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HIGIENE DO TRABALHO RISCOS QUÍMICOS Hughes WW. Essential of Environmental Toxicology – The effects of enviromentally hazardous substances on human health. 1996 – Taylor & Francis. Princípio existente: Uma atividade industrial é necessariamente poluidora e o controle deve ser focalizado em seu efluente. A fonte não é a chaminé ou o efluente líquido ou seus resíduos sólidos – necessita-se verificar na indústria a real fonte de liberação dos agentes poluidores. Estudar a melhor maneira de executar uma tarefa na indústria – estudo do processo a ser empregado. Assim, ao encontrar no ambiente de trabalho a fonte primária do problema, deve-se agir de forma coordenada com ações que reduzam ou eliminem a exposição ocupacional, mas que por outro lado não provoquem uma exposição ambiental ( ambiente externo à indústria ). Em 1950, um comitê misto da Organização Internacional do Trabalho (OIT) e da Organização Mundial da Saúde (OMS) definiu: Saúde Ocupacional: ciência que visa a promoção e manutenção do mais alto grau de bem-estar físico, social e mental dos trabalhadores em todas as ocupações. Saúde do Trabalhador: os agravos a saúde das pessoas que trabalham não advêm exclusivamente do local de trabalho, mas de todos os locais onde trabalham e vivem. Higiene Ocupacional: A ciência e a arte devotados à antecipação, ao reconhecimento, à avaliação e ao controle dos riscos ambientais e estresses originados no local de trabalho ou provenientes deste, que podem causar doença, comprometimento da saúde e do bem-estar, ou significante desconforto e ineficiência entre os trabalhadores, ou membros de uma comunidade. ACGIH: American Conference of Governmental Industrial Hygienists. Ementa de Risco Químico: 1. Conceituação, classificação e reconhecimento dos riscos químicos. 2. Limites de Tolerância. 3. Técnicas de Reconhecimento. 4. Contaminantes Sólidos e Líquidos: classificação e ocorrência, estratégias de amostragem e técnicas de avaliação. 5. Contaminantes Gasosos: classificação e ocorrência, estratégias de amostragem e técnicas de avaliação. 6. Medidas de Controle Coletivo para Agentes Químicos. 7. Medidas de Controle Individual: Estudos de Casos Específicos. 8. Laboratório de Manuseio de Equipamentos de Avaliação de Contaminantes. 9. Laboratório de Aferição e Determinação de Vazão dos Equipamentos de Avaliação. 10. Trabalho Prático de Controle de Agentes Químicos. 11. Riscos Relativos ao Manuseio, Armazenagem e Transporte de Substâncias Agressivas. Objetivos • Fornecer informações fidedignas sobre o potencial nocivo de diversas substâncias químicas. Avaliar: quantidades envolvidas condições de uso prejudiciais natureza do ambiente Habilidades • Reconhecer as consequências envolvidas: 1. provocar doenças; 2. causar prejuízos à saúde ou ao bem estar; 3. gerar desconforto significativo; 4. ocasionar ineficiência no trabalhador. Parte 1 1. Conceituação, classificação e reconhecimento dos riscos químicos 2. Limites de Tolerância 3. Técnicas de Reconhecimento Risco Químico - Considerações Os riscos apresentados pelos produtos químicos dependem de sua reatividade. “Não é possível estabelecer uma regra geral que garanta a segurança no manuseio de todas as substâncias químicas” Considerações É necessária uma avaliação mais rigorosa Fatores: 1. Características físico-químicas 2. Reatividade 3. Toxicidade 4. Condições de manipulação 5. Possibilidade de exposição do trabalhador 6. Vias de penetração no organismo Agentes Químicos – Principais Indústrias 1.Anilina Borracha, corantes (indústria de tecelagem), produção de metileno difenil isocianato. 2. Arsênico Metalúrgia de minérios arsenicais e indústrias eletrônicas Extração e preparação de componentes Fabricação, preparação e emprego de tintas, inseticidas Processos industriais com desprendimento de arseniato de hidrogênio Preparação e preservação de peles e madeira Produção de vidro 3. Cádmio ou seus compostos Extração, tratamento e preparação de ligas metálicas Compostos para soldagem Revestimento metálicos (galvanização) 4. Chumbo e seus compostos tóxicos Extração de minérios, metalurgia Fabricação de acumuladores, baterias (placas) Fabricação e emprego de chumbo-tetraetila e tetra-metila Fabricação e aplicação de tintas, esmaltes e vernizes Vulcanização da borracha Indústrias de impressão Fabricação de vidro, cristal e esmaltes vitrificados 5. Cromo ou seus compostos tóxicos Cromagem eletrolítica de metais Curtimento e outros trabalhos com couro Pintura e polimento de móveis Soldagem de ácido inoxidável Fabricação de cimento e trabalhos de construção civil Impressão e fotografia 6. Diclorometano e Cloreto de Metileno Solventes (azeites, graxas, ceras, acetato de celulose) Desengordurantes Removedor de pinturas 7. Dimetilformamida 8. Dissulfeto de Carbono ou Sulfeto de Carbono Indústria de viscose, raion (seda artificial) Fabricação de solventes, inseticidas Fabricação de vernizes e resinas Processamento de azeite, enxofre, graxas 9. Ésteres Organofosforados e Carbamatos Sínteses orgânicas, fertilizantes 10. Estireno Indústria de papel e celulose Dimetilformamida Avaliação da Toxicidade: A toxicidade de uma substância é indicada pelo valor da DL50 – a quantidade necessária para matar 50% das cobaias expostas à substância. Dioxina apresenta uma DL50 de 0,0006 mg/kg para cobaias. 11. Benzeno ou seus homólogos tóxicos Instalações petroquímicas Produção de cola sintética Fabricação de calçados, artigos de couro ou borracha Produção de tintas 12. Flúor e Fluoretos Fabricação de ladrilhos, telhas, cerâmicas, cimento Produção de gasolina (catalisador alquilante) 13. Mercúrio e seus compostos tóxicos Fabricação de tintas Fabricação de aparelhos de medição Amalgamação de zinco 14. Metanol Indústrias de solventes Indústrias de líquidos anticongelantes Combustíveis 15. Monóxido de carbono Gaseificação de carvão Mecânica de motores Caldeiras Cervejarias Controle de incêndios 16. Família de Compostos Orgânicos N-Hexano Tetracloroetileno Tricloroetano Tricloroetileno Tolueno – Indústria de solventes e tintas Xileno 17. Manganês e seus composto tóxicos Siderurgia Tintas, fertilizantes, curtimento de couro Disposição final do produto químico Resíduos Químicos Impactos Ambientais Poluição Riscos físico-químicos Os produtos químicos podem reagir de forma violenta. A + B A + O2 A + H2O Fenômenos Físicos Diversos Fenômenos Físicos: • Calor • Combustão • Explosão • Substância Tóxica Parâmetros de difusão Psaturação do vapor densidade do vapor Parâmetros de limites de explosividade inflamabilidade ponto de fulgor As reações químicas perigosas tanto podem ocorrer de forma exotérmica (liberando calor) quanto podem provocar a liberação de produtos perigosos. Qual deve ser a nossa ação? Prevenir os riscos devido à natureza química dos produtos. Ações: • Conhecer a lista das substâncias químicas incompatíveis de uso corrente em indústrias - Observar: a) cuidados na estocagem em laboratórios; b) cuidados na manipulação; c) cuidados no descarte; Exemplos de substâncias químicas incompatíveis. Substância Incompatibilidade Reação Ácidos Minerais Fortes Bases fortes, cianeto e hipoclorito de sódio Neutralização exotérmica, liberação de gás cianídrico, liberação de cloro Ácido Nítrico Matéria Orgânica Oxidação violenta Água Oxigenada Matéria Orgânica e metais Oxidação e decomposição Riscos Tóxicos A toxicidade é a capacidade inerente de uma substância em produzir efeitos nocivos num organismo vivo ou a um ecossistema. “ É a probabilidade que o efeito nocivo, ou efeito tóxico, ocorra em função das condições de utilização da substância”. O risco tóxico associado a uma substância química depende de algumas variáveis: a) Propriedades físico-químicas b) Vias de penetração no organismo c) Dose d) Alvos biológicos e) Capacidade metabólica de eliminação f) Efeitos sinergísticos com outros agressores de natureza diversa ( física, química, psíquica ). Efeitos Sinergísticos: é quando uma substância aumenta ou potencializa as conseqüências de outras substâncias. Agente Mutagênico: é toda substância química ou agente que, em exposição às células, pode causar mutação – dano ao DNA. Agente Teratogênico: Tudo aquilo que é capaz de produzir dano ao embrião ou feto durante a gravidez. Definições “Não há uma classificação única dos riscos tóxicos que contemple e esgote todos produtos químicos.” • em função do alvo a) Produtos de toxicidade específica ou não • em função do mecanismo de ação a) Tóxicos diretos ou indiretos Agem sobre os alvos biológicos sem ativação metabólica Afetam funções celulares somente após ativação metabólica pelo sistema enzimático • A classificação também pode ser feita pelo efeito nocivo que o produto acarreta no organismo: a) Anestésico b) Irritante c) Asfixiante d) Mutagênico e) Teratogênico Exemplos: • Solventes orgânicos características físico-químicas facilidade de difusão baixo ponto de fulgor facilmente penetráveis pela via respiratória • Metais cancerígeno • Mercúrio neurotóxico Ponto de Fulgor: é definido como a menor T na qual o produto se vaporiza em quantidades suficientes para formar com o AR uma mistura capaz de inflamar-se . Sinalização de segurança No Brasil, a simbologia de risco está normatizada pela ABNT, NBR 7500, e é a mesma adotada pela ONU em convenção internacional da qual o país é signatário. Como os produtos químicos podem nos intoxicar? 1. Manipulação inseticidas, defensivos agrícolas formulações líquidas pós molháveis e secos aerossóis fumigastes granulados 2. Envenenamento inconsciente Causado por ignorância da pessoa no manejo, por abuso, imperícia ou até por ser vítima de ação homicida ou estar exposto a ambiente contaminado. • O uso de produtos químicos deve sempre ser feito de maneira criteriosa Vias de Intoxicação Oral Dérmica ( mucosas e cortes ) Respiratória variáveisfvABSORÇÃO • Propriedades físico-químicas • Condições do meio ambiente • Tipo de formulação do produto Intoxicação: aguda ou crônica a) Aguda: reflete a exposição única e de curta duração a um produto químico a) Crônica: é conseqüência de repetidas exposições ao produto, em longa duração, a várias dosagens. Intoxicação por via oral Não é considerada de importância na exposição ocupacional. Quem pode se intoxicar? Indivíduos com ações inadvertidas. Ações Inadvertidas: a) Fumar durante manipulação de produtos químicos de risco b) Levar as mãos à boca ou comer sem lavar as mãos c) Ocorrência de respingos de líquidos concentrados na boca Mecanismo da Contaminação A absorção do produto químico se processa rapidamente porque a mucosa bucal e sublingual é uma região que apresenta grande presença de vasos sanguíneos e não possui uma camada de proteção como ocorre na pele, que atua como barreira ao transporte. Intoxicação pela pele: é a principal rota de penetração dos produtos químicos em nosso organismo, sendo responsável por mais de 90% da exposição ocupacional. Mecanismo da Contaminação: Absorção de produtos químicos pelas membranas mucosas e pele, chamada genericamente de absorção por via dérmica. FATORES a) Temperatura e Umidade Relativa do Ar: maior T e ur, maior penetração de uma série de produtos. b) Região do Corpo: diferenças na permeabilidade da pele. c) Formulação: formulações líquidas (adjuvantes, solventes) podem causar irritação dérmica, danificando a camada protetora da pele e facilitando a penetração do produto. d) Tempo de Contato: maior t de exposição ao produto, maior quantidade absorvida. e) Ferimentos: qualquer ferimento na pele pode se constituir em uma rota de entrada do produto químico até a corrente sanguínea. Intoxicação pela via respiratória: Produtos aplicados sob a forma de pulverização, operando contra o vento sem usar máscaras de proteção e no uso de produtos químicos sob a forma de aerossol. Fumar cigarros contaminados pelas mãos sujas. Meios de Penetração das Substâncias Químicas no Organismo INALAÇÃO ABSORÇÃO INGESTÃO INALAÇÃO Maior grau de risco devido à rapidez com que as substâncias químicas são absorvidas pelos pulmões. É a principal via de intoxicação no ambiente de trabalho, daí a importância que deve ser dada aos sistemas de ventilação. ALVÉOLOS PULMONARES Contaminantes químicos SANGUE OUTROS ORGÃOS Consumo de ar de adultos: 10 a 20 kg/dia Risco Químico NR- 6: EPI NR-15: Atividades e Operações Insalubres NR-16: Atividades e Operações Perigosas NR-19: Explosivos NR-20: Líquidos Combustíveis e Inflamáveis NR-25: Resíduos Industriais Resíduos Industriais NR 25 – Estabelece as medidas preventivas a serem observadas pelas empresas no destino final a ser dado aos resíduos industriais: sólidos líquidos gasosos Eliminados adequadamente Proteger a saúde • Prevê como os resíduos gasosos deverão ser eliminados: métodos equipamentos medidas Adequados Proibido o lançamento ou liberação de quaisquer contaminantes gasosos, de forma que sejam ultrapassados os limites de tolerância estabelecidos nos Anexos da Norma NR – 15: Atividades e Operações Insalubres A aplicação da NR 25 deve ser feita a partir da consulta da legislação federal, estadual e municipal. Conama – Conselho Nacional do Meio Ambiente Lei Federal 6.938 (31/08/81) confere atribuições ao órgão competente para elaborar as diretrizes técnicas para implementação da Política Nacional de Meio Ambiente. Resolução Conama 06/88 – trata da implementação das diretrizes nacionais visando ao controle dos resíduos industriais, através da obrigatoriedade da realização do inventário dos resíduos industriais gerados e/ou existentes no país. Comentários da NR 25 Resíduos: são materiais considerados sem utilidade por seu possuidor. I) Resíduos que resultem de atividades industriais e se encontram nos estados sólidos, semi-sólido, gasoso e líquido; II) Inventário Nacional de Resíduos Sólidos Industriais: é o conjunto de informações sobre a geração, características, armazenamento, transporte, tratamento, reutilização, reciclagem, recuperação e disposição final dos resíduos sólidos gerados pelas indústrias do país. Os auditores fiscais do trabalho têm competência para fiscalizar o cumprimento dos aspectos técnicos e legais ambientais da NR 25 e podem solicitar a presença do órgão de controle ambiental. A NR 25 não determina parâmetros de controles ambientais, deixando esta abordagem a critério das legislações competentes, a níveis federal, estadual e municipal. Cada Estado possui um órgão ambiental competente para emitir licença ambiental, realizar as fiscalizações, emitir multa e processar os empregadores. Recomenda-se consultar a Lei Ambiental de cada Estado em complemento à Lei Federal 9.605/98 – introduz a criminalidade da conduta do empregador e determina as penas previstas para as condutas danosas ao patrimônio ambiental. Norma ABNT NBR 10.004: classifica os resíduos quanto aos riscos potenciais ao meio ambiente e à saúde pública, para que estes possam ter manuseio e destino adequados. • Classe I – Perigosos: substâncias inflamáveis, corrosivos, reativos, tóxicos ou patogênicos. • Classe II – Não inertes: substâncias não enquadradas em I e III. • Classe III – Inertes: não possuem constituintes solubilizados, de acordo com as normas da ABNT. Tabela: Caracterização de Resíduos – Norma ABNT 10.004 Origem Classes Responsável Domiciliar II Prefeitura Comercial II, III Prefeitura Industrial I, II, III Gerador do resíduo Público II, III Prefeitura Serviço de Saúde I, II, III Gerador do resíduo Portos, Aeroportos e Term. Ferrovias I, II, III Gerador do resíduo Agrícola I, II, III Gerador do resíduo Entulho III Gerador do resíduo E quando as características de um resíduo não puderem ser determinadas pelas normas da ABNT? A classificação deste resíduo caberá aos órgãos estaduais ou federais de controle da poluição e preservação ambiental. Transporte de resíduos: Os resíduos líquidos e sólidos devem ser identificados e transportados de acordo com o Regulamento de Transporte Terrestre de Produtos Perigosos e Norma ABNT NBR 7.500 A resolução CONAMA 06/88 – fica a critério dos órgãos estaduais de controle ambiental determinar os critérios de cadastramento dos transportadores de resíduos, por parte das empresas geradoras. NR 15 – Atividades e Operações Insalubres Limite de Tolerância: é concentração ou intensidade máxima ou mínima, relacionada com a natureza e o tempo de exposição ao agente, que não causará dano à saúde do trabalhador. São atividades insalubres as que se desenvolvem: Acima dos LT previstos; Nas atividades mencionadas nos Anexos: 6, 13 e 14; Comprovadas através de laudo de inspeção do local do local de trabalho, constantes dos anexos 7,8,9, e 10. • Insalubre: é um adjetivo que expressa a qualidade daquilo “que não é salubre”, “que não é saudável”, “que causa doença”. • Periculoso: é um adjetivo que expressa a qualidade daquilo “que causa ou ameaça perigo”, “em que há perigo” - risco à integridade física. • Penoso: “aquilo que causa pena” , “que incomoda” , “que é doloroso, desgastante”. NR 15 – Anexo 11 Agentes Químicos cuja insalubridade é caracterizada por limite de tolerância e inspeção no local de trabalho. Nas atividades ou operações nas quais os trabalhadores ficam expostos a agentes químicos, a caracterização de insalubridade ocorrerá quando forem ultrapassados os limites de tolerância constantes do Quadro no 1 deste Anexo. Todos os valores fixados no Quadro no 1 – Tabela dos LT são válidos para absorção apenas por via respiratória. Cmínima de O2 = 18% Na coluna VALOR TETO estão assinalados os agentes químicos cujos LT não podem ser ultrapassados em momento algum da jornada de trabalho. Na coluna “ABSORÇÃO TAMBÉM PELA PELE” estão assinalados os agentes químicos que podem ser absorvidos, por via cutânea, e portanto exigindo na sua manipulação o uso de luvas adequadas, além do EPI necessário à proteção de outras partes do corpo. Avaliação das concentrações dos agentes químicos Métodos de Amostragem Instantânea Amostragem: realizar pelo menos 10 amostragens para cada ponto; estabelecer um intervalo de, no mínimo, 20 minutos, entre uma coleta de amostra e outra. Cada uma das concentrações obtidas nas amostragens não deverá ultrapassar os valores obtidos seguintes: Valor Máximo = LT. FD FD: fator de desvio – Quadro no 2. O LT será considerado excedido quando a média aritmética das concentrações ultrapassar os valores do Quadro no 1. Considera-se excedido o LT, quando qualquer uma das concentrações obtidas nas amostragens ultrapassar os valores fixados no Quadro. Parte 2 1. Contaminantes Sólidos e Líquidos 2. Contaminantes Gasosos 3. Medidas de Controle Coletivo 4. Laboratório de Manuseio de Equipamentos de Avaliação de Contaminantes Classificação e Ocorrência Estratégias de Amostragem Técnicas de Avaliação Líquidos e Combustíveis Inflamáveis NR-20 - estabelece disposições preventivas: armazenamento manuseio transporte a) Líquidos Combustíveis b) Líquidos Inflamáveis c) Gases Liquefeitos de Petróleo – GLP d) Gases Inflamáveis • Líquido Combustível - é todo aquele que possui ponto de fulgor ≥ 70 oC e < 93,3 oC. • Líquido Inflamável – é todo aquele que possui ponto de fulgor < 70 oC e Pvapor < 2,8 kgf/cm2 (37,7 oC) – liberam vapores mesmo a T ambiente. Ex: gasolina, acetona, acetileno, nitrogiclerina. • GLP: propano + propeno + butano + buteno Fundamentos Jurídicos da NR – 20 – pág. 610 - 632 Combustíveis Sólidos • carvão, lenha, bagaços, cavacos NR – 13 : estipula inúmeras recomendações preventivas a serem implementadas. Particulados: • Sólidos: poeiras (fibras) e fumos • Líquidos: névoas, neblinas • Poeira: são partículas sólidas produzidas por ruptura mecânica de um sólido. • Fumo: são partículas sólidas resultantes da condensação de vapores ou reação química, após a volatilização de metais fundidos • Névoas e Neblina: são partículas líquidas, produzidas por condensação de vapores de substâncias que são líquidas à T ambiente. • Fibras: são partículas sólidas produzidas por ruptura mecânica de sólidos que se diferenciam das poeiras porque têm forma alongada, com comprimento 3 a 5 vezes o diâmetro. Fibras: • Animal: lã, seda, pêlo de cabra • Vegetal: algodão, linho, cânhamo • Mineral: asbesto, vidro, cerâmica Tipo de Particulado Tamanho (m) Sedimentável 10 < d < 150 Inalável d < 10 Respirável d < 5 Visível d > 40 Parâmetros de avaliações de particulados 1. Tamanho das partículas 2. Partículas respiráveis: penetram na região de troca de gases dos pulmões. Pode alcançar os alvéolos pulmonares. 3. Partículas inaláveis: ficam depositadas em qualquer lugar do trato respiratório. Limite de tolerância de 10 mg/m3 4. Particulados torácicos: oferecem risco quando depositadas em qualquer lugar no interior das vias aéreas dos pulmões. • Contagem de Partículas: a concentração é expressa em número de fibras respiráveis retidas no filtro sobre o volume amostrado em cm3. • Análise Gravimétrica: o filtro é pesado antes e após a coleta de pó através da balança analítica COLETADO RETIDA V m Apêndice I: exemplo de avaliação estatística de particulados. NR – 15 : Atividades e Operações Insalubres • Anexo 11 – Agentes Químicos cuja Insalubridade é Caracterizada por Limite de Tolerância e Inspeção no Local de Trabalho 1. A caracterização de insalubridade ocorre quando forem ultrapassados os limites de tolerância constantes do Quadro 1 – absorção apenas por vida respiratória; 2. Asfixiantes Simples: a concentração mínima de O2 deverá ser 18% em volume; 3. Valor Teto: agentes químicos cujos limites de tolerância não podem ser ultrapassados em momento algum da jornada de trabalho; 4. Absorção também pela pele: exige EPI 5. A avaliação das concentrações dos agentes químicos deverá ser feita pelo menos em 10 amostragens, com intervalo de 20 minutos; 6. Cada uma das concentrações obtidas não deverá ultrapassar os valores obtidos na equação abaixo: Valor Máximo = LT x FD LT = limite de tolerância FD = fator de desvio Quadro 2 LT FD ppm ou mg/m3 0 a 1 3 1 a 10 2 10 a 100 1,5 100 a 1000 1,25 acima de 10000 1,1 7. O LT será considerado excedido quando a média aritmética das concentrações ultrapassar os valores fixados no quadro; 8. Para os agentes químicos que tenham valor teto considerar-se-á excedido o LT, quando qualquer uma das concentrações obtidas nas amostragens ultrapassar os valores fixados no quadro; 9. Os LT fixados no quadro são válidos para jornadas de trabalho de até 48 h/semana. NR – 15 : Atividades e Operações Insalubres • Anexo 12 – Limite de Tolerância para Poeiras Minerais. 1. Aplica-se a todas e quaisquer atividades nas quais os trabalhadores estão expostos ao asbesto no exercício do trabalho. Asbesto: • Também denominado amianto – é a forma fibrosa dos silicatos minerais pertencentes ao grupo das rochas metamórficas das serpentinas (crisotila: asbesto branco), e dos anfibólios (amosita: asbesto marrom, crocidolita: asbesto marrom) • Significa em grego “indestrutível”, “imortal” – é constituído por feixes de fibras muito finas e longas, facilmente separáveis umas das outras. • Têm a tendência a produzir um pó de partículas muito pequenas que flutuam no ar e aderem às roupas. • As fibras podem ser facilmente inaladas causando graves problemas de saúde, como pneumocosionse. • O Brasil só produz amianto crisólita. • Os anfibólios são fibras retas, duras e pontiagudas, possuindo um efeito mais nocivo à saúde. • É proibido a utilização de qualquer tipo de asbesto do grupo anfibólio e dos produtos que contenham estas fibras. • O LT para exposição ao asbesto é de 4 fibras maiores que 5 mm/cm3. • O LT para poeira de asbesto é aplicável somente para a absorção via respiratória. • Não existem efeitos nocivos por contaminação através da ingestão ou contato para fins de aplicação da higiene ocupacional. Fibras: Particulado filamentoso que possui uma característica relacionada ao comprimento e ao diâmetro. Comprimento/diâmetro 3 LIMITES DE TOLERÂNCIA A presença de agentes químicos, físicos ou biológicos no ambiente de trabalho oferecem um risco à saúde dos trabalhadores. Entretanto, o fato de estarem expostos a estes agentes agressivos não implica, obrigatoriamente, que estes trabalhadores venham a contrair um doença de trabalho. NR 15 – Anexo 11 Existe algo em torno de 100 mil substâncias em uso – sendo 6 mil reconhecidamente tóxicas. A pesquisa dos LT ou TLV estão direcionadas para aquelas substâncias mais utilizadas nas atividades industriais. ACGIH apresenta TLV para quase 600 substâncias, enquanto a NR 15 possui LT para algo em torno de 200. A determinação do TLV é resultado de pesquisa sobre experiências com humanos e animais. Os LT ou TLV são estabelecidos a partir da melhor informação disponível, resultado da experimentação e estudos das substâncias, refletindo o nível tecnológico e científico do momento. São valores dinâmicos que podem, com os anos, ser reduzidos ou ampliados. Para alguns produtos o TLV é estabelecido para prevenir irritação dos olhos e trato respiratório ou para evitar reações alérgicas. Para outras substâncias são levados em consideração possíveis danos aos rins, fígado e outros órgãos vitais. Exemplo: O ozônio com um TLV de 0,1 ppm não pode ser considerado 50 vezes mais tóxico que o fenol com TLV de 5 ppm: TLV do ozônio – evitar irritação dos olhos e trato respiratório. TLV do fenol – evitar danos ao sistema nervoso central. • Para que os agentes causem danos à saúde, é necessário que estejam acima de uma determinada concentração ou intensidade, e que o tempo de exposição a esta concentração ou intensidade seja suficiente para uma atuação nociva destes agentes sobre o ser humano. Limites de Tolerância: concentrações dos agentes químicos presentes no ambiente de trabalho, sob as quais os trabalhadores podem ficar expostos durante toda a sua vida laboral, sem sofrer efeitos adversos à sua saúde. • Um dos valores universalmente aceitos são aqueles publicados anualmente, desde 1947, pela American Conference of Governmental Industrial Hygienists - ( ACGIH ) a) Limite de Tolerância – Média Ponderada b) Limite de Tolerância – Valor Teto • Limite de Tolerância – Média Ponderada representa a concentração média ponderada, existente durante a jornada de trabalho. Pode- se ter valores acima do limite fixado, desde que sejam compensados por valores abaixo destes, acarretando uma média ponderada igual ou inferior ao limite de tolerância. • No entanto, estas oscilações para cima não podem ser indefinidas, devendo respeitar um valor máximo que não pode ser ultrapassado: VALOR MÁXIMO = L.T. x FD FD: fator de desvio, que depende da grandeza do limite de tolerância. Limite de Tolerância Fator de Desvio 0 < LT ≤ 1 ppm 3 1 < LT ≤ 10 ppm 2 10 < LT ≤ 100 ppm 1,5 100 < LT ≤ 1000 ppm 1,25 1000 < LT 1,1 VALOR MÁXIMO LT TEMPO CONCENTRAÇÃO 2 3 6 7 Primeiro gráfico: neste caso, o LT não foi ultrapassado, já que a média ponderada resultará menor que o LT. É visível que o excedido entre a 2ª a 3ª hora e a 6ª e a 7ª hora é amplamente compensado pelos valores abaixo do LT existentes no restante do tempo, e que em nenhum momento foi ultrapassado o valor máximo. CONCENTRAÇÃO TEMPO VALOR MÁXIMO LT • Segundo gráfico: Neste caso, o limite foi ultrapassado porque, apesar de a média ponderada resultar menor que o LT, o valor máximo foi ultrapassado. CONCENTRAÇÃO TEMPO VALOR MÁXIMO LT • Terceiro gráfico: Neste caso, o limite de tolerância também foi ultrapassado, já que a média ponderada visivelmente será maior que o LT especificado, apesar de o valor máximo não ter sido ultrapassado em momento algum. • Limite de Tolerância – Valor Teto representa uma concentração máxima que não pode ser exercida em momento algum da jornada de trabalho. Para as substâncias com estes limites, não são aplicados os fatores de desvio, sendo o valor máximo sempre igual ao limite de tolerância fixado. NR 15 Agentes insalubres Limites de Tolerância Critérios técnicos para avaliar e caracterizar as atividades Um dos objetivos da NR 15 é apresentar os LT dos agentes ambientais quantificáveis – na ausência de tais parâmetros deverão ser consultados o Manual da ACGIH e outras normas internacionais reconhecidas. Higiene Ocupacional Antecipação Reconhecimento Avaliação Comentários da NR 15 De acordo com o Artigo 189 da CLT para caracterização da insalubridade, seria necessário, obrigatoriamente, a avaliação quantitativa de todos os agentes ambientais. Os agentes ambientais precisam ser caracterizados por seus LT. Os LT de exposição são valores de referência, tolerados como admissíveis, para fins de exposição ocupacional. Para determinar estes valores, são utilizados: a) Estudos Epidemiológicos b) Analogia Química c) Experimentação Estudos Epidemiológicos: é o principal método para correlacionar a exposição aos agentes químicos com efeitos produzidos sobre os trabalhadores, demandando muito tempo para se obter resultados significativos. Analogia Química: é um método de extrapolação toxicológica de substâncias pertencentes a uma mesma família, porém o nível de confiança não é satisfatório, pois as substâncias podem apresentar respostas toxicológicas diferentes. Experimentação: Há dificuldades em estabelecer correlações confiáveis entre animais e seres humanos. Os LT que aparecem na NR 15 são alvos de freqüentes questionamentos, especialmente os agentes químicos do ANEXO 11, pois foram adaptados dos TLV (Threshold Limit Value) da ACGIH (1978), para a jornada de trabalho americana de 40h/semana e não foram atualizados. Objetivos da higiene ocupacional (OMS): • Determinar e combater, no ambiente de trabalho, todos os riscos químicos de reconhecida e presumida nocividade; • Adotar medidas eficazes para proteger as pessoas; • Descobrir e corrigir as condições de trabalho que possam deteriorar a saúde dos trabalhadores; • Estudar técnicas de prevenção, de reconhecimento, de avaliação e de controle dos riscos e os possíveis impactos sobre o meio ambiente de trabalho. Fases: 1. Antecipação 2. Reconhecimento 3. Avaliação Antecipação Identifica os riscos que poderão ocorrer no ambiente de trabalho, ainda na fase de projeto, instalação, ampliação, modificação. Prever a possibilidade de existirem riscos futuros. É uma etapa qualitativa. Utiliza técnicas modernas de análise de riscos. Reconhecimento: Preocupa-se com os riscos presentes, avaliando profundamente: Processo Métodos de trabalho Matérias-primas, produtos intermediários e finais Equipamentos É uma etapa qualitativa, associada ao tipo de trabalho executado na elaboração do PPRA. Avaliação: A NR 15 está relacionada diretamente com esta etapa, que tem por finalidade: • Quantificar os agentes agressivos; • Utilizar metodologias e instrumentação adequadas; • Concluir se a exposição do trabalhador se encontra acima dos LT estabelecidos. Passos para caracterização de uma atividade insalubre: a) Passo 1: Avaliação ambiental dos agentes no local de trabalho - A avaliação deve ser feita seguindo método reconhecido; b) Passo 2: Avaliar a existência de medidas de controle; c) Passo 3: Avaliar a eficácia das medidas de controle; d) Passo 4: Estabelecer se há caracterização de atividade ou operação insalubre e determinar o grau de insalubridade. Risco Químico NR- 6: EPI NR-15: Atividades e Operações Insalubres NR-16: Atividades e Operações Perigosas NR-19: Explosivos NR-20: Líquidos Combustíveis e Inflamáveis NR-25: Resíduos Industriais NR- 6: EPI • Considera-se EPI todo dispositivo ou produto, de uso individual utilizado pelo trabalhador, destinado à proteção de riscos suscetíveis de ameaçar a segurança e a saúde no trabalho. 6.3 – A empresa é obrigada a fornecer aos empregados, gratuitamente, EPI adequado ao risco, em perfeito estado de conservação e de funcionamento, nas seguintes circunstâncias: a) Sempre que as medidas de ordem geral não ofereçam completa proteção contra os riscos de acidentes do trabalho ou de doenças profissionais e do trabalho. b) Enquanto as medidas de proteção coletiva estiverem sendo implantadas. c) Atender a situações de emergência. Detalhes: Posicionamento do equipamento costal – uso de EPIs a) Proteção respiratória: máscara facial completa com filtro classe P2 para vapores orgânicos e névoas. b) Proteção auditiva: protetor auricular tipo concha c) Proteção para a pele avental de algodão grosso sem impermeabilização d) Proteção do pescoço com touca tipo legendário e) Proteção para a cabeça com boné f) Botina de segurança NR- 15: Atividades e Operações Insalubres Insalubre: qualidade daquilo que não é saudável, que causa doença. 15.1 – São consideradas atividades insalubres as que se desenvolvem: a) Acima dos LT b) Mencionadas nos anexos 6, 13, 14. Anexo 6: Trabalho sob Condições Hiperbáricas Anexo 13: Agentes Químicos Arsênico Fósforo Benzeno Carvão Hidrocarbonetos Chumbo Mercúrio Cromo Silicatos Anexo 14: Agentes Biológicos NR- 16: Atividades e Operações Perigosas • São consideradas atividades e operações perigosas as constantes dos Anexos 1 e 2. (observar as cópias) Anexo 2: atividades e operações perigosas com inflamáveis. NR-20: Líquidos Combustíveis e Inflamáveis. 1. Líquido combustível: todo aquele que possua: 70 oC ≤ Ponto Fulgor ≤ 93,3 oC (Classe III ) a) Os tanques de armazenagem de líquidos combustíveis serão construídos de aço ou concreto, a menos que a característica do líquido requeira material especial. b) Todos os tanques de armazenamento de líquidos combustíveis deverão ser localizados de acordo com a Tabela A. c) Todos os tanques superfície deverão ter dispositivos que liberem pressões internas excessivas. 2. Líquidos Inflamáveis: todo aquele que possua ponto de fulgor inferior a 70 oC e pressão de vapor que não exceda 2,8 kg/cm2 absoluta a 37,7 oC Ponto de fulgor < 37,7 oC: CLASSE I 37,7 oC ≤ PF ≤ 70 oC: CLASSE II ( TABELA B ) 3. GLP • Produto constituído predominantemente por propano, propeno, butano e buteno. a) Capacidade máxima permitida para cada recipiente de armazenagem de GLP será de 115000 L. b) Deverá ter uma placa metálica. c) Todas as válvulas conectadas no recipiente deverão ter uma pressão de trabalho mínima de 18 kg/cm2. d) As válvulas não poderão ser construídas de ferro fundido. e) Todos os recipientes de armazenagem de GLP serão equipados com válvulas de segurança. AVALIAÇÃO E CONTROLE DE POEIRA 1. Definição e Classificação • No ar normalmente existem partículas em suspensão. Problemas: quando essas partículas são inspiradas a uma velocidade tal que nosso sistema respiratório é incapaz de eliminá-las. Ocorre quando a concentração de partículas no ambiente é grande e o tempo de exposição é bem superior àquele que o nosso organismo dispõe para ser capaz de eliminá-las. alta concentração de poeira nociva longa exposição Evitar a exposição nociva à saúde • estudo sistemático dos locais de trabalho: a) avaliação quantitativa dos particulados; b) comparação com os LT normalizados; c) adoção de medidas de controle, normas de procedimentos seguros e vigilância médica. Classificação • Poeira: são partículas sólidas produzidas por ruptura mecânica de um sólido: limpeza de bancadas, trituração, moagem, peneiramento, polimento, etc. Ex: poeiras de sílica, asbesto, carvão. • Fumos: são partículas sólidas resultantes da condensação de vapores ou de uma reação química, geralmente após a volatilização de metais fundidos. Ex: fumos de Pb, Zn. • Névoas e Neblinas: são partículas líquidas, produzidas por ruptura mecânica de líquido ou por condensação de vapores de substâncias que são líquidas à temperatura ambiente. Ex: Névoas de tinta. NR 15 – Anexo 12 – Poeiras Minerais • asbesto, manganês, sílica livre cristalizada As poeiras são consideradas aerodispersóides sólidos e, portanto, classificadas em função do tamanho, forma, origem e efeito, conforme as seguintes características: a) Tamanho b) Forma: partícula não fibrosa e fibrosa c) Origem: orgânica ou inorgânica d) Efeito: pneumoconiótico, tóxico, cancerígeno ou incômodo Os particulados chamados de insolúvel não classificados não apresentam evidências de efeitos nocivos, possuem menos que 1% de sílica livre cristalizada, não contém asbesto e são denominados de incômodos. PNOC: Particulates Not Otherwise Classified Não existem poeiras inertes, pois todos os tipos de particulados, dependendo da concentração e do tamanho, podem acarretar danos à saúde. A norma considera que 10 mg/m3 seja o LT para qualquer tipo de aerodispersóide para uma exposição de 8h/dia e 40h/semanais. O efeito nocivo das poeiras depende da densidade e tamanho das partículas. Quanto mais longa sua permanência no ar, maior a probabilidade de ser inalada. Quanto menor o tamanho das partículas, maior a facilidade em atravessar as barreiras naturais existentes no sistema respiratório e se depositar nos alvéolos pulmonares. Os efeitos para os pulmões somente serão perceptíveis em muitos anos. 3. Tipos de Particulados, Efeitos e Ocorrência 3.1 Sílica encontrada na natureza em abundância ( SiO2 ) forma diversas estruturas cristalizadas, resultando em diferentes classes de sílicas cristalizadas. Causadora da enfermidade silicose. 3.2 Algodão a exposição à poeira de algodão produz uma enfermidade denominada bissinose: dor no peito, tosse, dificuldade respiratória. Quantidade de poeira inalada e ao tempo de exposição do trabalhador. 3.3 Caulim a inalação excessiva pode causar dano à pele e às mucosas, além de pneumoconiose. 3.4 Madeira a exposição à poeira de madeira pode produzir diversos efeitos na saúde do ser humano: dermatite, irritação, alergias respiratórias, câncer. 3.5 Grãos a exposição à poeira de grãos pode causar: febre, chiado, dor no peito, tosse e sintomas de doenças respiratórias crônicas. 3.6 PNOC - particulados não classificados de outra maneira segundo a ACGIH, esse tipo de particulado, apesar de não causar fibrose ou efeitos sistêmicos, não é inerte. São potencialmente tóxicos. Ex: alumínio, CaCO3, celulose, carvão vegetal, cimento, cal. 3.7 Partículas Metálicas Os efeitos estão condicionados ao tipo de substância presente. Ex: Ferro, Mn, Cr, Zn, Pb. Provoca tosse, dores nos músculos, febre e resfriados. Operações de soldagem, fundição e pintura à pistola. Qual a função do Engenheiro de Segurança? • Conhecer as Normas NR 15 – Anexo 11 • Identificar os possíveis locais de risco numa indústria que está sendo vistoriada. • Utilizar os serviços de uma empresa especializada: Realizar a coleta de material adequado Efetuar as medidas – laudo técnico. Identificar possíveis locais de risco • Tipo de indústria ou empresa • Principais atividades desenvolvidas • Fluxo de pessoal nas áreas afetadas • Operação típica de um dia de trabalho • Freqüência das atividades Experiência Estudo de Casos cdc.gov/niosh – CENTERS FOR DISEASE CONTROL AND PREVENTION Perkin-Elmer ATD 400 – Automated Thermal Desorption System Poluição do Ar 1. Características Quase todas as substâncias químicas liberadas no ar acabam encaminhando-se para o solo – arrastadas pela chuva. Exemplos: Praguicidas: na forma de aerossóis Poluentes gasosos liberados no ar – deliberadamente ou acidentalmente Fibras de amianto Particulados Metais pesados Hidrocarbonetos clorados COX , SOX , NOX Muitas dessas substâncias químicas têm um efeito prejudicial aos pulmões e as informações disponíveis são limitadas. 1. Existem poucos conhecimentos bioquímicos sobre eles. 2. A turbulência da atmosfera distribui poluentes diversos sobre toda a Terra. 3. A maioria das poluições atmosféricas são localizadas. Antropogênicas: provocadas pela ação do homem: indústria, transporte, geração de energia. Naturais: causadas por processos naturais, tais como emissões vulcânicas, processos microbiológicos. 2. Monóxido de Carbono Extremamente tóxico Na atmosférica há um equilíbrio de CO 6.108 ton/ano (atividades humanas) 1.108 ton/ano (metabolismo de bactérias e algas) Muitas bactérias oxidam o CO CO2 4CO + 4H2O 4CO2 + 8H + Problema: o CO é um poluente local muito sério, que se forma toda vez que o C é queimado com insuficiência de O2. A exposição, por um certo período de tempo, à concentração de 10 ppm produzirá sinais de envenenamento. Concentrações muitas vezes maiores que 10 ppm encontram- se em vias públicas. Veículos pesados de carga produzem CO CO inibe muitas hemo-enzimas e a interferência com o transporte do O2 pelo sangue causa enfermidades ou morte – o CO se liga à hemoglobina 250 vezes mais fortemente do que o O2, sendo capaz de deslocá-lo. Todos os tecidos são afetados, mas é a insuficiência da função cerebral que é decisiva. Cerca de 5% de carboxihemoglobina no sangue provoca alterações no funcionamento do miocárdio. Efeito do CO sobre a saúde humana. 3. Dióxido de Enxofre SOX: SO, SO2, SO3 São fortemente irritantes. SO3 + H2O H2SO4 SO2: é mais reativo e usado como bactericida e fungicida SO2 SO3: catalisada por óxidos de N – efeitos desagradáveis das fumaças: SO2 + SO3 + NO2 + O3 Atacam as camadas sensíveis de células expostas ao ar – conjuntiva ocular, revestimento epitelial dos alvéolos pulmonares. 40% provém de combustões São construídas chaminés de 200 a 300 m de altura, através das quais a maior parte dos gases penetra em regiões mais altas da atmosfera, onde a permanente turbulência existente os dispersa e dilui. 4. Fluoreto É um poluente local, cujos efeitos são sérios nas vizinhanças das indústrias de tijolos e cerâmicas. Nas altas T da queima, qualquer fluorapatita presente na argila se decompõe e produz HF volátil – libera íon F - A adição de fluoreto na água potável, até 1 ppm, combate a incidência de cárie dentária - Esse efeito deve-se à substituição dos íons OH- no complexo mineral de Ca e fosfato hidroxiapatita, formador da parte inorgânica dos ossos e do esmalte dental. A hidroxiapatita que contém fluoreto é mais resistente ao ataque dos ácidos gerados pelas bactérias que vivem nos restos alimentares retidos na boca. Não há evidência de que o fluoreto, nestas concentrações, se acumule no organismo e produza qualquer efeito nocivo. Se a concentração de fluoreto em água potável é > 20 ppm, muitos íons OH são substituídos por F na hidroxiapatita, tornando os ossos muito duros, causando inflamação nas juntas – fluorose. Em concentrações elevadas o fluoreto inibe várias enzimas que metabolizam compostos fosfatados – impedem o metabolismo da glucose em sangue. 5. Chumbo A toxicidade do chumbo é conhecida há muito tempo. O grau de dissolução do Pb na água é função da dureza da água. É um veneno cumulativo, concentrando-se nos ossos. Partículas finas de chumbo metálico ou de haletos de chumbo chegam até os pulmões e passam para a corrente sanguínea. 6. Hidrocarbonetos Arílicos O termo arílico significa ter na molécula um anel aromático (anel benzênico) – O mais simples é o benzeno: C6H6 O benzeno é altamente tóxico, causando danos aos cromossomos, particularmente na medula óssea. Muitos hidrocarbonetos aromáticos condensados são cancerígenos e são poluentes do ar. A principal fonte é a fumaça dos efluentes gasosos industriais. A queima de carvão produz 4000 ton/ano de benzopireno. Geralmente, é necessária uma exposição muito prolongada a substâncias cancerígenas antes que se inicie a formação de um tumor. Empresa Especializada • Técnicas de coleta • Técnicas de medida a) depende das características b) material orgânico cromatografia Gasosa Líquida c) Poeiras análise de sílica e outros Características • Bombas devem ser calibradas adequadamente – normas • Técnicas Volumétricas • Envolve Absorção Atômica INFORMAÇÕES ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE HIGIENISTAS E SEGURANÇA DE TRABALHO Parâmetros de Avaliações 1. Tamanho das partículas Partículas respiráveis: são as que conseguem penetrar na região de troca de gases dos pulmões. Esse tipo de particulado é o de maior risco, pois pode alcançar os alvéolos pulmonares. Partículas Inaláveis: são as que ficam depositadas em qualquer lugar do trato respiratório. LT: 10 mg/m3 Particulados Torácicos: são partículas que oferecem risco quando depositadas em qualquer lugar no interior das vias aéreas. 2. Particulado Total é todo material em suspensão no ar, independente do tamanho das partículas. 3. Contagem de Partículas é o método de análise através da microscopia, onde a concentração é expressa em número de fibras respiráveis retida no filtro sobre o volume amostrado em cm3. 4. Análise Gravimétrica O filtro é pesado antes e após a coleta do pó através de balança analítica. A massa retida no filtro sobre o volume coletado é o que define a concentração. antes depois partículas FILTRO Análise do Tamanho de Partículas • Os analisadores foram desenvolvidos para resolver problemas específicos 1. A aplicação envolve distribuição de tamanho de uma grande quantidade de partículas? 2. O importante é saber quantas partículas estão presentes num líquido ou em suspensão no ar? 3. A forma das partículas é importante? 4. O material é orgânico ou inorgânico? 5. A amostra é representativa do material? Há limitações intrínsecas das técnicas. 1. Forma da Partícula • A maioria das partículas reais não são exatamente esféricas, mas podem ser alongadas, achatadas. • Diferentes técnicas de medição dão resultados totalmente diferentes para a mesma partícula. • Existem hoje sistemas dotados de softwares de análise bastante poderosos, com ampla gama de filtros matemáticos para caracterizar a forma dessas partículas. Exemplo • Determinação de tamanho de partículas – gotas de água – formadas em um aspersor tipo jato-placa. Método a) Captura da imagem das gotas b) Uso de um software de tratamento de imagem c) Cálculo do diâmetro médio Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Eng. Mecânica Laboratório de Transferência de Calor e Massa e Dinâmica dos Fluidos ESTUDO EXPERIMENTAL DO PROCESSO DE FORMAÇÃO DE GOTAS EM ASPERSORES JATO-PLACA Sistema de aspersão jato-placa 3 1 2 Frente de gotas geradas no aspersor BICO EJETOR PLACA ASPERSORA h b p d d Variáveis do sistema de aspersão jato-placa Mo tion Sco pe (b) (a) (e) (c) (d) Equipamentos usados na bancada experimental Bancada experimental Sistema de aquisição de imagens FORMAS GEOMÉTRICAS DAS GOTAS Imagem de um campo de gotas AGLOMERADO DE GOTAS Esfera de aço para calibração das medições FIO DE NYLON ESFERA DE AÇO Normal Esperada DIÂMETRO [mm] N Ú M E R O D E G O T A S 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 Q = 315,0 l/h dbico = 8,73 mm NORMAL ESPERADA DIÂMETRO [mm] N Ú M E R O D E G O TA S 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2Q = 750,0 l/h dbico = 8,73 mm Equação Empírica: BICO BICOGOTA D,h, Q,D,,D 23356012110 65580507709321 Caracterização de Partículas: Forma Geométrica Tamanho As partículas não são esféricas As partículas tem tamanhos heterogêneos Esfericidade Tamanho Médio Esfericidade: S Partícula da Real lSuperficia Área Partícula a que Volume igual de Esfera da lSuperficia Área Exercícios: a) Determinar a esfericidade de um cubo b) Determinar a esfericidade de um cilindro eqüilátero d H = d x x x S = 0,805 S = 0,873 Métodos de Coleta de Particulados Dificuldade: a partícula sólida (particulado) se encontra dispersa em um fluido e se move junto com ele. Separar o sólido do fluido Separação Sólido-Fluido • Fibras animal vegetal mineral AR Partícula sólida μ ρvd Re Qual a influência do Re? Exemplos: • Escoamento no interior de tubos • Escoamento sem fronteira ( Jato Livre ) Laminar Turbulento Re = 1100 Re = 3300 Re = 5600 Re=12000 Formação de Gotas no Jato Líquido 10000 20000 30000 40000 50000 60000 NÚMERO DE REYNOLDS 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 D IÂ M E T R O D A G O T A [ m m ] Pontos Experimentais Ajuste: log(Y) = -1,1.log(X) + 11,73 Influência do número de Reynolds no tamanho da gota μ ρvd Re • Distribuição de tamanho de partículas Analisador de Tamanho de Partículas Caracterizar o tamanho das partículas Exemplo: Análise Granulométrica a) Via Seca - peneiramento Resultado: dMÉDIO obtido por modelo estatístico Objetivo: Classificar o tamanho das partículas sólidas segundo a passagem destas partículas por uma superfície peneirante. Superfície Peneirante: superfície contendo pequenas aberturas padronizadas que permitem a passagem de material sólido. As peneiras são colocadas em ordem decrescente de diâmetro de abertura. mTOTAL D1 , X1 D2 , X2 D3 , X3 D4 , X4 Dn , Xn TOTAL RETIDA m m X Análise Granulométrica via Peneiramento Resultados obtidos no peneiramento: D(abertura da peneira) X D1 X1 D2 D3 X2 X3 Selecionar um modelo de análise granulométrica que melhor representa os resultados obtidos no peneiramento. X: é a fração em massa de partículas com diâmetro menor que D. Modelos de Distribuição de Diâmetros 1. Modelo Gates Gaudim Schumann - GGS m K D X Onde: KD Km e são parâmetros do modelo Verificação: KmDmX lnlnln Verificação do modelo: kDm k D mx lnlnlnln km ln Dmtg ln Dln xln 1. GGS: m m km DSAUTER se 1 1 1001 e 1 se /ln DDDm DD k DSAUTER 1. Modelo Rosin Ramlet Bennet – RRB n D D x ' exp1 Parâmetros: n 0 2,63 ' DD OBS: Para n 1 forma S da curva 632,0 para 2,63 xDD 2. Uso de papel especial para o modelo Verificação do modelo: 'lnln 1 1 lnln DnDn x Deverá ser uma reta no gráfico: x1/1lnln Dln 2. RRB: 1 se /11 ' n n D DSAUTER Função gama 1. Modelo Log-normal: dZZZerf D D Z Zerfx Z 0 2 50 exp 2 ln2/ln 2/1 Parâmetros: 50 1,84 D D OBS: Para 1 todas as partículas tem mesmo diâmetro 3. Verificação do modelo: Dln x 3. Log-normal: 50 1,84 2 50 ln 2 1 exp D D DDSAUTER Há inúmeros outros modelos. Programa Computacional: STATISTICA APLICAÇÃO PRÁTICA • Particulados: 1. Bagaço de Cana 2. Carvão Vegetal Resultado obtido com o Modelo RRB n D’ Operações de Separação 1. Motivo: muitos produtos industriais são suspensões de sólidos em líquidos. separar as fases sólidas e fluidas isolar os produtos Mistura Separar as Fases Isolar o Produto Fluido + Partícula Fluido: Líquido Gás Partícula: Gota Bolha Partícula Sólida 2. Critério de Classificação dos Métodos de Separação 2.1 Movimento Relativo das Fases Sólido se move através do líquido Líquido se move através da fase sólida estacionária 2.2 Força Propulsora gravitacionais centrífugas p eletromagnéticas 3. Aspectos Teóricos Ação da gravidade: g densidade dos sólidos densidade do fluido viscosidade do fluido diâmetro das partículas Fatores: CICLONES Equipamentos onde a separação é efetuada pela ação do campo centrífugo. 1. Característica: a sua configuração tem uma relação específica entre suas dimensões, expressa em função de seu diâmetro DC Diâmetro da parte cilíndrica 2. Tipos estudados: a) Ciclones a gás: Lapple e Stairmand b) Hidrociclones: Rietema e Bradley São modelos analíticos cujas equações permitem que se projete o equipamento. Variáveis a serem determinadas: a) Diâmetro b) Vazão de entrada c) Eficiência na separação 3. Diâmetro de Corte na Separação 2/1 * fS C C Q D K D D aladimension Constante : Corte de Diâmetro: Ciclone do Diâmetro: K D DC :u velocidade média do fluido na entrada CCHB Q u fCC e uD R 4/2C C D Q u Velocidade média do fluido na seção cilíndrica do ciclone 4. Eficiência Individual de Coleta a) Ciclones Lapple e Stairmand 2 2 /1 / DD DD D D b) Hidrociclones Rietema e Bradley 146 5 exp 1 5 exp D D D D D D 5. Eficiência Global de Coleta 1 0 dxI Modelo RRB: n D D DX " exp1 a) Ciclones Lapple e Stairmand: D D D D n n n I " " . 322,081,1 118,0 11,1 b) Hidrociclones Rietema e Bradley D D D D n n n I " " . 279,044,1 138,0 13,1 Assunto: CICLONES E HIDROCICLONES Referências Bibliográficas: 1. Hydrocyclones – L. Svarovsky Technomic Publishing Co., Inc. – 1984 2. Fluidodinâmica em Sistemas Particulados Giulio Massarani Editora UFRJ – 1997 3. Ventilação Industrial e Controle da Poluição Archibald Joseph Macintyre 2 a Edição – Editora LTC – 1990 4. Princípios das Operações Unitárias Foust – Wenzel – Clump – Maus- Andersen 2 a Edição – Editora LTC - 1982 Ciclone • Equipamento de separação sólido-fluido SIMULAÇÃO NUMÉRICA – ELEMENTOS FINITOS LAVADOR DE GASES – TORRES DE ENCHIMENTO TIPOS DE ENCHIMENTO LAVADOR DE GASES FILTRO DE CARVÃO Filtro de Mangas DIMENSIONAMENTO DE CLARIFICADORES • Um ensaio experimental de sedimentação é realizado com uma amostra da suspensão a ser clarificada e o resultado é a curva de sedimentação Classificação espontânea de partículas Cada partícula vai decantando com velocidade proporcional ao tamanho • O projeto do sedimentador consiste no cálculo da área S u Q S A Z0 Zf Z t tf Z: altura da interface sólido-suspensão no instante t Z0: altura inicial da suspensão f f t ZZ u 0velocidade Normas do INMETRO • NBR 10700/89 – Planejamento de Amostragem em Dutos e Chaminés de Fontes Estacionárias - Procedimento. • NBR 10701/89 – Determinação de Pontos de Amostragem em Dutos e Chaminés de Fontes Estacionárias. www.inmetro.gov.br - R$30,20 GÁS BURETA CO O2 CO2 ANÁLISE DE PRODUTO DE COMBUSTÃO NBR 10700/89 - Planejamento de amostragem em dutos e chaminés de fontes estacionárias – Procedimento. NBR 10701/89 - Determinação de pontos de amostragem em dutos e chaminés de fontes estacionárias - Procedimento. Esquema de sonda de amostragem de fonte estacionária: EPA Method 5 (Isokinetic probe Sampling Stationary Sources) Exemplo 1: Uma pequena amostra de uma corrente de gás seco é continuamente retirada de uma chaminé. Os gases na chaminé estão à 200 °C e 730 mmHg. Uma pequena bomba de vácuo faz a amostragem gás em condições isocinéticas e essa corrente é submetida a uma filtração (cassetes) num sistema mantido sob aquecimento. Posteriormente os gases são resfriados num banho com gelo (impingers). A vazão do gás limpo e seco é monitorada num gasômetro que fornece além da vazão volumétrica a temperatura e também a pressão ambiente (barômetro). A vazão de gás indicada no gasômetro foi de 30,0 litros/minutos (T= 20 °C e P= 790 mm Hg). Calcular: (a) A vazão volumétrica real de gás através do filtro (T= 200 °C e P= 730 mm Hg) (b) Se 1,42 mg de partículas sólidas (PST) foram coletadas no filtro em 30 minutos, calcular a concentração de partículas no gás na chaminé em 3g/m Solução (a) Vazão de gás (ideal) no filtro: filtro 790 473 Q 30,0 730 293 52,4litros/minuto (b) Volume total de gás amostrado: 3 3 1 m1 52,4 30 min min 1000 litros 1,572m 3 3 part. 3 1,42 mg 10 g C 903 g/m 1 mg1,572 m Avanços e Retrocessos na Detecção de Poeiras e Gases Industriais Os sistemas informatizados e a microeletrônica vêm sendo os grandes aliados da atual trajetória tecnológica da instrumentação voltada à avaliação da qualidade do ar em ambientes de trabalho. Campo: Técnicas de amostragem Laboratório: Análises Equipamentos Balanças: determinação do teor de aerodispersóides sólidos (poeiras, fumos). Cromatógrafos: aerodispersóides líquidos (névoas, neblinas) e gasosos (gases e vapores). Bombas de amostragem de ar Filtros Eles fornecem dados de vazão e das condições atmosféricas durante a etapa de coleta das amostras. Aumento da interface dos equipamentos de instrumentação com o computador: geração de relatórios automaticamente. maior precisão nas leituras rapidez nas respostas recursos wireless – sem interferências Sensibilidade: à medida que os limites de tolerância à exposição humana a agentes nocivos foram se tornando mais restritivos com normas técnicas mais exigentes, os equipamentos de coleta e análise tiveram que se tornar mais sensíveis e precisos. Exemplo: a ACGIH estabelece níveis de tolerância para exposição humana a substâncias tóxicas com limites de 0,0005 ppm para diisocianatos. HPLC: cromatógrafo líquido de alta resolução provido de um detector de ultravioleta. Aumento da demanda por análises de compostos orgânicos voláteis (VOC): benzeno, tolueno, xileno, etilbenzeno. É importante evitar o contato do laboratorista com o material químico. A instrumentação é apenas um ferramenta. É necessário fazer um levantamento detalhado do ambiente. Há casos em que uma boa investigação dos riscos é suficiente para apontar medidas de controle adequadas. Medidas de controle podem se antecipar às medições. Estratégia de amostragem: saber o agente que está no ambiente; conhecer os métodos de coleta e análise apropriados; conhecer o trabalho e as rotinas do trabalhador; analisar o tempo e a forma da exposição ao ambiente. Campo e Análise – É muito importante, na avaliação de condições do ar em ambientes de trabalho, saber separar a instrumentação de campo da instrumentação de análise. Instrumentação de campo - são os medidores portáteis utilizados nos locais de trabalho: bombas de amostragem pessoal detectores de gases tóxicos Instrumentação analítica – compreende equipamentos de laboratório: cromatógrafos a gás espectrofotômetro de absorção atômica difratômetros de raios-X Escolha É importante saber escolher o tipo de equipamento de acordo com o objeto de análise. Tubos colorimétricos: dispositivos que contém reagentes que mudam de coloração em presença de substâncias contidas no ar para dentro deles bombeado – usados para gases e vapores. Bombas gravimétricas: usadas para aerodispersóides líquidos e sólidos. As normas da ACGIH exigem pelo menos 10 avaliações de gases. Quando a amostra precisar ser levada para análise em local distante, é necessário climatização e acondicionamento adequado. Tubo Colorimétrico Bomba Gravimétrica Medidor de CO Medidor de Amônia Tabelas Pa Fábricas de cimento Portland/Particulados Fábricas de polpa de celulose pelo processo Kraft Incineradores de lixo
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