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instituto federal de santa catarina

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Academic year: 2023

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O presente estudo, por meio de visitas técnicas de campo, coletou dados do processo produtivo da empresa e com base na literatura técnica disponível, elaborou uma proposta de sistema de ventilação local exaustora, calculando: vazões de captação para cada tipo de resíduo, dimensões para tubulações de transporte , dimensões múltiplas e perdas de pressão do sistema. H - Fator de multiplicação da altura de entrada de ar pelo diâmetro. K - Coeficiente de perda de pressão. A indústria madeireira, objeto deste estudo, atua na cidade de Xanxerê há mais de 30 anos, sendo referência regional na produção de portas de madeira.

Nesse sentido, é fundamental que sejam utilizados dispositivos chamados coletores para coletar esses resíduos e transportá-los para fora do ambiente fabril, através de um sistema de ventilação. Ao longo desses mais de 30 anos, muitas modificações e adaptações foram feitas no arranjo produtivo, de modo que o sistema de coleta e transporte de resíduos também teve que ser adaptado.

Justificativa

Por ser a madeira uma matéria-prima natural e apesar de já ser pré-processada em serrarias, suas características e dimensões apresentam grande variabilidade, de modo que durante a produção de portas são produzidas grandes quantidades de serragem, maravalha e pó de madeira próximo ao local da extração. Regiões. A agência também recomenda ventilar os locais com exaustores para remover contaminantes do ambiente de trabalho. Com o objetivo de solucionar os problemas causados ​​pelos resíduos de madeira, de acordo com as normas ambientais e sanitárias vigentes, o curso utilizará conceitos adequados para realizar um levantamento dos resíduos produzidos e projetar um sistema de ventilação.

Objetivos

Objetivo geral

Conforme publicado pelo INCA (2021), o pó de serra, quando inalado, pode se depositar no trato respiratório, causando diversos problemas respiratórios alérgicos e não alérgicos. As instalações industriais deste setor, pela natureza de suas matérias-primas, são intrinsecamente suscetíveis a acidentes como explosões e incêndios, sendo de extrema importância a retirada dos resíduos do processo de processamento da madeira do ambiente de trabalho. Além dos problemas sanitários e ambientais causados, a serragem e o pó de madeira podem afetar diretamente a qualidade do produto final, pois alguns processos, como a colagem de painéis de portas, ficam comprometidos quando não realizados em ambiente livre de poeira (FORMÓBILE, 2022 ) ).

Objetivo específico

Delimitações

Este capítulo abordará os conceitos relacionados aos processos envolvidos na produção de portas de madeira, os tipos de resíduos resultantes do processo, bem como os sistemas de ventilação mecânica, para servir de base à pesquisa.

Indústria madeireira

Resíduos resultantes do processo de produção de portas em madeira

Pó de serragem: resultante principalmente de processos de lixamento, possui alto poder de dispersão (CASSILHA; et al., 2004).

Elementos de ventilação

Ventilação local exaustora

  • Captor
  • Dutos
  • Ventilador
  • Coletor

Captor: onde a contaminação é atraída para o sistema, que pode variar de acordo com a complexidade do equipamento onde está instalado, desempenha papel fundamental na eficiência do sistema de ventilação. Para Oliveira (2013), as ferramentas de captura que podem ter geometrias diferentes, cujo dimensionamento deve ser específico para cada situação para obter o melhor resultado, estão englobando parte da fonte de poluentes que conduzem os poluentes ao sistema de exaustão, a Figura 4 mostra os três categorias de sensores e suas funções. Segundo Macintyre (1990), a disposição dos dutos em um sistema de exaustão deve ter como objetivo transportar ar e poluentes, tanto em situações de alta como de baixa pressão, podendo considerar o fluido como incompressível.

Clezar e Nogueira (2009) explicam em seu livro Ventilação Industrial que em fluxos com presença de poluentes particulados, como no caso de uma indústria madeireira, há uma tendência desse material se acumular em locais de obstrução ou onde ocorrem mudanças de direção. . , o que pode levar ao aumento da perda de pressão e entupimento. Devido à variedade de purificadores de ar disponíveis, alguns critérios devem ser considerados ao projetar um sistema de ventilação, tais como os fatores de concentração das partículas poluentes e seus tamanhos, área afetada, contribuição econômica, eficiência energética, padrões sanitários atuais e grau de purificação desejado ( MACINTYRE, 1990). Uma observação importante sobre os coletores é expressa por Clezar e Nogueira: a ação filtrante não deve ser confundida com a ação peneiradora, que consiste na captura em escala macroscópica de partículas”.

Clezar e Nogueira (2009) explicam que a seleção de um coletor para uma determinada aplicação deve levar em consideração diversos parâmetros que influenciarão diretamente na escolha. Segundo Clezar e Nogueira (2009), os ciclones, também conhecidos como coletores centrífugos, são dispositivos de controle de poluição cujo princípio de funcionamento é baseado no efeito da força centrífuga. O fluxo de ar poluído entra tangencialmente pela parte superior do ciclone e é direcionado para mudar sua direção e atingir um movimento espiral descendente ao longo da periferia do corpo e da seção cônica.

A eficiência deste tipo de coletor está diretamente relacionada à força centrífuga induzida na partícula contaminante, portanto um compromisso entre eficiência e perda de pressão deve ser considerado na escolha de um ciclone como solução de projeto (CLEZAR, NOGUEIRA, 2009).

Figura 2 – VLE central
Figura 2 – VLE central

Perda de carga

  • Perda de carga distribuída
  • Perda de carga localizada

Ao longo do comprimento das condutas de um sistema de ventilação/exaustão existem algumas geometrias e dispositivos que contribuem para o aumento da perda de pressão no sistema.

Balanceamento

O método de cálculo aplicado ao projeto do sistema de ventilação local exaustora e coletora, objeto de estudo deste trabalho, baseia-se no livro Ventilação Industrial de Clezar e Nogueira (2009).

Determinação da vazão necessária

Velocidade de captura

Projeto de dutos

Velocidade de transporte

Projeto do ciclone

Perdas de carga

  • Perda de carga nos captores
  • Perda de carga no ciclone
  • Perda de carga nos dutos
    • Perda de carga distribuída
    • Perda de carga localizada
  • Balanceamento de dutos

Com as dimensões do ciclone definidas, a Equação 9 foi utilizada para calcular o coeficiente de perda de pressão para o ciclone projetado. As perdas de pressão nas conexões da tubulação foram calculadas utilizando os coeficientes de perda de pressão tabulados (Tabela 7) utilizados na Equação (6). Segundo Clezar e Nogueira (2009), o projeto do sistema de ventilação deve levar em consideração variações de perda de pressão terminal inferiores a 20%.

Para realizar o balanceamento foi utilizado um método de balanceamento estático, no qual foram adicionadas seções de redução ao longo da tubulação para adicionar perda de pressão adicional nos pontos necessários. O cálculo da perda de pressão dessas restrições, denominadas cones de equilíbrio, foi determinado levando-se em consideração os coeficientes descritos na Tabela 8 utilizados na Equação 2.

Tabela 4 – Rugosidade de alguns materiais de construção para dutos
Tabela 4 – Rugosidade de alguns materiais de construção para dutos

Dimensionamento do ventilador

DEFINIÇÃO DO PROBLEMA

  • Levantamento de dados do projeto atual da empresa
  • Levantamento do fluxo do processo
  • Sistema de ventilação projeto atual
  • Caracterização dos resíduos

O processo de confecção de uma porta semi-oca começa com a aquisição de painéis de madeira, em sua maioria eucalipto oriundos de reflorestamento, pré-tratados e secos de fornecedor externo. A matéria-prima é então enviada para o pré-corte, onde será usinada, dando-lhe forma para abastecer as demais etapas do processo, antes de passar pelo processo de desenrolamento e manuseio. De acordo com informações obtidas junto à administração da empresa, a fábrica está atualmente concentrando sua produção na produção de portas semi-ocas, deixando de lado a produção de escoras e batentes.

A empresa possui sistema de ventilação local exaustora em funcionamento em sua fábrica, porém, este não está cumprindo sua finalidade, permitindo o acúmulo de resíduos no meio ambiente. O sistema de ventilação instalado possui coletor tipo ciclone (Figura 12) e é alimentado por ventilador centrífugo equipado com motor de 25 HP (Figura 13). Conforme discutido durante a revisão da literatura, o sistema de ventilação local exaustora é o mais adequado para resolver o problema de captura de resíduos criado pelo processo alvo deste estudo.

Os resíduos gerados no processo, observados durante as visitas, são principalmente de três tipos diferentes, sendo o resíduo de maior volume gerado na empresa, a serragem e a serragem (Figuras 14 e 15), que é formada por pequenas partículas, produto de passagem da madeira pela lâmina de serra e lixa.

Figura 7 – Layout
Figura 7 – Layout

Dimensionamento do sistema de ventilação

  • Determinação da vazão necessária
  • Projeto de dutos
  • Dimensionamento do coletor
  • Perdas de carga do sistema
    • Balanceamento
  • Escolha do ventilador
  • Layout e implantação do sistema proposto

Durante o projeto do gasoduto foi verificada a diferença de perdas de pressão (ΔP) em todos os terminais em relação ao terminal que inicialmente apresentava maior perda de pressão (Q2), a fim de adequar as diferenças de pressão aos valores de referência. Segundo Clezar e Nogueira (2005), um sistema de ventilação está equilibrado quando a diferença de perda de pressão entre todos os terminais é inferior a 20% entre os coletores. Concluída a fase de balanceamento, foi possível estimar a perda de pressão do sistema, utilizada como parâmetro para seleção dos ventiladores.

Existem muitos fabricantes de ventiladores no mercado, e o projetista do sistema de ventilação deve escolher aquele que melhor atenda às necessidades de eficiência e desempenho de cada projeto individual. A seleção dos ventiladores foi feita com auxílio do software Vortex®, fabricante de ventiladores Otam, que apresenta em seu catálogo modelos de ventiladores de acordo com perda de pressão em mmca, densidade e vazão do sistema. Após selecionar os dados e inserir os parâmetros de temperatura de operação, vazão necessária e perdas de pressão no sistema, o software Vortex®.

A Figura 21 ilustra a curva de desempenho do ventilador selecionado trabalhando para atender a vazão exigida pelo sistema, considerando a queda de pressão calculada. De acordo com o objetivo “propor uma solução adequada para coleta de resíduos gerados no processo produtivo”, o estudo utilizou os parâmetros descritos na literatura técnica para avaliar e propor um sistema de ventilação mais adequado ao processo da empresa. Com base nesta avaliação, foi recomendado um sistema de ventilação local exaustora equipado com coletor ciclone, alimentado por ventilador centrífugo com pás inclinadas para trás.

De acordo com o objetivo “projetar um sistema de ventilação com o objetivo de mitigar os impactos causados ​​pelos resíduos provenientes do processo produtivo”, com base nos dados coletados para o processo produtivo, com base na literatura técnica disponível, as taxas recomendadas foram calculados o fluxo de captação para cada tipo de resíduo, as dimensões.

Figura 17 – Tubulação proposta em perspectiva
Figura 17 – Tubulação proposta em perspectiva

Considerações para trabalhos futuros

Ao observar o projeto de ventilação atualmente instalado na fábrica, notou-se que o dimensionamento de um sistema de ventilação, elaborado segundo os critérios descritos na literatura disponível sobre o assunto, indica um sistema constituído por um ventilador equipado com potência absoluta de 60% maior do que o instalado no atual projeto da fábrica. No entanto, o levantamento de informação realizado no local revelou que o sistema atual não dá resposta à procura atual, permitindo a presença de resíduos pendurados e despejados, o que põe em risco a saúde e a segurança dos trabalhadores, bem como a qualidade dos produtos e a rentabilidade. . da empresa. empresa. Estabelece a política nacional de resíduos sólidos; altera a Lei nº 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e toma outras medidas.

Diagnóstico da produção de madeira serrada e geração de resíduos do processamento de madeira em florestas plantadas do Rio Grande do Sul. Meio ambiente, trabalho e câncer: aspectos epidemiológicos, toxicológicos e regulatórios / Instituto Nacional de Câncer José Alencar Gomes da Silva. Disponível em: .

Imagem

Figura 1 - Ventilação local exaustora e ventilação geral diluidora
Figura 2 – VLE central
Figura 4 – Da esquerda para direita: captor enclausurante, captor do tipo cabine e captor externo
Figura 5 – Funcionamento de um ciclone.
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Referências

Documentos relacionados

Para a realização do estudo, foram feitas visitas domiciliares com o consentimento dos sujeitos e através de um questionário com questões fechadas obtiveram-se dados