Apostila Higiene Do Trabalho - Térmica - Ventilação
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Higiene do Trabalho
TRATAMENTO DO AR
VENTILAÇÃO
SOBRECARCA TÉRMICA
TEMPETARURAS BAIXAS
1- EMENTA
SOBRECARGA TÉRMICA: Conceitos gerais e ocorrência. Transmissão calor. Técnicas
de medição. Critérios de avaliação, medidas de controle. Laboratório de técnicas de medição.
Laboratório de avaliação e controle; TEMPERATURAS BAIXAS: Conceitos gerais e
ocorrência. Critérios de avaliação. Medidas de controle. Laboratório de avaliação; Trabalho
prático para medidas de controle de temperaturas baixas e sobrecarga térmicas. VENTILAÇÃO
aplicada à engenharia de segurança do trabalho, conceituação, ventilação geral, ventilação para
conforto térmico, ventilação natural, ventilação geral diluidora; ventilação local exaustora
aplicada ao controle de contaminantes dos ambientes de trabalho. Verificação de sistemas de
ventilação local exaustora, trabalho prático de ventilação, laboratório de avaliação de sistemas de
ventilação, Manuseio de aparelhos de medição, Medição de velocidade de ar e pressão estática
em dutos.
2 - OBJETIVO GERAL
Conscientizar os alunos do Curso de Engenharia de Segurança do Trabalho dos riscos nos
ambientes de trabalho relativos aos agentes térmicos (frio, calor e umidade) e os parâmetros
definidos pela legislação e normas vigentes. Da mesma forma, proporcionar conhecimentos com
relação as formas de tratamento do ar ambiente utilizando-se de sistemas de ventilação
adequados.
Permitir aos alunos do curso realizar estudos, dimensionamentos e aplicação nas áreas de
sobrecarga térmica, temperaturas baixas e solucionar problemas de contaminação do ar.
Possibilitar aos futuros profissionais o conhecimento de medidas de controle destes riscos no
ambiente de trabalho.
3 - METODOLOGIA DE ENSINO
A disciplina será ministrada através de aulas expositivas, onde se procurará estimular os
estudantes para efetuem leitura prévia dos temas, possibilitando a discussão em sala de aula,
aumentando assim sua participação e aprendizado. Se realizará a resolução de exercícios,
trabalhos individuais e em grupos. Também serão utilizados na medida do possível, elementos
audiovisuais para a ilustração das aulas.
Visando melhorar o aprendizado no início da aula se realizará relaxamento ou então a
apresentação de uma mensagem inspiradora. Durante a aula será utilizado som ambiente com
músicas clássicas.
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Na medida do possível se utilizará de equipamentos e instrumentos disponíveis, para
possibilitar aos estudantes o aprendizado da manipulação de equipamentos utilizados na medição
de agentes térmicos.
4 - CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
• GENERALIDADES
• PSICROMETRIA
• CONFORTO TÉRMICO
• CARGA TÉRMICA
• VENTILAÇÃO
• VENTILAÇÃO NATURAL
• VENTILAÇÃO MECÂNICA
• VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA
• VENTILAÇÃO LOCAL EXAUTORA
• PURIFICAÇÃO DO AR
• VENTILADORES
• BOCAS DE INSUFLAMENTO
• AR CONDICIONADO
• SOBRECARGA TÉRMICA
• TEMPERATURAS BAIXAS
• UMIDADE
• AVALIAÇÕES E MEDIÇÕES
5 - AVALIAÇÃO
6.1. Instrumentos:
Serão utilizados 2 instrumentos de avaliações, todos com pesos iguais, a saber:
Apresentação em aula de um trabalho prático de ventilação, aplicado no controle de
contaminantes do ar ou agentes térmicos em um ambiente de trabalho.
Elaboração de um PPRA (Programa de Prevenção de Riscos Ambientais).
6.2. Critérios:
Cumprimento das tarefas de aula;
Participação nos trabalhos desenvolvidos em aula;
Assiduidade;
Aproveitamento, através do grau obtido nas provas, avaliações, projeto e etc.
6 – CRONOGRAMA DE ATIVIDADES
O período letivo da disciplina terá início no dia 19 de junho de 2009 e terá seu término no
dia 11 de julho do mesmo ano.
No dia 11/07/2009 serão realizadas as apresentações dos trabalhos em aula. Sendo que a
entrega do PPRA deve ser realizada até dia 13/03/2010.
7 - BIBLIOGRAFIA
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• CLEZAR, Carlos, A. Ventilação Industrial. Ed. Da UFSC, Florianópolis, 1999.
• COSTA, Enio Cruz da, Arquitetura Ecológica – Condicionamento Térmico Natural,
Edgard Blucher.
• COSTA, Enio Cruz da. Física aplicada à construção - Conforto Térmico, Edgard
Blucher.
• COSTA, Ennio C. Ventilação. Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 2005.
• LEIS E DECRETOS. Segurança e Medicina do Trabalho/Brasil. Manuais de
Legislação Atlas 16. São Paulo, Atlas, 1.999.
• MACEDO, Ricardo. Manual de Higiene do Trabalho na Indústria. Fundação Calouste
Gulbenkian, Lisboa.
• MACINTYRE, Archild Joseph. Ventilação Industrial e Controle da Poluição, Ed.
Guanabara.
• MESQUITA, Armando L.S. Engenharia de Ventilação Industrial. CETESB, São
Paulo, 1988.
• PERRY, Robert H. Manual de Engenharia Química, Ed. Guanabara Dois.
• STOECKER, Wilbert F. Refrigeração e Ar Condicionado, Mc Graw-Hill do Brasil.
• TLV's E BEI's 2002. ABHO - Associação Brasileira de Higienistas Ocupacionais. São
Paulo – SP.
• TORREIRA, Raul Peragalo. Segurança Industrial. Margus, São Paulo, 1999.
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ÍNDICE
1 GENERALIDADES ........................................................................................................... 7
1.1. Noções Básicas ........................................................................................................... 7
1.2. Transmisão de Calor ................................................................................................... 7
1.3. Vazão........................................................................................................................ 10
1.4. Velocidade................................................................................................................ 11
1.5. Índice de renovação de ar:......................................................................................... 11
2 PSICROMETRIA :........................................................................................................... 12
2.1. Carta Psicrometrica:.................................................................................................. 12
2.2. Linha de Saturação:.................................................................................................. 12
2.3. Umidade Relativa: .................................................................................................... 13
2.4. Umidade Absoluta ou Específica:.............................................................................. 13
2.5. Entalpia:.................................................................................................................... 14
2.6. Volume Específico:................................................................................................... 14
2.7. Temperatura do Bulbo Úmido:.................................................................................. 14
2.8. Fator de Calor Sensível: ............................................................................................ 15
2.9. Processos: ................................................................................................................. 15
3 CONFORTO TÉRMICO .................................................................................................. 19
3.1. Trocas térmicas do corpo: ......................................................................................... 19
3.2. Mecanismos de Termo-Regulação............................................................................. 19
3.3. As Variáveis de Conforto Térmico ............................................................................ 19
3.4. Índices de Conforto................................................................................................... 23
3.5. Zona de Conforto ...................................................................................................... 24
4 CARGA TÉRMICA ......................................................................................................... 27
Condicionamento de Ar ........................................................................................................ 27
Carga térmica de Aquecimentos: .......................................................................................... 27
4.1. Carga térmica pelo fechamento opaco ....................................................................... 28
4.2. Carga de condução pelo fechamento transparente (vidro) .......................................... 28
4.3. Carga devido a irradiação solar pelo vidro:................................................................ 28
4.4. Carga térmica devido à pessoas:................................................................................ 28
4.5. Carga térmica devido a iluminação: .......................................................................... 28
4.6. Carga térmica devido aos equipamentos.................................................................... 29
4.7. Carga devido ao ar exterior: ...................................................................................... 29
5 VENTILAÇÃO ................................................................................................................ 48
5.1. Conceituação ............................................................................................................ 48
5.2. Composição do ar ..................................................................................................... 48
5.3. Necessidades humanas de ventilação......................................................................... 49
5.4. Conseqüências da poluição do ar............................................................................... 49
5.5. Contaminantes do Ar................................................................................................. 50
5.6. Tratamento do Ar...................................................................................................... 56
5.7. Classificação dos sistemas de ventilação ................................................................... 67
6 VENTILAÇÃO NATURAL ............................................................................................. 69
6.1. Considerações gerais................................................................................................. 69
6.2. Dimensionamento ..................................................................................................... 70
6.3. Regras gerais............................................................................................................. 72
7 VENTILAÇÃO MECÂNICA........................................................................................... 73
7.1. Considerações gerais................................................................................................. 73
7.2. Ventilação geral para conforto térmico...................................................................... 73
7.3. Sistemas de ventilação mecânica............................................................................... 74
8 VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA ............................................................................ 76
8.1. Utilização da ventilação geral diluidora..................................................................... 77
8.2. Dimensionamento dos dutos...................................................................................... 79
8.3. Perda de Carga em Dutos .......................................................................................... 84
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9 VENTILAÇÃO LOCAL EXAUTORA ............................................................................ 89
9.1. Princípios de exaustão............................................................................................... 90
9.2. Captores.................................................................................................................... 93
9.3. Sistemas de dutos (dimensionamento) ..................................................................... 103
10 PURIFICAÇÃO DO AR............................................................................................. 104
10.1. Filtros.................................................................................................................. 104
10.2. Filtros de manga.................................................................................................. 108
10.3. Filtros de Carvão Ativado ................................................................................... 109
10.4. Coletores centrífugos ou ciclones ........................................................................ 109
10.5. Lavadores de gases.............................................................................................. 112
10.6. Seleção de Coletores ........................................................................................... 113
11 VENTILADORES ...................................................................................................... 115
11.1. Ventilador axial................................................................................................... 115
11.2. Ventiladores centrífugos...................................................................................... 116
11.3. Potência e rendimento ......................................................................................... 117
11.4. Dados necessários para a seleção correta de um ventilador .................................. 117
12 BOCAS DE INSUFLAMENTO E RETORNO DE AR............................................... 118
12.1. As grades de parede podem ser classificadas em: ................................................ 118
12.2. As grades de insuflamento de teto podem ser de diversos tipos............................ 118
12.3. Parâmetros de Insuflamento de ar........................................................................ 119
12.4. Procedimento para seleção e dimensionamento das bocas de insuflamento e retorno
de ar 120
13 AR CONDICIONADO ............................................................................................... 121
13.1. Definições:.......................................................................................................... 121
13.2. Aplicações: ......................................................................................................... 121
13.3. ................................................................................................................................... 121
13.4. Funcionamento:................................................................................................... 121
13.5. Qualidade do Ar Interior ..................................................................................... 122
13.6. Projeto: ............................................................................................................... 122
13.7. Manutenção e limpeza:........................................................................................ 123
14 SOBRECARGA TÉRMICA ....................................................................................... 126
14.1. Clima do Brasil ................................................................................................... 126
14.2. Conceitos Gerais ................................................................................................. 126
14.3. Avaliação de Sobrecarga Térmica ....................................................................... 127
14.4. Avaliação Quantitativa da Sobrecarga Térmica ................................................... 134
14.5. Questões Polêmicas............................................................................................. 134
14.6. Reações do Organismo ao Calor.......................................................................... 135
14.7. Problemas ou Doenças ........................................................................................ 136
14.8. Medidas de Controle ........................................................................................... 136
15 TEMPERATURAS BAIXAS ..................................................................................... 137
15.1. Conceitos Gerais ................................................................................................. 137
15.2. Avaliação:........................................................................................................... 137
15.3. Exposição Ocupacional ao Frio ........................................................................... 138
15.4. Avaliação da Exposição ...................................................................................... 138
15.5. Procedimento para monitoramento dos locais de trabalho.................................... 139
15.6. Efeitos do Frio .................................................................................................... 139
16 UMIDADE ................................................................................................................. 142
16.1. Avaliação Qualitativa.......................................................................................... 142
16.2. Conseqüências .................................................................................................... 142
17 AVALIAÇÕES E MEDIÇÕES................................................................................... 143
17.1. Monitoração de gases no ambiente ...................................................................... 143
18 EXERCÍCIOS............................................................................................................. 146
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1 GENERALIDADES
1.2.1 Condução
Condução é o processo de transmissão de calor em que a energia térmica passa de um
local para outro através das partículas do meio que os separa. Na condução a passagem da
energia de uma região para outra se faz da seguinte maneira: na região mais quente, as partículas
têm mais energia, vibrando com mais intensidade; com esta vibração cada partícula transmite
energia para a partícula vizinha, que passa a vibrar mais intensamente; esta transmite energia
para a seguinte e assim sucessivamente. A condução de calor é um processo que exige a presença
de um meio material e que, portanto, não ocorre no vácuo.
Experimentalmente verifica-se, que o fluxo de calor φ através de uma placa é
proporcional à área da placa A, à diferença de temperatura ∆T entre os meios (1) e (2) que ela
separa e é inversamente proporcional à espessura da placa L.
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Onde C é o coeficiente de condutibilidade térmica do material da placa.
Os metais são muito bons condutores de calor, logo, têm C "grande".A madeira é péssima
condutora de calor, logo, tem C "pequeno".
1.2.2 Convecção
Consideremos uma sala na qual se liga um aquecedor elétrico em sua parte inferior. O ar
em torno do aquecedor se aquece, tornando-se menos denso que o restante. Com isto ele sobe e o
ar frio desce, havendo uma troca de posição do ar quente que sobe e o ar frio que desce. A esse
movimento de massas de fluido chamamos convecção e as correntes de ar formadas são
correntes de convecção.
Portanto, convecção é um movimento de massas de fluido, trocando de posição entre si.
Notemos que não tem significado falar em convecção no vácuo ou em um sólido, isto é,
convecção só ocorre nos fluidos.
1.2.3 Irradiação
Irradiação é o processo de transmissão de calor através de ondas eletromagnéticas (ondas
de calor). A energia emitida por um corpo (energia radiante) se propaga até o outro, através do
espaço que os separa.
Sendo uma transmissão de calor através de ondas eletromagnéticas, a radiação não exige
a presença do meio material para ocorrer, isto é, a radiação ocorre no vácuo e também em meios
materiais.
Entretanto, não são todos os meios materiais que permitem a propagação das ondas de
calor através deles.
Toda energia radiante, transportada por onda de rádio, infravermelha, ultravioleta, luz
visível, raio X, raio gama, etc., pode converter-se em energia térmica por absorção. Porém, só
as radiações infravermelhas são chamadas de ondas de calor.
Um corpo bom absorvente de calor é um mau refletor. Um corpo bom refletor de calor é
um mau absorvente. Todo bom absorvente é bom emissor de calor. Todo bom refletor é mau
emissor.
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onde p é a pressão do gás, V o seu volume, m sua massa, M sua massa molecular, R a
constante universal dos gases perfeitos e T a sua temperatura Kelvin.
Pv=RT
P = pressão absoluta (Pa)
v = Volume específico (m3/Kg)
R = Constante do gás = 287 J/Kg.K para o ar e 462 J/Kg.K para vapor d’água
T = Temperatura Absoluta
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1.2.7 Mistura de Gases:
• Em uma mistura de gases, desde que não haja afinidade química entre os
componentes, cada gás segue a própria equação de estado físico, independente da
presença dos demais.
• A pressão total de uma mistura de gases é igual a soma das pressões parciais de seus
componentes.
• Em uma mistura de gases, a soma tanto dos pesos como dos volumes de seus
componentes é igual, respectivamente, ao peso e ao volume da mistura.
•
Tabela 1 - Equivalência de Unidades:
1 TR = 3.024 kcal
1TR = 12.000 BTU
1TR = 3.516 W
1.3. Vazão
A vazão é o fluxo de um fluido na unidade de tempo. Esta vazão pode ser de dois tipos:
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• Vazão mássica: é a vazão em massa na unidade de tempo. Ex.: Kg/s
• Vazão volumétrica: é a vazão em volume na unidade de tempo. Pode ser, por
exemplo, um volume de ar que se desloca num ambiente ou numa tubulação na unidade
de tempo, sendo Vol - o volume medido em m3 (metros cúbicos) ou Ft3 (pés cúbicos) e o
T o tempo medido em: h (hora), min. (minutos) ou s (segundos).
Vol
V=
T
Dessa forma, a vazão será medida nas unidades: m3/h (metros cúbicos por hora) ou
Ft3/min (pés cúbicos por hora), também escrita sob a forma CFM (cubic feet per minute).
1.4. Velocidade
A velocidade é a taxa de deslocamento de um móvel na unidade de tempo.
d
v=
t
sendo d a distância medida em: m (metros) ou Ft (pés), e t o tempo medido em s
(segundos) ou min (minutos).
Dessa forma, as unidades de velocidade de um fluido será: m/s (metros por segundo) ou
Ft/min o (pés por minuto) também escrita sob a forma FPN (feet per minute)
Em ventilação a velocidade também pode ser obtida dividindo-se a vazão volumétrica G,
pela área S.
V
v=
S
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2 PSICROMETRIA :
Psicrometria é o estudo das misturas de ar e vapor de água. O ar ambiente é uma mistura
mecânica de gases e vapor de água, resultando daí a importância da psicrometria. Em alguns
processos a água deve ser removida do ar, e em outros adicionada.
B
Temperatura
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A presença de Ar no vapor de água não altera o comportamento deste. A região de
importância da carta será aquela limitada pelo eixos de coordenadas e a linha de saturação. Se o
estado da mistura se dá sobre a linha de saturação o ar diz-se saturado, significando que uma
redução adicional da temperatura causará uma condensação do vapor da água do Ar. À direita da
linha de saturação o Ar não é saturado. Se o
ponto A representa o estado do Ar, a
temperatura da mistura deverá ser reduzida até
a temperatura B para que a condensação
tenha início. Diz-se que o Ar no estado A tem
uma temperatura de orvalho B.
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2.5. Entalpia:
A entalpia de uma mistura de ar seco e vapor de
água é a soma das Entalpias dos componentes.
h = c . T + Wh (kJ / kg)
p g
Ra . T R .T
v= = a (m 3 / kg )
Pa Pt − Ps
Quando o Ar não
saturado entra em contato
com a água, esta evaporará no Ar a uma taxa proporcional à diferença de pressão entre a pressão
de vapor da água, e a pressão do vapor do vapor de água no Ar. Por isso, quando um termômetro
de bulbo úmido é movimentado no Ar, a água evaporará do feltro refrigerando assim a água
remanescente no mesmo e o bulbo do termômetro, a alguma temperatura abaixo da temperatura
do bulbo seco do Ar.
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2.8. Fator de Calor Sensível:
O Fator de Calor Sensível é a relação entre o calor sensível e o calor total do processo.
Obtém-se a linha do fator sensível traçando uma linha paralela a linha FCS.
2.9. Processos:
Os processos com ar úmido podem ser representados graficamente em uma carta
Psicrométrica, onde podem ser facilmente interpretadas. Da mesma forma a carta pode ser
utilizada na determinação da variação de propriedades tais como temperatura, umidade absoluta
e entalpia que ocorre em processos, os processos mais comuns são:
I A
B
H
G C
D
F
E
OC - Aquecimento Sensível: Pode ser obtido com a passagem do ar através de uma serpentina
quente, resistências elétricas aletadas, serpentina de ar condicionado funcionando em ciclo
reverso, estufas, etc.
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simples comparação massa energia.
m
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EXERCÍCIOS
1) Determine a umidade absoluta de ar com 60% de umidade relativa e uma temperatura de
300C, para uma pressão barométrica padrão de 101,3 kpa.
2) Determine o ponto sobre a linha isoentálpica de 95 kJ/kg correspondente a uma temperatura
de 500C.
3) Uma amostra de ar apresenta uma temperatura de bulbo seco de 300C e uma temperatura de
bulbo úmido de 250C. A pressão barométrica é de 101 kpa. Usando as tabelas de vapor e as
Equações determine: (a) a umidade absoluta se o ar é saturado adiabaticamente, (b) a entalpia
do ar se este é adiabaticamente saturado; (c) a umidade absoluta da amostra (d) a pressão
parcial do vapor na amostra, e (e) a umidade relativa. Resp.: (a) 0,0201 kg/kg, (b) 76,2 kJ/kg,
(c) 0,0180 kg/kg; (d) 2840 Pa, (e) 67%.
4) Em um sistema de ar condicionado uma corrente de ar externo é misturada a outra de ar de
retorno à pressão atmosférica de 101 kPa. A vazão de ar externo é de 2kg/s e suas
temperaturas de bulbo seco e de bulbo úmido são iguais a 35 oC e 25 oC. O ar de retorno, a 24
0
C e 50% de umidade relativa, apresenta uma vazão de 3kg/s. Determine (a) a entalpia da
mistura, (b) a umidade absoluta da mistura, (c) a temperatura de bulbo seco da mistura.
Resp.(a) 59,lkJ/kg; (b) 0,01198 kg/kg; (c) 28,60C.
5) Um ar à temperatura TBS = 2 oC e umidade relativa de 60% é aquecido através da passagem
em uma bobina para TBS = 350C (Acréscimo de calor sensível). Achar: para TBS = 350C, a
temperatura TBU e a umidade relativa, bem como a quantidade de calor adicionada ao ar por
kg de ar fluente.
6) Um ar à temperatura TBS = 280C e UR = 50% é resfriado até a temperatura TBS= 12oC e
TBU= 11 oC.
Achar:
(a) o calor total removido;
(b) a umidade total removida;
(c) a razão de calor sensível no processo
7) Num ambiente condicionado, o ar deve permanecer a 26 oC e a Umidade relativa a 45 %.
Determinar a temperatura que o ar deixa o evaporador, supondo-se que seja saturado.
8) As condições do ar exterior são: TBS 340C e umidade relativa 65%. . As condições a serem
mantidas no recinto são TBS = 260C e umidade relativa 45%. Se a vazão de ar é de 125 m3,
queremos saber a umidade que precisa ser eliminada dos equipamentos de refrigeração e a
capacidade deste equipamento.
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3 CONFORTO TÉRMICO
Conforto térmico é a sensação de bem estar revelada por uma pessoa ou um grupo de
pessoas, com relação as condições do ambiente térmico, temperatura de bulbo seco, e úmido.
Segundo a ASHRAE, Conforto Térmico é um estado de espírito que reflete a satisfação
com o ambiente térmico que envolve a pessoa. Se o balanço de todas as trocas de calor a que está
submetido o corpo for nulo e a temperatura da pele e suor estiverem dentro de certos limites,
pode-se dizer que o homem sente Conforto Térmico.
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- umidade relativa do ar.
Além disso, variáveis como sexo, idade, raça, hábitos alimentares, peso, altura etc. podem
exercer influência nas condições de conforto de cada pessoa e devem ser consideradas.
3.3.2 A vestimenta
A vestimenta equivale a uma resistência térmica interposta entre o corpo e o meio, ou
seja, ela representa uma barreira para as trocas de calor por convecção. A vestimenta funciona
como isolante térmico, pois mantém junto ao corpo uma camada de ar mais aquecido ou menos
aquecido, conforme seja mais ou menos isolante, conforme seu ajuste ao corpo e a porção do
corpo que cobre.
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Em climas secos (desertos), onde se atinge elevadas temperaturas, poderia-se pensar que
a ausência de roupas poderia garantir condições mais confortáveis para os habitantes destas
regiões. No entanto, em climas secos, vestimentas adequadas podem manter a umidade advinda
do organismo pela transpiração e evitar a desidratação. A vestimenta reduz o ganho de calor
relativo à radiação solar direta, as perdas em condições de baixo teor de umidade e efeito
refrigerador do suor.
A vestimenta reduz também a sensibilidade do corpo às variações de temperatura e de
velocidade do ar.
Sua resistência térmica depende do tipo de tecido, da fibra, do ajuste ao corpo, e deve ser
medida através das trocas secas relativas a quem usa. Sua unidade é o clo, originada de clothes.
Assim: 1 clo = 0,155 m2.oC/W = 1 terno completo.
A tabela 2 apresenta o índice de resistência térmica (Icl) para as principais peças de roupa,
sendo que o índice de resistência térmica (I) para a vestimenta de uma pessoa será, segundo a
ISO 7730 (1994), o somatório de Icl (figura 3), ou seja,
I = ΣIcl
Tabela 3.2. Índice de resistência térmica para vestimentas segundo ISO 7730 (1994).
Vestimenta Índice de resistência térmica – Icl (clo)
Meia calça 0,10
Meia fina 0,03
Meia grossa 0,05
Calcinha e sutiã 0,03
Cueca 0,03
Cuecão longo 0,10
Camiseta de baixo 0,09
Camisa de baixo mangas compridas 0,12
Camisa manga curta 0,15
Camisa fina mangas comprida 0,20
Camisa manga comprida 0,25
Camisa flanela manga comprida 0,30
Blusa com mangas compridas 0,15
Saia grossa 0,25
Vestido leve 0,15
Vestido grosso manga comprida 0,40
Jaqueta 0,35
Calça fina 0,20
Calça média 0,25
Calça flanela 0,28
Sapatos 0,04
3.3.3 Temperatura do ar
A temperatura do ar é a principal variável do conforto térmico. A sensação de conforto
baseia-se na perda de calor do corpo pelo diferencial de temperatura entre a pele e o ar,
complementada pelos outros mecanismos termo-reguladores. O calor é produzido pelo corpo
através do metabolismo e suas perdas são menores quando e temperatura do ar está alta ou
maiores quando a temperatura está mais baixa.
A diferença de temperatura entre dois pontos no ambiente provoca a movimentação do ar,
chamada de convecção natural: a parte mais quente torna-se mais leve e sobe enquanto a mais
fria, desce, proporcionando uma sensação de resfriamento do ambiente.
A temperatura do ar, chamada de temperatura de bulbo seco, TBS, costuma ser medida
com a temperatura de bulbo úmido através do psicrômetro giratório. A temperatura de bulbo
úmido é medida com um termômetro semelhante ao usado para medir a TBS, porém com um
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tecido no bulbo do termômetro de forma que a umidade seja considerada. Este par forma o
psicrômetro giratório, ou par psicrométrico. O giro manual do psicrômetro, que pode ser
substituído por um pequeno ventilador, visa retirar a umidade excessiva do tecido que envolve o
bulbo de forma que TBU possa ser medida sob os efeitos naturais da perda de calor para
evaporação da água do tecido. Assim, a TBU é sempre menor que TBS.
Para o conforto, é interessante conhecer também a temperatura operativa ou efetiva. A
temperatura operativa resume as perdas da temperatura do corpo, que está submetido a um
ambiente real com efeitos desiguais por todos os lados. A temperatura operativa ou efetiva é uma
temperatura teórica que provoca uma perda de calor equivalente a todos os fenômenos que
provocam esta perda caso o corpo estivesse em um ambiente imaginário submetido apenas a uma
temperatura homogênea.
3.3.5 Velocidade do ar
A velocidade do ar, que costuma ser abaixo que 1m/s, ocorre em ambientes internos sem
necessariamente a ação direta do vento. O ar se desloca pela diferença de temperatura no
ambiente, onde o ar quente sobe e o ar frio desce (convecção natural). Quando o ar se desloca
por meios mecânicos, como um ventilador, o coeficiente de convecção aumenta, aumentando a
sensação de perda de calor (convecção forçada). O deslocamento do ar também aumenta os
efeitos da evaporação no corpo humano, retirando a água em contato com a pele com mais
eficiência e assim, reduzindo a sensação de calor.
Há vários tipos de anemômetros para medição da velocidade do ar, como o anemômetro
giratório, formado por hélices que se deslocam com o movimento do ar (mais apropriado para
medir a velocidade do vento) ou o termo-anemômetro, mais sensível e recomendado para
medições de velocidade do ar no ambiente interno.
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O ar, a uma determinada temperatura, somente pode conter uma certa quantidade de
vapor de água. Quando chegamos a esse valor máximo dizemos que o ar está saturado.
Ultrapassado este limite, ocorre a condensação, no qual o vapor excedente passa ao
estado líquido, provocando o aumento da temperatura da superfície onde ocorre a condensação.
Estes processos dão lugar a uma forma particular de transferência de calor: um corpo
perde calor por evaporação que será ganho por aquele no qual se produz a condensação.
A umidade do ar conjuntamente com a velocidade do ar intervém na perda de calor por
evaporação. Como aproximadamente 25% da energia térmica gerada pelo organismo é eliminada
sob a forma de calor latente (10% por respiração e 15% por transpiração) é importante que as
condições ambientais favoreçam estas perdas.
À medida que a temperatura do meio se eleva, dificultando as perdas por convecção e
radiação, o organismo aumenta sua eliminação por evaporação. Quanto maior a UR, umidade
relativa, menor a eficiência da evaporação na remoção do calor. Isto mostra a importância de
uma ventilação adequada.
Porém, quando a temperatura do ar é superior a da pele, a pessoa estaria ganhando calor
por convecção. Mas, ao mesmo tempo se produz um fenômeno de efeito contrário, já que a
circulação do ar acelera as perdas por evaporação. No momento em que o balanço começa a ser
desfavorável, ou seja, quando apenas ganharíamos calor, a umidade do ar torna-se importante. Se
o ar está saturado, a evaporação não é possível, o que faz a pessoa começar a ganhar mais calor
assim que a temperatura do ar seja superior a da pele. No caso em que o ar está seco, as perdas
continuam ainda com as temperaturas mais elevadas.
Assim, a umidade absoluta representa o peso de vapor d’água contido em uma unidade de
massa de ar (g/kg) e a umidade relativa, a relação entre a umidade absoluta do ar e a umidade
absoluta do ar saturado para a mesma temperatura.
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Porém, este índice deve ser usado apenas para valores entre –2 e +2, pois acima destes
limites teríamos aproximadamente mais de 80% das pessoas insatisfeitas (ISO 7730, 1984),
como pode-se perceber na figura 3.3.
Figura 3.3 - Relação entre a sensação térmica previsível e a percentagem de insatisfação térmica
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A zona de conforto, determinada
estatisticamente por vários
experimentadores, para os E.U.A., tem
como limites de temperaturas efetivas,
mínimo 18.5°C e máximo 24.5°C,
correspondendo o valor meio para o
conforto de inverno, a 20°C e o valor
médio para o conforto de verão a 22°C.
Quanto à umidade, o grau higrométrico
deve estar compreendido entre 40 e 60
% a fim de permitir uma boa regulação
térmica no caso de variação de atividade
orgânica.
Velocidade do ar
Sensação de resfriamento equivalente
m/s
0,1 0 oC (ar parado)
0,3 1 oC
0,7 2 oC
1,0 3 oC
1,6 4 oC
2,2 5 oC
3,0 6 oC
4,5 7 oC
6,5 8 oC
A figura 3.4 apresenta o gráfico que permite conhecer as zonas de conforto ou bem estar
no verão e no inverno, supondo o ar parado, partindo das temperaturas de bulbo seco e bulbo
úmido.
Também pode-se usar o gráfico de Houghten (figura 3.5 ) com o mesmo objetivo do
anterior.
Para o Brasil, onde o metabolismo, de um modo geral, é inferior ao verificado nos EUA,
a zona de conforto deve apresentar, para limite mínimo, uma temperatura efetiva superior, sendo
indicado pelas normas brasileiras NBR-6401.
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Figura 3.6 – Zona de Conforto
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4 CARGA TÉRMICA
Carga térmica é a quantidade de calor que deve ser retirada ou fornecida a um local ou
sistema, na unidade de tempo, objetivando a manutenção de determinadas condições térmicas.
No caso, como a obtenção das condições de conforto serão mantidas por sistema de
ventilação, serão consideradas apenas as parcelas de calor sensível: devido as Pessoas, Insolação
(radiação solar); Condução pelas paredes, pisos, janelas, tetos e etc; Iluminação; Equipamentos.
Condicionamento de Ar
• Insolação
• Condução
• Pessoas
• Infiltração de Ar
• Renovação de ar
• Iluminação
• Equipamento
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4.1. Carga térmica pelo fechamento opaco
Esta é uma parcela de calor sensível transmitido através das superfícies opacas que limitam
o ambiente por condução e insolação.
QFO = qFO × AFO
Onde
q FO = U (α .I .Rse + ∆T ) → [W / m 2 ]
AFO = Área total da superfície opaca em m 2
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4.6. Carga térmica devido aos equipamentos
A parcela de calor devido aos equipamentos é realizada somando-se a potência dos
equipamentos instalados (em W) e que normalmente permanecem ligados.
QE = q1 + q2 ... + qn
(Ver Tabelas B.3 a B.10 da NBR-6401).
CT = QFO + QA + QS + QO + QI + QE + QAR
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Parâmetros de conforto fixados pela NBR 6401
Verão (roupa típica 0,5 clo)
Temperatura operativa e umidade relativa dentro da zona delimitada por :
⎯ 22,5 °C a 25,5 °C e umidade relativa de 65 %
⎯ 23,0 °C a 26,0 °C e umidade relativa de 35 %
A velocidade média do ar (não direcional) na zona de ocupação não deve ultrapassar:
⎯ 0,20 m/s para distribuição de ar convencional (grau de turbulência 30 % a 50 %)
⎯ 0,25 m/s para distribuição de ar por sistema de fluxo de deslocamento (grau de turbulência inferior a 10 %)
Inverno (roupa típica 0,9 clo)
Temperatura operativa e umidade relativa dentro da zona delimitada por :
⎯ 21,0 °C a 23,5 °C e umidade relativa de 60 %
⎯ 21,5 °C a 24,0 °C e umidade relativa de 30 %
A velocidade média do ar (não direcional) na zona de ocupação não deve ultrapassar:
⎯ 0,15 m/s para distribuição de ar convencional (grau de turbulência 30 % a 50 %)
⎯ 0,20 m/s para distribuição de ar por sistema de fluxo de deslocamento (grau de turbulência inferior a 10 %)
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Tabela D.3 - Transmitância, capacidade térmica e atraso térmico para algumas paredes.
Parede Descrição U [W/(m2.K)] CT ϕ [horas]
[kJ/(m2.K)]
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Tabela D.3 - Transmitância, capacidade térmica e atraso térmico para algumas paredes.
Parede Descrição U [W/(m2.K)] CT ϕ [horas]
[kJ/(m2.K)]
Parede de tijolos de 8 furos
circulares, assentados na menor
dimensão
Dimens. tijolo: 10,0x20,0x20,0 cm 2,24 167 3,7
Espessura arg. de assent.: 1,0 cm
Espessura arg. de emboço: 2,5 cm
Espessura total da parede: 15,0 cm
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Tabela D.3 - Transmitância, capacidade térmica e atraso térmico para algumas paredes.
Parede Descrição U [W/(m2.K)] CT ϕ [horas]
[kJ/(m2.K)]
Parede de tijolos de 6 furos
quadrados, assentados na maior
dimensão
Dimens. tijolo: 9,0x14,0x19,0 cm 2,02 192 4,5
Espessura arg. assentam.: 1,0 cm
Espessura arg. de emboço: 2,5 cm
Espessura total da parede: 19,0 cm
continua
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Tabela D.3 - Transmitância, capacidade térmica e atraso térmico para algumas paredes.
Parede Descrição U [W/(m2.K)] CT ϕ [horas]
[kJ/(m2.K)]
Parede de tijolos maciços,
assentados na maior dimensão
Dimens. tijolo: 10,0x6,0x22,0 cm
Espessura arg. de assent.: 1,0 cm 2,25 445 6,8
Espessura arg. de emboço: 2,5 cm
Espessura total da parede: 27,0 cm
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Tabela D.4 - Transmitância, capacidade térmica e atraso térmico para algumas coberturas
Cobertura Descrição U [W/(m2.K)] CT ϕ
[kJ/(m2.K)] [horas]
Cobertura de telha de barro sem
forro 4,55 18 0,3
Espessura da telha: 1,0 cm
Cobertura de telha de fibro-cimento
sem forro 4,60 11 0,2
Espessura da telha: 0,7 cm
Cobertura de telha de barro com
forro de madeira 2,00 32 1,3
Espessura da telha: 1,0 cm
Espessura da madeira: 1,0 cm
Cobertura de telha de fibro-cimento
com forro de madeira 2,00 25 1,3
Espessura da telha: 0,7 cm
Espessura da madeira: 1,0 cm
Cobertura de telha de barro com
forro de concreto 2,24 84 2,6
Espessura da telha: 1,0 cm
Espessura do concreto: 3,0 cm
Cobertura de telha de fibro-cimento
com forro de concreto 2,25 77 2,6
Espessura da telha: 0,7 cm
Espessura do concreto: 3,0 cm
Cobertura de telha de barro com
forro de laje mista
Espessura da telha: 1,0 cm 1,92 113 3,6
Espessura da laje: 12,0 cm
Rt(laje) = 0,0900 (m2.K/W)
CT(laje) = 95 kJ/(m2.K)
Cobertura de telha de fibro-cimento
com forro de laje mista
Espessura da telha: 0,7 cm 1,93 106 3,6
Espessura da laje: 12,0 cm
Rt(laje) = 0,0900 (m2.K/W)
CT(laje) = 95 kJ/(m2.K)
Cobertura de telha de barro com
laje de concreto de 20 cm 1,84 458 8,0
Espessura da telha: 1,0 cm
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Tabela D.4 - Transmitância, capacidade térmica e atraso térmico para algumas coberturas
Cobertura Descrição U [W/(m2.K)] CT ϕ
[kJ/(m2.K)] [horas]
Cobertura de telha de fibro-
cimento, lâmina de alumínio polido 1,16 25 2,0
e forro de madeira
Espessura da telha: 0,7 cm
Espessura da madeira: 1,0 cm
Cobertura de telha de barro, lâmina
de alumínio polido e forro de 1,18 84 4,2
concreto
Espessura da telha: 1,0 cm
Espessura do concreto: 3,0 cm
Cobertura de telha de fibro-
cimento, lâmina de alumínio polido 1,18 77 4,2
e forro de concreto
Espessura da telha: 0,7 cm
Espessura do concreto: 3,0 cm
Cobertura de telha de barro, lâmina
de alumínio polido e forro de laje
mista 1,09 113 5,4
Espessura da telha: 1,0 cm
Espessura da laje: 12,0 cm
Rt(laje) = 0,0900 (m2.K/W)
CT(laje) = 95 kJ/(m2.K)
Cobertura de telha de fibro-
cimento, lâmina de alumínio polido
e forro de laje mista 1,09 106 5,4
Espessura da telha: 0,7 cm
Espessura da laje: 12,0 cm
Rt(laje) = 0,0900 (m2.K/W)
CT(laje) = 95 kJ/(m2.K)
Cobertura de telha de barro, lâmina
de alumínio polido e laje de 1,06 458 11,8
concreto de 20 cm
Espessura da telha: 1,0 cm
Cobertura de telha de fibro-
cimento, lâmina de alumínio polido 1,06 451 11,8
e laje de concreto de 20 cm
Espessura da telha: 0,7 cm
Cobertura de telha de barro, lâmina
de alumínio polido e laje de 1,03 568 13,4
concreto de 25 cm
Espessura da telha: 1,0 cm
Cobertura de telha de fibro-
cimento, lâmina de alumínio polido 1,03 561 13,4
e laje de concreto de 25 cm
Espessura da telha: 0,7 cm
Cobertura de telha de barro com 2,5
cm de lã de vidro sobre o forro de 0,95 33 2,3
madeira
Espessura da telha: 1,0 cm
Espessura da madeira: 1,0 cm
Cobertura de telha de barro com 5,0
cm de lã de vidro sobre o forro de 0,62 34 3,1
madeira
Espessura da telha: 1,0 cm
Espessura da madeira: 1,0 cm
Notas:
1) As transmitâncias térmicas e os atrasos térmicos das coberturas são calculados para condições de verão (fluxo térmico descendente).
2) Deve-se atentar que, apesar da semelhança entre a transmitância térmica da cobertura com telhas de barro e aquela com telhas de fibrocimento, o desempenho térmico
proporcionado por estas duas coberturas é significativamente diferente pois as telhas de barro são porosas e permitem a absorção de água (de chuva ou de condensação). Este
fenômeno contribui para a redução do fluxo de calor para o interior da edificação, pois parte deste calor será dissipado no aquecimento e evaporação da água contida nos poros da
telha. Desta forma, sugere-se a utilização de telhas de barro em seu estado natural, ou seja, isentas de quaisquer tratamentos que impeçam a absorção de água.
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Tabela CT 01– Perda de Energia em Reatores
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Tabela 4.7 – Valores médios de Carga Térmica por tipo de ambiente
APLICAÇÃO m2/TR
Escritórios grandes 23 - 27
Escritórios pequenos 20 - 24
Apartamentos (1,0 qto., 2,0 qto.) 25 - 32
Salas de aula 18 - 21
Lojas de departamento 16 - 20
Quartos de hospital 20 - 24
Quartos de hotel 20 - 24
Auditórios (TR/pessoa) 0,09 - 0,12
Bancos (área de público) 18 – 23
Confecção (indústria) 18 – 21
Igreja (TR/pessoa) 0,07 - 0,10
Boliche (TR/pista) 1,5 - 2,5
Motel (quartos) 18 - 21
Residências 28 - 39
Lojas de variedades 16 - 21
Supermercados 20 - 28
Salas de coquetel 13 – 18
Centro médico 20 – 24
Posto telefônico 14 – 24
CPD 4 – 14
Restaurantes 9 - 20
1TR = 3.516 W
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5 VENTILAÇÃO
5.1. Conceituação
Dá-se o nome de ventilação ao processo de renovar o ar de um recinto, podendo ter como
finalidade controlar a pureza e o deslocamento do ar, podendo também controlar a temperatura e
umidade.
Modernamente o conceito de ventilação está mais abrangente, com vistas a um controle
efetivo dos poluentizadores também em ambiente aberto ou não confinado.
No campo da higiene do trabalho, a ventilação tem finalidade de prover o conforto
térmico, evitar a dispersão, diluir a concentração e purificar o ar, de modo a minimizar o efeito
dos compartimentos aéreos. Assim sendo, a ventilação é um método de evitar doenças
profissionais oriundas da poluição aérea, mantendo os aerodispersóides nocivos em
concentrações baixas compatíveis com a saúde. Permite a manutenção da concentração dos
gases, vapores e poeiras explosivas ou inflamáveis fora das faixas de inflamabilidade e
explosividade.
A ventilação permite controlar, rigorosamente, a pureza, a velocidade e a distribuição do
ar, e, aproximadamente, a temperatura, umidade e as irradiações.
Além de remover ou atenuar os efeitos do elemento contaminante, o controle da poluição
por meio de ventilação requer o contaminante, muitas vezes, depois de captados, sejam coletados
dando o destino devido de modo a não contaminar a atmosfera, rios ou lagos.
Torna-se necessário insistir que a ventilação industrial não visa tão somente o controle de
confinados ou no limite dos mesmos. Objetiva também impedir o lançamento na atmosfera de
fumaças, poeiras, gases, material particulado sólido os quais podem contaminar o ar das
adjacências e até mesmo locais relativamente afastados.
5.2. Composição do ar
A composição aproximada do ar, sob três diferentes condições, é dada na tabela 5.1 a
seguir, considerando-se ar limpo e isento de poluentes em geral.
Tabela 5.1 – Composição do Ar
Componente Ar externo (seco) Ar interno Ar expirado
(21° C, U.R.50%) (36° C, U.R. 100%)
Gás inertes 79,00 78,00 75,00
Oxigênio 20,97 20,69 16,00
Vapor d’água 0,00 1,25 5,00
Dióxido de carbono 0,03 0,06 4,00
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5.3. Necessidades humanas de ventilação
A ventilação de residências, espaços comerciais e escritórios e necessária para controlar
odores corporais, fumaça de cigarro, odores da cozinha e outras impurezas odoríficas e não para
manter a quantidade necessária de oxigênio ou remover o Dióxido de carbono produzido pela
respiração. Isso é verdadeiro, pois a construção padrão de edifícios para ocupação humana não
pode prevenir a infiltração ou a saída de quantidades de ar, mesmo quando todas as janelas,
portas e aberturas no forro estiverem fechadas.
O consumo normal de ar para um homem adulto com peso de 68,5 Kg é o seguinte:
Em repouso 7,40 l / min
Trabalho leve 28,00 l / min
Trabalho pesado 40,00 l / min
Um adulto, executando trabalhos pesados, respira até cerca de 40 litros de ar por minuto,
consumindo 02 litros de oxigênio e exalando 1,7 litro de Dióxido de carbono, aproximadamente.
Mackey ofereceu uma interessante análise sobre as alterações físicas e químicas que
ocorrem em ambiente interno como resultado da ocupação humana, qual seja:
Um adulto consome em um minuto 5,6m3 de oxigênio e produz cerca de 0,5 m3 de
Dióxido de carbono. A 21°C perde em uma hora cerca de 75 kcal de calor sensível e cerca de
0,045 kg de vapor de d’água.
Assumindo, para simplificação que essas taxas permaneçam constantes, pode-se imaginar
o seguinte caso:
“Um adulto confinado em um ambiente completamente vedado e isolado termicamente
com aproximadamente 30 m3, uma temperatura de 21°C, está em situação de repouso; em menos
de duas horas, modificará o ambiente de tal modo que a temperatura aumentará para 37°C”.
Na mesma situação serão necessárias 75 horas para reduzir o oxigênio à 16% e aumentar
o Dióxido de carbono para 5%, e, para o caso, a alteração física devido a temperatura é mais
perigosa que a alteração química.”
Uma redução de oxigênio para valores entre 16 e 20% ocasiona dificuldade de respirar;
entre 11 e 16% produz dores de cabeça, e entre 8 a 10 %, ânsia de vômitos e perda de
consciência.
O ar atmosférico contém, além de oxigênio, azoto, gases raros hidrogênio, Dióxido de
carbono e vapor d’água, materiais em suspensão. Os materiais em suspensão que se encontram
normalmente no ar é formado por pequena quantidade de poeira de origem mineral, vegetal ou
animal, além de bactérias e os chamados de odores, desagradáveis ou não ao olfato.
Acima de certa concentração, essas substâncias, passam a constituir os poluentes ou
contaminantes ocasionando prejuízos à saúde humana e danos ecológicos.
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5.5. Contaminantes do Ar
As partículas de materiais sólidos, líquidos e organismos vivos microscópicos, formam
com o meio gasoso o que se denomina de aerossol. Pode-se definir aerossol como um sistema
constituídos por meios de dispersão onde se encontram partículas sólidas, liquidas ou
microorganismos, sendo conhecido também aerodispersóides. São formados como resultados de
pulverização, atomização de sólidos ou líquidos, ou transferência de poeiras, pólen e bactérias,
para o estado de suspensão em virtudes de ação das correntes de ar.
Podem ser considerados como contaminantes, substancias que normalmente existem na
composição do ar, quando eles excedem determinados teores ou concentrações, passando a
oferecer risco maior ou menor à saúde daqueles que se expõem a tempo considerável ao ar que
as contém.
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ozônio, sob a ação da luz solar. Provoca irritação nos olhos, dificuldades respiratórias e reduz a
visibilidade.
5.5.1.5 Organismos vivos
Os organismos vivos mais comuns são os pólen das flores (5 a 10), os esporos de fungos
(1 a 10) e as bactérias (0,2 a 5 ou mesmo até 20). Em circunstâncias especiais e em geral em
locais confinados, pode ocorrer a presença de vírus (0,002 a 0,05).
5.5.1.6 Gases e Vapores
Além dos aerossóis, deve-se levar em consideração os gases e vapores, que podem
ocorrer em certos ambientes ou processos industriais, como é o caso do NH3, SO2, CO, CH4, Cl
e CO2 (em excesso). São considerados por alguns autores como sendo também aerodispersóides.
Gás: É um dos estados de agregação da matéria. Não possui forma e volume próprios e
tende a expandir-se indefinidamente. À temperatura ordinária, mesmo sujeita a pressões fortes,
não podem ser totais ou parcialmente reduzidos ao estado líquido.
Vapor: E a forma gasosa da matéria, a qual, à temperatura ordinária, pode ser reduzida
total ou parcialmente ao estado líquido.
5.5.1.7 “Fly ash” (fuligem)
A fuligem é composta de partículas finamente divididas de produtos de queima de carvão
e óleo combustível e que são carregadas nos gases de combustão em geral de fornalhas e
queimadores de caldeiras.
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Diclorodifluormetano 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
Dimetilformamida 8 24
1,1-Dimetil-hidrazina (pele) 0,4 0,8
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 (pele) 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
Fluortriclorometano (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-isobutilcarbinol- (pele) 20 78
Metil-mercaptana (metanotiol) 0,4 0.8
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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
2-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
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
1,1,2,2-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
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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
Dimetil-1,2-dibromo-2,2-dicloroetilfosfato - 3
Di-sec-octilftalato - 5
Éter fenílico 1 7
Etil-séc-amil-ceta 25 130
Eril-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
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Poeiras minerais Limites de tolerância
(mppmc)
Óxido de alumínio 1.770
Asbesto 177
Cimento Portland 1.770
Poeira (sem sílica livre) 1.770
Mica (com menos de 5% de SiO2 livre) 700
Sílica (com mais de 50% de SiO2 livre) 177
Sílica (com 5% a 50% de SiO2 livre) 700
Sílica (com menos de 5% de SiO2 livre) 1.770
Carboneto de sílica 1.770
Pedra-sabão (com menos de 5% de SiO2 livre) 700
Talco 700
5.6. Tratamento do Ar
A importância do ar para o homem é por demais conhecida, sob o aspecto da necessidade
de oxigênio para o metabolismo.
Por outro lado, a movimentação de ar natural, isto é, através dos ventos, é responsável
pela troca de temperatura e umidade que sentimos diariamente, dependendo do clima da região.
A movimentação do ar por meios não naturais constitui-se no principal objetivo dos
equipamentos de ventilação, ar condicionado e aquecimento, transmitindo ou absorvendo energia
do ambiente, ou mesmo transportando material, atuando num padrão de grande eficiência sempre
que utilizado em equipamentos adequadamente projetados. A forma pela qual se processa a
transferência de energia e que dá ao ar capacidade de desempenhar determinada função. A
velocidade, a pressão, a temperatura e a umidade envolvem mudanças nas condições ambientais,
tornando-as propícias ao bem-estar do trabalhador.
Evidentemente, o ar pode ser tratado, e um dos pontos que apresentam grande interesse
ao higienista é o tratamento do ar em ambientes confinados.
A movimentação do ar por meio não naturais, constitui-se de no principal objetivo de
assuntos especializados, tais como; ventilação, calefação e condicionamento de ar.
A transferência de energia de massa em ambientes e a forma pela qual se da variação
energética é que dá ao ar a capacidade de desempenhar determinada função. A temperatura ,
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pressão velocidade e a umidade do ar, envolvem mudanças nas condições ambientais, tornando-
as propicias ao bem-estar humano, seja no lazer ou em atividades laborais.
O tratamento do ar tem sido, continua sendo, a principal medida de controle efetivo para
ambientes de trabalhos prejudiciais ao homem. No campo da higiene do trabalho.
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Tabela 5.5 – Produção de contaminantes segundo a operação
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5.6.1 Qualidade do ar interior
A cada dia que passa, cada vez mais, o homem procura melhorar a sua qualidade
de vida, procurando desenvolver junto ao seu habitat e ao seu local de trabalho condições que
garantam esta melhor qualidade de vida, que pode estar ligada ao conforto, lazer, boa
alimentação, etc.
Não haveria uma boa qualidade de vida sem saúde. Por isso que tudo que possa afetar a
saúde de um indivíduo deve ser levado em conta para se garantir uma qualidade de vida. Como
através do ar que se respira pode-se ingerir muitos microorganismos e elementos danosos à
saúde, o ar deve estar limpo e oferecer as condições de pureza, temperatura e umidade
recomendados para tornar um ambiente saudável.
Numa sociedade que valoriza muito a produtividade, nós temos a afirmação do prof. Pavl
Ole Fanger de que uma qualidade de ar num ambiente de trabalho, aumenta em 6,5% a
produtividade dos funcionários.
Quando se pretende melhorar nossa qualidade de vida, é importante lembrar que
passamos de 80% a 90% do nosso tempo em ambientes fechados (quem mora e trabalha em
zonas urbanas); e quando nos elevamos a elevadas taxas de poluentes estamos agredindo nosso
organismo, sendo que a maioria das situações são totalmente contornáveis.
Antes de garantirmos uma melhor qualidade de vida ao homem, devemos conhecer seu
metabolismo. Devemos saber como ele se relaciona com o meio em que vive. O homem
comporta-se como um motor térmico no meio, recebendo uma parcela de calor proveniente da
queima de alimentos em suas células e liberando continuamente outra parcela de calor para o
meio em forma de trabalho e resíduos. Se não são controladas de modo adequado a temperatura,
umidade relativa e a velocidade do ar, não conseguiremos estabelecer o conforto térmico,
tornando o ambiente insalubre, já que a umidade relativa elevada facilita a proliferação de
microorganismos através do aumento da curva exponencial do crescimento micro-biológico. O
ar muito seco provoca o ressecamento das respiratórias e do globo ocular, além de permitir a
fácil dispersão dos materiais particulados (poeira).
Será importante esclarecermos a diferença entre higiene e conforto. Higiene é uma
conceituação que visa a defesa da saúde (ação preventiva de saúde pública), enquanto que
conforto é uma conceituação que visa ao bem estar físico (ação continua de promoção do prazer
e da produtividade). Ambos os conceitos determinam a qualidade de vida dos ocupantes de um
ambiente do interior.
Para alcançarmos um grau satisfatório de conforto térmico e adequadas condições de
controle de poluentes, quer eles sejam químicos, físicos ou biológicos, é imperativo a observação
da temperatura efetiva de um ambiente, como pré requisito de um programa de controle de
qualidade. Temperatura Efetiva é uma conjunção dos fatores que transmitem aos ocupantes de
um ambiente uma sensação térmica, sendo as variáveis de influência: temperatura de bulbo seco,
umidade relativa do ar e velocidade do ar.
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5.6.2.2 Substituição de materiais nocivos por outros menos nocivos
A principio, qualquer material pode ser manipulado com segurança; no entanto, as
substâncias tóxicas ou prejudiciais ao ser humano podem ser substituídas por outras menos
nocivas.
Como exemplo temos:
- Nos trabalhos de pintura, o carbonato básico de chumbo é prejudicial ao organismo
- E pode ser substituídas de titânio e zinco.
- Como solvente orgânico o tolueno pode substituir o benzeno, por este altamente
tóxico.
- Utilização de abrasivos artificiais em vez de pedras naturais, que desprendem pó de
sílica, provocando a silicose no homem.
5.6.2.3 Modificação de processos e métodos de trabalho
A substituição de materiais nocivos ou tóxicos por outros de menor nocividade deve ser
tentado. Da mesma forma processos mecânicos geralmente poluem menos que os manuais;
exemplos:
- Fábricas de bateria: ajuste mecânico da pasta de óxido de chumbo para manufatura de
placas. Quando manual, o excesso caía no chão, e, depois de seco, liberava poeira para o
ambiente.
- Redução da evaporação de solventes nos tanques de desengraxamento, mediante
regulagem automática de temperatura do banho.
5.6.2.4 Umidificação
A umidificação do ar é muito usada quando há poeira. Aplicada na industria de cerâmica,
perfurações de minas, aberturas de valas em pavimentações de ruas, estradas, britagem de
pedras, pátios de carvão etc.
A umectação é um antigo método usado na industria cerâmica inglesa, permanecendo até
os dias de hoje, em que as peças de cerâmicas são molhadas, evitando-se a emanação de poeira
quando da sua manipulação.
Exemplo: perfuração de minas, britadores, moinhos, etc.
Em ambientes industriais em que são manipulados produtos considerados perigosos em
relação a combustão ou explosão, tais como processos industriais, depósitos, transporte, etc, é
necessário controlar a temperatura e a umidade relativa do ar. O ar condicionado atua nesses
ambientes, mantendo as condições exigidas para cada tipo de produto utilizado, agindo,
inclusive, como renovador de ar ambiental.
Entre as medidas de engenharia relacionados com ventilação industrial e controle da
poluição podem ser citadas; o projeto adequado, substituição de materiais e processos,
umidificação do ar, confinamento, isolamento, ventilação de ambientes, separação e coleta de
poluentes.
5.6.2.5 Confinamento
Usado no jateamento de areia, em pintura, trituração, moagem de cereais etc. a operação
é realizada em compartimentos que impeçam o escapamento das substâncias poluidoras para
outros ambientes.
5.6.2.6 Isolamento
Consiste na instalação do equipamento de uma unidade altamente poluidora em um
prédio separado do conjunto industrial. Recorrendo também à automação, consegue-se que, na
trituração, a poeira e, nas pinturas, a tinta só venham a alcançar os poucos operários
encarregados de sua “vitória” os quais, nas vezes em que operarem, irão devidamente protegidos.
5.6.2.7 Ventilação de ambientes
Para assegurar condições de conforto adequadas, de modo a remover do ambiente
contaminante provenientes de equipamentos e processo químico e industrial pode ser utilizada a
ventilação de ambientes, podendo ser utilizada a ventilação local exaustora ou geral diluidora.
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5.6.2.8 Separação e coleta dos poluentes
Executando-se a separação e coleta de poluentes, procedendo-se um tratamento, quando
necessário, e dando-se ao produto residual uma destinação que não prejudique as condições
ecológicas ambientais. É o objetivo do controle da poluição.
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Quando se deseja garantir uma renovação de ar, em ambientes normais, ou seja, onde não
há contaminação de risco, poderão também ser adotados índices de renovação de ar:
- índice de renovação de ar para ventilação natural n = 1 a 2
- índice de renovação do ar para ventilação artificial n > 6
Na tabelas 5.7 e 5.8 são apresentadas as informações sobre a renovação de ar para alguns
ambientes.
Tabela 5.8 – critérios sugeridos para projetos gerais de ventilação de ambientes (ASHRAE
- American Society of Heating and Air Conditioning Engeeniring, Guide and Date Book).
Área Funcional Taxa de Renovação Ft3/min por pessoa
(troca por hora)
Hospitais (sala de anestesia) 8-12 -
Sala de animais 12-16 -
Auditórios 10-20 10
Hospitais (salas de autopsia) 8-12 10
Padaria e confeitaria 20-60 -
Boliches 15-30 30
Igrejas 15-25 5
Hospitais ( salas de citoscopia) 8-10 20
Salas de aula 10-30 40
Salas de conferência 25-35 -
Corredores 3-10 -
Hospitais (salas de espera) 8-12 -
Leiterias 2-15 -
Lavagem de pratos 30-60 -
Lavagem a seco 20-40 -
Fundições 5-20 -
Ginásios 5-30 1,5 por pé quadrado
Garagens 6-10 -
Hospitais (salas hidroterapia) 6-10 -
Hospitais (salas de isolamento) 8-12 -
Cozinhas 10-30 -
Lavanderias 10-60 -
Bibliotecas 15-25 10
Bibliotecas 15-25 10
Salas de depósito 2-15 -
Pequenas oficinas 8-12 -
Hospitais (suprimentos) 6-10 -
Berçários 10-15 -
Escritórios 6-20 10
Hospitais (salas de operação) 10-15 -
Radiologia 6-10 -
Restaurantes 6-20 10
Lojas 18-22 10
Residências 5-20 -
Equipamentos telefônicos 6-10 -
Salas de controle de tráfego aéreo 10-22 10
Toaletes 8-20 -
Soldas a arco voltaico 18-22 -
Nesta tabela foi prevista a remoção do odores corporais, nível de atividade do indivíduo,
bem como remoção de calor.
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5.6.3.1 Recomendações gerais
As trocas de ar até oito vezes por hora são suficientes para remover contamintes emitidos
por ocupante. O limite superior da faixa é recomendado para remover calor e vapor em zonas
temperadas. Em climas quentes, sugere-se o dobro dos valores da tabela 5.8.
Se ocorrer o uso do fumo, deve-se usar o dobro do valor da tabela.
Não se prevê o uso de equipamento de limpeza de ar. O espaço não deve ser inferior a
150° Ft3/pessoa ou 14 Ft2/pessoa.
O limite inferior é o mínimo e o limite superior é o recomendado (mesma referência).
Para certos produtos químicos pode haver o risco de inflamação quando se realiza um
estudo de ventilação. Alguns dados sobre a concentração máxima de alguns produtos são
apresentados na tabela 5.9.
Tabela 5.9 – concentração máxima C (em partes de 10.000 partes de ar) para exposição
prolongada (segundo Henderson e Haggard) (VDC)
Substância C
Amdrido sulforoso 0,1
Amônia 1
Anilina 0,1
Benzeno 1,5 a 3
Arsina 0,01
Sulforeto de carbono 0,2
Monóxido de carbono 0,5
Tetracloreto de carbono 0,5
Cloro 0,01
Clorofórmio 1
Éter (etílico) 4
Aldeído fórmico 0,2
Gasolina 10
Sulfato de hidrogênio 1
Vapor de chumbo 5-6
Metanol 2
Ácido hidrofluórico 0,03
Brometo de metila 0,5
Cloreto de metila 10
Fumos nitrosos 0,1
Fosgênio 0,01
Fosfeno 0,02
Tetracloroetano 1,5
Tolueno 2
Terebintina 2
Xileno 1
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Tabela 5.10 – Concentração máxima de alguns poluentes do ambiente interior -
(NBR – 6401)
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Manter produtos industriais em armazém ventilados, com o fim de se evitar deterioração.
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6 VENTILAÇÃO NATURAL
Figura 6.1
Infiltração é o movimento do ar não controlado, de fora para dentro e de dentro para fora
de um ambiente, através de frestas de janelas e portas, de paredes, pisos e forros, e por outras
aberturas existentes.
O fluxo de ar que entra ou sai de um edifício por ventilação natural ou infiltração natural
ou infiltração depende da diferença de pressão entre as partes interna e externa e da resistência
ao fluxo fornecido pelas aberturas. A diferença de pressões exercida sobre o edifício pelo ar pode
ser causada pelo vento ou pela diferença de densidade de ar fora e dentro do edifício. O efeito de
diferença de densidade, conhecido como “efeito de chaminé”, é freqüentemente o principal fator.
Quando a temperatura no interior de um determinado ambiente é maior que a temperatura
externa, produz-se uma pressão interna negativa e um fluxo de ar entra pelas partes inferiores, o
que causa uma pressão interna positiva, e um fluxo de ar sai nas partes superiores do edifício
Figura XXX
Figura 6.2
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As janelas têm a vantagem de iluminar, bem como de ventilar, quando abertas. AS partes
móveis dessas aberturas permitem até certo ponto o controle da quantidade de ar que está sendo
movimentada; defletores podem ser usados para controlar a distribuição das correntes. As
aberturas no telhado são geralmente protegidas por uma cobertura, para impedir a entrada de
chuva e reversão do ar que sai. A quantidade de ar que passa através da abertura depende da
diferença de temperatura interna e externa.
6.2. Dimensionamento
A diferença de
pressão criada por uma
coluna de ar quente
(chaminé) A temperatura H
T2, colocada em um
ambiente A temperatura
inferior T1, depende
(princípio de Arquimedes)
das temperaturas citadas e
da altura da coluna (entre a
abertura de entrada e
saída).
Figura 6.3
A ventilação natural provocada por efeito de tiragem pode ser intensificada jogando-se
com os elementos que ocasionam a diferença de pressão estudada. Assim, aberturas permitem
uma ventilação adequada por simples diferença de temperatura. Como a diferença de nível entre
as aberturas é importante, a mesma pode ser aumentada por meio de canais de saída do ar
(chaminés de ventilação), técnica usual na ventilação de minas, túneis e mesmo ambientes
industriais (figura 8.4). Um eventual aquecimento adicional da coluna de ar da chaminé pode ser
adotado.
Figura 6.4
Soluções de
Ventilação Natural
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mesmo com regulagem. Essa regulagem eventualmente pode ser feita nas janelas inferiores, por
meio de venezianas móveis.
O cálculo da ventilação natural por diferenças de temperatura consiste em identificar a
pressão disponível devida ao termossifão (equação a seguir):
T 2 −T1
∆p = Hγ o
T 2.T 1
∆p = diferença de pressão
H = altura média entre a aberturas
γ = peso específico do ar
T o = 273°
c = velocidade e
g = força da gravidade
λ1 = coeficiente de atrito (para veneziana = 1,5)
G = vazão
Q = quantidade total de calor a ser retirado do ambiente
S = área da abertura
CP = calor específico do ar
T2 = Temperatura interna
T1 = Temperatura Externa
2 gH (T 2 − T 1)
c=
∑ λ1.T 1
No caso em que o aquecimento do ar é provocado essencialmente por fontes de calor
situadas no próprio ambiente (fundições, casas de caldeiras, etc.), a quantidade de ar de
ventilação é fixada pela elevação de temperatura máxima permitida para o mesmo. Assim,
chamando de T1 a temperatura externa e T2 a temperatura máxima admitida para o recinto,
podemos escrever
Q = G γ CP (T2 - T1)
E, como
G = 3.600.S
Podemos achar uma nova expressão para a velocidade de deslocamento doa r nas
aberturas (causa das perdas de carga):
G G
c= =
3600.S 3600.S .γ .CP(T2 - T1)
a qual, juntamente com a expressão anterior, nos permite calcular
S=
Q ∑ λ .T1 1
H (T2 − T1 ) 3 3600 .2 gγ 2C P2
2
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canalizado ao ar que se desloca pelo aquecimento e, ao mesmo tempo, arrasta calor para a
exterior. Nesse caso, devem ser previstas aberturas na parte baixa da cobertura par a entrada do
ar e aberturas idênticas na parte alta para a saída do ar.
Caso o ambiente tenha grande concentração de pessoas ou outras fontes de calor que
possam levá-lo a uma temperatura superior à do ambiente externo, e interessante fazer com que o
ar de ventilação do forro passe pela zona habitada, caso contrário, não.
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7 VENTILAÇÃO MECÂNICA
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só a resposta fisiológica, mas também a psicológica, a produtividade e a ocorrência de desordens
devido ao calor.
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8 VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA
Na ventilação geral diluidora o ar exterior de ventilação é misturado com o ar viciado do
ambiente conseguindo-se, com isso, uma diluição do contaminante até limites higienicamente
adminssíveis.
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Os objetivos de um sistema de ventilação geral diluidora podem ser:
- Proteção da saúde do trabalhador: reduzindo a concentração de poluentes nocivos
abaixo de um certo limite de tolerância;
- Segurança do trabalhador: reduzindo a concentração de poluentes explosivos ou
inflamáveis abaixo dos limites de explosividade e inflamabilidade.
- Conforto e eficiência do trabalhador: pela manutenção da temperatura e umidade do ar
do ambiente.
- Proteção de materiais e equipamentos: mantendo condições atmosféricas adequadas
(impostas por motivos tecnológicos).
Em casos que não é possível ou não é viável a utilização de ventilação local e xaustora, a
ventilação geral diluidora pode ser usada.
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Figura 8.3 – Norma ACGIH – princípios de ventilação diluidora
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8.2. Dimensionamento dos dutos
Um sistema de dutos para distribuição de ar em um sistema de ventilação ou ar
condicionado, consiste de trechos retos, cotovelos, ramificações de entrada e saída, registros,
difusores e bocas de insuflamento em geral.
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8.2.1 Método da velocidade:
O método da velocidade consiste em selecionar a velocidade (descarga do ventilador) e
escolher velocidades progressivamente menores, assim dimensionando seções dos dutos. O
ventilador deve ser selecionado de modo vencer as perdas de cargas do sistema.
Figura 8.4
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Tabela 8.3 – Dimensionamento dos Dutos de insuflamento e retorno do ar
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Tabela 8.4 - Valores aproximados do coeficiente de resistência e do comprimento
equivalente
∆Η L
LR
L=7 ∆Η
LR= 4 ∆Η
Tabela 6.5 – Bitolas de Chapas para a Fabricação de Dutos Rígidos e Sistemas de Baixa
Pressão
Espessuras Circular Retangular
Alumínio Aço Galvanizado Helicoidal Calandrado com Lado maior
Bitola mm Bitola mm (mm) costura (mm) (mm)
24 0,64 26 0,50 até 225 até 450 até 300
22 0,79 24 0,64 250 a 600 460 a 750 310 a 750
20 0,95 22 0,79 650 a 900 760 a 1150 760 a 1400
18 1,27 20 0,95 950 a 1250 1160 a 1500 1410 a 2100
16 1,59 18 1,27 1300 a 1500 1510 a 2300 2110 a 3000
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8.3. Perda de Carga em Dutos
A perda de carga nas tubulações e elementos das instalações deve ser calculado a fim de
se dimensionar corretamente o ventilador. A seguir são apresentados resumidamente formulário
para este cálculo e ábaco.
2
v2 ρ 1 1
∆P= ( − 1) 2 o 2
2 Cc 2
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8.3.5 Curvas:
∆P = ρ v 2 .fator geometrico
v 2j ρ vj m j
∆P = (0,4)1 − ( em Pa)
2 vm
b β
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8.3.7 Ramificações de Admissão:
m j
v 2j ρ vm 2
∆P = 1 − ( ) (em Pa )
2 v j
v 2j ρ Am
2
∆P = 1,5 − 1
2 Ab
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9 VENTILAÇÃO LOCAL EXAUTORA
A ventilação local exaustora tem como objetivo principal captar os poluentes de uma
fonte (gases, vapores ou poeiras tóxicas) antes que os mesmo se dispersem no ar do ambiente de
trabalho, ou seja, antes que atinjam a zona de respiração do trabalhador. A ventilação de
operações, processos e equipamentos, dos quais emanam poluentes para o ambiente, é uma
importante medida de controle de riscos.
De 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 liberado por
fontes quentes que
eventualmente existam.
Também no que se refere ao
controle da poluição do ar na
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,
lavadoras, etc), eles tem de
ser captados e conduzidos a
esses equipamentos, e isso,
em grande número de casos, é
realizado por esse sistema de
ventilação.
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Figura 9.2 – Exemplo de Ventilação Local Exaustora
Basicamente, um esquema de instalação de um sistema de ventilação local exaustora é o
seguinte:
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Tabela 9.2 Velocidade de captura de contaminantes v(ou ve) segundo o ACGIH Industrial
Ventilation Guide 1972
Condição de formação do Exemplos Velocidades de
contaminane captura m/min
Libertado sem velocidade Evaporação em tanque; 15 a 30
inicial, em ar parado desengraxamento; eletrodeposição
Libertado com velocidade Cabines de pintura à pistola; enchimento 30 a 60
baixa em ar em relativo intermitente de recipientes; transferência
repouso de material em correias transportadoras
de baixa velocidade (60m/mim);
soldagem
Produção ativa em zona onde Cabines de pintura; separação e limpeza 60 a 150
o ar se acha em movimento de peças fundidas por trepidação:
rápido britadores, peneiras; pontos de
transferência de esteiras transportadoras
com alta velocidade (maior que 60
m/mim) enchimento de barris
Liberado com velocidade Esmerilhamento; limpeza e jato de areia 150 a 600
inicial elevada em zona de
intenso movimento de ar
Máquina de empacotamento Na face da cabine 15-30
Com fluxo descendente 22-45
Aberturas no envoltório 30-120
Pintura a pistola Na face da cabine. Depende do tamanho 30-60
e da profundidade da cabine, do tipo de
trabalho, etc.
Cerâmica
- Misturador No ponto de origem 150
- Quebra do biscoito No ponto de origem 220
Solda de prata Na face da cúpula 30
Banhos
- Desengraxante No ponto de origem 15
- Decapagem No ponto de origem 22-30
- Eletrodeposição No ponto de origem 15-30
- Têmpera Na face da coifa 30
- Vapor No ponto de origem 23-30
Soldagem elétrica No ponto de origem (para coifa 30-60
suspensa) 30
Na face da cabine
9.2. Captores
São pontos de captura de poluentes, que, dimensionados convenientemente para uma
fonte poluidora, irão enclausurar parte da fonte e, com um mínimo de energia, consegue-se a
entrada destes poluentes para o sistema de exaustão.
Esses captures devem induzir, na zona de emissão de poluentes, correntes de ar em
velocidades tais que assegurem que os poluentes sejam carregados pelas mesmas para dentro do
captor.
Em casos especiais, formas de captores devem ser desenhadas. Usualmente as dimensões
do processo ou operação determinam as dimensões do captor e sua forma.
Vários tipos de captores são utilizados nas mais diversas aplicações industriais (vide
figura 9.5
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Figura 9.5 – Tipos de captores
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9.2.2 Para esmeril
A figura a seguir mostra em detalhes um captor enclausurante para trabalhos com
esmeris.
Para este caso, a ACGIH estabelece condições básicas, tais como dimensões em relação
ao disco e vazões de ar mínimas, sendo considerado péssimo o enclausuramento quando a área
do disco exceder a 25%.
Evidentemente, estes valores são obtidos a partir de dados experimentais e após
comparativos com inúmeros materiais de ensaio.
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9.2.3 Exaustor portátil
Para o caso de soldagem elétrica,
por exemplo, poderíamos ter um
exaustor portátil como na figura 9.8
Figula 9.9 – Captor tipo cônico típico e sua instalação em uma bancada de trabalho
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Figura 9.10 – Captores com bocas retangulares largas
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9.2.5 Captor com fenda lateral
G = 2,8.L.W.v
Ou
G= C.L.W
sendo C uma constante que
varia entre 50 e 250.
Figura 9.14 -
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9.2.7 Tanque de imersão rápida
G = 125 cfm por pé quadrado de tanque e superfície de dreno
12.2.8 Tanque de desengraxe
Figura 9.16 -
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9.2.9 Bancada de soldagem
G = 350 cfm por pé linear de captor
Figura 9.17 -
v = 3.500 fpm
10.1. Filtros
São meios porosos capazes de deter e coletar partículas e névoas contidas no ar que os
atravessa. Em geral, os filtros são constituídos por material fibroso disposto sob a forma de
tecido ou compacto, formando placas ou painéis.
Os adotados normalmente nas instalações de ventilação diluidora são:
- filtros de tela galvanizada impregnada de óleo
- filtros de lã de vidro (em painéis ou em manta)
- filtros de pano
- filtros de material sintéticos
- filtros de carvão ativado
- filtros eletrostático
A seleção dos filtros de ar deve ser bastante criteriosa, onde uma das soluções baseia-se
no conceito de que a filtragem deve alcançar a qualidade que se teria, caso se tomasse 100% de
ar externo (assumindo que este atenda as recomendações ambientais).
Ao considerar primeiramente só as partículas em suspensão no ar, utiliza-se o quadro
abaixo, onde filtros grossos, finos e absolutos são listados conforme suas eficiências para um
único tamanho de partículas, onde foi escolhida o tamanho 0,3 µ m.
Outros estudos que estão sendo apresentados em eventos internacionais têm apresentado
tecnologia de filtragens mais eficazes, como por exemplo, a utilização de radiação ultravioleta
nos dutos de ar, filtros bactericidas usando enzimas imobilizadas na superfície do meio filtrante,
filtros com eficiência aumentada através de um processo eletrostático no meio filtrante, etc.
O coletor centrífugo estabelece um movimento rotatório para o gás, de modo que a força
centrífuga aplicada às partículas, sendo maior que as forças de coesão molecular e da gravidade,
faz com que as mesmas sejam lançadas de encontro as paredes, retirando-os da massa gasosa em
escoamento. Para que seja alcançado este resultado, faz-se com que o ar penetre tangencialmente
à periferia da parte superior de um cilindro ou cone, de modo a criar um fluxo helicoidal
descendente, que ao atingir a parte inferior do cone, retorne como um fluxo ascendente central
até a boca de saída na parte superior do cilindro. As forças centrífugas decorrentes deste
movimento helicoidal projetam as partículas sólidas de encontro as paredes, de onde caem até o
cone inferior que as coleta e de onde são removidas.
Tabela 10.3
11.1.3 Tubo-axial
Trata-se de um propulsor, com pás mais
grossas e mais largas, colocado dentro de um
tubo, o que permite direta conexão como dutos.
13.1. Definições:
Evidentemente, o ar pode ser condicionado artificialmente. Segundo definição da
American Society of Heating, Refrigeratind and Air Conditioning Engineers (ASHRAE),
“condicionamento do ar é o processo de tratamento do ar de modo a controlar simultaneamente a
temperatura, a umidade, a pureza e a distribuição, para atender as necessidades do recinto
condicionado”, ocupado ou não pelo homem.
Desta forma, visando garantir as condições de conforto em um ambiente são utilizados
sistemas de ar condicionado. Por definição, ar condicionado é o ar resultante do processo onde
são controlados simultaneamente, a temperatura, a umidade, a movimentação e a pureza do ar
em recintos fechados.
Ar Condicionado: É o ar resultante do processo de tratamento do ar
Condicionador de Ar: É o equipamento que realiza o condicionamento (tratamento) do
ar.
13.2. Aplicações:
As aplicações de sistemas de ar condicionado são inúmeras, podendo ser citadas, entre
outras aplicações, as seguintes:
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, indústrias têxteis, de solventes, etc.
b) Conforto do indivíduo e produtividade
c) Hospitais: salas de operação, sala de recuperação e quartos para tratamento de doentes
alérgicos, etc.
Desde a década de 30 os ambientes condicionados artificialmente foram colocados à
disposição da humanidade. Nesta época, a principal preocupação era manter a temperatura e a
umidade relativa dentro de parâmetros de conforto. Inclusive, até hoje, quando se fala em ar
condicionado, muitos pensam que o que importa é o controle de temperatura oferecido pelo
equipamento.
Na década de 60, a arquitetura mundial muda completamente as características
arquitetônicas das construções, tornado os ambientes interiores cada vez mais enclausurados, e
com uma linha extremamente variada de material de construção, acabamentos e mobiliário.
Quando o ar condicionado surgiu utilizavam-se grandes taxas de renovação de ar. Mas
com a crise do petróleo, na década de 70, a necessidade de economia de energia provocou a
redução das taxas de renovação de ar.
13.4. Funcionamento:
Basicamente, um
sistema de ar condicionado
funciona com insuflamento e
retorno do ar. Em outras
palavras, trabalha suprindo o
ambiente com determinada
vazão de ar combinada com
temperatura e umidade
calculadas, para que, ao
percorrer o ambiente, o ar
absorva os ganhos de calor e
a umidade ou então
compense suas perdas de
calor e umidade. Assim, ele
13.6. Projeto:
O projetista de ar condicionado deverá elaborar o projeto de acordo com a NBR 6401 da
ABNT para controlar os parâmetros que influenciam a qualidade interior:
14.2.2 Metabolismo
Como metabolismo entende-se o conjunto de fenômenos químicos e físico-químicos,
mediante os quais são feitas a assimilação e desassimilação das substâncias necessárias a vida.
A umidade relativa do ar é definida como sendo a relação entre o peso de vapor d’água
contido em um dado volume de ar, e o peso do mesmo que saturaria a mistura a mesma
temperatura, em igual volume de ar.
Como a umidade relativa do ar é função da temperatura do ambiente, quando a
temperatura aumenta (umidade absoluta do ar constante), diminui a umidade relativa do ar. Com
isso diminui a influência da umidade no cálculo do índice, ou seja, o índice subestima a
importância da umidade do ar.
CALOR
NR – 15 / ANEXO N° 3
IBUTG
M 1 × T1 + M 2 × T2 + ... + M n × Tn
M=
60
14.4.1 Metodologia:
As medições devem ser efetuadas no local onde permanece o trabalhador, à altura da
região do corpo mais atingida. {Portaria n.º 3214/78 do MTb – NR/15 – anexo n.º 3, item 3}
14.7.2 Desidratação
Em seu estado inicial, a desidratação atua, principalmente, reduzindo p volume de sangue
e promovendo a exaustão do calor. Mas em casos extremos, produz distúrbios na função celular,
provocando até a deterioração do organismo.
Ineficiência muscular, redução da secreção (especialmente das glândulas salivares), perda
de apetite, dificuldade de engolir, acúmulo de ácido nos tecidos irão ocorrer com elevada
intensidade. Uremia temporária, febre e morte ainda podem ocorrer.
14.7.5 Exaustão
Insuficiência de suprimento de sangue no córtex cerebral, resultante da vasodilatação em
resposta ao calor. A baixa pressão arterial é o evento crítico desta situação;
15.2. Avaliação:
15.2.1 Art.253 DA C.L.T.
“Para os empregados que trabalham no interior das câmaras frigoríficas e para os que
movimentam mercadorias do ambiente quente ou normal para o frio e vice-versa, depois de uma
hora e quarenta minutos de trabalho contínuo, será assegurado um período de vinte minutos de
repouso, computado esse intervalo como de trabalho efetivo”.
Parágrafo Único:
“Considera-se artificialmente frio, para os fins do presente artigo, o que for inferior, nas
primeira, segunda e terceira zonas climáticas do mapa oficial do Ministério do Trabalho, a 15º
(quinze graus), na quarta zona a 12º (doze graus), e nas quinta, sexta e sétima zonas a 10º (dez
graus)”.
15.2.2 NR – 15 – Anexo 09
De acordo com a NR 15, Anexo 9, as atividades ou operações executadas na interior de
câmaras frigoríficas ou em locais que apresentem condições similares, que exponham os
trabalhadores ao frio, se a proteção adequada, serão consideradas insalubres em decorrência de
laudo de inspeção realizada no local de trabalho.
Portanto, esta portaria não fixa temperaturas limites para a caracterização da
insalubridade, deixando a critério técnico do perito, quando da sua inspeção no local de trabalho.
NR – 15 –
ANEXO N° 10
16.2. Conseqüências
As atividades executadas em locais alagados, encharcados ou com umidade
excessiva, realizadas de maneira periódica e rotineira, sem a devida proteção ao trabalho, pode
provocar danos à saúde do mesmo, tais como problemas no aparelho respiratório e reumatismo.
Sempre que possível, em locais úmidos deve ser estudada a possibilidade de
existir, permanentemente, uma ventilação mecânica ou natural, para evitar o surgimento de
fungos, bactérias e microorganismos que proliferam nestes ambientes.
Nos casos onde o trabalho necessita ser realizado em local úmido é imprescindível
a utilização de equipamentos de proteção individual, tais como:
Calça-bota em PVC com costuras eletrônica;
Jardineira com botas soldadas;
Macacão para saneamento com zíper e fechamento até a altura do peito, permitindo entrar
em áreas alagadas até a altura dos membros superiores;
Vestimenta totalmente hermética com equipamento de respiração autônoma ou com ar
mandado.
Cada equipamento (E.P.I), obviamente, deve ser compatibilizado com as exigências do
método do trabalho, para obtenção da proteção contra a umidade e também o resultado esperado
de desempenho da produção.
1. Uma serralheria consome em soldas elétricas cerca de 40kg de eletrodos por dia de 8h de
trabalho. Calcular as condições mínimas de ventilação a serem adotadas para o recinto.
2. Calcular a ventilação geral diluidora (por exaustão) a ser adotada numa fundição cuja
capacidade é de 1t de ferro cinzento a cada 8h.
3. Dimensionar as aberturas para a ventilação natural por termossifão do pavilhão de uma aciaria
(Aços Piratini S.A.), cujas características são:
- entradas de ar pela parte inferior, por venezianas, com 70% de área livre;
- saídas de ar na parte superior por lenternins venezianados, com 70% de área livre;
- dimensões do pavilhão:
- comprimento, 163m
- largura, 107m
- altura média, 26m
- volume do ambiente, Va = 453.500 m3
- desnível centro a centro entre as venezianas inferiores e as venezianas dos lanternins
superiores, 28,6m;
- carga elétrica global do ambiente, incluindo insolação, ocupantes, iluminação e
equipamentos, 50.240.000 kJ/h (12.000.000 kcal/h).
-
3. Projetar um sistema de ventilação natural por termossifão para uma fábrica de calçados, cujas
características são:
- pavilhão industrial de 70 X 30 m, pé-direito de 6m até o forro, cobertura de telhas metálicas em
duas águas com 15° de inclinação, lenternim central duplo com proteção contra chuva de vento;
- os comprimentos 70 m das laterais podem ser utilizados na proporção de 80% para a colocação
de janelas tipo basculante com 50% de área livre para a entrada do ar de ventilação;
- como proteção contra a insolação da cobertura será usado forro simples, a fim de garantir
perfeito sombreamento da área de trabalho;
- rasgos no forro permitirão a circulação adequada de ar de ventilação junto às telhas, para
garantir o arrasto de grande parte do calor de insolação que incide sobre a cobertura (> 90%);
- carga térmica do ambiente constituída, além da carga térmica residual de insolação da
cobertura, que arbitraremos com segurança em 43 kJ/h • m2 (10 kJ/h • m2 ), pelas seguintes fontes
de calor:
Equipamentos:
- estufas de 80 kW com 10% de utilização = 28.800 kJ/h (6.880 kcal/h);
- estufas de 60 kW com 100% de utilização = 216.000 kJ/h (51.600 kcal/h);
- motores, total de 250 kW com 80% de utilização = 720.000 kJ/h (172.000 kcal/h);
- total, 964.800 kJ/h
(230.480 kcal/h);
Iluminação:
- 20 W/ m2 – 72 X 2.100 –
151.200 hJ/h (36.120
kcal/h);
Pessoas em atividade
média:
(400) – 400 X 420 =
168.000 kJ/h (40.000
kcal/h)
2,0 m
1.100
3
3
3600 m /h
3,0 m 2,0 m
2,0 m
850 m3/h
1,0 m
850 m3/h
8. Selecionar o tipo de coletor mais indicado para a separação de poeiras industriais, efluentes
de um forno de calcinação, cuja concentração é de 15g m3, com uma granulometria média de
9 µ m.
9. Numa esteira transportadora de cereal (arroz) estão instaladas três campânulas, num total de
aberturas de 0,1 m2 em cada uma, de acordo com o esquema da figura a seguir. Dimensionar os
sistema de ventilação
local exaustora
correspondente, com
separação dos pós por
ciclone, uma
eficiência mínima de
85%.
Dados:
- Ym = 1.600 kgf/ m3 ;
- Granulometria:
20 µ m., 85%,
30 µ m., 85%,
40 µ m., 85%,
14. Numa empresa que trabalha com microfusão de metais, segundo levantamento e
medições realizadas, constatou-se que um grupo de trabalhadores realiza as atividades a seguir
especificadas, com sua duração e valor das temperaturas:
• Vazamento de metais (5 minutos por hora):
Tg = 68,0 oC;
Tbs = 42,5 oC;
Tbn = 26,4 oC;
• Outras atividades dentro do pavilhão (20 minutos por hora):
Tg = 37,1 oC;
Tbs = 31,2 oC;
Tbn = 22,6 oC;
• Outras atividades à sombra em outro local (o restante do tempo):
Tg = 26,1 oC;
Tbs = 24,1 oC;
Tbn = 16,9 oC;
Calcular o IBUTG e o metabolismo e realizar avaliação e análise da situação segundo ao
que estabalece a NR-15.