Ventilação Industrial

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DESCRIÇÃO
Caracterizações técnicas dos tipos de ventilação, dos sistemas de ventilação e recomendações
inerentes de projeto.
PROPÓSITO
Com a diversidade de situações ocupacionais em que o ar ambiente se encontra contaminado ou com
temperatura anormal, é de grande importância o estudo de soluções, objetivando garantir um ambiente
saudável.
PREPARAÇÃO
Antes de iniciar este conteúdo, tenha em mãos papel, caneta, uma calculadora científica ou use a
calculadora de seu smartphone/computador, para a realização das tarefas em aula.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Identificar conceitos, definições, tipologias e caracterizações associados aos sistemas de ventilação
MÓDULO 2
Reconhecer as recomendações de projeto dos sistemas de ventilação
O QUE SIGNIFICA VENTILAÇÃO INDUSTRIAL?
AVISO: orientações sobre unidades de medida.
Em nosso material, unidades de medida e números são escritos juntos (ex.: 25km) por questões
de tecnologia e didáticas. No entanto, o Inmetro estabelece que deve existir um espaço entre o
número e a unidade (ex.: 25 km). Logo, os relatórios técnicos e demais materiais escritos por você
devem seguir o padrão internacional de separação dos números e das unidades.
MÓDULO 1
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 Identificar conceitos, definições, tipologias e caracterizações associados aos sistemas de
ventilação
LIGANDO OS PONTOS
Foto: Shutterstock.com
Você sabe o que significa ventilação geral diluidora e ventilação local exaustora? Conseguiria identificar
em uma atividade do dia a dia uma situação de exposição ocupacional passível de ser reduzida ou
eliminada com o emprego de ventilação industrial? Para entendermos os conceitos envolvidos, tomando
por base uma situação prática, vamos analisar o case da Cozinha Industrial da Dona Bela, a seguir:
A Cozinha Industrial da Dona Bela está legalmente estabelecida, na cidade de Itaperuna, Rio de Janeiro,
cuja velocidade média sazonal dos ventos, perpendiculares à parede, é de
. A sede da empresa tem o seguinte detalhamento ambiental: área total de
, com um pé direito de
; duas janelas laterais e duas portas, sendo que cada uma das janelas possui dimensões de
(75% correspondem à área de abertura das janelas); iluminação artificial de lâmpadas fluorescentes
econômicas; ventilação natural de portas e janelas e artificial local exaustora. Os principais
equipamentos e dispositivos utilizados são: fogão industrial de quatro bocas
3, 4m/s
48, 47m2
3, 70m
2m  × 1m
0, 90m  ×  1m  ×  0, 80m
; fogão industrial de seis bocas
; duas fritadeiras, cada uma medindo
, e forno. Cabe observar que cada um dos fogões possui uma coifa do tipo ilha central, responsável pela
remoção das respectivas emissões, situada a 1,10m de distância da fonte de calor.
Da mesma forma, existe uma coifa para o conjunto das duas fritadeiras com
 de distância das fontes de calor e uma coifa de
, exclusiva, para o forno com
 de distância da fonte de calor. Você foi consultado para apresentar a sua posição técnica sobre o
sistema de ventilação empregado, assim como propor novas configurações.
Após a leitura do case, é hora de aplicar seus conhecimentos! Vamos ligar esses pontos?
1. EM UM PRIMEIRO MOMENTO, VOCÊ DECIDE VERIFICAR A VAZÃO
VOLUMÉTRICA RESULTANTE DA AÇÃO DOS VENTOS, QUE É RESPONSÁVEL
PELO MECANISMO DE VENTILAÇÃO GERAL NATURAL UTILIZADA PARA
RENOVAÇÃO DO AR NO RECINTO. ASSINALE A AFIRMATIVA CORRETA PARA O
VALOR DA VAZÃO VOLUMÉTRICA NA COZINHA INDUSTRIAL DA DONA BELA.
A)
B)
C)
(c  ×  l  ×  h)
1, 30m  ×  1m  ×  0, 80m
(c  ×  l  ×  h)
1, 19m  ×  0, 394m  ×  0, 768m
(p  ×  l  × h)
1, 10m
1, 20m  × 1, 00m
0, 40m
1, 275m3. s−1
2, 55m3. s−1
1, 70m3. s−1
D)
E)
2. AGORA QUE VOCÊ JÁ DETERMINOU A VAZÃO VOLUMÉTRICA, É HORA DE
DETERMINAR A TAXA DE RENOVAÇÃO DE AR, NA COZINHA INDUSTRIAL DA
DONA BELA. ASSINALE A AFIRMATIVA CORRETA PARA O VALOR DO NÚMERO
DE TROCAS POR HORA NA COZINHA INDUSTRIAL DA DONA BELA.
A) 25,60 trocas/hora.
B) 48,47 trocas/hora.
C) 179,34 trocas/hora.
D) 3600 trocas/hora.
E) 1,275 trocas/hora.
GABARITO
1. Em um primeiro momento, você decide verificar a vazão volumétrica resultante da ação dos
ventos, que é responsável pelo mecanismo de ventilação geral natural utilizada para renovação
do ar no recinto. Assinale a afirmativa correta para o valor da vazão volumétrica na Cozinha
Industrial da Dona Bela.
A alternativa "A " está correta.
Justificativa
(para ventos perpendiculares à parede:
1, 50m3. s−1
0, 50m3. s−1
Q  =  φ V  A 
φ  =  0, 5
0, 5 ≤ φ  ≤ 0, 6)
A  =  0, 75 (2 .  1)  =  1, 5m2
V   =  0, 5 .  3, 4  =  1, 7m. s−1
Q  =  0, 5 .  1, 5 .  1, 7  =  1, 275m3. s−1
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
2. Agora que você já determinou a vazão volumétrica, é hora de determinar a taxa de renovação
de ar, na Cozinha Industrial da Dona Bela. Assinale a afirmativa correta para o valor do número de
trocas por hora na Cozinha Industrial da Dona Bela.
A alternativa "A " está correta.
Justificativa
ou
(para ventos perpendiculares à parede:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
trocas por hora
3. VOCÊ PRECISA CONCLUIR SE, COM O NÚMERO DE
TROCAS POR HORA CALCULADO, A COZINHA INDUSTRIAL
DA DONA BELA ATENDE AO RECOMENDADO PELA
AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND
AIR-CONDITIONING ENGINEERS (ASHRAE), GUIDE AND
DATA BOOK, 2001, PARA COZINHAS INDUSTRIAIS.
T   =  Q / V
Q  =  1, 275m3. s−1
4590m3.h−1
φ  =  0, 5
0, 5 ≤ φ  ≤ 0, 6)
V   =  48, 47 .  3, 70  =  179, 34
T   =  25, 60
RESPOSTA
Atende na medida em que a faixa recomendada está compreendida entre 10 e 30 trocas por hora.
COMO PODEMOS CLASSIFICAR OS SISTEMAS
DE VENTILAÇÃO?
CONCEITOS E DEFINIÇÕES
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Foto: Shutterstock.com
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 o principal objetivo dos equipamentos de
ventilação, ar-condicionado e aquecimento, transmitindo ou absorvendo energia do ambiente, ou mesmo
transportando material, atuando em um padrão de grande eficiência sempre que utilizado em
equipamentos adequadamente projetados.
Cabe ressaltar 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. A ventilação
industrial tem sido e, continua sendo, a principal medida de controle efetiva para ambientes de
trabalho prejudiciais ao ser humano.
NO CAMPO DA HIGIENE DO TRABALHO, A VENTILAÇÃO TEM A
FINALIDADE DE EVITAR A DISPERSÃO DE CONTAMINANTES NO
AMBIENTE INDUSTRIAL, BEM COMO DILUIR CONCENTRAÇÕES DE
GASES, VAPORES E PROMOVER CONFORTO TÉRMICO AO HOMEM.
ASSIM, A VENTILAÇÃO É UM MÉTODO PARA SE EVITAREM
DOENÇAS PROFISSIONAIS ORIUNDAS DA CONCENTRAÇÃO DE PÓ
EM SUSPENSÃO NO AR, GASES TÓXICOS OU VENENOSOS,
VAPORES ETC.
O controle adequado da poluição do ar tem início com uma adequada ventilação de operações e
processos industriais (máquinas, tornos, equipamentos etc.), seguindo-se uma escolha conveniente de
um coletor dos poluentes (filtros, ciclones etc.). Todavia, ao se aplicar a ventilação em uma indústria, é
preciso verificar antes, as condições das máquinas, equipamentos, bem como o processo existente, a
fim de se obter a melhor eficiência na ventilação.
 SAIBA MAIS
A modernização das indústrias, isto é, mecanização e automação, além de aumentar a produção,
melhora sensivelmente a higiene do trabalho com relação às poeiras, aos gases etc.
O AR
Foto: Shutterstock.com
O AR É A MISTURA DE GASES QUE CONSTITUI UMA CAMADA
ATMOSFÉRICA DE ESPESSURA DE APROXIMADAMENTE 500KM.
Ar respirável (ar puro) é a camada atmosférica próximaao nível do mar, de espessura aproximada de
1% a 2% do total da camada atmosférica. Essa camada permite, em condições normais, a sobrevivência
do ser humano. A composição média do ar respirável apresenta os seguintes componentes principais:
N2 - 78,03%
O2 - 20; 99%
CO2 - 0,03%
H2O - 0,47%
Outros gases - 0,49%
 SAIBA MAIS
Os valores da pressão sofrem alterações à proporção que nos afastamos verticalmente em referência ao
nível do mar, graças ao peso da camada de ar que reduz à medida que nos elevamos.
Por isso, a importância de conhecer mais sobre o ar e os processos que o envolvem. Confira a
seguir!
RENOVAÇÃO É O PROCESSO DE SUBSTITUIÇÃO DO AR, QUE PROPICIA O
CONTROLE DE TEMPERATURA E UMIDADE DO AR RESPIRÁVEL ATENDENDO A
PADRÕES PERMITIDOS POR NORMAS.
TAXA DE RENOVAÇÃO É O NÚMERO DE VEZES QUE O VOLUME DE AR DESSE
AMBIENTE É TROCADO NA UNIDADE DE TEMPO. É TAMBÉM CHAMADO DE
NÚMERO DE TROCAS DE AR.
Isto é:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
T - Taxa de renovação em l/h
Q - Vazão em m³/h
V - Volume do ambiente em m³
VAZÃO É O VOLUME DE AR QUE SE DESLOCA NA UNIDADE DE TEMPO, EM UM
AMBIENTE OU EM UMA TUBULAÇÃO.
Isto é:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
Q - Vazão em m³/h
V - Volume em m³
t - Tempo em h
T   =  Q / V
Q  =  V  / t
No quadro a seguir, são indicadas as relações de espaço ocupado e vazões necessárias para diversas
situações.
ÁREA FUNCIONAL
TAXA DE RENOVAÇÃO
(trocas/hora)
VAZÃO(ft³/min.)/pessoa
Hospitais (sala de anestesia) 8 – 12 -
Salas de animais 12 – 16 -
Auditórios 10 – 20 10
Hospitais (salas de autópsia) 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 parto) 8 – 12 -
Escritórios 8 – 12 -
Cozinhas industriais 10 – 30 -
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
Quadro: Critérios para projetos gerais de ventilação de ambientes.
Adaptação parcial do autor de American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers
(ASHRAE), Guide and Data Book, 2001.
 ATENÇÃO
O quadro incorpora a remoção de odores corporais, nível de atividade do indivíduo e remoção de
calor.
As trocas de até oito vezes por hora são suficientes para remover contaminantes emitidos por
ocupantes.
O limite superior de cada faixa é recomendado para remover calor e vapor em zonas tropicais.
Em climas quentes, sugere-se o dobro dos valores considerados no quadro. Se ocorrer a presença
de fumantes também deve ser considerado o dobro dos valores da tabela.
Não está previsto o uso de equipamentos de limpeza de ar.
O espaço não deve ser inferior a 150ft3 / pessoa (4,248m3 / pessoa) ou 15ft2 / pessoa (1,394m2 /
pessoa).
(ft3/min.) / pessoa corresponde a (1,69m3/h) / pessoa.
Segundo Macintyre (1990), o cálculo da vazão volumétrica de ar que entra no recinto através de
aberturas é dado por:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
Q - é a vazão volumétrica de ar, em m³/s
- é o coeficiente de eficiência das aberturas (para ventos perpendiculares à parede:
Q = φ  × V × A
φ
0, 5  ≤  φ  ≤  0, 6
para ventos diagonais à parede:
).
V – é velocidade que corresponde a cerca de 50% do valor da velocidade média sazonal dos
ventos locais, em m/s.
A – é a área total das aberturas de entrada ou de saída (consideradas iguais), em m².
TROCA DE CALOR COM O CORPO HUMANO
Foto: Shutterstock.com
A TEMPERATURA, O CALOR E O DESLOCAMENTO DO AR SÃO
RESPONSÁVEIS PELA TROCA DE CALOR EFETUADA COM O
CORPO HUMANO, QUE, EM CONDIÇÕES IDEAIS, PROMOVE
RECEPTIVIDADE TÉRMICA.
Esses fatores ajudam o metabolismo na transformação de matéria em energia vital, oferecendo
condições de saúde e bem-estar. A energia produzida pelo organismo humano na unidade de tempo
pode ser avaliada em função do consumo de oxigênio respirável absorvido pelo organismo, ou seja:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Para tanto, o metabolismo depende de vários fatores, tais como:
NATUREZA, CONSTITUIÇÃO, RAÇA, SEXO, IDADE, MASSA CORPORAL,
ALTURA.
0, 25  ≤  φ ≤  0, 35
1kg O2    →   3. 649kJ   =  3. 260kcal
CLIMA, HABITAÇÃO, VESTUÁRIO.
SAÚDE, NUTRIÇÃO, ATIVIDADE.
 SAIBA MAIS
Homeotermia ou endotermia é a capacidade que alguns animais possuem de utilizar o metabolismo
para manter sua temperatura corporal relativamente constante. A taxa metabólica (M) é a quantidade
de energia por unidade de tempo, produzida no interior do corpo humano, que leva em consideração a
atividade física exercida. Já a taxa metabólica média (M) é a média ponderada no tempo das taxas
metabólicas obtidas em um intervalo de 60 minutos corridos.
São os seguintes os fatores ambientais e individuais que influenciam na sensação térmica:
TEMPERATURA DO AR
Influi na troca térmica que ocorre entre o organismo humano e o meio ambiente, pelos mecanismos de
convecção ou condução. Para uma temperatura maior do que a temperatura da pele, temos um ganho
de calor do organismo.
UMIDADE DO AR
Influi na troca térmica que ocorre entre o organismo humano e o meio ambiente pela evaporação.
VELOCIDADE DO AR
É a responsável por aumentar a troca térmica entre o corpo e meio ambiente, por condução/convecção.
CALOR RADIANTE
É a energia emitida pelos corpos aquecidos a partir de fontes de radiação infravermelha.
TAXA METABÓLICA
Varia em função do tipo de atividade exercida pelo trabalhador. É estimada por tabelas disponíveis na
legislação.
A exposição do trabalhador às temperaturas extremas pode ser entendida pela expressão a seguir
(balanço térmico):
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
S – Calor acumulado no organismo
M – Calor produzido pelo metabolismo
C – Calor ganho ou perdido por condução/convecção
R – Calor ganho ou perdido pela radiação
E – Calor perdido por evaporação
 ATENÇÃO
Temperatura da superfície do corpo (tsc) × Temperatura ambiente (ta).
tsc > ta – corpo cede calor para as moléculas de ar.
tsc = ta – não haverá troca de calor.
tsc < ta – corpo recebe calor do meio ambiente e entra em sobrecarga térmica.
A seguir, vamos detalhar mais alguns conceitos importantes.
ÍNDICE DE BULBO ÚMIDO TERMÔMETRO DE GLOBO
(IBUTG)
É o índice utilizado para avaliação da exposição ocupacional ao calor que leva em consideração
temperatura, velocidade e umidade do ar e calor radiante, já o índice de bulbo úmido termômetro de
globo médio (IBUTGméd.) é a média ponderada no tempo dos diversos valores de IBUTG obtidos em um
intervalo de 60 minutos corridos (60 minutos mais desfavoráveis da jornada).
LIMITE DE EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL
É o valor máximo de IBUTG relacionado à taxa metabólica média (M). Representa as condições sob as
quais se acredita que a maioria dos trabalhadores possa estar exposta, repetidamente, durante toda a
sua vida de trabalho, sem sofrer efeitos adversos à sua saúde.
S  =   +  M   ±  C  ±  R –E
VALOR TETO
É o valor de IBUTG relacionado a uma taxa metabólica que define condições extremas nas quais o
trabalhador não é mais capaz de manter o equilíbrio térmico, implicando em aumento da temperatura
central de 1°C em menos de 15 minutos.
A avaliação da exposição ocupacional ao calor toma por base o índice de bulbo úmido termômetro de
globo (IBUTG) relacionado à taxa metabólica (M), calculado pelas seguintes equações:
Para ambientes internos ou externos sem carga solar direta:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Para ambientes externos com carga solar direta:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
tbn - Temperatura de bulbo úmido natural em °C (70% – depende da umidade relativa do ar).tg - Temperatura de globo em °C.
tbs - Temperatura de bulbo seco (temperatura do ar) em °C.
SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
Foto: shutterstock.com
IBUTG  =  0, 7tbn  +  0, 3tg
IBUTG  =  0, 7tbn  +  0, 2tg  +  0, 1tbs
A VENTILAÇÃO DE RESIDÊNCIAS, ESPAÇOS COMERCIAIS E
ESCRITÓRIOS É NECESSÁRIA PARA CONTROLAR ODORES
CORPORAIS, FUMAÇA DE CIGARRO, ODORES DE 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. Dados públicos sobre as quantidades de ar, normalmente, disponíveis pela
ventilação natural ou infiltração, indicam que a sufocação por deficiência de oxigênio ou excesso de gás
carbônico, como resultantes da respiração humana, é potencialmente impossível em construções não
subterrâneas. Para a classificação dos sistemas de ventilação, é preciso levar em conta a finalidade a
que se destinam.
Desse modo, os objetivos da ventilação são:
MANUTENÇÃO DO CONFORTO
MANUTENÇÃO DA SAÚDE E SEGURANÇA DO HOMEM
CONSERVAÇÃO DE MATERIAIS E EQUIPAMENTOS (POR
IMPOSIÇÃO TECNOLÓGICA)
MANUTENÇÃO DO CONFORTO
Restabelecer as condições atmosféricas em um ambiente alterado pela presença do homem. Refrigerar
o ambiente no verão e aquecer o ambiente no inverno.
MANUTENÇÃO DA SAÚDE E SEGURANÇA DO HOMEM
Reduzir concentrações no ar de gases vapores, aerodispersoides em geral, nocivos ao homem, até que
baixe a níveis compatíveis com a saúde. Manter concentrações de gases, vapores e poeiras inflamáveis
ou explosivos fora das faixas de inflamabilidade ou de explosividade.
CONSERVAÇÃO DE MATERIAIS E EQUIPAMENTOS (POR
IMPOSIÇÃO TECNOLÓGICA)
Reduzir aquecimento de motores elétricos e máquinas; isolar cabines elétricas, não permitindo entrada
de vapores, gases ou poeiras inflamáveis, com a finalidade de se evitar explosão, por meio de faíscas
elétricas; manter produtos industriais em armazéns ventilados, com o fim de se evitar a deterioração.
Os tipos de ventilação, empregados para qualquer finalidade, são assim classificados:
Ventilação natural.

Ventilação geral para conforto térmico.

Ventilação geral diluidora.

Ventilação local exaustora (sistema).
Os sistemas que requerem qualquer tipo de renovação do ar são classificados em:
Ventilação natural ou espontânea.
Ventilação artificial, forçada ou mecanizada.
Imagem: Oliveira, 2016, p. 62.
 Tipos de ventilação
A seguir, saiba mais detalhes sobre ventilação, seus tipos e suas especificidades:
VENTILAÇÃO ARTIFICIAL, FORÇADA OU MECANIZADA
Requer a utilização de recursos mecânicos para promover maior arraste do ar do ambiente. Esse tipo de
ventilação pode ser geral diluidora, diluidora por exaustão ou local exaustora.
VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA
É o processo em que a ar puro se mistura com o ar ambiente contaminado diluindo seus contaminantes
antes de ser retirada do recinto. A diluição reduz as concentrações de elementos indesejáveis.
VENTILAÇÃO DILUIDORA POR EXAUSTÃO
É o processo em que, preferencialmente, o ar contaminado ou quente é retirado do recinto, permitindo
que o ar puro entre por aberturas. Esse processo é amplamente utilizado em fábricas, nas quais o
ambiente atmosférico apresenta altos índices de concentrações, nos casos de fundições, cabines de
pinturas, jateamento, fornos etc. Quando o ar ambiente é limpo e necessita apenas de renovação para
conforto e evitar contaminantes externos, o processo de insuflamento utilizado deve ser o de filtragem.
Esses ambientes podem ser exemplificados por áreas administrativas devidamente climatizadas, como
no caso das agências bancárias. Nelas, o insuflamento promove uma diferença de pressão do ambiente
externo com o interno, desse modo, ampliando o conforto térmico e o controle da umidade. Quando
houver restrições de saídas em função da elevada pressão, fato que poderá inclusive dificultar aberturas
de portas e acesso, é fundamental que, especificamente neste caso, seja utilizado o sistema misto de
exaustão simultânea.
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA
É aplicada nos casos em que os contaminantes estão concentrados ou localizados. Nesses casos,
serão utilizados sistemas de captação que realizarão a retirada dos contaminantes, antes que eles
possam entrar nos ambientes. Esse processo é muito utilizado em locais como laboratórios,
restaurantes, entre outros ambientes que possuem as chamadas coifas. É importante considerar que
esse procedimento, além de muito eficiente, é bastante econômico.
MÉTODOS DE DISTRIBUIÇÃO DO AR
Foto: Shutterstock.com
Para os processos citados, quanto à renovação, podemos distribuir o ar no recinto de várias maneiras,
conforme as condições apropriadas do recinto, definidas pelo projeto, seja arquitetônico ou de planta
industrial.
Distribuição de cima para baixo.
Distribuição para baixo e para cima.
Distribuição de baixo para cima.
Distribuição cruzada.
Distribuição mista.
Distribuição especial em duto, em minas ou espaços confinados.
Saiba mais sobre cada uma delas a seguir!
DISTRIBUIÇÃO DE CIMA PARA BAIXO
O ar é introduzido pela parte superior do recinto e retirado pela parte inferior. Tem a vantagem de não
permitir poeira no recinto. Funciona como fluxo pistão, empurrando o ar para saídas mais próximas, o
que evita curto-circuito, ou turbulência.
DISTRIBUIÇÃO PARA BAIXO E PARA CIMA
O ar é introduzido e retirado pela parte superior. Dois são usualmente utilizados:
• Entrada superior formando jato circulatório em todo recinto com saída (grades de insuflamento)
próxima da entrada.
• Boca de insuflamento no teto, que ocorre quando o ponto de entrada e de saída estão próximas
empurrando o ar para baixo formando uma mistura e retirando o ar por insuflamento no centro da boca
(típicos de lojas, bancos etc.).
DISTRIBUIÇÃO DE BAIXO PARA CIMA
O ar é empurrado para cima pelas laterais do recinto e retirado por pontos no teto. Adotado em
ambientes com carga térmica significativa. Com o aumento de temperatura, o ar de menor densidade
tende a subir, o que é ótimo para arraste de calor de insolação de cobertura. A sobrepressão deve ser
avaliada para evitar dificuldade de abertura de portas e janelas. Adotar, como referência, algo em torno
de 10N/m² (1kg/m²).
DISTRIBUIÇÃO CRUZADA
Os pontos de entrada e saída (de insuflamento) ficam em lados opostos, situados pela parte superior do
recinto, formando um fluxo dentro do recinto. Esse processo é utilizado em pequenos espaços, por sua
eficiência.
DISTRIBUIÇÃO MISTA
É utilizado em recintos em que existem vários comportamentos na atividade e os contaminantes não
apresentam uniformidades. Normalmente, a combinação de distribuição permite insuflar tanto para cima
como para baixo. O ponto de insuflamento fica normalmente em altura mediana.
DISTRIBUIÇÃO EM MINAS OU DUTOS
Utiliza técnica especial mecanizada para renovação do ar ambiente. Nesse caso, a ventilação pode ser
a combinação de todos os casos citados, levando-se em consideração o tipo de contaminante, a área, o
distanciamento até o ponto de descarte do ar, a temperatura, a pressão etc.
AR-CONDICIONADO
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O ar pode ser condicionado artificialmente. Segundo definição da ASHRAE (2001),
"AR-CONDICIONADO É O PROCESSO DE TRATAMENTO DO AR, DE
MODO A CONTROLAR SIMULTANEAMENTE A TEMPERATURA, A
UMIDADE, A PUREZA E A DISTRIBUIÇÃO, PARA ATENDER ÀS
NECESSIDADES DO RECINTO CONDICIONADO", OCUPADO OU NÃO
PELO HOMEM.
As aplicações do ar-condicionado são inúmeras e podemos citar as seguintes:
Processos de fabricação de certos produtos com controle de umidade, temperatura e pureza, por
exemplo: fabricação de produtos farmacêuticos, alimentícios, impressão de cores, industriais
têxteis, de solventes etc.
Conforto do indivíduo e produtividade.
Ambientes hospitalares: salas de operação, salas de recuperação e quartospara tratamento de
doentes alérgicos etc.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. A COMPOSIÇÃO MÉDIA DO AR RESPIRÁVEL APRESENTA UMA SÉRIE DE
COMPONENTES PRINCIPAIS E, EM MAIOR PROPORÇÃO, OS ELEMENTOS:
A) N2 - 20,99%
B) O2 - 78,03%
C) CO2 - 0,47%
D) H2O - 0,03%
E) Outros gases - 0,49%
2. QUAL O FATOR AMBIENTAL QUE INFLUENCIA NA SENSAÇÃO TÉRMICA?
A) Radiação ultravioleta.
B) Radiação visível.
C) Troca térmica.
D) Atividade exercida pelo trabalhador.
E) Taxa metabólica.
GABARITO
1. A composição média do ar respirável apresenta uma série de componentes principais e, em
maior proporção, os elementos:
A alternativa "E " está correta.
A composição média do ar respirável é a seguinte: N2 - 78,03%; O2 - 20; 99%; CO2 - 0,03%; H2O -
0,47% e outros gases - 0,49%.
2. Qual o fator ambiental que influencia na sensação térmica?
A alternativa "E " está correta.
Os fatores ambientais que influenciam na sensação térmica envolvem temperatura, umidade e
velocidade do ar; calor radiante; e taxa metabólica.
MÓDULO 2
 Reconhecer as recomendações de projeto dos sistemas de ventilação
LIGANDO OS PONTOS
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Você sabe o que significa ventilação geral diluidora e ventilação local exaustora? Conseguiria identificar
em uma atividade do dia a dia uma situação de exposição ocupacional passível de ser reduzida ou
eliminada com o emprego de ventilação industrial? Para entendermos os conceitos envolvidos, tomando
por base uma situação prática, vamos analisar o case da Cozinha Industrial da Dona Bela, a seguir:
A Cozinha Industrial da Dona Bela está legalmente estabelecida, na cidade de Itaperuna, Rio de Janeiro,
cuja velocidade média sazonal dos ventos, perpendiculares à parede, é de
. A sede da empresa tem o seguinte detalhamento ambiental: área total de
, com um pé direito de
; duas janelas laterais e duas portas, sendo que cada uma das janelas possui dimensões de
(75% correspondem à área de abertura das janelas); iluminação artificial de lâmpadas fluorescentes
econômicas; ventilação natural de portas e janelas e artificial local exaustora. Os principais
equipamentos e dispositivos utilizados são: fogão industrial de quatro bocas
; fogão industrial de seis bocas
; duas fritadeiras, cada uma medindo
3, 4m/s
48, 47m2
3, 70m
2m  × 1m
0, 90m  ×  1m  ×  0, 80m
(c  ×  l  ×  h)
1, 30m  ×  1m  ×  0, 80m
(c  ×  l  ×  h)
, e forno. Cabe observar que cada um dos fogões possui uma coifa do tipo ilha central, responsável pela
remoção das respectivas emissões, situada a 1,10m de distância da fonte de calor.
Da mesma forma, existe uma coifa para o conjunto das duas fritadeiras com
 de distância das fontes de calor e uma coifa de
, exclusiva, para o forno com
 de distância da fonte de calor. Você foi consultado para apresentar a sua posição técnica sobre o
sistema de ventilação empregado, assim como propor novas configurações.
Após a leitura do case, é hora de aplicar seus conhecimentos! Vamos ligar esses pontos?
1. AGORA, VOCÊ ESTÁ INTERESSADO EM AVALIAR O SISTEMA DE
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA, ESPECIFICAMENTE, EM RELAÇÃO A CADA
UMA DAS COIFAS DO TIPO ABERTA. A SUA PRIORIDADE, NO MOMENTO, É A
DETERMINAÇÃO DA VAZÃO DE ASPIRAÇÃO DO CAPTOR TIPO COIFA ABERTA.
PARA TAL, NO TOCANTE À VELOCIDADE DE CAPTURA, VOCÊ DEVERÁ
CONSIDERAR O PONTO MÉDIO DA FAIXA RECOMENDADA. ASSINALE A
AFIRMATIVA CORRETA PARA O VALOR DA VAZÃO DE ASPIRAÇÃO DO CAPTOR
TIPO COIFA ABERTA DOS FOGÕES DE 4 E DE 6 BOCAS.
A)
e
B)
e
C)
1, 19m  ×  0, 394m  ×  0, 768m
(p  ×  l  × h)
1, 10m
1, 20m  ×  1, 00m
0, 40m
3, 66m3.  s−1
4, 43m3.  s−1
2, 55m3. s−1
1, 5m3. s−1
e
D)
e
E)
e
2. AGORA, A SUA PRIORIDADE É A DETERMINAÇÃO DA VAZÃO DE ASPIRAÇÃO
DO CAPTOR TIPO COIFA ABERTA PARA O CONJUNTO DE DUAS FRITADEIRAS.
PARA TAL, NO TOCANTE À VELOCIDADE DE CAPTURA, VOCÊ DEVERÁ
CONSIDERAR O PONTO MÉDIO DA FAIXA RECOMENDADA. ASSINALE A
AFIRMATIVA CORRETA PARA O VALOR DA VAZÃO DE ASPIRAÇÃO DO CAPTOR
TIPO COIFA ABERTA PARA O CONJUNTO DE DUAS FRITADEIRAS.
A)
B)
C)
D)
E)
1, 7m3. s−1
1, 5m3. s−1
1, 53. s−1
0, 5m3. s−1
0, 5m3. s−1
3, 66m3. s−1
3, 80m3.  s−1
2, 55m3.  s−1
1, 70m3.  s−1
1, 50m3.  s−1
3, 66m3.  s−1
GABARITO
1. Agora, você está interessado em avaliar o sistema de ventilação local exaustora,
especificamente, em relação a cada uma das coifas do tipo aberta. A sua prioridade, no momento,
é a determinação da vazão de aspiração do captor tipo coifa aberta. Para tal, no tocante à
velocidade de captura, você deverá considerar o ponto médio da faixa recomendada. Assinale a
afirmativa correta para o valor da vazão de aspiração do captor tipo coifa aberta dos fogões de 4
e de 6 bocas.
A alternativa "A " está correta.
Justificativa
Para o fogão de 4 bocas
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Para o fogão de 6 bocas:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
2. Agora, a sua prioridade é a determinação da vazão de aspiração do captor tipo coifa aberta
para o conjunto de duas fritadeiras. Para tal, no tocante à velocidade de captura, você deverá
considerar o ponto médio da faixa recomendada. Assinale a afirmativa correta para o valor da
vazão de aspiração do captor tipo coifa aberta para o conjunto de duas fritadeiras.
A alternativa "A " está correta.
Justificativa
Q  =  1, 4 .  P .  V  .  D
P   =  2 .  (0, 90  +  1, 00)  =  3, 80m
V   =  (0, 5  +  0, 75) / 2  =  0, 625
D  =  1, 10 m
Q  =  1, 4  × 3, 80  ×  0, 625 × 1, 1  =  3, 66m3.  s−1
P   =  2 .  (1, 30  +  1, 00)  =  4, 60m
V   =  (0, 5  +  0, 75) / 2  =  0, 625
D  =  1, 10m
Q  =  1, 4  × 4, 60  × 0, 625  ×  1, 1  =  4, 43m3.  s−1
Q  =  1, 4 ×  P ×  V × D
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
3. FINALMENTE, CABE A VOCÊ DETERMINAR A VAZÃO NA
COIFA DO FORNO, QUE PERMITIRÁ UMA VISÃO UM POUCO
MAIS COMPLETA SOBRE AS NECESSIDADES DA COZINHA
INDUSTRIAL DA DONA BELA. APRESENTE, ENTÃO, A BASE
DE CÁLCULOS DA VAZÃO DE AR NECESSÁRIA NA COIFA
DO FORNO.
RESPOSTA
EM QUE SITUAÇÕES SÃO EMPREGADAS A
VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA E A
P   =  2 .  (1, 19  +  0, 394  +  0, 394)  =  3, 96m
V   =  (0, 5  +  0, 75) / 2  =  0, 625
D  =  1, 10 m
Q  =  1, 4 × 3, 96  × 0, 625 ×  1, 1  =  3, 80m3.  s−1
Qv  =  v ×  A
A  =  1, 20  ×  1, 00  =  1, 2m2
V   =  0, 5m. s−1
Qv  =  1, 20  × 0, 5  =  0, 6m
3.  s−1
javascript:void(0)
VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA?
ORIENTAÇÕES PARA O CÁLCULO DE
INSTALAÇÃO DE VENTILAÇÃO MECANIZADA
Foto: Shutterstock.com
Para projetar as instalações de ventilação mecanizada é importante que o engenheiro de segurança do
trabalho verifique, corretamente, o dimensionamento de seus elementos e a determinação das perdas
de cargas com o objetivo de determinar a potência mecânica de acionamento do motor para promover a
renovação do ar ambiente. O dimensionamento dos diversos elementos está ligado, diretamente, à
vazão, à velocidade e às áreas de entrada e saída do ar, segundo a equação geral:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
Q – Vazão em m³/h
Q  =  AV
A – Área em m²
V – Velocidade em m/s
A VAZÃO (Q) É CALCULADA EM FUNÇÃO DA RENOVAÇÃO DO AR.
NESSES CÁLCULOS, DEVE-SE TER O CUIDADO NECESSÁRIO COM
O ARRASTE DE POEIRAS, GOTAS, PERDAS DE CARGAS,
DESLOCAMENTO EXCESSIVO DE VENTOS, E COM A VELOCIDADE
DO AR.
Para o caso da ventilação geral, as bocas de insuflamento ou difusores podem ser:
PARA PAREDE NAS VERSÕES COM GRADES DE PALHETAS HORIZONTAIS E
VERTICAIS FIXAS, GRADES DE PALHETAS HORIZONTAIS E VERTICAIS
FLEXIONADAS EM UM SENTIDO, E GRADES DE PALHETAS HORIZONTAIS E
VERTICAIS FLEXIONADAS EM DUPLO SENTIDO.
PARA TETOS, SÃO ENCONTRADOS: OS DIFUSORES DE PLACAS
PERFURADAS; COM GRADES QUE JOGAM O AR HORIZONTALMENTE;
DIFUSORES COM ANÉIS OU PALHETAS EMBUTIDAS SEM INDUÇÃO;
DIFUSORES COM ANÉIS OU PALHETAS EM DEGRAU, E DIFUSORES COM
ILUMINAÇÃO NO CENTRO.
 ATENÇÃO
Existem, no mercado, difusores com seções diferentes adaptados às diversas vazões, basta que o
projetistadetermine a vazão de insuflamento.
Como já foi destacado, a ventilação local exaustora tem como objetivo principal captar os poluentes de
uma fonte (gases, vapores ou poeiras toxicas) antes que eles 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-SE DO AMBIENTE
UMA PARCELA DO CALOR LIBERADO POR FONTES QUENTES QUE
EVENTUALMENTE EXISTAM. CABE DESTACAR QUE TAMBÉM NO
QUE SE REFERE AO CONTROLE DA POLUIÇÃO DO AR DA
COMUNIDADE, A VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA TEM PAPEL
IMPORTANTE.
A fim de que os poluentes emitidos por uma fonte possam ser tratados em um equipamento de controle
de poluentes (filtros, lavadoras etc.), eles têm de ser captados e conduzidos a esses equipamentos, e
isso é realizado por um sistema de ventilação local.
Imagem: Oliveira, 2016, p. 64.
 Componentes de um sistema de ventilação local exaustora.
Onde:
1 - Captor
2 - Sistema de dutos
3 - Ventilador
4 - Equipamento de controle de poluição do ar
EMPREGO DA VENTILAÇÃO GERAL
Foto: Shutterstock.com
Para a aplicação da ventilação geral, no tocante à manutenção das condições de conforto, diversos
procedimentos devem ser atendidos, entre eles, o cálculo da quantidade de ar para produzir correntes
de ar com as velocidades compreendidas entre 1,5 e 15m/min, já que esse intervalo é o recomendado
para melhorar a sensação de conforto. Por exemplo, para um ambiente de escritório (10 trocas de
ar/hora), com cerca de
, onde operam 30 colaboradores, o volume de ar necessário é de
.
O emprego da ventilação geral diluidora, com sucesso, para a dispersão de contaminantes, depende
dos seguintes aspectos:
O poluente gerado não deve estar presente em quantidade que exceda a que pode ser diluída com
um adequado volume de ar.
A distância entre os trabalhadores e o ponto de geração do poluente deve ser suficiente para
assegurar que os trabalhadores não estarão expostos a concentrações médias superiores ao limite
de tolerância.
A toxicidade do poluente deve ser baixa.
O poluente deve ser gerado em quantidade razoavelmente uniforme.
Diversas razões levam à não utilização frequente desse tipo de ventilação para poeiras e fumos. A
quantidade de material gerado é, usualmente, muito grande e a sua dissipação pelo ambiente é
desaconselhável. Além disso, o material pode ser muito tóxico, requerendo, portanto, uma excessiva
quantidade de ar de diluição.
A taxa de ventilação –
1.200m3 (30  × 10  × 4m)
10  ×  1200  =  12.000m3/h
é a vazão de ar que o sistema de ventilação diluidora introduz ou remove de seu ambiente.
é determinada pela equação, a seguir:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
K – Fator de segurança. Com o emprego de bons difusores para entrada de ar utilizar
(para substâncias moderadamente tóxicas) e
(para substâncias levemente tóxicas).
G – Taxa de geração da substância que se quer diluir (kg/h).
M – Massa molecular (g/mol).
Leo – Limite de exposição ocupacional (ppm) - (valor desejável).
Observe um exemplo de cálculo para a seguinte situação:
Um produto contendo 60% de tolueno como solvente está sendo aplicado em uma organização a uma
taxa de
. Determinar a taxa de ventilação necessária, ao nível do Leo. Considerar
.
SOLUÇÃO
a) Pela NR – 15 o LEO do tolueno é igual a 78ppm.
b) Da FISPQ do tolueno, temos como densidade relativa -
Qn
Qn
Qn  =  24, 1 × K × ( G / M  ) ×  (106 / Leo)
K  =  6
K  =  3
1, 5l/h
M   =  92
GE :  0, 865  −  0, 870a
20 ºC(GE = 0, 87)
GE  =  ρtolueno / ρágua
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
c) Determinação da taxa de geração
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
d)
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
EMPREGO DA VENTILAÇÃO LOCAL
EXAUSTORA
Foto: Shutterstock.com
Um sistema de ventilação local exaustora deve ser projetado de acordo com os princípios de
engenharia, ou seja, de maneira a se obter maior eficiência com o menor custo possível. Por outro lado,
devemos lembrar que, na maioria dos casos, o objetivo desse sistema é a proteção da saúde do
homem. Assim, esse fator deve ser considerado em primeiro lugar, e todos os demais devem estar
condicionados a ele.
Muitas vezes, a instalação de um sistema de ventilação local exaustora, embora bem dimensionada,
pode apresentar falhas que a tornem inoperante, pela não observância de regras básicas na captação
0, 87  =  ρtolueno  / 1kg/l
ρtolueno  =  0, 87kg/l
G : (0, 6.1, 5l/h).0, 87kg/l = 0, 783kg/h.
Qn  =  24, 1  × K  × ( G / M  ) ×  (106 / Leo)
Qn  =  24, 1  × 6  × (0, 783 / 92) ×  (106 / 78)
Qn  =  12.354m
3/h.
de poluentes na fonte. O enclausuramento de operações ou processos, a direção do fluxo de ar, entre
outros fatores, são condições básicas para uma boa captação e exaustão dos poluentes.
Como exemplo, a seguir, temos a maneira correta de se proceder, comparada com as situações que
tornam a exaustão inoperante, nos casos específicos de descarregamento de correias transportadoras e
tanques de lavagem. Os captores envolvem todo o sistema não permitindo emissões fugitivas formando
correntes de fluxo ascendente.
Foto: Fundacentro (Print de Vídeo YouTube – Sistema de Ventilação Local Exaustora).
 Captores
Dependendo das concentrações, não é permitido o lançamento para atmosfera, pois pode atingir a
circunvizinhança, por isso, a necessidade de instalação de filtros ou dispositivos para reduzir as
emissões atmosféricas. Como exemplos, temos: cortina de água, filtros de carvão, filtros de manga etc.
São os equipamentos básicos do sistema de ventilação local exaustora:
Captores.
Coletores (ciclones) alguns resíduos ficam retidos.
Ventiladores.
Motores de acionamento.
Duto de canalização do ar contaminado.
Duto de saída do ar contaminado.
Dispositivos auxiliares de controle para descarte.
OS 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 DESSES
POLUENTES PARA O SISTEMA DE EXAUSTÃO.
Esses captores devem induzir, na zona de emissão de poluentes, correntes de ar em velocidades tais
que assegurem que os poluentes sejam carregados por essas correntes de ar para dentro do captor. A
velocidade do ar deve ser suficiente para captar o poluente no ponto mais desfavorável do sistema.
Essas velocidades são fornecidas em tabelas relacionadas diretamente ao tipo e à formação do
poluente.
 EXEMPLO
Para soldagem elétrica, deve-se utilizar a velocidade de captura entre 30 e 60m/min., no ponto de
origem para coifa suspensa. Já para operações envolvendo evaporação em tanque, eletrodeposição e
desengraxamento a velocidade de captura – VC deve estar entre 15 e 30m/min.
Operação VC (m.s-1) Observação
Jatos abrasivos 2,5 Em cabines
Enchimento de barris 0,4 a 0,5 No ponto de operação
Corte manual de granito 1,0 No ponto de operação
Esmerilhamento 1,0 a 2,0 Grelha de fluxo descendente
Pintura a pistola 0,5 a 1,0 Face da cabine
Solda de prata 0,5 Face da coifa
Solda elétrica 0,5 a 1,0 No ponto de operação
Fogão da cozinha 0,5 a 0,75 Na face da coifa
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
Quadro: Velocidade de captura em função da operação.
Extraído de Costa, 2005, adaptado por Lucio Villarinho Rosa.
Imagem: Oliveira, 2016, p. 69.
 Redução da captura.
Usualmente, as dimensões do processo ou da operação determinam as dimensões do captor e sua
forma. Vários tipos de captores são utilizados nas mais diversas aplicações industriais. No conjunto do
sistema de ventilação local exaustora, os captoresficam instalados próximos à fonte de contaminação,
de modo a arrastar todo o ar contaminado. No projeto, deve-se ter preocupação com a velocidade de
captação próxima à boca do captor ou zona de captação.
A qualidade dos captores depende de vários aspectos:
ENVOLVER TODA A FONTE CONTAMINANTE.
TER MÍNIMA SEÇÃO DE BOCA POSSÍVEL.
APROVEITAR, EM SEU DESEMPENHO, DO MOVIMENTO INICIAL DAS
PARTÍCULAS AO SEREM GERADAS.
FACILIDADE PARA O OPERADOR.
FACILIDADE DE MANUTENÇÃO E LIMPEZA.
 ATENÇÃO
O bom dimensionamento do captor melhora o equilíbrio da potência mecânica instalada.
São os principais tipos de captores:
CAPELAS
São armários normalmente usados em laboratórios.
COIFAS
São captores para arraste de gases ou vapores (fogões, forjas, fornos etc.).
FENDAS
São captores para gases ou vapores emitidos por tanques de banhos, instalados sobre o tanque com
saída de arraste fora de centro pela lateral, a fenda cobre toda superfície do tanque.
CAPTORES DE POLITRIZES ESMERIL
São captores que envolvem motores (rotores), permitindo captura do abrasivo e do material de corte ou
desbasto.
CAMPÂNULAS
São simples caixas que envolvem os equipamentos (serrarias, ensacadeiras etc.).
SIMPLES BOCAS
São apenas aberturas onde entra o ar ambiente.
Imagem: Oliveira, 2016, p. 65.
 Captores.
A ESCOLHA DO TIPO DE CAPTOR ESTÁ RELACIONADA AO
COEFICIENTE DE ENTRADA DO GÁS (CE) E AO COEFICIENTE DE
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
ATRITO, QUE VARIAM DE ACORDO COM A FORMA. AMBOS
INFLUENCIAM A QUEDA DE PRESSÃO NO SISTEMA. O
COEFICIENTE CE REPRESENTA A RAZÃO ENTRE VAZÃO REAL E
VAZÃO IDEAL, CASO A TRANSFORMAÇÃO DE PRESSÃO ESTÁTICA
EM DINÂMICA NÃO ACARRETE PERDAS.
Para Macintyre (1990), a pressão estática é a soma da pressão dinâmica
com a perda de carga
, na qual a energia de pressão se transforma em pressão dinâmica
para vencer a perda de carga, ou seja:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Sendo que a pressão dinâmica -
é determinada por:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
V – Velocidade no duto captor, em m.s-1.
- Peso específico do fluido, em kgf.m-3
g - Intensidade do campo gravitacional, em
- Pressão dinâmica, em mmH2O
hv
Δp
hv
Pe (captor)  =  Pe / γ  =  hv  +  Δp
hv
hv =  (V
2 / 2g) . γ
γ
m. s−2
hv
Já o fator de perda de carga F é determinado por:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
F - Fator de perda de\carga
Ce - Coeficiente de entrada
Cabe registrar, como exemplo, a formulação para o cálculo da vazão de aspiração do captor tipo
coifa aberta, dado pela equação:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
Q2 - É a vazão de aspiração do captor, em m³/s
P - É o perímetro do tanque, em m
V - É a velocidade de captura, em m/s
D - É a distância entre o tanque e a abertura (altura) da coifa, em m
Imagem: Macintyre, 1990.
 Coifa comum do tipo aberta.
F = (1 − C 2e ) /C 2e
Q2  =  1, 4  × P   × D  × V
A seguir, são apresentados outros exemplos, a partir de recomendações normativas, sobre a
determinação da vazão – Q.
EXEMPLO 1
Determine a vazão para a coifa tipo ilha (cozinha industrial), sabendo que:
Deve ser escolhido o maior valor, a saber: Vazão
, sendo A1 = comprimento x largura, ou Vazão
, sendo A2 = 2 x (comprimento + largura) x altura do fogão à coifa.
DIMENSÕES DA COIFA:
Comprimento de 2m.
Largura de 1m.
Afastamento - Altura de 1m.
SOLUÇÃO
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
A vazão deve ser de
EXEMPLO 2
Determine a vazão para a coifa encostada em uma parede (cozinha industrial), sabendo que:
Deve ser escolhido o maior valor, a saber: Vazão
, sendo A1 = comprimento x largura ou Vazão
Q1  =  2.300  × A1
Q2  =  915  ×  A2
Q1  =  2300  ×  2  × 1  =  4.600m3/h
Q2  =  915  ×  2 (2  +  1)  ×  1  =  5.490m3/h
5.490m3/h
Q1  =  1.460  ×  A1
, sendo A2 = (2 x comprimento + largura) x altura do fogão à coifa.
DIMENSÕES DA COIFA:
Comprimento de 1,5m.
Largura de 1m.
Afastamento - Altura de 1m.
SOLUÇÃO
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
A vazão deve ser de
.
Para o cálculo da vazão de ar necessária em uma coifa de forno, utiliza-se a equação, a seguir:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
- É a vazão de ar, em m³/s
A - É a área da coifa de forno, em m²
v - É a velocidade de face, em m/s (considera-se v = 0,5m/s)
 SAIBA MAIS
Segundo Macintyre (1990), os dutos são equipamentos responsáveis pela condução do ar contaminado
até a entrada do ventilador e deste ao exterior, ou aos dispositivos e equipamentos de controle
ambiental. A linha de dutos a ser instalada em um sistema de ventilação local exaustora deverá ter o
menor comprimento possível, minimizando a perda de carga no sistema.
Q2  =  915 × A2
Q1  =  1460  ×  1, 5  =  2.190m3/h
Q2  =  915  ×  5  =  3.202, 50m3/h.
3.202, 50m3/h
Qv  =  v  × A
Qv
É importante salientar que os dutos do sistema de ventilação local exaustora devem possuir seção
circular, sempre que possível, a fim de evitar arestas ou zonas de velocidade reduzida, que possibilitam
a estagnação dos contaminantes. Como o sistema de exaustão possui uma série de tubos e elementos,
a perda de carga deve ser considerada, pois ela ocorre por meio do atrito entre o gás e as paredes
internas da tubulação, convertendo a energia mecânica em energia térmica.
O resultado desse atrito causa a diminuição no nível de pressão total do sistema, que deverá ser
compensado posteriormente. Além da perda de carga pelo atrito entre o fluido e o duto, cotovelos,
junções, curvas e reduções causam distúrbios no fluxo do ar, e representam pontos em que ocorrem
perda de carga localizada. O dimensionamento do sistema de dutos está estruturado a partir da equação
de continuidade e do princípio de conservação de energia para os fluidos em escoamento, ou equação
de Bernoulli (MACINTYRE, 1990).
Na medida em que sabemos que
podemos concluir que:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
Q - É a vazão, em m3.s-1
S - É a área transversal da secção de escoamento, em m2
V - É a velocidade média de escoamento do ar, em m.s-1
d - É o diâmetro do duto, em m.
A VELOCIDADE NO DUTO INTERFERE DIRETAMENTE NA PERDA DE
CARGA DO SISTEMA, OU SEJA, QUANTO MAIOR A VELOCIDADE,
MAIOR SERÁ A PERDA DE CARGA E, COM ISSO, MAIOR SERÁ A
POTÊNCIA NECESSÁRIA DO VENTILADOR. DESSE MODO, É
INDISPENSÁVEL QUE A VELOCIDADE ESTEJA LEVEMENTE ACIMA
DA VELOCIDADE MÍNIMA DE TRANSPORTE REQUERIDA PARA
CADA CASO.
S  =  Q / V
d = (4 × S/π)1/2
Tipo de contaminante
Velocidade mínima para o contaminante -
V (m.s-1)
Vapores, gases, fumos, poeiras muito finas (<
0,05mm)
10
Poeiras secas finas 15
Poeiras industriais médias 17,5
Partículas grossas 17,5 a 22,5
Partículas grandes, material úmido. > 22,5
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
Quadro: Velocidade na tubulação.
Extraído de Costa, 2005, adaptado por Lucio Villarinho Rosa.
A imagem fornece o diagrama para determinar a perda de carga em canalizações (trechos retos) em
mmH2O, para duto circular, tendo uma junta por metro, à temperatura t = 10 a 32°C.
Imagem: Macintyre, 1990.
 Perda de carga.
A seguir, são iniciados os cálculos referentes à definição da perda total de carga que o sistema irá
apresentar. Levam em conta as perdas de carga em junções, curvas e joelhos, assim como os
referentes às reduções de diâmetro e derivações observadas no projeto. Macintyre (1990) é de opinião
que, para determinar a perda de carga
em junções, curvas, derivações e joelhos, deve-se multiplicar o valor tabelado de K pela pressão
dinâmica
.
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Sendo que:
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
- Pressão dinâmica, em mmH2O
- Perda de carga na peça, em mmH2O
A seguir, a tabela para a determinação de K, quando no caso de derivações.
Ângulo k Ângulo K
15° 0,09 45° 0,28
20° 0,12 60° 0,44
30° 0,18 90° 1,00
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
Δp
hv
Δp  =  K ×  hv
hv  =  V
2 / 16, 34
hv
Δp
 Tabela: Determinação de K.
Extraído de Macintyre, 1990, adaptada por Lucio Villarinho Rosa.
Imagem: Oliveira, 2016, p. 70.
 Perda de carga.
Imagem: Oliveira, 2016, p. 70.
 Singularidades.
Passe o cursor sobre a imagem. Passe o cursor sobre a imagem.
OS VENTILADORES SÃO OS RESPONSÁVEIS PELO FORNECIMENTO DE
ENERGIA AO AR, COM A FINALIDADE DE MOVIMENTÁ-LO, QUER SEJA EM
AMBIENTES QUER SEJA EM SISTEMA DE DUTOS. A FUNÇÃO BÁSICA DE UM
VENTILADOR É, POIS, MOVER UMA DADA QUANTIDADE DE AR POR UM
SISTEMA DE VENTILAÇÃO A ELE CONECTADO. ASSIM, O VENTILADOR DEVE
GERAR UMA PRESSÃO ESTÁTICA SUFICIENTE PARA VENCER AS PERDAS DO
SISTEMA E UMA PRESSÃO CINÉTICA PARA MANTER O AR EM MOVIMENTO.
Basicamente, há dois tipos de ventiladores: os axiais e os centrífugos, conforme as imagens:
Imagens: Oliveira, 2016, p. 73.
 Tipos de ventiladores.
O ventilador de hélice consiste em uma hélice montada em uma armação de controle de fluxo, com o
motor apoiado por suportes normalmente presos à estrutura dessa armação. O ventilador é projetado
para movimentar o ar de um espaço fechado a outro, a pressões estáticas relativamente baixas. O tipo
de armação e a posição da hélice têm influência decisiva no desempenho do ar e eficiência do próprio
ventilador.
Um ventilador centrífugo consiste em um rotor, uma carcaça de conversão de pressão e um motor. O ar
entra no centro do rotor em movimento na entrada e, acelerado pelas palhetas, é impulsionado da
periferia do rotor para fora da abertura de descarga. Os seguintes dados são necessários para a seleção
correta de um ventilador:
Capacidade ou vazão?
Pressão estática ou total?
Potência absorvida?
O ventilador será centrífugo ou axial?
Pode ser silencioso, de médio ou alto ruído?
Vai aspirar ar limpo, sujo, com pós, fiapos ou corrosivos?
Sendo corrosivo, quais são os agentes?
Qual a temperatura do ar aspirado?
Qual o diâmetro da peça onde vai ser ligado o ventilador, se for o caso?
Trata-se de instalação de ventilação para fins de conforto ou para fins de aspiração de poeiras, ou
troca de calor, ou de ar-condicionado, civil ou industrial, ou torres de arrefecimento de água, ou de
cabine de pintura?
Não sabendo a capacidade, indicar o volume do ambiente, o número de pessoas presentes, a
potência instalada, os quilogramas por hora de óleo queimado etc.
No caso de o ventilador ser centrífugo, indicar a posição da boca de saída, olhando do lado do
motor ou da polia.
Quais são o diâmetro e o comprimento dos dutos onde vai ser ligado o ventilador?
Quantas curvas tem esse duto?
Esse duto termina na atmosfera ou dentro de uma máquina? Como se chama essa máquina?
Se vai aspirar de uma coifa ou um captor, quais as suas dimensões?
No caso de substituição de ventilador existente, indicar: Motor = Potência HP; RPM; Volts e
transmissão direta ou por polia? De que é feito o material?
 Segundo Macintyre (1990), a potência requerida do ventilador pode ser calculada pela seguinte
equação:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Onde:
N - Potência motriz do ventilador, em cavalo vapor (Cv)
Q - Vazão do sistema, em m3/s
- Perda total de carga do sistema, em mmH2O
- Rendimento do ventilador
N   =  Q . Δp / 75 .  η
Δp
Ƞ
EXEMPLO
Considere que a perda de carga total do sistema, ou seja, o somatório das perdas de carga (captor,
trechos de dutos, curvas, derivações) desde a entrada do captor até o ventilador seja de 200mmH2O e,
que a pressão dinâmica
seja de 7,6mmH2O. Agora, determine a potência do motor que aciona o ventilador, considerando que o
rendimento do ventilador seja de 65% e que a vazão –
, seja de
.
SOLUÇÃO
a) Como primeiro passo, deve-se determinar a pressão total ou energia total que o ventilador deverá
atender, ou seja:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
b) Agora, deve-se determinar a potência motriz do ventilador, ou seja:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Segundo Macintyre (1990), os poluentes, uma vez captados e conduzidos em dutos pela ação dos
ventiladores, devem ser coletados, eliminados do ar, recolhidos e tratados de modo com que o ar
purificado possa ser liberado na atmosfera. Para Costa (2005), os principais equipamentos que realizam
os objetivos de separar, coletar e dar uma destinação aos poluentes são:
CÂMARAS GRAVITACIONAIS
Em geral, são grandes caixas de decantação natural em que o ar contaminante assume uma redução
drástica de velocidade, o que permite que as partículas se depositem no fundo do recipiente, pela ação
da gravidade.
hv
Q
1, 176m3. s−1
Pe (captor)  =  Pe / γ  =  hv  +  Δp
Pe / γ  =  200  +  7, 6  =  207, 6mmH2O
N   =  Q . Δp / 75 .  η
N   =  1, 176 .  207, 6 / 75 .  0, 65
N   =  5cv.
CICLONES
Trabalham em função da ação da força centrífuga que age sobre as partículas, empurrando-as na
direção das paredes, e retirando-as dos fluxos gasosos.
COLETORES ÚMIDOS OU LAVADORES DE GÁS
Promovem a absorção do material particulado presente em fluxo gasoso por meio de um líquido,
mediante contato direto.
PRECIPITADORES ELETROSTÁTICOS
Conduzem o fluxo de ar com os contaminantes por um campo elétrico de elevada diferença de potencial,
em que o ar se ioniza e transmite sua carga elétrica para as partículas que podem ser atraídas por um
eletrodo coletor de polaridade contrária.
FILTRO DE MANGAS
Os filtros de tecido operam de modo similar a um aspirador de pó, deixando passar o ar com as
partículas menores e retendo as maiores.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. O EMPREGO COM SUCESSO DA VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA, PARA A
DISPERSÃO DE CONTAMINANTES, DEPENDE DOS SEGUINTES ASPECTOS:
A) O poluente gerado deve estar presente em quantidade que não possa ser diluída com um adequado
volume de ar.
B) A distância entre os trabalhadores e o ponto de geração do poluente deve ser suficiente para
assegurar que os trabalhadores não estarão expostos a concentrações médias inferiores ao limite de
tolerância.
C) A velocidade do vento deve ser alta.
D) O poluente deve, obrigatoriamente, ser gerado em quantidade aleatória.
E) A toxicidade do poluente deve ser baixa.
2. LEIA O TEXTO ATENTAMENTE E ASSINALE A AFIRMATIVA CORRETA. A
QUALIDADE DOS CAPTORES DEPENDE DE VÁRIOS ASPECTOS, ENTRE ELES:
A) Envolver parte da fonte contaminante.
B) Ter máxima seção de boca possível.
C) Não se aproveitar do movimento inicial das partículas ao serem geradas.
D) Facilidade para o supervisor.
E) Facilidade de manutenção e limpeza.
GABARITO
1. O emprego com sucesso da ventilação geral diluidora, para a dispersão de contaminantes,
depende dos seguintes aspectos:
A alternativa "E " está correta.
O emprego da ventilação geral diluidora, com sucesso, para a dispersão de contaminantes, depende
dos seguintes aspectos: quantidade do poluente que possa ser diluída com um adequado volume de ar;
distância entre os trabalhadores e o ponto de geração do poluente deve ser suficiente para assegurar
que os trabalhadores não estarão expostos a concentrações médias superiores ao limite de tolerância;
toxicidade do poluente deve ser baixa; geração razoavelmente uniforme da quantidade do poluente.
2. Leia o texto atentamente e assinale a afirmativa correta. A qualidade dos captores depende de
vários aspectos, entre eles:
A alternativa "E " está correta.
A qualidade dos captores depende dos seguintes aspectos: envolver toda fonte contaminante; ter
mínima seção de boca possível; aproveitar, em seu desempenho, do movimento inicial das partículas ao
serem geradas; facilidade para o operador; e facilidadede manutenção e limpeza.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Como estudamos, para que haja segurança à saúde do trabalhador, a ventilação do espaço laboral é de
extrema necessidade. Porém, vimos que existem algumas atividades específicas em que o controle da
ventilação é de suma importância para garantir a segurança do trabalhador e garantir que o excesso ou
a falta de ventilação não irá inviabilizar o cumprimento da atividade.
Aprendemos a importância do cálculo da taxa de renovação do ar, assim como, a sua medição por meio
de fluxo do ar, e aprendemos o porquê de utilizar a medição do IBUTG para garantir a segurança da
saúde do trabalhador. Por fim, examinamos que a renovação de ar no ambiente laboral garante
qualidade de vida ao trabalhador e que ela deve ser tratada com muita seriedade.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
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Agentes Biológicos para Trabalhadores de Saúde. Brasília: Anvisa, 2009.
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Programa de proteção respiratória: recomendações, seleção e uso de respiradores. 4. ed. São Paulo:
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VIEIRA, S. I. Manual de Saúde e Segurança no Trabalho. 2. ed. atual. São Paulo: LTr, 2008.
EXPLORE+
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Fundacentro no YouTube:
Sistema de Ventilação Local Exautora.
Entre o pó e o fôlego da vida.
Sílica - Vídeo do trabalhador.
Marmorarias.
CONTEUDISTA
Lucio Villarinho Rosa