato respiratório superior e os pulmões – bromo, cloro,
óxidos clorados, flúor, iodo, ozona, cloretos de enxofre, tricloreto de fósforo;
• irritantes que afetam principalmente o trato respiratório inferior – dióxido de
nitrogênio, fosgênio, tricloreto de arsênio.
Asfixiantes
Exercem sua ação interferindo com a oxidação dos tecidos. Podem ser
divididos em asfixiantes simples e químicos.
Os asfixiantes simples são fisiologicamente gases inertes que agem
principalmente por diluição do oxigênio atmosférico abaixo da pressão parcial
necessária para manter uma saturação de oxigênio do sangue suficiente para a
respiração normal do tecido.
Os asfixiantes químicos, por outro lado, através de uma ação química,
impedem o transporte do oxigênio pelo sangue ou impedem a oxigenação normal
dos tecidos, mesmo que o sangue esteja bem oxigenado.
Seguem-se exemplos de asfixiantes:
• asfixiantes simples: dióxido de carbono, etano, hélio, hidrogênio, metano,
nitrogênio, óxido nitroso;
• asfixiantes químicos: monóxido de carbono, que combina com a hemoglobina;
cianogênio, cianeto de hidrogênio e nitrilas, que inibem a oxidação do tecido
17
pela combinação com catalisadores celulares; anilina, metilanilina,
dimetilanilina e toluidina, que formam metaemoglobina; nitrobenzeno, que
forma metaemoglobina, baixa a pressão sangüínea, disturba e, finalmente, faz
cessar a respiração; e sulfeto de hidrogênio, que causa paralisia respiratória.
Narcóticos (anestésicos em seu estágio extremo de ação)
Esse grupo exerce sua principal função como simples anestesia, sem sérios
efeitos sistêmicos, e seus membros têm uma ação depressiva sobre o
sistema nervoso central, governada por suas pressões parciais no sangue
que abastece o cérebro. Por exemplo, hidrocarbonetos acetilênicos,
hidrocarbonetos olefínicos, éter etílico, éter isopropílico, hidrocarbonetos
parafínicos, cetonas alifáticas, álcoois alifáticos.
Tóxicos sistêmicos
• materiais que causam danos a um ou mais órgãos viscerais: a maioria
dos hidrocarbonetos halogenados;
• materiais que causam danos ao sistema hematopoético: benzeno,
fenóis e, num certo grau, tolueno, xilol e naftaleno;
• materiais que causam dano ao sistema nervoso: dissulfeto de carbono,
álcool metílico, tiofeno;
• metais tóxicos: chumbo, mercúrio, cádmio, antimônio, manganês,
berílio etc;
• não-metais tóxicos inorgânicos: compostos de arsênio, fósforo, selênio
e enxofre, fluoretos.
Material particulado que não seja tóxico sistêmico
• poeiras que produzem fibrose: sílica, asbesto;
• poeiras inertes: carborundo, carvão;
• poeiras que causam reações alérgicas: pólen, madeira, resinas e
muitas outras poeiras orgânicas;
• irritantes: ácidos, álcalis, fluoretos, cromatos;
• bactérias e outros microorganismos.
18
Classificação das substâncias pelos seus efeitos tóxicos
Não-venenos
São substâncias que não podem ser absorvidas pelos fluidos do organismo.
Por exemplo, metilcelulose e altos polímeros. A maioria dos produtos comerciais
contém baixos polímeros ou impurezas absorvíveis.
Venenos por concentração
São substâncias que produzem um efeito proporcional à quantidade presente
no organismo, num dado instante. Podem ser:
• fisicamente tóxicos – óxido nitroso, éter etílico, narcóticos em geral;
• farmacologicamente (ou bioquimicamente) tóxicos – compostos orgânicos
fosforados, que atuam como inibidores irreversíveis da colinesterase,
permitindo, como conseqüência, a acumulação de grandes quantidades de
acetilcolina (Parathon, Pirazoxon etc.);
• fisiologicamente tóxicos – Butil Cellosolve, que causa anemia hemofilítica
(aumenta a fragilidade dos glóbulos vermelhos.
Venenos crônicos
São substâncias que, sempre que a concentração nos fluidos do organismo
passa um limite, causam um dano que não é reparado antes da próxima absorsão.
Por exemplo, o tetracloreto de carbono, que causa cirrose do fígado.
Venenos cumulativos
São substâncias que se armazenam no organismo, quando acima do nível de
tolerância no sangue (chumbo, flúor, DDT).
Venenos aditivos
São substâncias tais que cada molécula das mesmas que entra no organismo
produz um efeito permanente irreversível. Por exemplo, substâncias que causam
câncer.
19
Toxicidade aguda, subaguda e crônica
Toxicidade aguda
Refere-se a efeitos produzidos por uma única penetração de um produto
químico nos fluídos do organismo – uma engolida, 8 horas de inalação, até 24 horas
de contato com a pele.
Toxicidade subaguda
Refere-se a efeitos produzidos por penetrações diárias ou freqüentes no
organismo, durante poucos dias ou até mesmo um ano.
Toxicidade crônica
Refere-se a efeitos produzidos pela penetração do agente tóxico durante pelo
menos dois anos.
Toxicidade seletiva e associada
Toxicidade seletiva
Os agentes danificam certas células, órgãos e espécies, e não outros, na
mesma dosagem. Os compostos que constituem os pesticidas são planejados para
matar insetos, por exemplo, e não danificar o homem. Outro exemplo está na
seletividade do DDT, que está baseada no tamanho do animal e não no peso.
Toxicidade associada
Quando dois ou mais agentes estão presentes, pode haver:
• efeitos independentes
A → efeito A ; B → efeito B ;
• efeitos aditivos, quando as ações tóxicas são similares,
efeito (A + B) = efeito A + efeito B
• efeitos sinérgicos, quando as ações tóxicas são mais que aditivas
efeito (A + B) > efeito A + efeito B
• efeitos antogônicos, quando as ações tóxicas são menos que aditivas
efeito (A + B) < efeito A + efeito B
20
Relação Dose-Resposta
O entendimento quantitativo da relação entre a dose de um agente tóxico que
penetrou no organismo e o tipo e o grau de resposta, requer claramente que a
magnitude da dose seja expressa em termos da taxa de dosagem efetiva no local
crítico dentro do organismo, onde é iniciada a resposta do tecido.
Exemplificando, no caso de uma poeira inalada, não é suficiente, meramente,
conhecer a concentração de poeira no ar do ambiente de trabalho e a taxa
volumétrica da respiração. O produto dessas duas grandezas fornece, unicamente, a
quantidade total de poeira que penetra no sistema respiratório, quando levamos em
conta, também, o tempo de exposição. Esse valor assim obtido não é suficiente para
explicar, de um modo quantitativo, que o sistema respiratório tem propriedades
seletivas na retenção das poeiras inaladas de diferentes tamanhos, e que possui
diferentes eficiências de limpeza para as várias poeiras nele depositadas.
Objetivando estabelecer, quantitativamente, uma relação dose-resposta no local
crítico, deve-se estimar:
• quanto da poeira é inicialmente depositado no sistema respiratório e em que
porções do mesmo;
• com que rapidez e em que grau as poeiras depositadas são removidas pelos
mecanismos de limpeza do trato respiratório e dos pulmões; e
• qual a fração da poeira retida que atinge o local crítico dentro dos pulmões, ou
outras partes do organismo, para causar dano.
Somente através dessa estimativa quantitativa é possível traduzir a
concentração da poeira no ar do ambiente de trabalho, a taxa volumétrica de
respiração e o tempo de exposição, numa medida útil da dose efetiva.
A dose efetiva de poeira de quartzo, em suspensão no ar de um ambiente de
trabalho, necessária para produzir silicose é, aparentemente, não mais do que um a
dois por cento da quantidade total de poeira inalada durante muitos anos de
exposição necessária para produzir essa doença. Essa pequena fração residual é
também uma fração selecionada, no sentido de que ela não pode ter as mesmas
características da poeira original, quer quanto à distribuição de tamanho de
partículas, quer quanto à relativa composição de diferentes minerais.
O estudo das dimensões significativas da relação dose-resposta enfatiza
certos pontos de importância na aplicação da informação toxicológica, para a
manipulação de materiais nocivos na ocupação. Deve-se levar em conta não só as
21
propriedades tóxicas gerais do agente nocivo, mas também fatores adicionais
modificadores, que intervêm no problema quando o trabalhador encontra o agente
sob as condições peculiares de seu trabalho. Esses fatores podem alterar,
significativamente, diferentes situações envolvendo o mesmo agente, mas sob
condições diversas, de tal modo que o resultado final (magnitude e natureza do
efeito – doença) pode ser perfeitamente diferente para cada caso. Isso está
implicado, naturalmente, nas considerações dos problemas de saúde na ocupação,
quando se faz a distinção entre a toxicidade básica de uma substância e o grau de
dano à saúde criado pelo contato do trabalhador com a mesma. Consideremos como
exemplo uma fábrica que armazena lingotes de chumbo: desde que esse chumbo
permaneça como lingote, a toxicidade potencial nunca será atualizada,
simplesmente porque as circunstâncias não o permitem. Por essa e por outras
razões, o risco ao chumbo foi eliminado desse tipo de indústria, apesar de continuar
existindo uma teórica toxicidade potencial.
Suscetibilidade
Alguns dos mais valiosos estudos sistemáticos sobre relação entre exposição
aos agentes nocivos e conseqüentes feitos sobre a saúde têm sido realizados na
indústria, com uso de adequados procedimentos estatísticos e epidemiológicos, para
relacionar níveis e duração das exposições ambientais com a magnitude e a
natureza dos efeitos doentios nos trabalhadores expostos. As considerações
dimensionais em tais campos de estudos são necessariamente maiores que nos
estudos de laboratório, onde muitos fatores são deliberadamente mantidos
constantes, para evitar complicações disturbadoras.
Categorias de ação ofensiva de substâncias inaladas
Julgamentos devem ser feitos para determinar quais padrões higiênicos de
inalação diária devem ser cuidadosamente observados, e quais poderão ser
excedidos quando for impraticável atingi-los. Esses julgamentos serão mais
consistentes se for decidida, para cada substância, qual a ação ofensiva que o
padrão está procurando evitar, ou “proteger contra”. As decisões podem ser
divididas, com base na natureza da resposta humana, nas nove categorias a seguir:
22
Toxicidade crônica
O mais perigoso efeito de algumas substâncias é um dano sistêmico
progressivo, cuja severidade aumenta, continuando a inalação. Benzeno, dissulfeto
de carbono, tetracloreto de carbono e chumbo são os exemplos mais familiares. O
menor padrão para essas substâncias deve ser uma concentração que não produza
efeito algum sobre qualquer trabalhador, e considerações práticas não são
suficientes para justificar inalação em excesso ao padrão. É necessária uma intensa
supervisão médica para o uso seguro dessas substâncias. O padrão para
substâncias cronicamente tóxicas deve referir-se a uma concentração média
ponderada no tempo durante um dia de trabalho. Breves picos não são
significativos, desde que não aumentem a média.
Toxicidade aguda
Algumas substâncias não produzem um dano progressivo com repetidas
inalações. O dano sistêmico que elas podem causar resulta de uma excessiva
inalação. Exemplos familiares são o monóxido de carbono e o gás cianídrico. Os
padrões para as substâncias agudamente tóxicas devem ser interpretados do
mesmo modo que para as substâncias cronicamente tóxicas.
Narcose (anestesia em seu estágio extremo)
As substâncias desse grupo, em baixas concentrações, induzem acidentes
por danificar o julgamento e atrasar o tempo de reação. Exemplos são o álcool
etílico, o éter etílico e a gasolina. O menor padrão para uma substância narcótica
deve ser uma concentração que não produz efeito detectável sobre o julgamento e o
tempo de reação após oito horas de inalação. Deve referir-se a uma concentração
média existente durante algum apreciável período de tempo, cuja duração pode ser
estimada através dos dados de absorção e eliminação. Considerações de
praticabilidade não podem justificar inalação em excesso ao padrão.
Irritação
O mais perigoso efeito de algumas substâncias é a irritação. Olhos, nariz e
garganta são irritados em baixas concentrações; os brônquios em concentrações
maiores. Um edema pulmonar fatal pode ser o resultado de inalação de
concentrações extremas. Os aldeídos, halogênios e ácidos são exemplos familiares.
23
Substâncias altamente odoríferas podem ser consideradas nessa categoria. O
menor padrão para uma substância irritante deve ser uma concentração que é
detectável, mas que não cause objeção irritativa para a maioria dos expostos
durante uma substancial parte do dia de trabalho. O maior padrão deve ser
estabelecido numa concentração que está bem abaixo daquela que possa danificar
brônquios ou pulmões, e que é justificável, quando forem impraticáveis
concentrações no menor padrão. Padrões para substâncias irritantes devem se
referir à concentrações para mesmo um breve período durante um dia de trabalho.
Asfixia
Algumas substâncias são inertes no organismo e podem causar dano
somente por asfixia em concentrações extremamente altas, excluindo-se o oxigênio
da atmosfera. Exemplos são os refrigerantes flúor-clorados. O menor padrão para
esses asfixiantes deve ser aquele que resulte de uma boa prática de engenharia,
como 1 000 ppm, atualmente utilizado. As poeiras inertes incômodas podem ser
colocadas nessa mesma categoria e o padrão de 15 mg/m3 parece ser um nível
adequado. O padrão deve referir-se à concentração existente durante qualquer
breve período, mas deve-se reconhecer que maiores concentrações são justificadas
quando impraticável manter o padrão.
Febre dos fumos
É uma condição passageira causada por fumos metálicos. Um exemplo
familiar é o fumo de óxido de zinco. O menor padrão para um produtor de febre dos
fumos deve ser uma concentração que não produzirá aquela condição, e deve ser
aplicada por um apreciável período, como meia hora. Considerações práticas não
justificam que o padrão seja ultrapassado.
Pigmentação dos olhos
O mais importante efeito da quinona e da hidroquinona parece ser uma
pigmentação da esclerótica (membrana branca e fibrosa que reveste o globo ocular),
que se desenvolve lentamente, podendo reduzir a acuidade visual, ou mesmo levar
à cegueira. O menor padrão para essas substâncias deve ser uma concentração que
não produza pigmentação, após anos de exposição, e deve referir-se à
concentração média ponderada pelo tempo, durante um dia de trabalho. Ás vezes,
24
por alguns poucos dias, condições práticas podem justificar que o padrão seja
ultrapassado.
Câncer
Uma substância é razoavelmente bem conhecida como uma causa do câncer
do trato respiratório. Trata-se da níquel-carbonila. Parece provável que a mínima
exposição cancerígena nunca será definida. Assim, no momento, é prudente
estabelecer o padrão zero para uma substância cancerígena, e nenhuma
consideração prática pode justificar permissão para inalação de qualquer
concentração que seja evitável.
Alergia
Sabe-se que determinadas substâncias sensibilizam uma apreciável
proporção dos trabalhadores expostos. Elas podem produzir perigo e ataques de
asma, quando a pessoa sensível inala uma baixa concentração. Exemplos são a
etilenodiamina e os diisocianatos. No momento não há uma base racional
experimental para definir uma concentração que não sensibilizará um trabalhador
sensível. O controle da exposição a substâncias alergênicas deve basear-se na
medicina industrial. Até que seja demonstrado que um grupo particular não inclui
trabalhadores suscetíveis, nenhuma consideração prática pode justificar inalação de
qualquer concentração que seja evitável.
Threshold Limit Values (TLV)
Os Threshold limit values (TLV), anualmente publicados pela American
Conference of Governmental Industrial Hygienists, referem-se a concentrações de
substâncias suspensas ou dispersas no ar dos ambientes de trabalho, e
representam condições sob as quais se supõe que quase todos os trabalhadores
possam estar expostos repetidamente, dia após dia, sem efeito adverso. Devido à
suscetibilidade individual, contudo, uma pequena porcentagem dos trabalhadores
pode sentir desconforto a algumas substâncias em concentrações iguais ou abaixo
dos TLV, e uma menor porcentagem pode ser afetada mais seriamente, por
agravamento de uma condição pré-existente, ou pelo desenvolvimento de uma
doença ocupacional.
Os TLV são publicados acompanhados por uma documentação que fornece a
informação científica pertinente e dados com referência das fontes bibliográficas que
25
foram utilizadas para estabelecer cada limite. A documentação contém uma
proposição definindo o tipo de resposta contra a qual o limite protege o trabalhador.
Para uma melhor compreensão dos TLV, é essencial que a documentação seja
consultada, quando os mesmos forem utilizados.
Os TLV referem-se em geral a concentrações ponderadas pelo tempo, para
um dia de trabalho de 7 a 8 horas, e uma semana de trabalho de 40 horas. Eles
devem ser utilizados como guias no controle dos riscos à saúde, e não devem ser
utilizados como limites precisos entre concentrações seguras e perigosas. No caso
de agentes de ação rápida (por exemplo, benzeno através da pele, trifluoreto de
cloro, acetaldeído clorado, clorofórmio, 0-dicloro-benzeno, 1,2-dibromoetano através
da pele, formaldeído, cloreto de hidrogênio, iodo, manganês), os TLV referem-se a
concentrações-limites e não-ponderadas que, não devem ser excedidas. Está
implícito nessas definições que o modo de amostrar para determinar a concordância
com os padrões para cada grupo deve diferir; uma única amostra breve, que é
aplicada ao segundo grupo, não é apropriada para o primeiro grupo; nesse caso, um
número suficiente de amostras é necessário para permitir uma concentração média
ponderada pelo tempo, através de uma jornada de trabalho.
Médias ponderadas pelo tempo permitem exposições sobre os TLV, desde
que haja, para compensação, exposições equivalentes abaixo dos TLV, durante o
dia de trabalho. A quantidade na qual os TLVs podem ser excedidos por curtos
períodos, sem dano à saúde, depende de fatores tais como a natureza do poluente,
o tipo de ação ofensiva, se há efeitos cumulativos, a freqüência de ocorrência das
altas concentrações e a duração de tais exposições. Todos os fatores devem ser
levados em consideração para uma decisão. (NEFUSS, 1988)
2.5 Ambientes climatizados
Evidentemente, o ar pode ser condicionado artificialmente. Segundo definição
da American Society of Heating, Refrigeratind and Air Conditioning Engineers
(ASHRAE), "ar condicionado e o processo de tratamento do ar de modo a controlar
simultaneamente a temperatura, a umidade, a pureza e a distribui, para atender as
necessidades do recinto condicionado", ocupado ou não pelo homem.
As aplicações do ar condicionado são inúmeras, podendo ser citadas, entre
outras, as seguintes:
26
a) Processos de fabricação de certos produtos que devem ser feitos em recintos
com umidade, temperatura e pureza controladas; por exemplo, fabricação de
produtos farmacêuticos, alimentícios, impressão de cores, industrias testeis, de
solventes, etc.
b) Conforto do indivíduo e produtividade.
c) Hospitais: salas de operação, salas de recuperação e quartos para tratamento de
doentes alérgicos, etc.
2.5.1 Poluição do Ar de Interiores
Até a metade da década de 80, o foco no controle de poluição atmosférica era
para os ambientes externos. Mas os riscos de saúde relacionados com a poluição de
interiores começaram a ser considerados, afinal a maioria das pessoas passam a
maior parte do seu tempo (mais de 90%) em ambientes fechados, em casa e no
trabalho.
Elevada à categoria de ciência, o Controle da Qualidade de Ar de Interiores tem
como objetivo melhorar a qualidade de vida dos seres humanos em suas casas, no
trabalho e em todos os locais por onde habitam, seja num shopping, estádio, cinema
ou hospital. A gravidade e seriedade do assunto tem chamado a atenção de tantas
empresas que em 1995 foi criada a Sociedade Brasileira de Meio Ambiente e
Controle da qualidade do Ar de Interiores (Brasindoor), juntamente com a
Associação Nacional de Tecnologias para Ambientes Interiores (ANATAI).
O tema ganhou contornos oficiais somente a partir de agosto de 1998, quando o
Ministério da Saúde editou a portaria nº 3.523/98 (Anexo B), regulamentando o setor
e impondo que todos os sistemas de climatização devam estar em condições
adequadas de limpeza, manutenção, operação e controle, visando a prevenção de
riscos à saúde dos ocupantes.
Quando, em um prédio comercial, mais de 20% dos seus ocupantes apresentam
sintomas que não se enquadram em nenhuma doença específica e cujo causa é de
difícil identificação, o fenômeno é chamado de “Síndrome do Edifício Doente” (Sick
Building Syndrome). As pessoas reclama de problemas de saúde por 2 semanas ou
mais e sentem uma pequena melhora quando estão fora deste ambiente de
trabalho. As queixas mais freqüentes são de: dores de cabeça, náuseas, fadiga,
tonturas, espirros, garganta seca e irritabilidade.
27
Um “Edifício Doente”, traduz-se necessariamente num custo acrescido para o
negócio, que se manifesta das seguintes formas:
• Aumento de absentismo e rotação do pessoal
• Redução da eficiência do trabalho humano
• Pausas prolongadas e freqüentes
• Menor produtividade em geral
• Insatisfação de clientes e colaboradores
Figura 2.1 – Prováveis causas da Síndrome do Edifício Doente
O acúmulo de umidade e poeira nos sistemas de ar-condicionado faz com que a
contaminação microbiológica possa ser 100 vezes maior em ambientes internos
quando comparado ao ambiente externo. A matéria particulada funciona como
substrato ideal para a multiplicação microbiana, que em condições favoráveis
bipartem-se a cada 20 minutos, em média, aumentando a concentrações dos
agentes biológicos nos ambientes. Os seres humanos liberam em todos os lugares
em que habitam grande quantidade de material físico e biológicos, tais como: pó,
escama de pele, vírus, fungos, bactérias e líquidos corpóreos.
Além destas fontes de contaminação ainda temos outros contaminantes como:
produtos de combustão (especialmente fumaça de cigarro), radium (decomposição
de solo e rochas), asbesto (telhas, caixas d´água), produtos químicos orgânicos
(produtos de limpeza), formaldeídos, chumbo e substâncias biológicas.
2.6 Controle da poluição do ar no ambiente de trabalho O controle de riscos de doenças profissionais é, basicamente, uma função
conjunta da engenharia e da medicina. O reconhecimento da existência de doenças
atribuíveis ao ambiente de trabalho, o exercício da supervisão médica e o início de
estudos para prevenir e erradicar as condições perigosas são ações pertinentes aos
médicos e seus colaboradores; aos engenheiros e seus colaboradores cabem o
28
reconhecimento preliminar dos ambientes de trabalho, a avaliação dos riscos, a
indicação e o projeto dos métodos e equipamentos para o controle dos riscos, e a
supervisão periódica da eficiência dos mesmos.
É essencial, portanto, que os diferentes profissionais responsáveis pelo
controle
dos riscos compreendam claramente as funções dos outros, e que encontrem a
solução dos problemas de higiene do trabalho num esforço unido, cooperando entre
si em toda amplitude possível.
2.6.1 Serviços médicos no controle de riscos Cabe aos médicos e seus colaboradores o reconhecimento da existência de
doenças provenientes do ambiente de trabalho, a supervisão médica e o estudo
para prevenir e erradicar as condições perigosas.
Dentre as medidas que podem ser adotadas, estão:
Exame de Admissão ao Trabalho; Exames Periódicos e Exames Eventuais;
Higiene dos locais e materiais; métodos e condições de trabalho e Educação
Sanitária.
Objetivando a promoção da saúde e bem-estar físico dos trabalhadores, os serviços
médicos devem atuar nos seguintes setores:
− prevenção das doenças ocupacionais, estabelecendo uma supervisão
médica adequada dos materiais e procedimentos utilizados, do ambiente de
trabalho e de seus trabalhadores;
− conservação da saúde dos trabalhadores, por meio da supervisão física e da
educação;
− restabelecimento da saúde e da capacidade produtiva dos trabalhadores,
após os acidentes ou doenças profissionais, através de cuidados médico-
cirúrgicos.
Toda e qualquer indústria, por menor que seja, deve e pode prover-se de serviços
médicos adequados. Evidentemente, a intensidade e a extensão de um serviço
médico dependerão, principalmente, do tipo de indústria e do número de
trabalhadores da mesma, senão, quando, inclusive, de sua localização, como
acontece em comunidades isoladas onde pode ser necessário estabelecer
29
serviços médicos e hospitalares suficientemente completos, para atenção dos
trabalhadores e de suas famílias.
O controle de riscos realizado por um serviço médico é atualizado através da
prevenção e do tratamento das incapacidades ocupacionais e não-ocupacionais,
e de investigação dos riscos ocupacionais da saúde.
Procedimentos que devem ser empregados pelos serviços médicos Exames médicos sistemáticos
Exames de admissão ao trabalho
Esses exames são básicos para conservar a saúde do trabalhador. Um dos
objetivos importantes é a colocação adequada do trabalhador e, por essa razão, o
médico examinador procede com maior acerto quando está bem familiarizado com a
indústria a que serve e com os riscos inerentes; o médico obtém tal familiaridade
pela inspeção periódica do estabelecimento industrial, inspeção que também lhe
serve para determinar as condições perigosas da atividade que possam necessitar
correção.
Através da seleção médica dos candidatos a emprego, protege-se a saúde e
a segurança dos empregados, excluindo-se os portadores de doenças contagiosas,
de doenças mentais e de doenças e lesões de incapacidade. Esses exames devem
incluir aspectos como a história clínica do trabalhador e de sua família (anamnese
geral) e a história ocupacional (anamnese profissional); esta última é extremamente
importante, pois pode proporcionar uma idéia da condição física atual do
trabalhador, que pode ter sido danificada por trabalhos perigosos anteriores.
Além do exame físico geral, devem ser realizados exames físicos especiais,
particularmente visão, audição, aparelho cardiovascular, hérnias, varizes, força
muscular e defeitos físicos; os exames subsidiários (radiológicos, sorológicos e
outros) e as provas de capacidade funcional completam a etapa dos exames clínicos
à admissão do trabalhador em determinada atividade.
Exames periódicos
O propósito dos exames periódicos é ajudar a conservar a saúde do
trabalhador, assegurando que sua condição física é compatível com as exigências
do trabalho; por essas razões devem ser praticados com suficiente amplitude e
freqüência, para que permitam o reconhecimento precoce de uma doença, enquanto
se encontra em seu estado incipiente. Para os trabalhadores não-expostos a
30
situações perigosas, é suficiente um exame físico anual. Por outro lado, há muitas
operações e exposições industriais que exigem exames mais freqüentes.
Exames eventuais
Exames médicos para a concessão de licenças, transferências de serviço,
volta ao trabalho após ausência prolongada etc.
Assistência médica
O tratamento dos casos de emergência de incapacidades ocupacionais é uma
função básica do serviço médico, e o tratamento de casos de ambulatórios, que
não são de emergência, pode ficar total ou parcialmente a seu cargo, dependendo
de vários fatores. Somente em circunstâncias excepcionais justifica-se a cirurgia
maior como uma das funções do serviço médico, ainda que o médico da indústria
deva manter um íntimo contato com os operários que a sofram.
Outra função básica do serviço médico é o tratamento dos casos de
emergência de incapacidades não-ocupacionais, ainda que, como nos casos de
emergência de doenças, a amplitude dos cuidados para enfermos não-
ocupacionais varie muito de uma indústria para outra. Facilidades de
hospitalização e encaminhamento a especialistas, visitas domiciliares e
assistência médica à família dos trabalhadores devem ser, também, funções do
serviço médico.
2.6.2 Higiene dos locais, materiais, métodos e condições de trabalho
Ainda que o controle de prevenção das doenças ocupacionais seja
primordialmente uma função de engenharia, o serviço médico desempenha um
papel importante na questão. A administração da indústria deve consultá-lo com
respeito à introdução de novos materiais ou procedimentos, ou sobre alterações
importantes no ambiente da fábrica. Também deve verificar se estão sendo feitas
inspeções periódicas sobre os materiais e processos potencialmente perigosos, e
se na indústria existe uma comissão de saúde e segurança. Tal serviço deve
tomar parte dela e ajudar na prevenção dos riscos ocupacionais, pela análise dos
registros de incapacidades ocupacionais.
31
2.6.3 Educação Sanitária
Com base nos dados das avaliações individuais de saúde, o departamento
médico deve promover no indivíduo uma verdadeira compreensão de seu estado
de saúde, fazendo com que encare seus aspectos débeis e fortes, estimulando-o
para que melhore sua condição geral. Deve-se aconselhar o trabalhador sobre
suas necessidades de nutrição, descanso, recreio e limpeza pessoal e estimulá-lo
na adoção de atitudes ou hábitos, relacionados com suas outras atividades
diárias, que favoreçam um estado ótimo de saúde.
2.6.4 Medidas de Engenharia para Prevenção e Controle das doenças profissionais
Avaliando os riscos e contando com informações sobre a toxicidade dos
materiais que estão sendo manipulados, o engenheiro está apto a implantar
medidas de prevenção e proteção contra as doenças profissionais. Não existem
regras pré-estabelecidas para a indicação das medidas ou métodos que devem
ser estabelecidos para controlar os riscos sanitários industriais; as condições
específicas de cada indústria determinam o tipo de proteção a ser empregado. De
um modo geral, esses métodos visam à eliminação do agente nocivo ou redução
de sua intensidade e/ou quantidade, a prevenção da dispersão do agente nocivo
e a proteção do trabalhador. O controle de um agente nocivo raramente é
efetuado através de uma única medida; ele usualmente envolve a utilização de
uma combinação de métodos ou medidas.
Apresentamos a seguir os princípios básicos mais importantes para prevenir e
proteger os trabalhadores dos riscos industriais.
Adequado projeto, construção e manutenção da maquinaria e equipamentos industriais
Obviamente a mais satisfatória medida de controle de riscos de doenças
profissionais consiste na adoção de medidas preventivas no próprio projeto e
construção da maquinaria e equipamentos industriais. Provavelmente o modo
mais interessante de melhorar os ambientes de trabalho consista na educação
dos fabricantes de máquinas e equipamentos industriais, de tal forma que, pelo
menos os elementos básicos de controle e de prevenção de agentes nocivos
estejam incluídos como parte integrante de cada máquina ou equipamento que
conhecidamente acarretam riscos para a saúde e segurança dos operários. A
32
manutenção da maquinaria ou equipamentos é tão importante quanto seu projeto
e construção. Deterioração, desgaste, corrosão, abrasão e choque resultam em
operação deficiente, e se devem a uma inadequada manutenção.
Substituição de materiais nocivos por outros menos nocivos ou inócuos
A possibilidade de substituição deve ser o primeiro princípio de controle
considerado, para evitar que se instalem medidas de controle mais elaboradas e
desnecessariamente custosas. Evidentemente esse método tem limitações,
devido a dificuldades técnico-industriais, interesses econômicos e algumas vezes
devido a rotinas e preconceitos.
Modificação de processos e métodos de trabalho
Se um risco não pode ser controlado pela substituição dos materiais, esse
objetivo pode ser possível modificando-se o procedimento ou o sistema de
operação. A substituição de métodos manuais por métodos mecanizados pode
resultar na eliminação de um risco. Entretanto, é necessário advertir que, em
alguns casos, a mecanização pode agravar uma condição perigosa. Vale lembrar
também que ao se modificar um método de fabricação, a eliminação de um risco
pode provocar o surgimento de um outro.
Umectação
A umectação de poeiras com água é, provavelmente, o mais antigo método
de controle. Ele foi utilizado na indústria cerâmica inglesa há 250 anos. A
eficiência desse método depende de dois fatores: do umedecimento da poeira e
de sua adequada disposição depois de molhada. Mesmo que a poeira seja
molhável, é necessário coletar e dispor o material úmido antes que o líquido
evapore e a poeira seja novamente dispersa pelas correntes de ar, ou outras
causas.
Enclausuramento
O enclausuramento é um princípio de controle muito importante. Muitas
operações podem ser enclausuradas ou encerradas, impedindo, portanto, o
escape dos poluentes. O enclausuramento não é utilizado com a freqüência que
deveria, em particular por erros de desenho ou projeto. Quando se empregam
33
tampas móveis, deve-se considerar o elemento humano. Por indiferença, dolo ou
falta de entendimento, não se pode ter a segurança de que as tampas sejam
recolocadas; a instalação de coberturas auto-selantes, ou dispositivos similares,
pode apresentar resultados satisfatórios.
Isolamento
Muitas indústrias têm operações que produzem considerável poluição do
ambiente de trabalho, porém requerem atenção imediata de apenas um pequeno
número de trabalhadores. Se localizada indiscriminadamente dentro da fábrica ou
se efetuada em certos horários, tais operações expõem desnecessariamente
muitos outros trabalhadores a uma quantidade de poluentes. Segregando ou
isolando essas operações, somente alguns trabalhadores estariam expostos, os
quais poderiam ser protegidos por medidas complementares.
Equipamentos individuais de proteção
Entre os elementos e equipamentos individuais de proteção encontramos
alguns que são empregados por motivo de segurança do trabalho, ou seja, têm o
objetivo de prevenir acidentes, e outros cujo objetivo é prevenir doenças
profissionais, isto é, são usados por motivo de higiene do trabalho. No primeiro
grupo, cujo objetivo é a segurança, encontramos as seguintes categorias:
• vestuário protetor;
• protetores de órgãos visuais.
Os elementos para a prevenção de doenças profissionais podem ser divididos como
segue:
• protetores de vias respiratórias;
• protetores auriculares;
• luvas e cremes protetores
Sob o aspecto de higiene industrial, os equipamentos individuais de proteção
devem ser considerados como um recurso defensivo de ordem secundária, cuja
utilização jamais poderá ter preferência sobre o emprego das medidas de proteção
coletiva; eles constituem a última linha de defesa e podem, a rigor, ser renunciados.
Contudo, onde deveriam ser usados, como deveriam ser selecionados e como
deveriam ser utilizados e mantidos, é compreendido adequadamente somente por
34
um pequeno número de técnicos. Devido a seu relativo baixo custo, quando
comparado com a maioria das outras medidas de controle, e pelo fato de poderem
ser empregados de imediato, encontram uso abusivo.
Ordem, limpeza e conservação Além da importância que têm por si mesmo como recursos preventivos, a ordem,
a limpeza e a conservação dos locais, máquinas e equipamentos constituem a base
geral indispensável ao rendimento eficiente dos métodos descritos, e a prática tem
demonstrado que oferece, na maioria das indústrias, um bom índice do programa de
higiene do trabalho.
Uma boa ordem, limpeza e conservação significam limpeza dos pisos, das
máquinas e de quaisquer superfícies horizontais, previsão de depósitos para
materiais nocivos e de métodos adequados a seu transporte e emprego,
conservação da maquinaria para impedir vibrações desnecessárias ou escapes de
material, disposição das operações de modo a limitar o número de operários
expostos a um risco, e a aplicação de métodos de limpeza que, por si mesmos, não
provoquem a agitação de grandes concentrações de poeira.
A execução de um programa de ordem, limpeza e conservação da planta requer
um planejamento cuidadoso e um esforço contínuo e regular, unido a atividades
educativas, para lograr a cooperação de cada trabalhador.
Ventilação Por fim, a ventilação de processos e operações que emitem contaminantes e a
ventilação de ambientes em geral constituem um dos mais importantes métodos de
controle. Consiste na movimentação do ar por meios naturais ou mecânicos, quer
introduzindo-o num ambiente (insuflação), quer retirando-o desse ambiente
(exaustão).
O ar entra e sai continuamente de todo recinto ou edifício através das portas,
janelas, fendas e outras aberturas. Se essa troca de ar é causada por condições
naturais, diz-se que a ventilação é natural; se é efetuada por ventiladores ou outros
meios mecânicos, a ventilação é chamada de mecânica ou artificial. Dentro de
recintos e edifícios, o ar é mantido em circulação por diferenças de pressão,
diferenças de temperatura, pela movimentação dos ocupantes e equipamentos, e/ou
por ventiladores.
35
2.7 VENTILAÇÃO
2.7.1 Considerações gerais Ventilação pode ser definida como a movimentação intencional do ar de forma
planejada a fim de atingir um determinado objetivo. Essa movimentação pode ser
feita por meios naturais ou mecânicos. Deve-se ter em mente que o ar sempre se
movimenta da zona de maior pressão para a zona de menor pressão.
A ventilação é uma técnica disponível e bastante efetiva para o controle da
poluição do ar em ambientes de trabalho. A sua adequada utilização promove a
diluição ou retirada de substâncias nocivas ou incômodas presentes no ambiente, de
forma a não ultrapassar os limites estabelecidos na legislação (Limites de
Tolerância). A Ventilação também pode ser utilizada para controlar a concentração
de substâncias explosivas e/ou inflamáveis, agindo dessa forma no aspecto de
segurança tanto do trabalhador quanto dos bens materiais da empresa. A Ventilação
também é útil na conservação de materiais e equipamentos. Finalmente, o seu uso
pode promover ou auxiliar no conforto térmico dos ambientes de trabalho e
ambientes em geral.
As substâncias emitidas nos ambientes de trabalho podem estar na forma de
partículas sólidas ou líquidas (aerossóis) ou na forma gasosa (gases e vapores) ou
na forma mista.
A forma como a substância é emitida é importante do ponto de vista de
ventilação e também do ponto de vista toxicológico. Assim, partículas grosseiras
(> 40 micrômetros) se depositam logo após a emissão, não representam em geral
um problema de saúde ocupacional mas sim aerodinâmico devido a inércia das
partículas que deve ser levado em consideração quanto do projeto do sistema de
captação e transporte.
Dentre as partículas pequenas destacam-se aquelas de diâmetros menores
de 10µm consideráveis respiráveis, que quanto menor o diâmetro maior a
probabilidade de penetração nas partes mais profundas do sistema respiratório até
causar danos à saúde dependendo evidentemente da toxicidade, quantidade de
partículas presentes no fluxo e do tempo de exposição.
2.7.2 Classificação dos sistemas de ventilação De um modo geral, os sistemas de renovação de ar de um ambiente podem
ser classificados em:
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• ventilação natural, ou espontânea
• ventilação artificial, ou forçada
A ventilação natural ou espontânea é aquela que se verifica em virtude das
diferenças de pressões naturais, ocasionadas pelos ventos e gradientes de
temperatura existentes através das superfícies que delimitam o ambiente
considerado.
A ventilação artificial ou forçada é aquela em que a movimentação do ar se
faz por meios mecânicos. A ventilação forçada pode ser geral diluidora ou local
exaustora.
A ventilação é geral diluidora quando o ar novo se mistura com o ar ambiente,
diluindo seus contaminantes, antes de estes serem retirados do recinto.
Quando o ambiente é limpo e deseja-se mantê-lo a uma pressão superior à
do exterior para evitar infiltrações indesejadas, o sistema de ventilação diluidora
adotado é o de insuflamento com possibilidade de filtragem do ar.
Já quando o ambiente é sujo (fundições, oficinas etc.) ou excessivamente
quente (casas de máquinas, fornos etc.), dá-se preferência à extração do ar do
recinto, deixando-se que o ar exterior penetre por aberturas naturais. Nesse caso,
classifica-se a ventilação em geral, diluidora por exaustão.
Quando, entretanto, nos sistemas de insuflamento de ar puro, devido à
restrição da saída do ar, a sobrepressão no ambiente se torna muito elevada
(chegando até a dificultar a abertura das portas externas), é interessante adotar-se
uma solução mista de ventilação geral diluidora por insuflamento e exaustão
simultaneamente.
Finalmente, para os casos em que os contaminantes são localizados e podem
ser retirados (captados) antes que se espalhem pelo ambiente, como ocorre na
maior parte das operações industriais, a ventilação mais indicada, por ser mais
eficiente e econômica, é a ventilação local exaustora.
37
2.7.3 Ventilação Natural
A ventilação natural consiste em proporcionar a entrada e a saída de ar de um
ambiente sob uma forma controlada e intencional graças a aberturas existentes para
este fim, como é o caso de janelas, portas, domus, chaminés, etc.
O método empregado para obtenção deste sistema ventilação consiste em
insuflação natural e exaustão natural.
As forças naturais disponíveis para a movimentação do ar são:
a) força do vento;
b) diferenças de temperatura entre o ar interior e o exterior do ambiente;
O movimento do ar pode ser causado por estas forças agindo individual ou
combinadamente, dependendo das condições atmosféricas, projeto do edifício e
localização.
Os resultados obtidos da ventilação natural variarão de tempos em tempos
devido à variação na velocidade e direção dos ventos e da diferença de temperatura.
Pode-se dividir o estudo da ventilação natural em três partes:
- ventilação devida à ação do vento;
- ventilação devida à diferença de temperaturas;
- ventilação pela ação combinada da ação do vento e da diferença de
temperatura.
Ventilação por ação dos ventos
A ventilação natural pode ser provocada pela ação dos ventos. Esta, embora
intermitente, ocasiona escalonamento das pressões externas no sentido horizontal,
por vezes apreciável.
Diferenças de pressão da ordem de 0,5 N/m2 (0,05 mm H2O) já são
suficientes para obtermos correntes de ar satisfatórias, do ponto de vista da
ventilação, desde que haja caminho para elas.
Considerando-se o uso de ventos para produção de ventilação, devem ser levados
em conta os seguintes parâmetros: (a) a velocidade média do vento; (b) a direção
predominante do vento; (c) as variações diárias e sazonais do vento, e (d) a
interferência local nos ventos devido a edifícios próximos, colinas e outras
38
obstruções de natureza similar. Como regra geral, pode-se dimensionar o sistema
utilizando-se uma velocidade de ventos de 50% do valor da velocidade média
sazonal.
A Equação abaixo pode ser utilizada para calcular a quantidade de ar forçada
pelo vento, através de abertura de ventilação, ou para determinar o tamanho das
aberturas para produzir determinados resultados: Q=EAv
onde Q é a razão do ar (pés3/min),
A a área livre das aberturas de entrada (pés2),
v a velocidade do vento (pés/min),
e E o coeficiente de eficiência das aberturas.
O valor de E pode ser tomado de 0,5 a 0,6 para ventos perpendiculares, e
entre 0,25 e 0,35 para ventos diagonais.
A exatidão dos resultados obtidos pela Equação depende da localização das
aberturas. As aberturas de entrada devem ser colocadas nas paredes voltadas para
os ventos predominantes, enquanto que as saídas devem ser colocadas:
• nas paredes opostas aos ventos predominantes;
• no telhado, na área de baixa pressão causada pela passagem do vento;
• nas paredes adjacentes às das aberturas de entrada onde ocorrem áreas de
baixa pressão;
• em dispositivos de ventilação nos telhados ou chaminés.
Ventilação por diferença de temperatura
O aquecimento do ar de um ambiente provoca redução de sua massa
específica, com a conseqüente formação de diferenças de pressão, em relação ao
exterior, que se escalonam verticalmente, apresentando seu maior valor na parte
superior.
Assim, a diferença de pressão criada por uma coluna de ar quente em um
ambiente a uma temperatura de t2, superior à temperatura exterior t1, depende
dessas temperaturas e da altura da coluna. Trata-se do efeito termosifão (ou de
chaminé), que nada mais é do que o princípio de Arquimedes aplicado ao caso, o
qual afirma que a massa de ar aquecida recebe um impulso, de baixo para cima,
igual ao peso da massa de ar frio deslocada.
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Conforme o projeto, a localização e a posição do prédio, dependendo das
condições atmosféricas e climáticas poderá haver predominância da ação do vento
ou do movimento do ar decorrente da diferença de temperatura. Sob certas
condições, estas ações se somam. O projeto de localização de aberturas deve ser
feito procurando conseguir que os efeitos favoráveis à ventilação devido à ação do
vento e da diferença de temperatura se somem e não contraponham.
2.7.4 VENTILAÇÃO MECÂNICA DILUIDORA Quando a movimentação do ar de ventilação é obtida por diferenças de
pressão criadas mecanicamente, diz-se que a ventilação é artificial, forçada ou
mecânica. Adota-se a ventilação mecânica sempre que os meios naturais não
proporcionam o índice de renovação de ar desejado, ou ainda, como elemento de
segurança nas condições de funcionamento precário da circulação natural do ar.
A ventilação mecânica, além de ser independente das condições
atmosféricas, apresenta a grande vantagem de possibilitar o tratamento do ar, como
filtragem, humidificação, secagem etc., assim como sua melhor distribuição. Essas
operações geralmente acarretam perdas de carga elevadas na movimentação do ar.
O controle de poluentes nocivos pela ação da ventilação geral diluidora é
realizado pela diluição da concentração do poluente, antes que ele atinja a zona de
respiração do trabalhador, com ar limpo ou não poluído.
Na ventilação mecânica do tipo geral diluidora o ar exterior de ventilação é
misturado com o ar viciado do ambiente. Consegue-se com isso uma diluição dos
contaminantes até limites higienicamente admissíveis. É o tipo de ventilação
normalmente adotado quando da impossibilidade de se capturar o contaminante
antes que ele se espalhe pelo recinto, como ocorre nos ambientes onde a poluição é
causada por pessoas ou fontes esparsas de calor ou poluentes.
A ventilação mecânica geral diluidora será feita por insuflamento se o
ambiente for limpo (auditórios, lojas etc.), pois nesse caso o ar exterior poderá ser
facilmente filtrado e uniformemente distribuído pelo ambiente, mantendo-o a uma
pressão superior à do exterior, o que evitará a infiltração de ar não-tratado.
Quando a contaminação do ambiente é elevada, torna-se preferível por vezes
adotar o processo de exaustão geral (casas de máquinas, ambientes com pó etc.).
Nesse caso, embora o ambiente fique a uma pressão inferior à do exterior,
40
permitindo infiltrações de ar não-tratado, a extração dos contaminantes é mais
intensa e a quantidade de ar necessária para a diluição é menor.
Finalmente, quando se deseja extrair o contaminante principal (sala de
fumantes) e, ao mesmo tempo, manter o ambiente suprido com ar filtrado e
estanque ao ar exterior, adota-se o sistema misto de ventilação geral diluidora, com
insuflamento e aspiração combinados. Na maioria dos casos, as frestas ou aberturas
normais do ambiente – como portas e janelas – desempenham o papel das bocas de
saída.
Ventilações mecânicas do tipo geral diluidora por insuflamento se destinam
normalmente ao conforto, de modo que o ar de renovação deve ser distribuído de
modo uniforme sobre a totalidade da superfície ocupada do local. Devem-se evitar
correntes de ar desagradáveis, zonas de estagnação e os curtos circuitos.
A ASHRAE fixa em 0,075 m/s e 0,2 m/s os limites inferior e superior das
velocidades do ar para recintos com pessoas em trabalho sedentário. Velocidades
acima de 0,2 m/s m/s, só são toleráveis, quando a temperatura efetiva é superior à
de conforto, podendo se tornar, caso contrário, causa de desconfortos ou mesmo
doenças.
Quando o ar insuflado apresenta, em relação ao ar ambiente, uma diferença
de temperatura superior a 3ºC, não deve ser insuflado diretamente sobre as
pessoas, e sim afastado da zona ocupada, onde pode ser misturado previamente
com o ar do recinto. A direção mais conveniente para o movimento do ar é a de
frente para as pessoas, sendo aceitável a de cima e desaconselhável a de trás ou
de baixo.
Com base nas considerações anteriores, podemos imaginar os seguintes
sistemas de distribuição do ar:
• distribuição para baixo;
• distribuição para baixo e para cima;
• distribuição de baixo para cima;
• distribuição cruzada;
• distribuição mista;
• distribuição especial em minas.
A ventilação geral diluidora também é utilizada , em locais onde não existem
agentes nocivos, para a remoção de odores corporais , fumaça de cigarro e
41
manutenção das condições de conforto (redução da temperatura interna).
A ventilação geral diluidora não reduz ou elimina a quantidade de material
nocivo emitido no ambiente de trabalho.
Para casos onde a concentração de poluentes é extremamente elevada ou
em locais onde o objetivo é controlar o poluente na fonte ou no ponto de geração ,
prevenindo deste modo a emissão do mesmo no ambiente de trabalho adota-se a
ventilação local exaustora.
Insuflação Mecânica e Exaustão Natural
Nesta modalidade de ventilação geral diluidora um ou mais ventiladores
enviam ar exterior para o interior do recinto. Como a pressão no recinto se torna
maior que a pressão pé , o ar insuflado sai por outras aberturas existentes,
produzindo os efeitos desejados de diluição dos contaminantes, de redução da
temperatura e de arejamento.
A insuflação mecânica permite um bom controle da incidência do ar e um
melhor controle da pureza do ar insuflado do que no caso da ventilação natural.
Usa-se também quando é necessário impedir que o ar contaminado de um
outro recinto penetre naquele que se está pretendendo ventilar.
Nesta método de ventilação estabelece-se no recinto uma pressão positiva maior
que a pressão exterior . Deve-se portanto verificar inicialmente a necessidade e a
conveniência de manter a pressão do ambiente acima da pressão externa ou dos
ambientes adjacentes, pois o ar expelido ou exaurido poderá ser deslocado para um
outro ambiente no qual não se possa admitir o ar nas condições com que sai do
local ventilado.
Deve-se localizar a abertura de admissão de ar para o ventilador numa
parede , a fim de que a tomada de ar se efetue livremente. A localização do
ventilador bem como das saídas de ar devem ser executadas de maneira a garantir
um fluxo de ar adequado, livre de agentes contaminantes externos.
Nas aberturas para tomada de ar exterior deve-se garantir a impossibilidade
de penetração de corpos estranhos e animais , por meio de telas, e de água de
chuva , construindo platibandas, marquises ou abas.
42
Insuflação Natural Exaustão Mecânica
Um ou mais exaustores removem o ar do recinto para o exterior. A pressão no
interior baixando devido a esta exaustão estabelece-se através de aberturas um
fluxo de ar do exterior para o interior do recinto, e deste para o exterior, e portanto a
pressão externa será maior do que a interna.
Este método evita que o ar contaminado do ambiente em questão passe para
recintos vizinhos mas permite que eventualmente ocorra o contrário.
Usa-se este método à ventilação de sanitários, de cozinhas e outros recintos
industriais onde não há poluentes em grau de toxidez inaceitável.
Considerando-se que a pressão interna será menor do que a externa deve-se
previamente verificar se há conveniência ou mesmo necessidade de manter a
pressão do ambiente abaixo da pressão externa ou dos ambientes adjacentes pois a
tendência é de que o ar dos compartimentos vizinhos entre pelas portas ao serem
abertas.
É recomendável verificar a possibilidade de a admissão de ar efetuar-se
livremente no ambiente através de portas e janelas, considerando, logicamente, que
o ar exterior não é contaminado. Se necessário deve-se prever aberturas nas
paredes para admissão do ar, a fim de que a tomada se efetue livremente e o ar
possa ser filtrado, se poluído ou contaminado.
Assim como no método anterior o exaustor bem como as aberturas para
entrada de ar, devem ser protegidas de maneira a impedir a entrada de corpos
estranhos, insetos e água.
O ventilador deve ser localizado no ponto mais alto do ambiente e na parede
oposta à de admissão de ar.
Insuflação e Exaustão Mecânicas
Neste caso, há ventiladores que insuflam o ar e ventiladores que removem o
ar do recinto, quer sejam colocados diretamente no recinto, quer sejam atuando
através de dutos.
Consegue-se uma ventilação mais controlável tanto em relação à qualidade
do ar que entra , quanto à distribuição do mesmo no recinto.
Quando ocorre passagem direta de ar de uma abertura de admissão para a
saída, causando a estagnação do ar em parte do ambiente ventilado diz-se que
43
ocorre curto circuito de ar. O sistema misto (ventilação e exaustão mecânica )
consegue, quando bem projetado, evitar esta circulação parasita do ar.
Tratando-se se um sistema mais dispendioso que os anteriores, tanto no que
diz respeito ao consumo de energia elétrica quanto no que diz respeito ao projeto e
instalação, este somente deverá ser adotado quando não for possível a diluição do
ar com a aplicação dos métodos anteriores.
Pode-se escolhendo adequadamente os ventiladores, conseguir que a
pressão no recinto seja maior, menor ou igual à pressão externa.
2.7.5 VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA Este tipo de ventilação capta os poluentes diretamente na fonte evitando
desta forma a dispersão dos mesmos no ambiente de trabalho.
Para efetuar a extração dos contaminantes de um determinado ambiente, a
ventilação local exaustora atua capturando os poluentes por meio de uma corrente
de ar com velocidade adequada (velocidade de captura), criada por meio de
dispositivos especiais chamados captores. Além disso, a ventilação local exaustora
se caracteriza também por transportar pelo ar detritos como poeiras, fumos e
vapores, que atingem em peso uma parcela mínima da mistura (< 0,15%).
O ar extraído do recinto é substituído naturalmente por igual quantidade de ar
exterior, contribuindo assim para a ventilação por diluição do ar viciado do ambiente
geral. Na maior parte dos casos, entretanto, a quantidade de ar movimentada pelos
sistemas de ventilação local exaustora é insuficiente para a ventilação geral diluidora
do ambiente, de forma que uma ventilação adicional – seja por exaustão ou por
insuflamento – deverá ser providenciada. De uma forma ou de outra, nos ambientes
dotados de ventilação local exaustora, a quantidade de ar necessária para a
ventilação geral diluidora é bem menor, já que grande parte dos contaminantes não
é disseminada no mesmo.
A ventilação local exaustora tem como objetivo principal a proteção da saúde do
trabalhador, uma vez que capta os poluentes de uma fonte (gases, vapores ou
poeiras tóxicas) antes que os mesmos se dispersem no ar do ambiente de trabalho,
ou seja, antes que atinjam a zona de respiração do trabalhador. De uma forma
indireta, a ventilação local exaustora também influi no bem-estar, na eficiência e na
segurança do trabalhador, por exemplo, retirando do ambiente uma parcela do calor
de convecção liberado por fontes quentes que eventualmente existam. Também no
44
que se refere ao controle da poluição do ar da comunidade, a ventilação local
exaustora tem papel importante. A fim de que os poluentes emitidos por uma fonte
possam ser tratados em um equipamento de controle de poluentes (filtros, lavadores
etc.), eles têm de ser captados e conduzidos a esses equipamentos, e isso, em um
grande número de casos, é realizado por um sistema de ventilação local exaustora.
Uma instalação de ventilação local exaustora é constituída normalmente de:
1) Captores: pontos de entrada dos poluentes mais gás carreador no sistema.
2) Dutos: têm a função de transportar os poluentes. Podem ser divididos em
tramos, duto principal e chaminé.
3) Filtro: equipamento destinado à limpeza do ar exaurido antes de seu
lançamento na atmosfera.
4) Conjunto Ventilador-Motor: fornece a energia necessária para movimentar
o fluido e vencer todas as perdas de carga do sistema.
5) Chaminé: parte final do sistema, cuja finalidade é o lançamento do gás
transportador mais emissão residual na atmosfera.
6) Equipamento de controle da poluição do ar – destina-se a reter os
poluentes, impedindo seu lançamento na atmosfera; é utilizado quando
necessário.
Figura 2.2 – Mecanismos da Ventilação local exaustora
Fonte Fonte
Moto
45
Trata-se, portanto, de um sistema de ventilação bastante especializado,
adotado somente quando as fontes de contaminação são bem localizadas, como
ocorre em ambientes industriais com cabines de pintura, de jato de areia ou
granalha, aparelhos de solda, forjas, fogões, tanques para tratamento químico,
esmeris, máquinas de beneficiamento de madeira, transporte de materiais
pulverulentos, misturadores, ensacadores, britadores, peneiras, silos etc.
Captores
É o ponto de entrada dos gases no sistema de ventilação local exaustora. Um captor estará completamente dimensionado quando determinarmos:
• sua forma e suas dimensões; • sua posição relativa à fonte de poluentes; • vazão a ser exaurida para captura completa dos poluentes; • energia necessária para movimentar os gases exauridos para dentro dele.
Classificação dos captores: • Enclausuramento com exaustão • Cabines • Captores externos
Tipos de captores
Um bom captor deve apresentar as seguintes qualidades:
• envolver ao máximo a fonte de contaminantes (menor c´); • ter a mínima seção de boca possível (menor Ω0); • aproveitar, em seu desempenho, o movimento inicial das partículas ao
serem geradas (menor c´); • não atrapalhar o trabalho dos operários; • ser de fácil manutenção e limpeza.
As três primeiras qualidades respondem pela maior ou menor vazão de ar do
sistema e, portanto, são fundamentais para a redução da potência mecânica consumida pelo mesmo. Os principais tipos de captores atualmente em uso são:
• as capelas; • as coifas; • as fendas; • os captores de politrizes e esmeris; • as campânulas; • as simples bocas.
As capelas são armários, montados sobre mesas de laboratórios, colocados
no centro das salas (tipo dossel) ou contra paredes (tipo lateral) que dispõem de entrada de ar na parte inferior da porta; são geralmente de deslocamento vertical, para a execução de ensaios com produção de gases ou vapores contaminantes no seu interior.
46
O arrasto do contaminante no interior da capela se dá por cima, quando se trata de gases leves, ou por baixo, no caso de gases pesados.
As coifas são captores adotados para arrastar gases quentes ou vapores
produzidos por fogões, tanques, fornos, forjas etc. Para tanto, consistem num anteparo de forma cônica ou piramidal, colocando na vertical do equipamento gerador do contaminante, mas afastado deste a fim de não dificultar sua operação.
As coifas podem ser simples ou duplas. As duplas dispõem de anteparo interno adicional, cônico ou piramidal, de acordo com seu exterior, a fim de criar velocidades de captura mais acentuadas em sua periferia.
As fendas são captores para gases ou vapores emitidos por tanques nos
quais a movimentação do material se verifica verticalmente. Para isso, são colocadas lateralmente, perto da superfície do banho.
Os captores de politrizes e esmeris são dispositivos que envolvem os rotores
dessas máquinas, deixando acessível cerca de apenas um quarto de sua circunferência. Em um captor padrão desse tipo, a movimentação das partículas do contaminante auxilia na sua captura.
A maior parte dos captores, entretanto, é constituída por recintos ou simples
caixas (campânulas) que envolvem o equipamento, mantendo apenas uma abertura para a captação (boca), por onde entra o ar do ambiente. São usados em instalações de contaminantes de moinhos, peneiras, fornalhas, fornos, secadores, dosadores de pó, misturadores, ensacadores, limpadores, jatos de areia, soldas, cepilhadeiras, aplainadeiras, lixadeiras, correias transportadoras etc.
Esses captores são projetados especificamente para cada tipo de máquina,
de modo que, com uma abertura mínima para a operação, todo o equipamento fique protegido contra a saída de pós ou outros elementos contaminantes, de uma maneira geral.
Sistema de Dutos
Dimensionamento de dutos
Um sistema de dutos, depois de instalado, pode ser testado quanto a suas características, tais como pressões de operação, vazões, potência consumida etc., através de medidas feitas com instrumentos específicos para esse fim. No entanto, quando o sistema está sendo projetado, essas características devem ser computadas com o auxílio da teoria e de dados experimentais. Convém relembrar que as perdas de energia são basicamente de dois tipos, perdas por atrito e perdas por turbulência.
• Perda de carga em trechos retos • Perda de carga em expansões • Perda de carga em contrações • Perda de carga em cotovelos • Perda de carga em junções • Perda de carga em outras singularidades
47
As canalizações dos sistemas de ventilação local exaustora devem, sempre que possível, ter seção circular, para evitar arestas ou zonas de velocidade reduzida, que possibilitam a estagnação dos contaminantes.
O material dos dutos normalmente é a chapa de aço preta, soldada, ou chapa
de aço galvanizada, rebitada, quando se trata de trabalho sob temperaturas inferiores a 200ºC. As bitolas adotadas para o caso de contaminantes não-corrosivos são selecionadas de acordo com o diâmetro de canalização e a classificação dos serviços.
Os tipos de serviços são classificados de acordo com o contaminante a
transportar. Assim temos:
• classe I – materiais não-abrasivos, como pinturas, serragens etc.; • classe II – materiais abrasivos em pequenas quantidades, como
politrizes, esmeris etc.; • classe III – materiais abrasivos em grande concentração, como
britadores de rocha, jatos de areia e de granalha etc.
Velocidade do ar nas canalizações
A velocidade do ar nas canalizações de ventilação local exaustora deve ser
suficiente para manter as partículas do contaminante em suspensão (velocidade de
flutuação, cf) e, ao mesmo tempo, para transportá-las (velocidade do material cm).
Seleção dos coletores
A escolha do coletor mais adequado para um determinado sistema de ventilação local exaustora deve levar em conta os seguintes fatores:
as características físicas e químicas de cada um dos contaminantes,
tais como: • estado físico (gás, vapor, líquido ou sólido); • densidade; • concentração; • solubilidade; • adesividade; • resistividade; • atividade química (corrosividade, oxidação, decomposição,
formação de compostos nocivos etc.); eficiência desejada (percentual em peso dos contaminantes a serem
retidos); análise grnulométrica dos contaminantes sólidos ou granulometria
mínima para o percentual de retenção desejado; formas das partículas sólidas; condições do efluente (temperatura, umidade e pressão); facilidade de remoção e limpeza do material coletado; perda de carga na operação de separação; custo do investimento e da operação do sistema.
48
Ventiladores
Em ventilação industrial, o fornecimento de energia para o fluido geralmente é
feito através de um ventilador centrífugo ou axial.
A função básica de um ventilador é, pois, mover uma dada quantidade de ar
por um sistema de ventilação a ele conectado. Assim, o ventilador deve gerar uma
pressão estática suficiente para vencer as perdas do sistema e uma pressão cinética
para manter o ar em movimento. Quando em repouso, o ventilador centrífugo
comporta-se como um vaso volumétrico contendo um dado volume de ar. Ao entrar
em movimento, o ar nele contido é centrifugado, recebendo um incremento de
energia, sendo o vazio criado no ventilador preenchido com novo ar, pela ação da
pressão atmosférica, a uma velocidade suficiente para repor a quantidade que foi
descarregada. Quando em movimento a uma dada rotação constante, o volume
específico do ventilador é induzido e descarregado continuamente, sendo evidente
que o volume total depende apenas da rotação do ventilador. Uma vez que a
energia cinética é função da velocidade ao quadrado, a pressão gerada pelo
ventilador varia como quadrado da rotação. Sendo a potência função de ambos,
vazão e pressão, ela varia com o cubo da rotação.
Principais tipos – vantagens e desvantagens
Centrifugo de pás radiais
É um ventilador robusto, para movimentar efluentes com grande carga de
poeira, poeiras pegajosas e corrosivas. Apresenta menores possibilidades de
“afogar”, sendo para trabalho mais pesado. A eficiência desse tipo de ventilador é
baixa, e seu funcionamento é barulhento.
Centrifugo de pás para frente
Tem eficiência mais elevada, maior capacidade exaustora a baixas
velocidades, e não é adequado para trabalhos de alta pressão. Não é adequado
para altas cargas de poeira, e apresenta problemas freqüentes de corrosão se mal
utilizado.
Centrifugo de pás para trás
Possui duas importantes vantagens: apresenta uma eficiência maior e uma
autolimitação de potência. Isso significa que, se o ventilador está sendo usado em
49
sua máxima potência, o motor não será sobrecarregado por mudanças de sistema
de dutos. É um ventilador de alta eficiência e silencioso se trabalhar num ponto
eficiente.
Axial propulsor
É o tipo mais barato para mover grandes volumes de ar a baixas pressões. É
freqüentemente utilizado para circulação de ar ambiente, e raramente para
ventilação local exaustora.
Tubo-axiais
Trata-se de um propulsor, com pás mais grossas e mais largas, colocado
dentro de um tubo, o que permite sua direta conexão em dutos.
Axial com aerofólios
Possui uma ampla calota central, que possibilita sua utilização a pressões
mais elevadas. É freqüentemente usado em ventilação de minas subterrâneas e, em
algumas ocasiões, em indústrias. Nesse tipo de ventilador, a forma das pás é muito
importante, e eles não devem ser usados onde haja risco de erosão e corrosão.
2.8 EQUIPAMENTOS DE CONTROLE
Os poluentes exauridos do ambiente de trabalho devem, algumas vezes, ser
coletados para evitar sua emissão para a atmosfera, criando problemas de poluição
da atmosfera.
A coleta do poluente pode ser feita por uma série de equipamentos projetados
especificamente para esse fim. A escolha do equipamento de controle que melhor
cumprirá sua função de coleta do poluente nem sempre é um problema de simples
solução, tendo-se em vista o número de fatores intervenientes. Esses fatores não
têm todos a mesma importância, sendo alguns deles de importância fundamental na
escolha do equipamento. Quase todos os tipos de mecanismos, tanto para coleta de
material particulado quanto para coleta de gases e vapores, podem ser encontrados
no item referente à aerodispersóides, gases e vapores.
De uma forma geral, pode-se dizer que a escolha depende de fatores
relativos às propriedades do contaminante, relativos às propriedades do gás
50
carreador e relativos a aspectos econômicos e práticos. Há que se considerar, na
escolha de equipamentos de controle, vários fatores como segue.
Estado físico do poluente
Para coleta de gases e vapores, os equipamentos de controle mais
usualmente utilizados são as torres de absorção, os leitos de adsorção, os
condensadores e os incineradores. A coleta do material particulado, sólido ou
líquido, é em geral feita em coletores inerciais, coletores centrífugos, lavadores,
filtros e precipitadores eletrostáticos.
Grau de limpeza desejado
A eficiência de coleta fixada em função dos regulamentos limitantes da
quantidade do poluente que pode ser emitida é um dos fatores importantes a ser
considerado. A eficiência dos equipamentos de controle dependem de várias
propriedades do poluente e do gás carreador, e a escolha deve ser feita em função
do que é requerido em termos de eficiência.
Propriedades do gás carreador
Composição química
Só é importante quando afeta as propriedades físicas e químicas do gás
carreador. As propriedades químicas são importantes quando há a possibilidade de
haver reações químicas entre o gás carreador, o contaminante e o coletor.
Temperatura
As principais influências da temperatura são sobre volume do gás carreador e
efeitos sobre os materiais de construção do coletor. O volume tem conseqüências
sobre o tamanho do coletor que, dessa forma, provocará alteração no custo do
equipamento. A temperatura também afetará a viscosidade que, por sua vez, afetará
o rendimento de coleta. Assim, adsorção é impraticável a altas temperaturas, e a
solubilidade dos gases (absorção) é variável com a temperatura. A resistividade
elétrica de partículas varia com a temperatura e é uma importante propriedade na
precipitação elétrica de partículas. Coletores úmidos algumas vezes não podem ser
utilizados devido à grande quantidade de água que se evapora, e filtros podem ser
danificados pela passagem de gases excessivamente quentes.
51
Viscosidade
As principais influências da viscosidade se relacionam com o aumento da
potência requerida com o aumento da viscosidade, e com a alteração que provocará
na eficiência da coleta de material particulado.
Umidade
Alta umidade contribui para empastamento das partículas sobre o coletor,
principalmente coletores inerciais e centrífugos, e filtros, provocando seu
entupimento. Pode, ainda, agravar problemas de corrosão, além de ter grande
influência sobre a resistividade elétrica das partículas e, portanto, em sua
precipitação eletrostática. Em adsorção, pode agir como fator limitante da
capacidade do leito se este adsorver vapor d’água.
Combustividade
Quando o gás carreador é inflamável ou explosivo, algumas precauções
especiais devem ser tomadas. A principal delas é assegurar que se esteja acima do
limite superior de explosividade ou abaixo do limite inferior de explosividade da
mistura. Nesses casos, lavadores são preferidos e precipitadores eletrostáticos
raramente usados.
Reatividade química
É importante, em alguns casos como, por exemplo, quando se filtra um gás
contendo compostos de flúor com filtros de lã de vidro, danificando os mesmos. Em
geral, deve-se evitar que haja reação entre o gás e o coletor, de forma a danificar o
mesmo.
Propriedades elétricas
São importantes quando se trata de coleta de partículas com precipitador
eletrostático, pois a maior ou menor facilidade de ionização do gás influencia o
mecanismo básico de coleta.
Outros fatores como pressão, densidade, toxicidade etc., são, em geral, de
menor importância e não serão aqui abordados.
Propriedades do contaminante
Carga
A carga, ou concentração do poluente, na entrada do equipamento de
controle, e suas variações afetam diretamente os vários tipos de coletores. Assim é
que a eficiência de coleta de ciclones aumenta com a carga, mas aumenta também
52
a possibilidade de entupimento do mesmo. Alguns equipamentos exigem mesmo a
presença de pré-coletores para evitar sobrecarga em sua operação.
Solubilidade
É importante em absorvedores e lavadores em geral, pois, em regra, quanto
maior a solubilidade do poluente, maior o rendimento de coleta.
Capacidade adsortiva
Importante em adsorção de gases e vapores. De uma forma geral, só se
recomenda esse tipo de coletor para gases e vapores com massa molecular superior
a 45 e, principalmente, na retenção de solventes e substâncias odoríferas.
Combustividade
Importante quando se pretende a eliminação do poluente por incineração,
sendo também um fator a considerar para evitar riscos de explosão.
Reatividade química
A reatividade química constitui-se num fator que pode ser utilizado na coleta
do contaminante, por exemplo, na absorção química. Contudo, pode também criar
problemas quando, por exemplo, o contaminante reage com o material de
construção do corpo coletor, danificando-o.
Propriedades elétricas
A resistividade elétrica de partículas tem uma influência decisiva em sua
coleta, nos precipitadores eletrostáticos. Partículas com altíssima, ou baixíssima,
resistividade apresentam dificuldades de coleta em precipitadores.
Higroscopicidade
É importante por influir na possibilidade de entupimento (principalmente
coletores inerciais, centrífugos e filtros) por formação de pasta devido à absorção de
umidade pelas partículas.
As medidas diretas consistem na destruição ou retenção dos poluentes após
a geração através de coletores de material particulado ou de gases e vapores.
Pode-se proceder a absorção, adsorção, queima e condensação.
Os tipos de coletores podem ser: filtros de tecido, precipitadores
eletrostáticos, ciclones, câmaras de sedimentação gravitacional e lavadores de
variados tipos.
53
2.8.1 Forças atuantes e superfícies de separação em diferentes separadores
de partículas
Tabela 2.7 Tipos de separadores e principais forças de separação
Separador Forças principais de separação
Câmara de sedimentação gravitacional
Separador Ciclônico centrífuga
Filtro Eletrostático eletrostática
Filtro de Mangas intercepção direta
inercial
difusional
Lavador de Gás
Intercepção direta
Fonte: LORA, 2002
2.8.2 Equipamentos de controle de material particulado Coletores Gravitacionais ou Câmaras de Sedimentação
Esse tipo de equipamento de controle utiliza a deposição gravitacional das
partículas carregadas pelo fluxo gasoso. Para tanto, é necessário que a velocidade
do gás seja substancialmente reduzida, para possibilitar a deposição das partículas
dentro da câmara. Velocidade de passagem ( vp ) < 3 m/s ( 0,3 a 3 m/s ).
Os usos mais comuns de câmaras gravitacionais são como um pré-coletor em
operações de refino de metais (para as partículas grossas), em indústrias
alimentícias (cascas e películas), em caldeiras alimentadas a carvão (para coletar as
cinzas carreadas) etc. As maiores vantagens estão relacionadas com o baixo custo,
pequeno desgaste, pequena potência consumida, simplicidade do projeto,
construção e instalação, e pelo fato de poder ser utilizada com efluentes gasosos a
altas temperaturas. Os principais inconvenientes são a baixa eficiência para
partículas pequenas e o grande espaço requerido.
Figura 2.3 – Câmara de Sedimentação
54
Coletores inerciais
Um dos mais comumente utilizados é a chamada câmara de impactação. Faz-
se o gás carreador das partículas “chocar-se” contra obstáculos, com mudanças
bruscas de direção, após aumentar-se sua velocidade. Isso faz com que as
partículas, com inércia, não evitem o choque, sejam impactadas e, em sua maioria,
coletadas.
A eficiência depende do número de obstáculos, da velocidade da impactação,
do diâmetro da partícula, do ângulo da mudança de direção, da densidade da
partícula e de outros fatores. De uma forma geral, pode-se dizer que esses coletores
apresentam eficiências comparáveis às câmaras gravitacionais.
Também os coletores inerciais são mais utilizados como pré-coletores para
diminuir a carga de poeira de maior tamanho, para posterior coleta no coletor
principal. Estes equipamentos possuem as mesmas vantagens e desvantagens das
câmaras gravitacionais.
Coletores centrífugos - ciclones
A força centrífuga aplicada sobre as partículas é várias vezes mais intensa do
que a força da gravidade, empurrando a partícula na direção das paredes do ciclone,
retirando-a do fluxo gasoso. O gás, entrando tangencialmente no topo do ciclone,
cria um fluxo espiral descendente entre a parede e o duto da saída. Esta, chamada
espiral principal, estende-se até a base do cone e retorna em movimento espiral
ascendente interno. É a chamada espiral interna, que se estende até o duto de
saída, dando descarga ao “gás limpo”.
Coletores centrífugos têm encontrado uma enorme aplicação na indústria,não
só como equipamento de controle de poluentes, mas também como equipamento do
próprio processamento industrial. Suas principais vantagens residem no baixo custo,
na baixa potência consumida, na simplicidade do projeto, manutenção e construção,
e pelo fato de inexistir uma temperatura dos gases que seja limitante. Suas
principais desvantagens estão ligadas à baixa eficiência para partículas inferiores a
5 µm, à abrasão excessiva e à possibilidade de entupimento pela presença de altas
concentrações de poeiras, principalmente as de menor diâmetro, mais moles, mais
higroscópicas e mais pegajosas.
55
Figura 2.4 – Ciclones e Multiciclones
Coletores úmidos
O gás, carreando material particulado, é forçado através de uma aspersão de
gotas, com as quais as partículas se chocam, se depositam por difusão, e também
agem como núcleo de condensação de água, conseqüentemente aumentando de
tamanho, o que torna sua coleta mais fácil. Portanto, podemos dizer que os quatro
mecanismos de coleta mais importantes num coletor úmido são a impactação, a
interceptação, a difusão e a condensação.
Os tipos de lavadores de gases são inúmeros, havendo o contínuo
aparecimento de novos modelos de eficiências similares apresentando algumas
vantagens e desvantagens. Vamos nos limitar à listagem e apresentação dos tipos
de coletores úmidos mais difundidos. Os tipos mais utilizados de lavadores são:
câmaras de borrifo;
lavadores ciclônicos;
lavadores auto-induzidos;
lavadores mecânicos;
56
coletores úmidos de impactação;
lavadores ventúri;
lavadores jet;
lavadores de orifício com pressão variável (ou lavadores de disco inundado);
torres de enchimento úmidas;
precipitadores dinâmicos úmidos;
desintegradores;
lavadores de espuma.
Os lavadores apresentam as vantagens de poderem coletar partículas e
gases ao mesmo tempo; dissolver partículas solúveis; executar a função secundária
de resfriamento; coletar e neutralizar gases e névoas corrosivas; evitar riscos de
explosão pela presença de gases e poeiras combustíveis; apresentarem pequenas
dimensões e custo inicial baixo.
As desvantagens são que recristalizam materiais solúveis; necessitam de leito
de sedimentação para partículas insolúveis; produzem resíduos líquidos; partículas
submicrométricas são coletadas com baixa eficiência; as partículas não-molháveis
são difíceis de coletar; as gotículas podem sair pelo efluente do coletor; o efluente
tem alta umidade relativa e baixo ponto de orvalho; possuem alta taxa de corrosão;
pode haver congelamento do líquido em zonas frias; não podem ser utilizados em
locais com deficiências no abastecimento de água; produzem excessiva evaporação
do líquido para gases quentes e consomem excessiva potência em alguns casos.
57
Figura 2.5 – Tipos de Lavadores
Filtros
Trata-se de um dos mais antigos métodos de remoção de partículas de um fluxo
gasoso, e pode apresentar altas eficiências para uma ampla faixa de tamanhos de
partícula. O fluxo de gás carregado de partículas é forçado através de um meio
poroso, onde as partículas são coletadas por alguns dos mecanismos de coleta já
mencionados. O meio poroso pode ser composto de material granulado ou fibroso,
podendo ser disposto na forma de leitos, compactado em painéis ou na forma de
tecido.
58
Inúmeras são as classificações baseadas no tipo de material filtrante, em sua
forma de arranjo, no tipo de mecanismos de limpeza etc. Neste trabalho, os filtros
serão classificados em:
impactação inercial;
intercepção;
difusão;
deposição gravitacional;
precipitação eletrostática;
precipitação térmica (desprezível).
Além desses mecanismos convencionais, em filtração, há que se considerar a
ação de peneiramento puro, que, via de regra, não representa uma eficiente função
na coleta, uma vez que os espaços entre as fibras é grande, comparado com o
tamanho das partículas.
O conhecimento simples de eficiência unitária de coleta que, por si só, já é de
difícil obtenção, não é suficiente. O conhecimento de uma estimativa da eficiência
global de um filtro é necessário para a confecção ou revisão de um projeto.
Filtros de tecidos
Em filtros de tecido que ainda não tenham sido utilizados, a eficiência de
coleta é baixa (da ordem de 60%) e, tão logo o material particulado começa a se
depositar, a eficiência sobe para valores da ordem de 90% ou mais. Assim sendo,
observa-se que a real coleta é exercida pela camada de partículas já depositadas
suportadas pelas fibras do tecido. Quando houver oclusão total dos espaços entre
as fibras, o próprio ar terá dificuldade em atravessar o filtro. É o momento de
limpeza, feita por agitação das mangas ou por jato de ar reverso.
Os principais fatores limitantes da utilização de filtros de tecido são as altas
temperaturas dos gases, excessiva umidade (próxima do ponto de orvalho),
partículas condensáveis e pegajosas e o grande espaço ocupado.
A eficiência é influenciada por vários fatores e, dentre eles, vale destacar, a
velocidade de filtragem, a quebra da camada de poeira, a deposição heterogênea da
poeira, o rompimento das mangas, e as características de tamanho da poeira
depositada.
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Filtros de tecido têm sido amplamente utilizados como equipamento de
controle da poluição do ar. Algumas das utilizações mais usuais se dão em
indústrias de minerais não-metálicos, fornos elétricos de aço, fornos de recuperação
de chumbo, dióxido de titânio, cereais, madeira etc. As principais vantagens são: alta
eficiência; perda de carga não-excessiva e resistência à corrosão.
Suas desvantagens são: alto espaço requerido; alto custo; pouca resistência a altas
temperaturas; empastamento devido a poluentes condensáveis e pegajosos e
possibilidade de entupimento.
Figura 2.6 – Tipos de Filtros
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Precipitadores eletrostáticos
Se o fluxo de ar que carrega as partículas passa por uma alta diferença de
potencial, o gás se ioniza e os íons chocam-se ou depositam-se nas partículas,
carrega-as eletricamente, e faz com que elas migrem em direção ao pólo de carga
contrária. Esse é o princípio básico da precipitação eletrostática de partículas, que
permite a posterior coleta das mesmas e sua adequada disposição final.
Precipitadores eletrostáticos apresentam alta eficiência de coleta para uma
vasta faixa de tamanho de partículas, desde que garantidas as condições de projeto.
Rendimentos de coleta entre 95 e 99% em peso são comuns (de 0,1 a 200 µm).
Uma vez que, em precipitadores eletrostáticos, a energia é consumida apenas
para carregar as partículas, a perda de pressão é pequena, sendo normalmente da
ordem de 0,1 a 0,5 pol de H2O.
A velocidade de passagem do fluxo através do precipitador deve ser baixa (de
5 a 10 pés/s) para possibilitar que as partículas se carreguem e que, depois de
coletadas, não tornem a entrar no fluxo gasoso. Isso acarretará um aumento do
tamanho do precipitador para tratar grandes vazões de gás.
Os principais fatores intervenientes e sua ação estão resumidos a seguir:
− quanto maior a velocidade de migração, maior é o rendimento;
− aumentando-se a vazão acima da de projeto, ocorre um decréscimo no
rendimento;
− as partículas maiores são mais facilmente coletadas;
− quanto maior a área do eletrodo coletor, maior o rendimento;
− quanto maior a viscosidade do gás, menor o rendimento;
− quanto maior a tensão, maior eficiência;
− quanto a resistividade da partícula, a resistividade cresce com a temperatura,
atinge um máximo entre 250 e 400ºF e começa a cair.
As principais vantagens no uso de precipitadores eletrostáticos são:
• pode tratar grandes vazões de gás a altas temperaturas;
• a perda de carga (pressão) é muito pequena;
• apresenta alta eficiência de coleta numa faixa de tamanho de
partículas;
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• custos de operação e manutenção baixos (0,2 a 0,6 HP/1000
pés3/min);
• permite a colocação de células adicionais.
As principais desvantagens são:
• alto custo inicial;
• requer grande espaço;
• apresenta perigos causados pela alta-tensão;
• só serve para material particulado.
Precipitadores eletrostáticos têm sido freqüentemente utilizados em usinas
termoelétricas, fábricas de cimento, aciarias, fundição de metais não-ferrosos e em
fábricas de celulose.
Figura 2.7 – Tipos de Precipitadores
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2.8.3 Equipamentos de Controle de Gases e Vapores
Entre as várias possibilidades de se separar e coletar um contaminante
gasoso de seu meio de solução gasosa, as mais usuais são a absorção, a adsorção,
a condensação e a incineração (direta ou catalítica).
Absorção X Adsorção
Absorção é uma operação pela qual um gás (ou um vapor), dentro de uma
mistura gasosa, se dissolve em um líquido com o qual foi colocado em contato
íntimo, separando-se dos demais componentes gasosos não solúveis.
Na adsorção, um gás ou um vapor ficam retidos em um meio sólido. Postos
em contato corrente gasosa e adsorvente, há inicialmente uma migração do
poluente para a superfície do adsorvente, uma posterior penetração destes nos
poros do material e finalmente sua fixação, que pode ser física ou química.
Absorção de gases e vapores
Quando um gás ou vapor em solução gasosa é posto em íntimo contato com
um líquido no qual ele é solúvel, há transferência de massa do gás para o líquido,
proporcionalmente à solubilidade do gás no líquido e ao diferencial de concentração.
Nos casos onde, além dessa afinidade física, o gás reage com o líquido (ou com
alguma substância nele dissolvida), ocorre a chamada absorção com reação
química, fato que geralmente aumenta a eficiência de coleta.
Essa transferência de massa é conseguida em equipamentos onde o soluto
(gás ou vapor contaminante) é posto em íntimo contato com o solvente (líquido), e
cujos tipos principais são as torres de enchimento, torres de prato, torres de spray
(borrifo) e os lavadores tipo Ventúri. Neles a absorção é provocada pelo grau de
difusão molecular e turbulenta entre as fases (gasosa e líquida).
A escolha do solvente é de grande importância para que altas eficiências
sejam obtidas. Alguns desses fatores são: alta solubilidade do gás no líquido, baixa
volatilidade do solvente, baixa corrosividade, baixa viscosidade, baixa toxicidade,
baixa inflamabilidade, alta estabilidade química, baixo custo e grande disponibilidade
comercial. A recuperação do solvente e do soluto é, algumas vezes,
economicamente interessante, e o resíduo deve ser adequadamente tratado para
evitar problemas de poluição das águas.
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Figura 2.8 – Absorvedores
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Adsorção
A capacidade de retenção de certos poluentes por substâncias de alta
superfície específica (alta porosidade) por forças de atração intermoleculares (Van
der Waals) ou por afinidade química, pode ser usada na coleta de poluentes em
equipamentos chamados leitos de adsorção. Os materiais capazes de adsorver
seletivamente gases e vapores de massa molecular superior a 45 são os chamados
adsorvedores, e os mais utilizados são o carvão ativado, a alumina atiçada e a sílica-
gel.
Os equipamentos usados são, em geral, recipientes metálicos em cujo interior
se dispõem leitos de carvão ativado de 0,5 a 3 pés de espessura, através do qual o
fluido carreando o poluente a ser adsorvido é feito passar a velocidade da ordem de
30 pés/min (solventes e outras substâncias). Antes de passar pelos leitos de
adsorção o fluido deve ser previamente condicionado, de forma a evitar a presença
de partículas em suspensão, excesso de umidade (a umidade relativa deve ser
inferior a 50ºC), para evitar danos ao carvão ativado e queda de eficiência de
adsorção.
Leitos de carvão ativado podem coletar, com grande eficiência, solventes,
odores etc., pois não depende da concentração. Na prática as seguintes aplicações
são usuais:
• limpeza a seco de tecidos;
• desengraxamento com solventes orgânicos;
• pintura;
• banhos diversos para tratamento de superfícies;
• extração de solventes;
• plastificação e emborrachamento;
• fabricação de produtos químicos e farmacêuticos;
• impregnação de papel e tecidos com resinas;
• fabricação de tintas e vernizes;
• fabricação e beneficiamento de alimentos.
A adsorção é um eficiente método de controle para esses casos e de baixo custo
quando as concentrações não ultrapassam 500 ppm, pois, para maiores
concentrações, os custos se tornam elevados.
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Figura 2.9 – Adsorvedores
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Incineração
O papel desempenhado pelos processos de combustão no problema da
manutenção ou poluição dos recursos do ambiente é ambíguo e paradoxal. Os
processos combustivos são poluidores, mas, com relação a alguns aspectos e tipos
de poluição, podem mesmo ser considerados de suma importância. A combustão
tem sido largamente empregada como meio de evitar que poluentes sejam lançados
nas águas, no ar e no solo. Algumas vezes, entretanto, a utilização de processos de
combustão para controlar a poluição de um dos recursos, transforma-se na fonte ou
na causa da emissão de poluentes em outro recurso.
Tendo em vista esses importantes e inusitados aspectos do papel
desenvolvido pelos processos combustivos, a apresentação e o fornecimento de
informações relacionadas ao uso da combustão de substâncias como método de
controle da poluição do ar são necessários.
A queima incompleta de combustíveis dá lugar à emissão de substâncias
poluentes tais como monóxido de carbono, material particulado (fuligem), aldeídos,
ácidos orgânicos, hidrocarbonetos não-queimados etc. A presença de enxofre no
combustível possibilitará a emissão de dióxido de enxofre, um dos principais
poluentes da atmosfera, e cuja quantidade emitida depende, basicamente, da
quantidade de enxofre contida no combustível. Óxidos de nitrogênio, poluentes
emitidos em processos de combustão, são originados pela reação do nitrogênio do
ar utilizado. Quanto maior o excesso de ar utilizado e quanto maior a temperatura de
queima na câmara de combustão, maior será a quantidade de óxidos de nitrogênio
formada e emitida.
Convém frisar ainda que, em geral, a quantidade de poluentes emitida
depende de vários outros fatores, tais como tipo de combustão, tipo de equipamento
onde a combustão se processa, dimensões e projetos desse equipamento, tipo e
composição do combustível utilizado e outros, além das condições gerais de
operação e manutenção dos equipamentos.
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Figura 2.10 – Incineradores
Condensadores
Em caso de o poluente ser emitido na forma de vapor, o controle pode ser
atingido, transformando esses poluentes para a fase líquida e retendo-os nessa
fase. A transformação de um vapor para líquido se faz com um condensador que
opera através de um aumento de pressão ou retirando calor do poluente. Nos casos
práticos de controle de poluição do ar, os condensadores operam pela retirada de
calor.
Em controle de poluição do ar, a condensação pode ser usada como um
tratamento único ou ser parte de um tratamento mais complexo. Neste último caso,
os vapores, após passarem pelo condensador, seriam encaminhados a um outro
equipamento de controle, por exemplo, um pós-queimador. Isso é feito para reduzir a
carga do equipamento mais caro, ou para recuperar parte dos poluentes, ou para
proteger o outro equipamento contra corrosão ou outros danos, ou ainda para se
atingir um nível de controle que o condensador sozinho não conseguiria.
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Os condensadores podem ser de dois tipos: de contato direto ou de mistura, e
de contato indireto ou de superfície. O meio de resfriamento é um líquido e, para a
grande maioria dos casos, esse líquido é a água.
No controle de poluição do ar, os condensadores são utilizados, na maioria
das vezes, como pré-tratamento para outros equipamentos, tais como pós-
queimadores, adsorvedores e filtros de manga. O uso de um condensador é
particularmente desejável quando uma grande parte do fluxo gasoso, que carrega os
poluentes, é constituída de vapor de água, como, por exemplo, o efluente de uma
autoclave de cozimento de restos de animais. Nesse caso, os poluentes
(substâncias odoríferas) estão disseminados em vapor de água, que constitui o fluxo
gasoso a ser tratado. Passando-se esses gases inicialmente por um condensador,
reduzimos bastante o volume dos mesmos, pois além de condensar parte dos
poluentes, ainda condensamos uma grande parte do vapor de água. Os gases
restantes, que carregam os poluentes incondensáveis, podem agora ser tratados em
um pós-queimador com sensível economia de combustível, pois o volume a ser
tratado é bem menor.
Outro exemplo de aplicação de um condensador seria o de utilizá-lo como
pré-tratamento de vapores orgânicos, que teriam um tratamento final por adsorção.
O condensador, condensado parte dos poluentes, faria com que apenas os
incondensáveis fossem para o leito do carvão ativo, aumentando, portanto, o tempo
de vida do leito de carvão.
A condensação apenas raramente atinge as necessidades de controle de
poluição do ar, não só por seu próprio princípio de operação – isto é, ela tende a
fazer com que os gases saiam saturados à temperatura de saída – mas também
porque usualmente são emitidos vários poluentes conjuntamente e, entre eles,
alguns são incondensáveis.
O projeto de um condensador vai depender do tipo do poluente emitido e dos
vapores condensáveis, bem como da concentração com que eles ocorrem no fluxo
gasoso a ser tratado. (Assunção, 1998)
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Tabela 2.8 Comparações entre equipamentos de controle de poluição do ar
EQUIPAMENTOS VANTAGENS DESVANTAGENS CÂMARA DE
SEDIMENTAÇÃO Baixo custo de operação Construção simples Baixa perda de carga Coleta a seco
Grande espaço ocupado Baixa eficiência para partículas pequenas
CICLONE Baixo custo Opera em altas temperaturas Baixo custo de manutenção (não tem partes móveis)
Baixa eficiência (dp<5 – 10µm) Auto custo de operação (queda de pressão)
FILTRO ELETROSTÁTICO
Alta eficiência de coleta Não há limite inferior para tamanho das partículas Trata grandes volumes de gases com pequena queda de pressão Separação seca ou úmida, coletando partículas sólidas ou líquidas Ampla faixa de temperatura de operação Baixo custo de operação, com poucas partes móveis Possibilidade de instalação de módulos adicionais
Auto custo de investimento Não controle emissões gasosas Ocupa grandes espaços Afetado pela resistência das cinzas Risco de explosão quando processa gases e partículas explosivas Exige medidas especiais de segurança para evitar acidentes com alta voltagem
FILTRO DE MANGAS Alta eficiência de coleta Separação de grande variedade de particulados Projeto modular Baixa queda de pressão Baixo custo de operação Coleta MP seco, reutilizável
Ocupa grande área Alto custo de manutenção Alta temperatura e gases explosivos danificam as mangas Perigo de fogo e explosão Não operam em condições úmidas
Fonte: LORA, 2002
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3 – CONCLUSÃO
Apesar de todas as tecnologias existentes para transporte, diluição e
equipamentos para controle da poluição do ar, medidas preventivas devem ser
adotadas ao invés de medidas corretivas. Ao contrário à adoção de medidas de “fim
de tubo”, isto é, medidas adotadas no final do processo após a ocorrência da
poluição, a origem da poluição deve ser evitada.
A prevenção de poluição pode ser feita através do uso de processos,
práticas, materiais ou produtos que evitem, reduzam ou controlem a poluição, os
quais podem incluir reciclagem, tratamento, mudanças no processo, mecanismos de
controle, uso eficiente de recursos e substituição de materiais.
Os benefícios potenciais da prevenção de poluição incluem a redução de
impactos ambientais adversos, a melhoria da eficiência e a redução dos custos.
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BIBLIOGRAFIA
ASSUNÇÃO, J.V. Tecnologia de Controle da Poluição Atmosférica. São Paulo:1998. Apostila Universidade de São Paulo FSP.. 57p. COSTA, E. C. Ventilação. Editora Edgard Blücher, 2005. 256p. LORA, E.E.S. Prevenção e Controle da Poluição nos Setores Energético, Industrial e de Transporte. Rio de Janeiro: Editora Interciência, 2002. 481p. NEFUSSI, N.; MESQUITA, A.L.S.; GUIMARÃES, F.A. Engenharia de Ventilação Industrial. São Paulo: Cetesb, 1988. 442p. ROCHA, A.A. Ciências do Ambiente, Saneamento, Saúde Pública. São Paulo:1998. Apostila Universidade de São Paulo FSP.
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APÊNDICES
Apêndice A – Capítulo 9 Agenda 21 Apêndice B - Portaria MS nº 3.523/98
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Apêndice A
Capítulo 9 Agenda 21
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Apêndice B
Portaria MS nº 3.523/98
