Conforto térmico na indústria do papel

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MESTRADO EM ENGENHARIA

SEGURANÇA E HIGIENE OCUPACIONAIS

Tese apresentada para obtenção do grau de Mestre Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Conforto Térmico na

Indústria do Papel

António Manuel Quental Martins

Orientador: Professor Doutor João Manuel Abreu dos Santos Baptista (FEUP) Coorientador: Eng.ª Joana Cristina Cardoso Guedes (MSc., Assist Conv., FEUP) Arguente: Professora Ana Cristina Meira da Silva e Castro (ISEP)

Presidente do Júri: Professor Joaquim Eduardo Sousa Góis (FEUP)

2011

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Rua Dr. Roberto Frias, s/n 4200-465 Porto PORTUGAL

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Conforto Térmico na Indústria do Papel

AGRADECIMENTOS

Ao Professor Doutor João Manuel Abreu dos Santos Baptista, Distinto Orientador Científico desta Tese, pela paciência e pelo apoio incondicional;

Ao Eng.º. Carlos Alberto Amaral Vieira, Director do Complexo Industrial da Figueira da Foz, pela total disponibilização das instalações fabris, objecto do presente estudo;

À Engª. Joana Cristina Cardoso Guedes, Distinta Coorientadora Científica desta Tese.

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RESUMO

As sociedades modernas, sobretudo fruto do desenvolvimento tecnológico, vão aperfeiçoando e adaptando o mundo do trabalho às condições cada vez mais exigentes de competitividade, às quais não é alheia a produtividade. Nestes termos, o ambiente térmico surge, nos dias de hoje, como um dos factores a ter em linha de conta no alcance de tal desiderato.

Este estudo teve como objectivo encontrar uma solução para melhorar o conforto térmico de trabalhadores de diferentes sectores de uma fábrica de papel. Para isso, foram analisadas as condições de conforto térmico a partir da Norma ISO 7730:2005 e as recomendações nela contidas. Após uma recolha exaustiva de dados, através de meios analíticos próprios para o efeito, foram calculados os Índices de Conforto Térmico PMV (Predicted Mean Vote) e PPD (Predicted Percentage Dissatisfied) e, utilizando um Modelo Computacional de Base, a partir da Norma acima referida, foram obtidos valores que retratam a situação actual do objecto de estudo. Para além disso, atendendo a que este Modelo tradicional fornece um valor pontual, foi calculada, a partir das respectivas funções, a evolução dos parâmetros do conforto térmico PMV e PPD durante períodos extensos, de várias horas, ao longo do ciclo de trabalho. Os resultados obtidos, não só confirmaram os valores do Modelo anterior, como também permitiram uma visão do comportamento do PMV e do PPD ao longo do período de tempo analisado. Para optimizar as condições de conforto, foi actuada a variável passível de ser “influenciada” com menores custos, a do Isolamento térmico através do Vestuário (ICl). Dos resultados obtidos, foi possível concluir que, mesmo para as áreas mais críticas (“habitadas” em permanência), todas caíam dentro da gama de conforto, fazendo variar apenas o tipo de vestuário. No entanto, este teria que ser diferente, não só de local para local, como também durante as 24 horas do dia. Outra conclusão, não menos importante, foi a de que, os cálculos baseados apenas na média, só por si, são importantes, mas não devem substituir uma análise mais refinada do processo.

Finalmente, deste estudo resultou uma proposta de linhas de orientação para outros estudos e investigações a levar a cabo, no sentido de uma cabal perceção do ambiente térmico nas indústrias de Pasta e Papel e, bem assim, do tipo de vestuário a definir para cada área fabril.

Palavras-chave: Indústria do Papel; Conforto Térmico; Isolamento do Vestuário; PMV (Predicted Mean Vote); PPD (Predicted Percentage Dissatisfied).

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ABSTRACT

The modern societies, mainly as a result of their technological development, have been improving and adapting the work world to the more and more demanding conditions of competitiveness, from which productivity cannot be separated. In these terms, the thermal comfort appears, in current times, as one of the factors needed to take in due account in the reach such desideratum.

This study aimed to find a solution to improve the thermal comfort of workers from different sectors of a paper mill. For that we analyze the conditions of thermal comfort from the ISO 7730:2005 and the recommendations contained therein. It was made an exhaustive collection of data through analytical methods suitable for this purpose, were calculated the thermal comfort index PMV (Predicted Mean Vote) and PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) and, using a Base Computational Model, based on the above referred Standard, we arrived to values that portray our object of study’s current situation. Given that, this traditional Model provides just a punctual value, based on their respective functions, it was calculated trends for the thermal comfort parameters PMV and PPD, during long periods of several hours along the work cycle. The obtained results not only confirm the results obtained in the previous Model, but enable us also to get an overview for the behaviour of PMV and PPD values along the analysed time period. To optimize comfort conditions, is performed on the variable that can be "influenced" to lower costs, the Insulation Clothing (ICl). From the results it was concluded that for the studied areas, the most critical, it was possible that almost all fall within the range of thermal comfort by varying the type of clothing. However, this would have to be different not only from place to place, but also during the day. It was concluded also that calculations based only on average, per si, are important but should not replace a more refined process analysis.

Finally, let a proposal of guidelines for studies and investigations to be carried out in order to have a full perception of the thermal environment in the Pulp and Paper Industries and, as well as, the type of clothing to be established for each manufacturing area.

Keywords: Paper Industry; Thermal Comfort; Clothing Insulation; PMV Index (Predicted Mean Vote); PPD Index (Predicted Percentage Dissatisfied).

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ÍNDICE

1 INTRODUÇÃO... 1

2 OBJETO DE ESTUDO... 3

2.1 Sobre o Grupo Portucel Soporcel... 3

2.2 Sobre a Fábrica de Papel da Soporcel ... 3

2.2.1 Prestadores de Serviços... 4

2.2.2 Atividade... 4

2.2.3 Fábrica de Pasta ... 6

2.2.4 Área de recuperação e energia... 6

2.2.5 Forno da Cal... 6 2.2.6 Cogeração ... 6 2.2.7 Produtos Químicos ... 6 2.2.8 Fábrica de Papel ... 7 2.2.9 Desintegração... 8 2.2.10 Aditivos químicos ... 9 2.2.11 Máquinas de Papel (PM1 e PM2)... 9 2.2.12 Bobinadoras ... 9 2.2.13 Rebobinadoras... 9 2.2.14 Transformação... 10 2.2.15 Expedição... 10

3 ENQUADRAMENTO LEGAL E NORMATIVO... 11

3.1 Legislação ... 11

3.2 Normas... 12

4 CLIMA E AMBIENTE TÉRMICO ... 13

4.1 Clima regional ... 13 4.2 Conforto térmico... 13 4.3 Fatores Térmicos ... 14 4.4 Súmula Bibliográfica... 15 5 OBJECTIVOS E METODOLOGIA ... 17 5.1 Objetivos da Dissertação ... 17

5.2 Metodologia Global de Desenvolvimento ... 17

6 MATERIAIS E MÉTODOS... 19

6.1 Meios utilizados na recolha de dados ... 19

6.2 Recolha e apresentação dos dados... 19

6.3 Método de Cálculo ... 20

7 TRATAMENTO E ANÁLISE DE DADOS ... 23

8 ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ... 27

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Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais

8.1 Análise global...27

8.2 Análise Individual dos Registos ...28

8.3 Comparação entre Salas de Controlo da PM1 ...44

8.4 Comparação entre Salas de Controlo da PM2 ...44

8.5 Comparação entre Gabinetes de Chefes de Turno da PM1, da PM2 e Coordenadores da Área de Bobinas...45

8.6 Comparação entre Salas de Controlo da PM1 e da PM2...46

8.7 Área da Transformação...46

9 NÍVEL DE PROTEÇÃO DOS FARDAMENTOS...47

10 CONCLUSÕES ...49

11 PERSPECTIVAS FUTURAS...51

BIBLIOGRAFIA ...53

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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1– Localização do Complexo ... 4

Figura 2 – Vista aérea de parte da Zona Sul do Rio Mondego, ... 4

Figura 3 – Vista exterior de parte da Fábrica de Papel... 5

Figura 4 - Diagrama Simplificado dos Processos Pasta e Papel, do Complexo Industrial da SOPORCEL - Figueira da Foz... 5

Figura 5 - Máquina de Papel 1 (PM1)... 7

Figura 6 - Máquina de Papel 2 (PM2)... 7

Figura 7 - Painel com dados e esquema da Máquina de Papel 1,... 8

Figura 8 - Painel com dados e esquema da Máquina de Papel 2,... 8

Figura 9 - Estação meteorológica instalada no Complexo Industrial ... 13

Figura 10 – Troca de calor entre o corpo e o ambiente ... 14

Figura 11-Equipamento utilizado na recolha de dados ... 19

Figura 12-Balanço Térmico do Corpo Humano (in Silva, M. C. Gameiro da, 2006). ... 22

Figura 13-Valores do PMV e PPD na Sala de Controlo da Zona Húmida da PM1 ... 24

Figura 14-Valores do PMV e PPD na Sala de Controlo da Zona Seca da PM1... 28

Figura 15-Valores do PMV e PPD no interior da Sala de Controlo da Bobinadora 1. ... 29

Figura 16-Valores do PMV e PPD na Sala de Controlo da Bobinadora 1 (lado exterior) ... 29

Figura 17-Valores do PMV e PPD no Gabinete dos Chefes de Turno da PM1 ... 30

Figura 18-Valores do PMV e PPD na Sala de Controlo dos Aditivos Químicos (PM1)... 30

Figura 19-Valores do PMV e PPD na PM1 – Zona Húmida – Piso da Máquina (junto ao Pilar K9)... 31

Figura 20-Valores do PMV e PPD na PM2 – Gabinete dos Chefes de Turno... 31

Figura 21-Valores do PMV e PPD na Sala de Controlo da Zona Húmida da PM2 ... 32

Figura 22-Valores do PMV e PPD na Sala de Controlo da Zona Seca da PM2... 32

Figura 23-Valores do PMV e PPD na Sala de Controlo das Bobinadoras 2 e 3 – Lado da Bobinadora 2... 33

Figura 24-Valores do PMV e PPD na Sala de Controlo das Bobinadoras 2 e 3 – Lado da Bobinadora 3... 33

Figura 25-Valores do PMV e PPD na Sala de Controlo das Bobinadoras 2 e 3 –Lado da Bobinadora 2 - Exterior ... 34

Figura 26-Valores do PMV e PPD na Sala de Controlo das Bobinadoras 2 e 3 – Lado da Bobinadora 3 - Exterior ... 34

Figura 27-Valores do PMV e PPD no Showroom – Laboratório Local, junto à Secretária dos Analistas ... 35

Figura 28-Valores do PMV e PPD no Showroom, junto às Máquinas... 35

Figura 29-Valores do PMV e PPD no Gabinete dos Coordenadores da Área de Bobinas... 36

Figura 30-Valores do PMV e PPD junto às RE’s 3 e 4 – Local de Trabalho dos Operadores... 36

Figura 31-Valores do PMV e PPD junto às RE’s 1 e 2 – Local de Trabalho dos Operadores... 37

Figura 32-Valores do PMV e PPD junto à Embaladora 1 – Local de Trabalho dos Operadores... 37

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Figura 33- Valores do PMV e PPD junto à Embaladora 2 – Local de Trabalho dos Operadores ...38

Figura 34-Valores do PMV e PPD no PRS2 – R/C ...38

Figura 35-Valores do PMV e PPD no PRS 2 – Local 22 (2) ...39

Figura 36-Valores do PMV e PPD à Saída de Bobinas do PRS2 ...40

Figura 37-Valores do PMV e PPD no Posto de Trabalho junto ao descascador de Mandris da PM2.40 Figura 38-Valores do PMV e PPD na Transformação, junto ao Posto de Trabalho da RW2 ...41

Figura 39-Valores do PMV e PPD na Transformação, junto ao Posto de Trabalho da Cintadora PW4...41

Figura 40-Valores do PMV e PPD na Transformação, junto à Plataforma Metálica existente na PW4...42

Figura 41-Valores do PMV e PPD na Transformação, junto ao Posto de Trabalho da Cl4 ...42

Figura 42-Valores do PMV e PPD na Transformação, junto ao Posto de Trabalho da CL1 ...43

Figura 43-Valores do PMV e PPD na Transformação, junto ao Posto de Trabalho da CL5 ...43

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ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1– Produção instalada / Produção em 2009 (PM1 + PM2)... 7

Tabela 2 – Localização das medições... 20

Tabela 3 – Escala/Sensação térmica ... 22

Tabela 4- Valores de PMV e PPD para 1 Clo ... 23

Tabela 5- Valor de Isolamento do Vestuário ajustado (0,48 Clo) para PMV=0 e PPD=5% ... 23

Tabela 6- PMV e PPD para valores médios e 1 clo... 25

Tabela 7 – Cálculos de Icl para PMV=0 e PPD= 5%, para valores médios... 26

Tabela 8 - Adequação do vestuário ... 47

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GLOSSÁRIO/SIGLAS/ABREVIATURAS

C Troca de calor pela pele por convecção (W.m-2₎

Clo Unidade de isolamento do vestuário (Clo) fcl Factor de superfície do vestuário (ºC)

hc Coeficiente convectivo de transferência de calor (W.m-2_.K-1₎

hcg Coeficiente de convecção de globo negro (W.m-2_.K-1₎

Icl Factor de isolamento térmico do vestuário (m2_.K.W-1₎

K Troca de calor pela pele por condução (W.m-2₎

M Taxa Metabólica (W.m-2₎

Met Actividade (met)

PMV Voto Médio Previsível

PPD Percentagem Previsível de Insatisfeitos (%) Pvap Pressão parcial de vapor de água no ar (Pa) R Troca de calor pela pele por radiação (W.m-2₎

Hr Humidade relativa (%) ta Temperatura do ar seco (ºC)

tcl Temperatura à superfície do vestuário (ºC,K) tg Temperatura de globo (ºC)

tnw Temperatura de bolbo húmido nat. Ventilado (ºC) Tr Temperatura média radiante (tmr) (ºC)

Tw Temperatura de bolbo húmido (ºC) Var Velocidade do ar (m.s-1₎

W Trabalho mecânico efetivo (W.m-2₎

WBGT Int Índice de temperatura húmida e de globo sob acção Interior (ºC) WBGT Ext Índice de temperatura húmida e de globo sob acção Exterior (ºC)

Notas:

1 metabolic unit = 1 met = 58,2 W.m-2

1 clothing unit = 1 clo = 0,155 m2_.K.W-1

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1 INTRODUÇÃO

Desde os tempos mais remotos que, na sua evolução, o homem, quer indirecta, quer directamente, de forma inconsciente ou de forma consciente, foi criando condições de conforto térmico. De início, ocupou cavernas para defender-se de animais e de outros homens. Depressa deve ter percebido que, assim, também estaria mais protegido do frio e do calor. Com a descoberta do fogo, certamente percepcionou uma sensação de maior controlo das suas condições de conforto. No exterior, sentiu necessidade de procurar sombras quando o calor apertava e de expor-se ao sol quando sentia frio. Nas noites frias procurava refúgio em locais mais abrigados do que em noites quentes, quando podia pernoitar em zonas menos abrigadas. Depois, numa provável associação de ideias, cobriu-se com peles de animais: se resistem ao frio, também “nós”, estaremos protegidos, terão pensado!

Ao longo dos tempos, o homem foi percebendo o quão necessário seria questionar-se sobre o porquê destas sensações mais ou menos agradáveis. A partir da segunda metade do século passado foi tentando encontrar explicações plausíveis para múltiplos fenómenos que a ciência, desde a física à medicina, tem vindo a tentar desvendar e que levam a que o ser humano se consiga sentir cada vez mais confortável em termos térmicos.

As sociedades desenvolvidas procuram dar ao Homem as melhores condições para manter a homeotermia, a cada momento e em cada lugar; desde o automóvel à habitação, passando pelo escritório, pelas salas de espectáculos e mesmo pelas ruas, quanto mais não seja com a plantação de árvores que atenuem os efeitos do calor; tudo é feito, fundamentalmente, em nome do conforto térmico. Na verdade, o conforto térmico existe quando não se fala dele!

O número de estudos científicos sobre conforto térmico aumentou com as exigências da Revolução Industrial (Chrenko, 1974) e hoje, nas sociedades modernas, a procura de conforto já faz parte do dia-a-dia de cada um de nós.

Numa indústria cada vez mais qualitativa, quantitativa e, simultaneamente, competitiva, as tecnologias que concorrem para as diferentes funcionalidades tornam-se de tal maneira especializadas que surgem “gigantes” na construção de Máquinas para o Fabrico de Papel ou outras, não menos importantes, na área da ventilação e, nesta em particular, com um contributo, ainda que indirecto, nas condições de conforto térmico, uma vez que é de extrema importância a manutenção de um ambiente que responda a condições de temperatura e humidade, previamente definidas, no fabrico do papel.

Por tudo o que foi dito, o investimento em conforto térmico dos Trabalhadores deve ser entendido como um benefício e não como um mero custo!

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2 OBJETO

DE

ESTUDO

2.1 Sobre o Grupo Portucel Soporcel

O presente trabalho pretende ser uma referência para o grupo Portucel Soporcel, na medida em que visa estabelecer um padrão para a avaliação do ambiente térmico para todo o grupo.

O grupo Portucel Soporcel é uma das mais fortes presenças de Portugal no mundo, actuando num sector estruturante para a economia nacional. Posiciona-se como líder europeu, e está entre os maiores produtores no mercado internacional de papéis finos não revestidos, para a indústria gráfica e utilização em escritório (UWF-Uncoated Woodfree Paper), sendo também o maior produtor da Europa de pasta branca de eucalipto (BEKP-Bleached Eucalyptus Kraft Pulp).

Com uma capacidade produtiva anual de 1,55 milhões de toneladas de papel e de 1,35 milhões de toneladas de pasta, o grupo Portucel Soporcel gera um volume de negócios superior a 1 100 milhões de euros. O Grupo ocupa o 3º lugar no conjunto das maiores empresas exportadoras em Portugal, sendo responsável por cerca de 3% da totalidade das exportações portuguesas. Em ano de cruzeiro, a nova Fábrica de Papel, instalada em Setúbal, cuja produção se iniciou a 15 de Agosto de 2009, deverá ser responsável por um aumento superior a 400 milhões de euros nas exportações anuais do Grupo, que até ao momento exportava mais de 950 milhões de euros para cerca de 90 países dos cinco continentes, o correspondente a aproximadamente 90% das suas vendas de papel e de pasta.

As fábricas do grupo Portucel Soporcel são uma referência a nível internacional, em dimensão e tecnologia. O destaque vai para a nova fábrica, que integra a maior e mais sofisticada máquina de papel do mundo, com uma capacidade instalada de 500 mil toneladas/ano. Esta fábrica representa um salto na projecção internacional e no desenvolvimento industrial do Grupo, cuja estrutura produtiva assenta nos complexos industriais localizados em Setúbal, Figueira da Foz e Cacia. Os Três Complexos Industriais albergam mais de 2.200 Trabalhadores dos Quadros do Grupo. O grupo Portucel Soporcel, para além de ser hoje o líder europeu na produção de papéis finos não revestidos, é também responsável pela produção de cerca de 4% da energia nacional.

2.2 Sobre a Fábrica de Papel da Soporcel

O estudo incide sobre a Fábrica de Papel da Soporcel que conta com um efectivo de cerca de 750 Trabalhadores.

As razões prendem-se com o facto de cerca de um terço do total de Trabalhadores da Soporcel desempenhar as suas funções na Fábrica de Papel.

O Complexo Industrial da Figueira da Foz (CIFF), encontra-se localizado em Lavos, a sul do Rio Mondego, no Parque Industrial que confina com a Estrada Nacional 109 (Figura 1), num terreno cuja área total é de cerca de 170 ha, 66 dos quais com equipamentos e 10 com edifícios (Figura 2).

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Figura 2– Localização do Complexo Industrial da Figueira da Foz (CIFF)

Figura 3– Vista aérea de parte da Zona Sul do Rio Mondego, com CIFF

2.2.1 Prestadores de Serviços

Nas actividades desenvolvidas no interior do perímetro fabril da Soporcel, intervêm vários prestadores de serviços, com carácter de regularidade. Pontualmente, encontram-se em cada uma das áreas fabris prestadores de serviço que desenvolvem a sua atividade num período de tempo definido, sendo neste caso enquadrados, sempre, por Colaboradores da Soporcel.

2.2.2 Atividade

Produção de Pasta Celulósica para Integração, Produção e Comercialização de Papel. Horário de funcionamento: 24 horas/dia:

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O Complexo Industrial da Figueira da Foz é composto por: • Fábrica de pasta;

• Fábrica de papel (Figura 3);

• Área de escritórios, parte situada fora do perímetro fabril; • Área de escritórios, parte situada no interior do perímetro fabril. Contempla, ainda, duas empresas residentes:

SMP (Specialty Minerals Portugal) – Fábrica de Carbonato de Cálcio Precipitado (PCC) – com gestão totalmente independente;

SOPORGEN - Cogeração - Produção de Energia e Vapor através de gás natural – com operação da Soporcel e gestão conjunta (Soporcel e EDP).

Figura 4 – Vista exterior de parte da Fábrica de Papel do CIFF

PRODUÇ GÁS NATURAL GÁS NATURAL PERÓXIDO DE HIDROGÉNIO ( FARDOS ) ARMAZÉM AUTOMÁTICO BOBINES EDP

BOBINES IMPRESSÃO_OFFSET CÓPIA

PASTA DE EUCALIPTO

PASTA FIBRA LONGA CARBONATO CÁLCIO AMIDO ADITIVOS PASTA EUCALIPTO ENERGIA NEGRO LICOR TRANSFORM E EXPEDIÇÃO PRODUÇÃO DE PAPEL CENTRAL DE ENERGIA ÃO DE PASTA BRANCA PRODUÇÃO DE PASTA CRUA QUÍMICOS RECUP. PASTA CRUA VAPOR ENERGIA ELÉCTRICA ÁGUA NEGRO LICOR LICOR BRANCO OXIGÉNIO DIÓXIDO DE CLORO SODA CÁUSTICA

SULFATO DE SÓDIO CALCÁRIO

EDP

FUEL

FUEL ÁGUAÁGUA

CASCA APARAS PREPARAÇÃO DE MADEIRAS ROLARIA ENERGIA ELÉCTRICA E DE ENERGIA ELÉCTRICA RESÍDUOS SÓLIDOS ENERGIA ELÉCTRICA

Figura 5 - Diagrama Simplificado dos Processos de Fabrico de Pasta e Papel do CIFF

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2.2.3 Fábrica de Pasta

A madeira de eucalipto, principal matéria-prima da Fábrica de Pasta, é recepcionada, armazenada e destroçada para obtenção de aparas (Ver diagrama simplificado dos Processos – Figure 4). O processo de produção de pasta de celulose é constituído pelos seguintes estágios: cozimento de aparas, lavagem, depuração e branqueamento, para obtenção de fibras branqueadas, que são enviadas, em solução aquosa, para fabrico de papel, ou para secagem, neste caso embaladas como pasta para mercado ou para desintegração e consumo na Fábrica de Papel, quando a de Pasta está parada.

A linha de produção de pasta completa-se com as instalações de recuperação e produção de energia, e com o tratamento de águas e efluentes.

2.2.4 Área de recuperação e energia

A área da Recuperação de Químicos e Produção de Energia é composta por 3 caldeiras: • Caldeira de Recuperação (geração de vapor por queima de licor negro);

• Caldeira Auxiliar (reforço da produção de vapor, utilizando como combustível os materiais provenientes da Preparação de Madeiras: biomassa);

• Caldeira a Óleo (produção de vapor, utilizando como combustível, apenas, fuel; actualmente, esta caldeira funciona como reserva, sendo utilizada em situações de manutenção ou de avaria das outras unidades, incluindo a unidade de Cogeração).

- um forno de Cal;

- uma central de Cogeração, a gás natural.

2.2.5 Forno da Cal

Produção de cal viva, a partir de lamas calcárias, geradas no processo de caustificação.

2.2.6 Cogeração

Central de Cogeração, a gás natural (juntamente com a instalação da Máquina de Papel 2 - PM2, foi instalada esta Central, no actual Complexo Industrial da Figueira da Foz, com identidade própria, que fornece vapor e energia eléctrica à Soporcel e energia eléctrica à Rede Eléctrica Nacional - REN).

2.2.7 Produtos Químicos

Além das áreas de armazenamento dos diferentes produtos químicos consumidos no Complexo, a SOPORCEL dispõe de uma instalação de produção de dióxido de cloro, para branqueamento da pasta.

A produção de dióxido de cloro é feita em reactores, pela redução de clorato de sódio por dióxido de enxofre (SO2), em meio ácido - processo MATHIESON.

O dióxido de enxofre necessário a este processo é obtido por queima de enxofre, previamente fundido. Parte do gás libertado é absorvida em água fria, dando origem à solução que é adicionada na parte final do branqueamento; a outra parte é injectada em reactores, para produção de dióxido de cloro.

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2.2.8 Fábrica de Papel

A produção de papel é feita em duas máquinas Paper Machine 1 - PM1 (Figuras 5 e 7) e Paper Machine 2 – PM2 (Figura 6 e 8). O papel é cortado de acordo com os pedidos dos clientes, em dez máquinas de corte, cinco de formatos A3/A4 e cinco de formatos variáveis, sendo esta actividade denominada de Transformação. O papel embalado é transportado para armazéns dedicados, dois deles cem por cento automatizados.

PM 1

Valmet

8600 mm / 1200 m/min.

330 000 ton / ano

PM 1

Valmet

8600 mm / 1200 m/min.

330 000 ton / ano

Figura 6-

Máquina de Papel 1 (PM1)

PM 2

Voith

8600 mm / 1500 m/min.

420 000 ton / ano

PM 2

Voith

8600 mm / 1500 m/min.

420 000 ton / ano

Figura 7-

Máquina de Papel 2 (PM2)

Na produção de papel, a principal matéria-prima é a pasta de celulose, obtida a partir do eucalipto (fibra curta). Para além desta, é também incorporada uma pequena percentagem de pinho (fibra longa), não mais de 5%. É, ainda, incorporado Carbonato de Cálcio Precipitado (PCC), proveniente de uma fábrica, com identidade própria, instalada no perímetro fabril da Soporcel.

A pasta celulósica de eucalipto é normalmente transportada em solução aquosa, através de pipe-line, para armazenagem em grandes torres existentes na fábrica de papel que vão alimentar as máquinas 1 e 2.

Tabela 1– Produção instalada / Produção em 2009 (PM1 + PM2)

MÁQUINA CAPACIDADE INSTALADA (t) PRODUÇÃO EM 2009 (t)

PM1 (VALMET) 330.000 348.033

PM2 (VOITH) 420.000 438.743

TOTAL 750.000 786.776

A Fábrica de Papel contempla as seguintes áreas:

• Desintegração (comum às Máquinas de Papel 1 e 2) • Aditivos químicos (comum às Máquinas de Papel 1 e 2) • Máquina de Papel 1 (PM1) – (Figura 7)

• Máquina de Papel 2 (PM2) – (Figura 8) • Bobinadoras 1, 2 e3

• Rebobinadoras • Transformação • Expedição

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Figura 8-Painel com dados e esquema da Máquina de Papel 1, em português e inglês

Figura 9-Painel com dados e esquema da Máquina de Papel 2, em português e inglês

2.2.9 Desintegração

Nesta área, é desintegrada a pasta de pinho, normalmente importada de países nórdicos, em fardos de cerca de 250Kg. Depois de desintegrada e passada a solução aquosa, é misturada à pasta de eucalipto, garantindo-lhe, assim, uma maior resistência. Também aqui, é desintegrada pasta de eucalipto, sempre que a fábrica de pasta se encontra parada, para manutenção anual, ou por razões imprevistas em que não é possível alimentar a fábrica de papel, directamente.

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Nota: Esta área não será objecto do presente estudo, por dois motivos, a saber:

1. é um edifício com grandes portões, normalmente abertos, pelo que sujeito às temperaturas exteriores, de acordo com a época do ano;

2. todo o Pessoal que ali trabalha é de uma empresa de “outsourcing”, pelo que, tendo este estudo por finalidade a definição do vestuário, quanto ao seu isolamento, para os locais de conforto térmico, não só o local não se enquadra neste âmbito, como também o empregador não é o Grupo Portucel/Soporcel, o que faz com que a definição do vestuário de trabalho não seja sua.

2.2.10 Aditivos

químicos

Esta área, tal como a anterior, é comum às duas máquinas de papel. Aqui se armazenam e daqui se alimentam directamente todos os pontos onde são introduzidos aditivos químicos. O realce, sobretudo pelas grandes quantidades armazenadas, vai para o amido (de massa e de superfície).

2.2.11 Máquinas de Papel (PM1 e PM2)

As máquinas de papel (PM1 e PM2), com algumas pequenas “nuances” em termos de processo produtivo, são em tudo muito parecidas, dividindo-se exatamente nas mesmas zonas, a saber:

• Zona húmida - a pasta chega em solução aquosa, com cerca de 95% de água e de onde, após passagem por entre teias e feltros lhe é retirada a maior parte da água (cerca de 90%) e onde lhe são adicionadas aditivos químicos, tornando-a numa folha de papel com cerca de 8,6 m de largura, e de onde passa à zona seguinte;

• Zona seca – a pasta é seca através da passagem da folha de papel por entre grandes cilindros com vapor a cerca de 155ºC e 3,5 bar de pressão (por cada tonelada de pasta é consumida 1,15t de vapor);

• Pós-secaria – nesta zona, após adição de amido, a folha passa por entre duas “caixas” onde, através da queima de gás natural, lhe é dada uma última secagem, denominada Speed-Syzer” na PM1 e “Sym-Syser, na PM2”. No final das máquinas, o papel é enrolado em bobinas de 50t, aproximadamente, designadas de “Jumbos”.

2.2.12 Bobinadoras

Os jumbos são transportados, através de pontes rolantes, para bobinadoras (3), onde são desenrolados, cortados em bobinas mais pequenas e, simultaneamente, enrolados de novo.

As bobinas saídas das bobinadoras 1, 2 e 3 (1 correspondente à PM1, 2 correspondente à PM2 e 3 que corta jumbos transportados, quer da máquina 1, quer da máquina 2 e fisicamente instalada na área da PM2) têm um dos seguintes destinos: PRS1 (Process Reel Storage) – Armazém Automático da PM1 e PRS2 (Process Reel Storage) – Armazém Automático da PM2 ou armazenagem na Área de Expedição, para envio aos Clientes. As bobinas armazenadas nos PRS’s 1 e 2 têm um de dois destinos: expedição para Clientes ou corte em folhas A4 e outros formatos pedidos pelos Clientes.

2.2.13 Rebobinadoras

O papel bobinado tem também um de dois destinos: embalagem e armazenamento ou corte em bobinas mais pequenas, de acordo com encomendas de Clientes, rebobinagem e embalagem naquilo a que vulgarmente se designa de “queijos”.

(26)

2.2.14 Transformação

Nesta área, as bobinas, de diferentes gramagens, são cortadas em folhas A4 e enresmadas ou cortadas noutros formatos, de acordo com os pedidos dos Clientes, e embaladas, para expedição. O papel cortado e embalado é depois paletizado e acondicionado em plástico, para expedição.

2.2.15 Expedição

Da Expedição, todo o papel produzido é enviado, quer em folhas, quer em bobinas, por terra ou por mar, para todo o Mundo! Cerca de 95% do papel produzido na Soporcel destina-se a exportação.

Nota: O que foi dito na nota 2. do ponto 2.2.9, aplica-se também aqui. O edifício está sujeito às condições exteriores do tempo e o Pessoal, na sua quase totalidade, é externo.

(27)

3 ENQUADRAMENTO LEGAL E NORMATIVO

3.1 Legislação

A Constituição da República Portuguesa de 2 de Abril de 1976, na redacção que lhe foi dada pela Lei Constitucional nº. 1/2005, de 12 de Agosto (sétima revisão constitucional), prevê, no seu Artigo 59º (Direitos dos Trabalhadores), o seguinte:

1. Todos os trabalhadores, sem distinção de idade, sexo, raça, cidadania, território de origem, religião, convicções políticas ou ideológicas, têm direito:

a) ...

b) À organização do trabalho em condições socialmente dignificantes, de forma a facultar a realização pessoal e a permitir a conciliação da actividade profissional com a vida familiar;

c) À prestação do trabalho em condições de higiene, segurança e saúde; d) ...

e) ...

f) A assistência e justa reparação, quando vítimas de acidente de trabalho ou de doença profissional.

Não obstante o facto de a lei fundamental reconhecer aos trabalhadores um conjunto de direitos relacionados com o trabalho, em particular no que concerne às condições de higiene, segurança e saúde, a verdade é que um grande nº de empresas parece ignorar a letra da lei! Um exemplo disso, e até talvez aquele onde ainda vai sendo feita alguma coisa, tem que ver com a avaliação anual dos trabalhadores expostos a o ruído!

O Regulamento Geral de Segurança e Higiene do Trabalho nos Estabelecimentos Industriais, aprovado pela Portaria nº. 53/71, de 3 de Fevereiro e alterado pela Portaria nº. 702/80, de 22 de Setembro, prevê que:

Artigo 22º (Ventilação)

1 – Nos locais de trabalho devem manter-se boas condições de ventilação natural, recorrendo-se à artificial complementarmente quando aquela seja insuficiente ou nos casos em que as condições técnicas de laboração o determinem;

Artigo 24º (Temperatura e Humidade)

1 – As condições de temperatura e humidade dos locais de trabalho devem ser mantidas dentro de limites convenientes para evitar prejuízos à saúde dos trabalhadores.

Também aqui, salvo algumas empresas, sobretudo as grandes que hoje já começam a hastear as bandeiras da Qualidade, Ambiente e Segurança (neste caso as OHSAS 18001), em nome da internacionalização dos seus produtos e de uma clara associação à imagem de marca, dão importância a questões tão delicadas quanto as atrás referidas. Acresce que, a Certificação, embora voluntária, está sujeita a Auditorias, internas e externas, e nenhum empresário gostaria de ver retirado (“cassassado”) qualquer um destes Certificados, por incumprimento dos requisitos das Normas, sob pena de poder, eventualmente, fechar portas por perda de mercado!

Por sua vez, o Código do Trabalho, aprovado pela Assembleia da República, através da Lei nº. 7/2009, de 12 de Fevereiro, prevê, no que se refere a segurança e saúde nos locais de trabalho: Artigo 62º. (Protecção da segurança e saúde de trabalhadora)

1 — A trabalhadora grávida, puérpera ou lactante tem direito a especiais condições de segurança e saúde nos locais de trabalho, de modo a evitar a exposição a riscos para a sua segurança e saúde, ....

(28)

Artigo 127.º (Deveres do empregador) 1 — O empregador deve, nomeadamente: (...)

g) Prevenir riscos e doenças profissionais, tendo em conta a protecção da segurança e saúde do trabalhador, devendo indemnizá-lo dos prejuízos resultantes de acidentes de trabalho;

h) Adoptar, no que se refere a segurança e saúde no trabalho, as medidas que decorram de lei ou instrumento de regulamentação colectiva de trabalho;

i) Fornecer ao trabalhador a informação e a formação adequadas à prevenção de riscos de acidente ou doença;

Artigo 128.º (Deveres do trabalhador)

1 — Sem prejuízo de outras obrigações, o trabalhador deve: (...)

e) Cumprir as ordens e instruções do empregador respeitantes a execução ou disciplina do trabalho, bem como a segurança e saúde no trabalho, que não sejam contrárias aos seus direitos ou garantias;

j) Cumprir as prescrições sobre segurança e saúde no trabalho que decorram de lei ou instrumento de regulamentação colectiva de trabalho.

Se é verdade que o Código do Trabalho define os Deveres do empregador, o qual muitas vezes não os cumpre, também não é menos verdade que trabalhadores há que, em nome da lei, são permissivos a determinadas formas de estar que em nada abonam em nome de quem, de facto, trabalha! Também, no que concerne aos deveres, a experiência demonstra que, a maioria dos acidentes de trabalho, tal como os acidentes de viação, se dá por negligência e ou atitudes/comportamentos inseguros de trabalhadores e condutores. É necessário mudar a “Cultura” para colher os frutos! Talvez as gerações vindouras encontrem outra forma de estar que leve o país a desenvolver mecanismos que lhe permitam ultrapassar aquilo que, as mais da vezes, não custa dinheiro!

Por último, uma especial referência à Lei n.º 102/2009, de 10 de Setembro, que regulamenta o regime jurídico da promoção e prevenção da segurança e da saúde no trabalho.

3.2 Normas

Este estudo terá por base a Norma ISO 7730 (2005) - “Moderate Thermal Environments - Determination of the PMV and PPD Indices and the Specifications of the Conditions for Thermal Comfort” - International Standard Organization, Geneve, Suisse;

Outras Normas relacionadas com o tema serão também objecto de consulta, a saber:

ISO 7726 (1998) - “Ergonomics of the thermal environment – Instruments for measuring physical quantities” - International Standard Organization, Geneve, Suisse;

O corpo normativo é, no fundo, aquele que serve de suporte às premissas que um trabalho encerra. Assim sendo, estas são as normas directamente relacionadas com o presente trabalho.

(29)

4 CLIMA E AMBIENTE TÉRMICO

4.1 Clima regional

O clima da região é marcadamente marítimo, em que o nevoeiro assume uma frequência importante. As condições médias de dispersão atmosférica são razoáveis devido aos fortes ventos, às tempestades de sudoeste e, em termos gerais, à velocidade média dos ventos incidentes que sopram predominantemente do quadrante Norte. Podem, no entanto, ocorrer dias (10 a 15%) com dificuldade de dispersão de emissões junto ao solo. A frequência dos ventos, de muito forte intensidade, é reduzida. O Complexo Industrial dispõe de uma Estação meteorológica que mede, diariamente: a precipitação (mm); a evaporação (mm); a temperatura (min., máx. e média (ºC)); a humidade relativa (%); a pressão atmosférica (hPa); e a direcção (º) e velocidade do vento (m.s-1_{) (Figura 9).}

Figura 10-Estação meteorológica instalada no Complexo Industrial

4.2 Conforto térmico

O ambiente térmico pode ser analisado sob os pontos de vista: do conforto térmico e do “stress” térmico. Assim, o Conforto Térmico é definido como “um estado de espírito em que o indivíduo expressa satisfação em relação ao ambiente térmico” (ASHRAE 55 – American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning e ISO 7730:2005 – International Standard Organization) e obtém-se quando se está em equilíbrio com o ambiente térmico.

Stress térmico:

O stress térmico pode ser considerado como o estado psicofisiológico a que uma pessoa está submetida, quando exposta a situações ambientais extremas de frio ou de calor. Assim, quando se analisam ambientes quentes, referimo-nos a “stress pelo calor” e quando se analisam ambientes frios, referimo-nos a “stress pelo frio”.

Mecanismos de transferência de calor:

Os mecanismos de transferência de calor considerados são os seguintes:

Condução: É a transferência de calor através da matéria, de partícula a partícula; corresponde à transferência e distribuição de energia térmica de átomo para átomo, no interior de uma substância.

(30)

Radiação: É a transferência de calor baseada no transporte de energia através da propagação de ondas electromagnéticas. Exemplo: Radiação solar.

Convecção: É a transferência de calor baseada no movimento da matéria; faz-se através de escoamentos induzidos no interior de líquidos, gases ou leitos fluidizados.

Figura 11 – Troca de calor entre o corpo e o ambiente

4.3 Fatores Térmicos

Fatores Ambientais

Os fatores ambientais com influência direta sobre o indivíduo são: • a temperatura do ar

• a velocidade do ar; • a humidade relativa; • a temperatura radiante Fatores Pessoais

Os fatores pessoais com influência direta sobre o indivíduo são: • Metabolismo (nível metabólico);

• Vestuário (isolamento). Temperatura do ar:

A temperatura do ar (ºC) é a temperatura do fluido que circula em torno do indivíduo e que determina o fluxo de calor entre este e o ar (Hollmuller, 2003);

Velocidade do ar:

A velocidade do ar (m.s-1_{) corresponde ao movimento do ar relativamente a um objeto; varia no}

tempo e no espaço. O impacto da velocidade do ar é importante porque o seu efeito está associado, quer à temperatura (convecção), quer à humidade do ar (evaporação) - (Hollmuller, 2003).

(31)

Humidade do ar:

As equações de balanço energético são deduzidas com base na pressão parcial do vapor de água no ar. Definido o estado higroscópico do ar em termos da temperatura seca, T em ºC, e a humidade relativa, HR entre 0 e 1, é calculada a pressão parcial do vapor de água, Pvap, em Pa. Temperatura média radiante:

Corresponde à temperatura média das superfícies opacas visíveis que participam no balanço radioactivo com a superfície exterior do vestuário. Este termo é particularmente difícil de definir com exactidão, quer pela dificuldade em avaliar correctamente os factores de forma, quer pela influência da componente reflectiva.

4.4 Súmula Bibliográfica

Uma das primeiras, senão mesmo a primeira, abordagem ao Ambiente Térmico, terá sido feita por Aristóteles (384-322 AC), ao referir-se a quatro elementos (Terra, Fogo, Ar e Água) e a quatro qualidades (quente, frio, seco e húmido). Nos Séc. XVI/XVII, Santorius (1561-1636), através da física aplicada, deu os primeiros passos no sentido de medir a temperatura do corpo humano. Em 1700, o Médico italiano Bernardino Ramazzini (1633-1714), que ficou conhecido como o "pai" da Medicina Ocupacional, publicou o livro De Morbis Artificum Diatriba (as doenças dos trabalhadores), onde estuda cerca de 50 profissões e as relaciona com doenças profissionais. Já nessa altura chamava a atenção para posturas incorretas e movimentos repetitivos. Segundo ele: “a pos ura dos trabalhadores em cer os ofícios e os movimentos feitos podem causar lesões ou deformidades”. É também dele esta referência: “Semi-nus até em pleno inverno, ao fabricarem vasos de vidro, os operários permanecem junto aos fumegan es fornos; forçoso é que se prejudique a acuidade da visão ao dirigi-la constan emente para as chamas ou para o vidro em fusão. Os olhos supor am o primeiro ímpeto incandescen e, mas logo depois choram o seu infortúnio, ficam lacrimejantes, debilita-se a sua natural constituição que é aquosa, consumida e esgotada pelo excessivo calor”.

t t

Vários foram os estudos feitos sobre ambiente térmico em geral, e, em particular, sobre conforto térmico. Chrenko (1974), citado por Ken Parsons (2003), refere que, em 1835, Michael Faraday chamou a atenção para o facto de a temperatura do ar, só por si, não determinar condições de conforto de uma casa; outros investigadores, também citados por Ken Parsons (2003), tais como: Leslie (1804), Heberden (1826) e Aitken, desenvolveram uma série de instrumentos para medir, não só a temperatura, mas também outros parâmetros, como a velocidade do ar, já com a firme convicção de que era a combinação de vários parâmetros ambientais que afectava o conforto térmico, que não só a temperatura. Em 1957, Yaglou e Minard (Lopes, 2007) introduziram o WBGT (Wet Bulb Globe Temperature – índice de temperatura húmida e de globo). Contudo, a figura incontornável e a que deixou a sua marca indelével foi, sem dúvida, o Professor Povl Ole Fanger, ao publicar, em 1970, um livro intitulado: “Thermal Comfort – Analysis and Applications in Environmental Engineering”, que, aliás, foi a sua Tese de Doutoramento, e cujos métodos e princípios para avaliação e análise dos ambientes térmicos é hoje, não só usado em todo o mundo, como também serviu de base à elaboração da Norma ISO 7730, a última de 2005.

Hoje, um dos Organismos mais importantes no estudo e elaboração de normas para construção de equipamentos de aquecimento, refrigeração e ar condicionado e as suas aplicações em edifícios, autêntica “Bíblia” para Arquitectos e Engenheiros, é a American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers (ASHRAE). São exemplo disso: “Investigation of thermal comfort at high humidities – Building Science” ou “Thermal Environment Conditions for Human Occupancy (Standard 55-1981). Estudos como os de Heschong, Lisa– Thermal delight in Architecture (1979), Hoppe, Peter – Different aspects of assessing indoor and outdoor thermal comfort (2002) ou Hollmuller, Pierre et all – Habitat, confort et energie, Mai 2003, são comuns na construção de edifícios, cujo debate nos últimos 20 anos está centrado no conceito de edifícios “inteligentes” ou edifícios “saudáveis.” De acordo com Paul Ehrlicha, da Building Intelligence Group (August 2005), é

(32)

esta a definição de edifício inteligente: “Use of technology and process to create a building that is safer and more productive for its occupants and more operationally efficient for i s owners”. t

Para além dos estudos sobre o ambiente térmico propriamente dito, começaram a surgir outros relacionados com o vestuário de trabalho, como é o caso de: Li, F. And Y. Li – Effect of clothing material on thermal responses of the human body. Modelling and simulation in materials science and engineering.”(2005). Partindo da ideia de que o conforto térmico tem influência sobre a produtividade, diversos Autores focalizaram a sua atenção nesta temática, como, por exemplo: Valvoda, Frank, R. – Environmental effects on journeymen productivity (1974); Meese, G. B. et al – Effect of moderate thermal stress on the potential work performance of factory workers (1980); Niemela et al. – The effect of air temperature on labour productivity in call centers – a case study (2002); Mohamed, Sherif/Srinavin, Korb – Forecasting labour productivity changes in construction using the PMV Index (2004); Ibidem – Thermal environment and construction workers productivity: some evidence from Thailand; Bates, Gp. – Minimising the effects of environment on health and productivity (2005); Lang, Susan S. – Warm offices linked to higher productivity (2005); Seppanen, Olli – Indoor climate and productivity (2005); Tord Kjellstrom et al. Workplace heat stress, health and productivity – an increasing challenge for low and middle–income countries during climate change (2009). Mais recentemente a abordagem gira à volta da aclimatação/adaptação humana aos ambientes térmicos, conforme estudos levados a cabo por: Belding, HS/Hatch, TF. – Relation of skin temperature to acclimatization to heat (1963); Humphreys, M. A. And Nicol, J. F. - Understanding the adaptative approach to thermal comfort (1998); Morgan, C.M., de Dear, R. J. and Brager, G.S. – Climate, clothing and adaptation in the built environment (2002); Wenger, C. Bruce, MD – Human adaptation to hot environments (2002); W. Bedsworth, Louise and Hanak, Ellen – Adaptation to climate change (2010), entre outros. Finalmente, no presente trabalho é utilizada uma aplicação em Excel, com base na Norma ISO 7730:2005, desenvolvida por Gameiro (2006) e uma outra aplicação, também em Excel, baseada na mesma Norma, desenvolvida para este trabalho e que permite obter a evolução dos parâmetros ao longo do tempo.

(33)

5 OBJECTIVOS E METODOLOGIA

5.1 Objetivos da Dissertação

O presente trabalho tem por objectivo global:

• Propor medidas correctivas de forma a garantir que, em cada lugar e a cada momento, os trabalhadores da Fábrica de Papel da Soporcel, sita no Complexo Industrial da Figueira da Foz desempenhem as suas funções em ambiente de conforto térmico, tão neutro quanto possível.

Os objectivos específicos são os seguintes:

• Identificar os pontos críticos em termos de conforto térmico;

• Avaliar os níveis de conforto existentes em cada um dos pontos identificados;

• Analisar o Conforto Térmico na Indústria do Papel, em particular na Fábrica de Papel sobre a qual incide este estudo.

5.2 Metodologia Global de Desenvolvimento

A avaliação das condições térmicas teve por base a norma ISO 7730:2005(E) “Ergonomics of the thermal environment – Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria”. Assim, estabeleceu-se, como metodologia:

1. Recolha de dados, através dos meios analíticos descritos no ponto seguinte, em locais chave das instalações industriais;

2. Tratamento dos dados recolhidos através de modelos informáticos; 3. Análise e interpretação dos dados recolhidos;

4. Proposta de soluções para o fardamento dos trabalhadores.

(34)

(35)

6 MATERIAIS E MÉTODOS

6.1 Meios utilizados na recolha de dados

A recolha de dados foi efectuada com um equipamento que compreende uma unidade de base para medições ambientais da marca LSI - modelo BABUC A – BSA10 (Figura 10) com porta série RS 232, com 11 canais e memória para 20.000 registos, com as seguintes sondas:

• Sonda de globo preto opaco, modelo BST 131;

• Sonda de fio quente para medição da velocidade do ar, modelo BSV 101; • Sonda de temperatura ambiente, modelo BST 101;

• Sonda de temperatura húmida natural, modelo BSU 121.

Será utilizado, na aquisição e tratamento de dados, o programa INFOGAP Vers. 2.20 Cod. MW 6501 da LSI, de acordo com as normas internacionais ISO.

Figura 12-Equipamento utilizado na recolha de dados – BABUC A – BSA 10, em serviço

6.2 Recolha e apresentação dos dados

Os dados foram recolhidos em 30 locais estrategicamente definidos, identificados na tabela 2. Os critérios que presidiram à escolha dos locais foram, numa primeira fase, a informação anual dada pelos Responsáveis das diferentes áreas fabris, sobre os tempos de permanência de cada Trabalhador para “avaliação da exposição anual ao ruído”; depois, numa segunda fase, ouvidos os Trabalhadores dos locais onde se iria desenvolver o estudo, sobre os tempos de permanência nos diferentes postos de trabalho e, por fim, uma observação direta veio permitir, não só confirmar aqueles tempos, como também definir a altura a que os meios de recolha de dados deveriam ser colocados, face à posição dos trabalhadores (predominantemente sentado/predominantemente em pé). Todos os dados foram transferidos para folhas Excel, a partir das quais se construíram gráficos que permitiram uma leitura mais cuidada da evolução dos valores de PMV e de PPD. Em todos os locais foram recolhidos dados com intervalos de 100 segundos, durante oito horas. Os dados foram obtidos entre Agosto e Dezembro de 2008, com particular incidência em Agosto, Novembro e Dezembro.

(36)

Tabela 2 – Localização das medições

MEDIÇÃO LOCAL

1 PM1 – Sala de Controlo da Zona Húmida

2 PM1 – Sala de Controlo da Zona Seca

3 PM1 – Sala de Controlo da Bobinadora 1

4 PM1 – Sala de Controlo da Bobinadora 1 (lado exterior)

5 PM1 – Gabinete Chefes de Turno

6 PM1 – Sala de Controlo dos Aditivos Químicos

7 PM1 – Zona Húmida – Piso da Máquina (junto ao Pilar K9)

8 PM2 – Gabinete Chefes de Turno

9 PM2 – Sala de Controlo da Zona Húmida

10 PM2 – Sala de Controlo da Zona Seca

11 PM2 – Sala de Controlo das Bobinadoras 2 e 3 (lado da Bobinadora 2)

15 SHOWROOM – Laboratório Local – junto à Secretária dos Analistas

16 SHOWROOM – Laboratório Local

17 Gabinete Coordenadores da Área de Bobinas

18 RE’s 3 e 4 – Local de Trabalho dos Operadores

19 RE’s 1 e 2 – Local de Trabalho dos Operadores

20 PM1 – Embaladora 1 - Local de Trabalho dos Operadores

21 PM2 – Embaladora 2 - Local de Trabalho dos Operadores

22 PRS2 – R/C – Posto de Trabalho, entre o computador local e o armário 97CP76008

23 Saída de Bobinas do PRS2, junto ao computador, na nave da PM2

24 Posto de Trabalho junto ao descascador de mandris da PM2

25 TRANSFORMAÇÃO – Junto ao Posto de Trabalho da RW2

26 TRANSFORMAÇÃO – Junto ao Posto de Trabalho da Cintadora PW4

27 TRANSFORMAÇÃO – Junto à plataforma metálica existente na PW4

28 TRANSFORMAÇÃO – Junto ao Posto de Trabalho da CL4

6.3 Método de Cálculo

Com o objectivo de avaliar o conforto térmico nos diferentes locais, foram utilizados os índices de conforto térmico PMV e PPD. O PMV é uma estimativa da votação média previsível de um painel de avaliadores relativamente a um dado ambiente térmico. Este índice foi desenvolvido por Fanger e apresentado em 1972. Este autor estabeleceu um modelo de correlação entre a percepção subjetiva humana, expressa através da votação numa escala de conforto que vai de -3 (muito frio) a +3 (muito quente) e a diferença entre o calor gerado e o calor libertado pelo corpo humano,. Os cálculos foram realizados seguindo dois caminhos: um, utilizando uma ferramenta informática desenvolvida por Carlos Gameiro (2006); outro, recorrendo a um programa desenvolvido para o efeito, a partir do Método desenvolvido por Fanger (1972), em que o cálculo das funções PMV (voto médio previsível) e PPD (percentagem prevista de insatisfeitos) foi feito, igualmente, a partir da Norma ISO 7730:2005, mas em que é possível observar a evolução dos resultados ao longo do tempo.

A determinação do índice PMV é efectuada a partir de uma equação de balanço térmico (figura 12) para o corpo humano, em que intervêm os termos de geração interna e de troca de calor com o ambiente circundante (Carlos Gameiro, 2006).

Os cálculos foram realizados a partir das equações (1) a (9).

(37)

Conforto Térmico na Indústria do Papel ( )

(

)

[

(

)

]

[

(

)

]

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

             − ⋅ ⋅ −     ₊ ₋ ₊ ⋅ ⋅ ⋅ − − − ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ − − − − ⋅ − − ⋅ − ⋅ ⋅ − − ⋅ + + ⋅ = − − − a cl c cl r cl cl a a t t h f t t f t M M W M p W M e PMV 4 4 3 -a 5 3 M * 6 03 , 0 273 273 10 6 9 , 3 34 0014 , 0 p -67 58 10 7 , 1 15 , 58 42 , 0 W -M 6,99 5733 10 05 , 3 028 , 0 303 , 0 (1)

(

)

(

)

(

)

(

      ₊ _⋅ _⋅ ₋     ₊ ₋ ₊ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − ⋅ − = _cl _cl _cl _r _cl _c _cl _a cl M W I f t t f h t t t ₃₅_,₇ ₀_,₀₂₈ ₃_,₉₆ ₁₀-8 ₂₇₃4 ₂₇₃4

)

₍₂₎             < − ⋅ ⋅ ⋅ > − ⋅ − ⋅ = ar a cl ar ar a cl a cl c v t t para v v t t para t t h 1 , 12 38 , 2 1 , 12 1 , 12 38 , 2 38 , 2 25 , 0 25 , 0 25 , 0 (3)  1,00+1,290⋅l para l ≤0,078m2⋅K/W         ⋅ > ⋅ + = W K m L para l f cl cl cl cl cl / 078 , 0 45 6 , 0 05 , 1 2 (4)

(

₀_,₀₃₃₅₃ 4 ₀_,₂₁₇₉ 2

)

95 100 _e PMV PMV PPD= − ⋅ − ⋅ − ⋅ ₍₅₎ Em que: M é a taxa metabólica (W.m-2_);

W é o trabalho mecânico efetivo (W.m-2_);

pa é a pressão de vapor de água (Pa);

ta é a temperatura do ar seco (°C);

tcl é a temperatura à superfície do vestuário (°C).

tr é a temperatura radiante média (°C);

fcl é o factor de superfície de vestuário;

Icl é o factor de isolamento térmico do vestuário (m2 K.W-1);

var é a velocidade do ar (m.s-1);

hc é o coeficiente convectivo de transferência de calor (W.m-2.K-1);

O cálculo da temperatura média radiante é efetuado a partir da temperatura de globo (tg) e da

temperatura ambiente (ta). Na presença de convecção natural o cálculo faz-se a partir da

expressão

(

273

)

0,4 10

(

)

273 4 + 4+ ⋅ 84 − ⋅ − − = _g _g _a _g _a r t t t t t t (6) Para a convecção forçada é utilizada a expressão

(

273

)

2,5 10

(

)

273 4 + 4+ ⋅ 8⋅ 0,6 − − = _g _a _g _a r t v t t t (7) A opção entre as duas expressões anteriores exige o cálculo de

4 1 0,25 g a cg t t h = ⋅ − (8) e de

(38)

Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 0,6 a 2 =3,46⋅v cg h (9) Se hcg1>hcg2, então aplica-se a expressão de convecção natural, caso contrário a de convecção

forçada.

O cálculo do vestuário, em clo, foi efectuado de modo a que o valor médio do PMV ao longo das 8 horas do turno fosse zero, considerando um valor do metabolismo (M) de 1,2met.

Produção de calor metabólico (M) Condução de ou para o vestuário (K) Trocas convectivas com as camadas de ar circundantes (C)

Trocas de calor sensível e latente na respiração (Res)

o o o o Trocas por radiação

com as superfícies envolventes (R) Trabalho mecânico

exterior (W)

Perdas por evaporação devido à transpiração (E)

S = M + W + R + C + K - E + Res

Figura 13 - Balanço Térmico do Corpo Humano (in Silva, M. C. Gameiro da, 2006).

Na tabela 3 encontram-se os valores referentes ao Índice PMV (Predicted Mean Vote).

Tabela 3 – Escala/Sensação térmica

Escala Sensação térmica

+3 Quente +2 Tépido +1 Ligeiramente tépido 0 neutro -1 Ligeiramente fresco -2 Fresco -3 Frio

Fonte: MIGUEL, Alberto Sérgio, 2002

O Índice PMV – PPD recomendado pela norma ISO 7730 (2005) para caracterização de ambientes confortáveis deve situar-se nos seguintes limites:

• -0,5<PMV<0,5 • PPD<10%

(39)

7 TRATAMENTO E ANÁLISE DE DADOS

Para o cálculo dos Índices de PMV e PPD para cada um dos 30 locais de trabalho selecionados, o procedimento foi o seguinte:

Com base nos parâmetros medidos, através do equipamento BABUC-A ao longo de um turno completo: • TeGLOBETH.nv (ºC); • Temperatura (ºC); • TeWETBULB.nv (ºC); • WBGTExt (ºC); • WBGTInt (ºC); • Velocidade do ar (m.s-1_),

Procedeu-se ao cálculo da pressão parcial de vapor de água (Pa, em Pascal), da Temperatura média radiante (Tmr, em ºC) e da Humidade relativa (Hr, em %);

(Nota: Ver CD anexo).

Atendendo a que o equipamento de avaliação dos dados media todos os parâmetros a intervalos de 100s e a velocidade do ar a intervalos de 20s, foi efectuada a respectiva correcção utilizando a média de cada conjunto dos 5 valores anteriores;

Foi tomado como referência do isolamento para o vestuário (Icl) o valor atualmente em uso na Empresa (1 Clo);

Em poder dos dados referidos em a) e b), foram calculadas as médias de cada um dos parâmetros ao longo do turno e introduzidas na aplicação informática desenvolvida por Carlos Gameiro (2006), de acordo com o exemplo da tabela 4.

Tabela 4- Valores de PMV e PPD para 1 Clo

Ta (ºC) Tmr(ºC) Hr(%) Va (m/s) Icl(clog) M (met) W (met) PMV PPD (%)

23,8 23,6 98,44 0,08 1 1,2 0 0,83 19,6

De seguida foi ajustado o valor do isolamento térmico básico (Icl), de forma a obter um Índice de PMV=0 e, consequentemente, um Índice de PPD=5%. No exemplo apresentado na tabela 5 (zona húmida da PM1), o valor obtido para Icl foi de 0,48 Clo.

Tabela 5- Valor de Isolamento do Vestuário ajustado (0,48 Clo) para PMV=0 e PPD=5%

Ta (ºC) Tmr(ºC) Hr(%) Va (m/s) Icl(clog) M (met) W (met) PMV PPD (%)

23,8 23,6 98,44 0,08 0,48 1,2 0 0,00 5,0

Com o valor para o isolamento térmico básico (Icl), procedeu-se ao cálculo dos valores instantâneos do PMV e do PPD para um período de 8 horas, correspondente a um turno de trabalho (Figura 13).

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Sala de Controlo da Zona Húmida da PM1 18/08/2008 -0,50 -0,40 -0,30 -0,20 -0,10 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 15 :0 1 :40 16 :0 1 :40 17 :0 1 :40 18 :0 1 :40 19 :0 1 :40 20 :0 1 :40 21 :0 1 :40 22 :0 1 :40 Horas PM V 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 PP D ( % ) PMV PPD (%)

Figura 14 - Valores do PMV e PPD na Sala de Controlo da Zona Húmida da PM1 Local 1 - Sala de Controlo da Zona Húmida da PM1 (Figura 13):

PMV: valores entre –0,23 e 0,32; PPD: valores entre 5% e 7,18%; Valor usado para o vestuário: 0,48 clo.

Da análise dos registos do PMV e do PPD da Figura 13, correspondentes à zona húmida PM1, verifica-se que, para um isolamento térmico básico de 0,48, os operadores se encontram dentro da zona de conforto durante todo o turno. No entanto, numa observação mais fina do gráfico do PMV, verifica-se a existência de uma forte variação das condições de conforto ao longo do tempo, com um arrefecimento ao longo do dia, com particular incidência a partir das 20h00.

Este procedimento foi repetido para cada um dos 30 locais de medição assinalados. Na tabela 6 encontram-se os valores dos parâmetros PMV e PPD para os 30 locais considerando o valor de protecção do vestuário em vigor na empresa. Da sua análise verifica-se que, nestas condições, apenas 7 dos locais (23%) apresentam condições de conforto térmico; dos outros, 15 (50%) apresentam valores de PMV entre 0,5 e 1;os restantes 8 (27%), os valores do PMV ultrapassam a unidade.

Quando se faz a adequação do vestuário às condições do local de trabalho o panorama muda substancialmente. Observando os valores da tabela 7, verifica-se que, em apenas um local, a zona húmida no piso da máquina PM1, junto ao pilar K9, não são verificadas as condições de conforto para um valor de Icl de 0,1 clo. Nos restantes locais fazendo variar Icl até um máximo de 0,85 é possível alcançar as necessárias condições de conforto.

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Tabela 6 - PMV e PPD para valores médios e 1 clo

Cálculos de PMV e PPD, com Valores Médios e 1 Clo

LOCAL _(ºC)Ta _(ºC)Tmr _(%)Hr _(m/s)Va _(clo)Icl _(met)M _(met)W PMV PPD _(%)

1 23,8 23,6 98,44 0,08 1 1,2 0 0,83 19,6 2 21,9 22,4 96,25 0,08 1 1,2 0 0,43 8,8 3 22,3 21,6 90,6 0,1 1 1,2 0 0,34 7,4 4 24,9 25,9 76,4 0,3 1 1,2 0 0,8 18,5 5 26,4 26,8 93,6 0 1 1,2 0 1,5 50,9 6 24,4 24,3 97,3 0 1 1,2 0 0,98 25,4 7 30,3 32,1 88,6 0 1 1,2 0 2,59 95,1 8 25 24,5 91,7 0 1 1,2 0 1,04 27,9 9 23,2 22,5 100 0,1 1 1,2 0 0,66 14,2 10 23,2 23,5 100 0 1 1,2 0 0,76 17,2 11 23,3 23,8 100 0 1 1,2 0 0,81 18,9 12 23,1 23,4 100 0,1 1 1,2 0 0,74 16,5 13 26,3 27,5 100 0,1 1 1,2 0 1,64 58,4 14 26,7 29,3 100 0,5 1 1,2 0 1,54 52,9 15 23,3 23,5 100 0 1 1,2 0 0,76 17,2 16 24,8 25,6 100 0 1 1,2 0 1,2 35,1 17 19,6 19,8 100 0 1 1,2 0 -0,12 5,3 18 26,5 28,3 100 0,2 1 1,2 0 1,56 54 19 23,1 24,1 100 0,2 1 1,2 0 0,58 11,9 20 23,2 24,1 100 0,2 1 1,2 0 0,59 12,3 21 26,5 26,9 100 0 1 1,2 0 1,6 56,4 22 21,9 21,9 100 0 1 1,2 0 0,4 8,4 23 23,2 24,5 100 0,2 1 1,2 0 0,63 13,4 24 24,5 25,6 100 0,2 1 1,2 0 1,02 26,8 25 21,3 21,8 100 0,1 1 1,2 0 0,24 6,2 26 23 23,7 100 0,2 1 1,2 0 0,6 12,6 27 23,2 24,3 100 0,1 1 1,2 0 0,76 17,3 28 23,1 24,2 100 0,2 1 1,2 0 0,61 12,7 29 22,3 23,4 100 0,2 1 1,2 0 0,38 8 30 22,9 24,2 100 0,2 1 1,2 0 0,61 12,9 MÁXIMO 30,3 32,1 100 0,5 MÍNIMO 19,6 19,8 76,4 0 MÉDIA 23,9 24,6 97,8 0,1 MODA 24,9 24,3 100 0 DESV. PADR. 2,1 2,5 5,1 0,1

Local 7 - Valor máximo PMV e PPD.

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Tabela 7 – Cálculos de Icl para PMV=0 e PPD= 5%, para valores médios

Cálculos de Icl para PMV=0 e PPD=5%, com Valores Médios

LOCAL Ta (ºC) Tmr(ºC) Hr(%) Va (m/s) Icl(clog) M (met) W (met) PMV PPD (%)

1 23,8 23,6 98,44 0,08 0,48 1,2 0 0 5 2 21,9 22,4 96,25 0,08 0,725 1,2 0 0 5 3 22,3 21,6 90,63 0,1 0,776 1,2 0 0 5 4 24,9 25,9 76,4 0,3 0,53 1,2 0 0 5 5 26,4 26,8 93,6 0 0,069 1,2 0 0 5 6 24,4 24,3 97,3 0 0,388 1,2 0 0 5 7 30,3 32,1 88,6 0 0,1 1,2 0 2,16 83,4 8 25 24,5 91,7 0 0,344 1,2 0 0 5 9 23,2 22,5 100 0,1 0,599 1,2 0 0 5 10 23,2 23,5 100 0 0,53 1,2 0 0 5 11 23,3 23,8 100 0 0,5 1,2 0 0 5 12 23,1 23,4 100 0,1 0,54 1,2 0 0 5 13 26,3 27,5 100 0,1 0,008 1,2 0 0 5 14 26,7 29,3 100 0,5 0,209 1,2 0 0 5 15 23,3 23,5 100 0 0,53 1,2 0 0 5 16 24,8 25,6 100 0 0,26 1,2 0 0 5 17 19,6 19,8 100 0 1,08 1,2 0 0 5 18 26,5 28,3 100 0,2 0,135 1,2 0 0 5 19 23,1 24,1 100 0,2 0,67 1,2 0 0 5 20 23,2 24,1 100 0,2 0,655 1,2 0 0 5 21 26,5 26,9 100 0 0,031 1,2 0 0 5 22 21,9 21,9 100 0 0,746 1,2 0 0 5 23 23,2 24,5 100 0,2 0,63 1,2 0 0 5 24 24,5 25,6 100 0,2 0,399 1,2 0 0 5 25 21,3 21,8 100 0,1 0,85 1,2 0 0 5 26 23 23,7 100 0,2 0,63 1,2 0 0 5 27 23,2 24,3 100 0,1 0,525 1,2 0 0 5 28 23,1 24,2 100 0,2 0,644 1,2 0 0 5 29 22,3 23,4 100 0,2 0,776 1,2 0 0 5 30 22,9 24,2 100 0,2 0,63 1,2 0 0 5 MÁXIMO 30,3 32,1 100 0,5 1,1 MÍNIMO 19,6 19,8 76,4 0 0,008 MÉDIA 23,9 24,6 97,764 0,1 0,5 MODA 24,9 24,3 100 0 0,5 DESV. PADR. 2,1 2,5 5,1 0,1 0,3

Local 7 - Valor máximo PMV e PPD.