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Contribuição da TMSA no controle da poluição do ar – Incêndios e explosões

Cabe à engenharia de Controle Ambiental encontrar a solução adequada para que os limites de segurança sejam respeitados, proporcionando condições ambientais adequadas.

Nos últimos anos, a colheita de produtos agrícolas como soja e milho principalmente, além da produção de açúcar e de outros insumos aumentou consideravelmente. Com isto, os problemas de manuseio destes produtos que geram pó em determinado momento do processo se intensificaram. Assim, as indústrias alimentícias ou de exportação quando recebem, descarregam e armazenam tais insumos ficam expostas aos perigos desta manipulação. Além de ocasionar prejuízo à saúde dos trabalhadores e danificar os equipamentos, também pode provocar incêndios e explosões pela sua elevada capacidade de combustão.

Este pó, quando emitido para a atmosfera e de forma descontrolada, prejudica a saúde de todos os seres vivos. Cabe ao Estado e ao Município, em conjunto com a Secretaria Especial do Meio Ambiente de cada local, a elaboração das leis que estabelecem as normas e critérios dos níveis máximos de emissões. Estes valores são os chamados de TLV ou valores limiares de tolerância, que correspondem aos níveis toleráveis ou a concentração média que um operador pode ficar exposto, sem que ocorra a manifestação de um efeito adverso em seu organismo.

Na prática, não existe a pretensão de se alcançar uma purificação total do ar, mas sim de atingir graus de pureza que não ofereçam riscos à saúde e ao meio ambiente. Por isso, sempre que se fala em poluição, seja pelo ar, pela água, ou por explosões ou incêndios, é a saúde do ser humano que deverá estar em primeiro lugar.

Os processos que consistem em receber, armazenar, transportar e descarregar os produtos nos portos, bem como os processos industriais aos quais são submetidos, estão altamente sujeitos à riscos de incêndios e explosões. A falta de informação sobre a ocorrência de sinistros, advindos do excesso da poeira de grãos, açúcar e outros insumos altamente inflamáveis nas unidades armazenadoras, tem levado os trabalhadores destas atividades a cometerem abusos no que diz respeito a segurança das pessoas e instalações, principalmente pela descrença no perigo de incêndio e explosões.

No Brasil as explosões continuam desconhecidas, pois a maioria delas não é investigada com o rigor necessário, talvez por falta de conhecimento técnico ou mesmo por falta de normatização especial do assunto.

Escombros após a explosão do terminal de exportação de milho.

O processo do manuseio dos insumos agrícolas inicia com a chegada dos caminhões graneleiros à planta. Ao descarregarem seu produto sobre as moegas, é produzida uma enorme nuvem de poeira em condições e concentrações propícias para uma explosão.

No local de trabalho, o acúmulo de poeira depositado nos pisos, nos elevadores, nos túneis e transportadores apresenta um risco de incêndio muito grande. Quando uma superfície de poeira de grãos é aquecida até o ponto da liberação de gases de combustão, associada a uma fonte de ignição com energia, podem iniciar um incêndio.

A poeira depositada ao longo do tempo nos mais diversos locais da planta industrial, quando é agitada e colocada em suspensão na presença de uma fonte de ignição com energia suficiente para a primeira deflagração, poderá explodir, causando vibrações subsequentes pela onda de choque. Isto fará com que mais pó depositado entre em suspensão e mais explosões aconteçam. Cada qual mais devastadora que a anterior, causando prejuízos irreversíveis ao patrimônio, paradas no processo produtivo e, o pior, vidas que são ceifadas ou ficam permanentemente incapacitadas para o trabalho.

O combustível gerador das explosões geralmente provém do pó em suspensão no ar ou da liberação dos gases combustíveis em locais confinados.

Nos EUA, é recomendada uma concentração de poeiras de grãos no ar de no máximo 4 gramas por metro cúbico. A faixa mais perigosa para gerar uma explosão é de 20 a 4.000 gramas por metro cúbico de ar.

As explosões com gases em locais confinados são mais propícias quando a umidade dos grãos for superior a 20%, ou seja, quando começam a entrar em decomposição gerando gases leves como metano e etano que quando são associados ao pó depositado, a uma fonte de ignição e aos fumegantes que também contêm produtos inflamáveis, dão início a deflagração da explosão.

Os principais fatores que podem acelerar os riscos de explosão com poeiras são:

Granulometria – Quanto mais fina for a partícula maior é o perigo, maior o poder de deflagração e, em consequência, maior será a velocidade da reação. Quando os materiais estão compactados, ou seja, estão em concentrações muito altas, não geram explosão. Mas podem se incendiar.

Mistura ideal de pó e ar – Quando o pó se apresenta em suspensão no ar sob forma de nuvem, dentro de uma faixa ideal de explosividade.

Fonte de energia – Qualquer elemento do sistema que possa causar centelhas, cargas eletrostáticas, faiscamento de motores, atrito em partes metálicas como canecas de elevadores roçando na carcaça ou rotor do ventilador na evoluta, ligar ou desligar chaves elétricas, entre outros.

Oxigênio – Quando em concentração mínima para a combustão total da massa de pó.

Umidade – Quanto menor for a umidade do ar, mais fácil se torna a deflagração;

Local confinado – As explosões devastadoras só se dão em locais confinados.

Os principais cuidados para evitar os riscos de explosões com poeiras são:

  • Adoção de sistemas eficientes de aspiração e de controle de emissão de pó.

  • Adoção de uma agenda de limpeza frequente dos locais: estruturas, telhados, pisos, vigas, maquinários e equipamentos. Esta é a recomendação principal para evitar incêndios e explosões.

  • Proibição do manuseio de fontes de ignição como faíscas elétricas, fósforos, soldas, lâmpadas incandescentes, cigarros, chamas abertas e fumantes no local de trabalho.

  • Adoção de um programa de manutenção periódica dos equipamentos.

  • Limpeza frequente em peças girantes como roletes de transportadores por correias, mancais e outros. Estes equipamentos devem trabalhar livres e sem acúmulo de pó pois provocam emperramento, produzindo calor pelo atrito, baixando a umidade do ar no local e provocando princípios de incêndio.

  • Instalação de sistema de aterramento em todos os equipamentos envolvidos no processo.

  • Limpeza somente com aspirador de pó: nunca varrer as áreas de um armazém.

  • Adoção de sistema de alívios contra pressão: os elevadores, balanças, coletores e outros deverão ser equipados com portas contra explosão. Dependendo da eficiência deste sistema, a explosão poderá se dar somente no equipamento em questão, não se espalhando para outras áreas.

  • Adoção de sistemas corta-fogo em dutos de transporte, equipamentos de coleta de pó e outros.

  • Cuidados adicionais com ventiladores e peças girantes que possam provocar faiscamento.

  • A maior parte dos acidentes com explosões ocorre em locais onde a umidade é inferior a 50%. Ambiente muito seco é potencialmente explosivo.

  • Adoção de sistemas de controle periódico de concentração de poeira: ela se torna perigosa quando for superior a 20 gramas por metro cúbico.

  • Atenção redobrada nos momentos de partida dos equipamentos, já que são os mais críticos pela grande possibilidade de ocorrer uma ignição, somados a nuvem dispersa pela movimentação das máquinas e a presença de um volume maior de oxigênio.

  • Medição da concentração de oxigênio no ar em intervalos de tempo programados.

  • Controle da quantidade de ar ambiental dos espaços confinados, com ventilação mecânica.

Para reduzir a emanação do pó em níveis toleráveis, o método mais usado é a utilização de sistemas de aspiração e ventilação que serão abordados a seguir.

A ventilação local exaustora tem como objetivo principal a proteção da saúde do trabalhador, uma vez que capta os poluentes da fonte 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 influencia no bem-estar, na eficiência e na segurança do trabalhador como, por exemplo, retirando do ambiente uma parcela de calor que é liberada por fontes quentes que eventualmente existam. Além disso, os sistemas de aspiração e ventilação minimizam ou eliminam os riscos de incêndios e explosões devido às emissões de pó para os ambientes.

Para que os poluentes emitidos por uma fonte possam ser tratados em um equipamento de controle de poluentes, como filtros, lavadores, etc., os mesmos 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 exaustor ou de um sistema de aspiração.

“Logo, é importante lembrar que a Ventilação Industrial, além de preservar a saúde de todos os seres vivos, ainda inclui medidas de segurança contra explosões, incêndios, conservação da planta fabril e a conservação do maquinário”.

É necessário insistir que a ventilação industrial não visa apenas impedir o lançamento na atmosfera (através de chaminés) de fumaças, poeiras, gases, vapores e partículas que venham a contaminar o ar, mas principalmente evitar que atinjam aqueles que trabalham no interior das fábricas, armazéns e silos ou nos limites das mesmas.

A TMSA, com objetivo de preservar tanto a saúde do ser humano como a planta fabril e demais dependências circunvizinhas, elabora projetos específicos para o controle da emissão de particulados sólidos para a atmosfera, que são compostos basicamente dos seguintes equipamentos:

Os separadores à úmido: são equipamentos que, apesar de possuírem uma alta eficiência de separação, apresentam um grande problema pois usam água como auxiliar no processo de separação, resultando em uma espécie de lodo. Esse resíduo deverá sofrer um tratamento químico complementar, acompanhado de filtragem ou decantação, para que a água possa ser purificada e reutilizada. Logo, é recomendada a instalação destes separadores somente quando no local exista um bom tratamento de efluentes.

Os ciclones: são separadores inerciais que separam o particulado pela força centrífuga. São fáceis de construir, muito baratos, não exigem muita tecnologia e não necessitam de manutenção, porém, a eficiência de separação é muito baixa, em torno de 85 a 90% para partículas acima de 10 micra.

Filtros: os filtros de mangas são classificados normalmente em dois grandes grupos:

  • Os filtros com entrada dos gases de dentro para fora das mangas, que são usados quando a limpeza das mangas é executada manualmente e, normalmente, com o sistema parado.

  • Os filtros com entrada dos gases de fora para dentro das mangas, que são os mais usados, principalmente pela facilidade de limpeza em funcionamento e, por serem dotados de sistemas automáticos.

Além da concepção do tipo de entrada dos gases pelas mangas, existem três tipos básicos de limpeza:

Sacudimento por vibração – Um sistema pouco usado, pois necessita de muita manutenção.

Reversão de fluxo de ar – Excelente sistema de limpeza, porém, exige filtros mais caros que necessitam de manutenção periódica, além do uso de equipamentos especiais para limpeza, tais como: ventiladores, compressores de baixa pressão e outros;

Limpeza por ar comprimido ou pulse-jet É o sistema mais usado atualmente. Os filtros pulse jet alcançam uma eficiência de até 99,9%. O princípio de funcionamento é muito simples: os poluentes entram por baixo do corpo do filtro e ficam retidos nas mangas, pelo lado de fora. Um pulso de ar comprimido, acionado por um sequenciador eletrônico programado, injeta uma certa quantidade de ar com alta pressão que, associado ao choque e ao descendente, faz com que o pó se desprenda das mangas, caindo por gravidade no fundo da moega do filtro.

Filtros pulse-jet fabricados pela TMSA e instalados em moegas.

O processo de recebimento de produtos como cereais, farelos ou outros, por via rodoviária ou ferroviária, quando descarregados ou transportados, geram uma quantidade significativa de pó durante o choque com a moega ou com os equipamentos de transporte, que contamina o maquinário e o ambiente, causando sérios problemas de saúde aos operadores e riscos de explosões.

Para reduzir os níveis de emissões de pó do ambiente em níveis aceitáveis, deverão ser instalados sistemas de despoeiramento junto à fonte poluidora, onde o pó é aspirado, coletado e tratado.

Os principais sistemas a serem executados em uma unidade de armazenamento de grãos são:

  • Aspiração nos pontos de transferências.
  • Aspiração nas moegas rodoviárias.
  • Aspiração nas moegas ferroviárias.
  • Ventilação nos locais confinados.
  • Filtros compactos pontuais.

Aspiração nos pontos de transferências

O sistema consiste em aspirar o pó nos pontos de maior emanação de poluentes, por meio de captadores tecnicamente dimensionados, e transportar por tubulações ramais até a tubulação central. No final da linha o material é separado do ar por um filtro de mangas. Após o filtro de mangas, um ventilador centrífugo admite o material e insufla o ar limpo para a atmosfera.

Os principais pontos de aspiração em pontos de transferências em um armazém graneleiro, são:

  1. Admissão de produto de transportadores de correias ou chutes.
  2. Descarga de produtos de transportadores de correia, balanças ou chutes.
  3. Despoeiramento ao longo do transportador de correia.
  4. Elevador de caçambas.
  5. Balanças de fluxo.
  6. Máquinas de limpeza.

Aspiração nas moegas rodoviárias

Os produtos geralmente são descarregados nas moegas rodoviárias, de três maneiras diferentes:

Manual – Quando os caminhões estacionam sobre as moegas e são abertas as tampas inferiores ou as laterais da carreta, por onde o produto é descarregado por gravidade na moega. Neste caso, os operadores terão contato direto com o pó, pois os grãos, farelos ou outros remanescentes sobre a carreta, deverão ser retirados manualmente por meio de pás, vassouras ou outros equipamentos de limpeza (este tipo de descarregamento deve ser evitado ao máximo, pois o operador fica dentro do captor e junto ao pó). Neste caso, é indispensável que os envolvidos no descarregamento, usem máscara de proteção respiratória.

Caçamba – Quando os caminhões descarregam o produto na moega somente pela tampa traseira, mediante o basculamento da caçamba. Neste caso, os operadores ficam fora da ação do pó.

Tombadores – Quando o produto é descarregado como nos caminhões de caçamba mas, adicionalmente, as moegas possuem uma plataforma longitudinal equipada com um pistão hidráulico que permite bascular todo o veículo, formando um ângulo de até 45 graus, por onde o material flui e é descarregado para dentro da moega de recepção. Qualquer tipo de caminhão pode ser usado neste sistema: caminhão tipo carreta, treminhão ou com caçamba. No que se refere à proteção da saúde do operador, este sistema é o que apresenta maior eficiência.

O sistema de despoeiramento para os caminhões tipo caçamba ou moegas equipadas com tombador é feito da seguinte forma: enclausuramento da parte posterior do veículo e parte do conjunto da moega e plataforma por meio de uma cabine metálica equipada com captores laterais, os quais aspiram o ar e os contaminantes, e os levam até os filtros de mangas, onde são tratados. Para evitar o pó que é gerado na queda do produto no fundo da moega, ou mesmo da fricção do próprio produto, as grades são fechadas com lamelas, que se abrem e se fecham automaticamente com o peso do material.

Também, para restringir que correntes de ar externas inconvenientes ao sistema não interfiram e possam prejudicar a eficiência da aspiração, as entradas dos caminhões são equipadas com portas e as saídas são dotadas com mantas de borracha flexível. Logo, o sistema completo consiste na aspiração do pó abaixo e acima da grade da moega, auxiliado em grande parte pelas lamelas e pela aspiração dos captores laterais sobre a moega, os quais possuem a função de aspirar o pó fugitivo que está sendo gerado no choque com a grade da moega. Fora da cabine, um sistema composto de ventilador centrífugo, tubulações de transporte e filtros de mangas aspira o pó e joga o ar tratado e limpo novamente para o ambiente.

Para o cálculo da vazão necessária de aspiração neste tipo de sistema de despoeiramento enclausurado deverão ser considerados, no mínimo, três critérios de verificação, sendo adotado como a vazão do sistema aquele que alcançar o maior valor, ou seja: mínima velocidade nas aberturas de operação, taxa de renovações por hora no ambiente - a ser estipulada dependendo do produto e tipo de caminhão - e o cálculo do volume de ar deslocado no tempo de descarga dos caminhões.

Descarregamento de cereais de caminhões com moega equipada com tombador.

Aspiração nas moegas ferroviárias

Quando o produto é descarregado manualmente e cai por queda livre na moega por meio das aberturas das bicas de descarga dos vagões ou pelas portas laterais. O sistema de despoeiramento é semelhante aos anteriores: consiste no enclausuramento dos vagões, por meio de uma cabine envolvendo toda extensão do descarregamento, sendo as entradas e saídas desta cabine dotadas de portas ou cortinas a fim de evitar correntes de ar. Esta cabine deverá possuir captores laterais acima e abaixo das grades da moega. Entre as aspirações é importante a colocação de lamelas de fechamento. Neste caso, é indispensável que os trabalhadores envolvidos no descarregamento usem máscara de proteção respiratória.

Aspiração de pó na descarga de moegas ferroviárias.

Ventilação nos locais confinados

A ventilação em locais confinados consiste na movimentação do ar em quantidades calculadas, a fim de melhorar as condições do ambiente, controlando as concentrações de gases, vapores, partículas em suspensão, calor gerado pelos equipamentos e, em certos casos, também a umidade.

Recomenda-se o seu uso quando não for possível a renovação de ar por meios naturais nos poços de elevadores, túneis, armazéns graneleiros e, principalmente, nas casas de comando e locais onde podem provocar faíscas. Neste último caso, um bom sistema de pressurização garante um ambiente limpo, sem riscos de explosões e incêndios.

Filtros compactos pontuais

Em alternativa aos sistemas centrais de aspiração existem os filtros de cartuchos compactos, ideais para colocação sobre silos, trocas de correias, chutes, balanças e outros pontos de emanação de pó e onde seja impossível a colocação de sistemas centrais de aspiração. As grandes vantagem deste equipamento é a aspiração do poluente e a possibilidade da descarga ser executada diretamente no ponto de geração do pó, tornando desnecessária a utilização de outros equipamentos à distância tais como filtros centrais, ventiladores e as tubulações de união de grandes percursos. A reduzida dimensão dos filtros compactos é conseguida graças à colocação de cartuchos plissados de poliéster de alto rendimento, os quais substituem dezenas de mangas convencionais.

Filtros pontuais compactos.


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