ventilacao de mina subterranea apostilas engenharia de minas

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS 
FACULDADE DE ENGENHARIA 
BRUNO MAGALHÃES GOMES GONÇALVES 
DANIELLE DE SOUZA PASSOS PORTES 
DEYSE GRAZIELLE FERNANDES 
DOUGLAS FIGUEIREDO DE SOUZA 
LAÍS RIBEIRO ANDRADE 
VENTILAÇÃO EM MINA SUBTERRÂNEA 
João Monlevade 
Junho de 2009 
 
2
 
BRUNO MAGALHÃES GOMES GONÇALVES 
DANIELLE DE SOUZA PASSOS PORTES 
DEYSE GRAZIELLE FERNANDES 
DOUGLAS FIGUEIREDO DE SOUZA 
LAÍS RIBEIRO ANDRADE 
VENTILAÇÃO EM MINA SUBTERRÂNEA 
Trabalho Acadêmico apresentado, 
como requisito parcial, para aprovação 
na Disciplina Desenvolvimento de Mina 
do 5º período do curso de Engenharia 
de Minas da Universidade do Estado 
de Minas Gerais, campus João 
Monlevade. 
Prof.° Msc. José Geraldo 
João Monlevade 
Junho de 2009 
 
3
 
BRUNO MAGALHÃES GOMES GONÇALVES 
DANIELLE DE SOUZA PASSOS PORTES 
DEYSE GRAZIELLE FERNANDES 
DOUGLAS FIGUEIREDO DE SOUZA 
LAÍS RIBEIRO ANDRADE 
VENTILAÇÃO EM MINA SUBTERRÂNEA 
Trabalho Acadêmico apresentado, 
como requisito parcial, para aprovação 
na Disciplina Desenvolvimento de Mina 
do 5º período do curso de Engenharia 
de Minas da Universidade do Estado 
de Minas Gerais, campus João 
Monlevade. 
Observação (ões): 
___________________________________________________________________ 
___________________________________________________________________ 
 
João Monlevade, ___ de ___________________ de 2009. 
Prof.° Msc. José Geraldo 
Orientador 
 
4
 
ÍNDICE 
1 RESUMO............................................................................................................... 5 
2 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 7 
3 HISTÓRICO DA VENTILAÇÃO ............................................................................ 9 
4 POR QUE VENTILAR UMA MINA?.................................................................... 10 
5 PARÂMETROS PARA CONDICIONAMENTO DO AR ...................................... 11 
5.1 Considerações Gerais........................................................................................................................11 
5.2 Normas Regulamentadoras...............................................................................................................12 
5.3 Controle de Qualidade ......................................................................................................................17 
5.3.1 Gases .................................................................................................................................................18 
5.3.2 Doenças Causadas por trabalhos em Mineração..............................................................................23 
5.3.3 Detecção de gases .............................................................................................................................25 
5.3.4 Controle de Gases.............................................................................................................................26 
5.3.5 Limites de Tolerância .......................................................................................................................26 
5.3.6 Poeira ................................................................................................................................................27 
5.3.7 Composição.......................................................................................................................................28 
5.3.8 Concentração ....................................................................................................................................29 
5.3.9 Tamanho das Partículas ...................................................................................................................29 
5.3.10 Tempo de Exposição ....................................................................................................................29 
5.3.11 Susceptibilidade Individual .........................................................................................................29 
5.3.12 Controle da Poeira ......................................................................................................................30 
5.4 Temperatura e Umidade ...................................................................................................................31 
5.4.1 Processos de Transferência de Calor ..............................................................................................31 
5.4.2 Psicometria .......................................................................................................................................31 
5.5 Controle da Quantidade ....................................................................................................................32 
6 CIRCUITOS BÁSICOS DE VENTILAÇÃO ......................................................... 35 
6.1 Portas de Ventilação .........................................................................................................................35 
6.2 Circuitos ............................................................................................................................................36 
6.2.1 Em série.............................................................................................................................................37 
6.2.2 Em paralelo .......................................................................................................................................37 
6.3 Fluxo de ar em um circuito...............................................................................................................38 
7 DETERMINANDO OS VENTILADORES E A CAPACIDADE DOS SISTEMAS 41 
7.1 Comparando Ventiladores em um Sistema de Ventilação .......................................................................41 
7.2 Instalação de Múltiplos Ventiladores ...............................................................................................43 
8 OPERANDO O SISTEMA DE VENTILAÇÃO..................................................... 48 
8.1 Ventiladores ......................................................................................................................................48 
8.6 Equipamentos de Ventilação Mecânica ...........................................................................................55 
9 CONCLUSÃO...................................................................................................... 59 
 
5
 
1 RESUMO 
A atmosfera da mina difere da atmosfera exterior pelo seu estado físico, 
temperatura, grau higrométrico, composição gasosa, e pelas poeiras existentes em 
suspensão. Se não for corretamente renovada, por conveniente afluxo de ar da 
superfície, pode não satisfazer as condições higiênicas requeridas pelos 
trabalhadores ou adquirir, pela presença de elementos inflamáveis em proporção 
suficiente, a indesejável propriedade de se tornar explosível. 
Um Engenheiro de Minas ao implantar um sistema de ventilação deve levar em 
consideração fatores como profundidade, número de galerias, extensão da mina, 
número de trabalhadores, tipo de mineral a ser lavrado e as formas como esse 
mineral é lavrado. Pois estas são informações de suma importância na definição do 
sistema de ventilação a ser implantado. Uma vez que não basta apenas implantar, 
pois é necessário um rigoroso controle com relação à poeira produzida e a emissão 
de gases. 
Neste trabalho serão abordados todos os temas referentes à ventilação de uma 
mina subterrânea. Desde o porquê da sua implantação até os tipos de equipamentos 
disponíveis para a construção desse sistema. 
ABSTRACT 
The atmosphere differs from the mine atmosphere outside his physical state, 
temperature, humiditylevel, gas composition, and the existing dust in suspension. If 
not properly renewed by appropriate flow of air from the surface, it may not meet the 
hygienic conditions required by the workers or acquire, by the presence of flammable 
items in sufficient proportion, the undesirable property of becoming explosive. 
A mining engineer to implement a ventilation system must take into account factors 
such as depth, number of galleries of the mine extension, number of employees, type 
of mineral to be recorded and how this mineral is denominated. Because these 
information are of paramount importance in defining the system to be deployed. 
Since not only implement, as it is necessary a rigorous control in dust production and 
emission of gases. 
 
6
 
This work will be discussed all issues concerning the ventilation of an underground 
mine. Since the reason of their deployment to the types of equipment available for 
the construction of the system. 
 
7
 
2 INTRODUÇÃO 
A ventilação em minas subterrâneas tem como finalidade assegurar o ar puro a fim 
de criar condições ótimas de trabalho e a prevenção de explosões em conseqüência 
das acumulações de gases ou pó explosivos. 
As condições da ventilação em uma mina subterrânea demandam uma constante 
atenção dos operadores da mina. Uma mina subterrânea apresenta mudanças 
constantes essas mudanças ocorrem na estrutura física, nas condições de 
ventilação que variam consideravelmente de seção para seção, dia após dia. 
Nenhum sistema de ventilação pode permanecer adequado indefinidamente, todo 
sistema requer monitoramento e ajustes para continuar a fornecer a ventilação 
adequada. 
De um modo geral o principal objetivo da ventilação em uma mina subterrânea é 
adequar e controlar a qualidade e a quantidade de ar que lá circulam. A deficiência 
desse sistema pode causar danos irreversíveis à saúde dos trabalhadores e 
comprometer o funcionamento da mina, oferecendo, inclusive, um grande risco de 
explosão. 
O controle do ar que circula dentro de uma mina subterrânea é uma das tarefas mais 
difíceis. Uma vez que a mina apresenta potencial de formação de gases tóxicos em 
toda a sua extensão e o local por onde esses gases são eliminados é o mesmo que 
conduz “ar puro” para dentro da mina. 
Existem vários tipos de equipamentos usados na detecção de gases. Na mineração 
estes se subdividem em quatro classes: detectores manuais, monitores montados 
em máquinas, monitores de área e dosímetros pessoais. Os métodos de detecção 
incluem oxidação catalítica, eletroquímica, condutividade elétrica, absorventes 
químicos e detectores óticos. 
Os gases tóxicos não são os únicos problemas relacionados ao ar existentes em 
uma mina. É necessário que haja um controle rigoroso também com relação a 
poeiras.Devem ser considerados a composição, a concentração e o tamanho das 
partículas. 
O sistema de ventilação a ser implantado na mina deve atender necessidades do 
local. Os ventiladores, bem como todo circuito devem ser escolhidos com bastante 
critério.Para determinar o que melhor se adéqua às necessidades existentes. 
 
8
 
O ar chega às frentes de trabalho através de dois circuitos de ventilação: o circuito 
principal e o circuito secundário. O circuito principal tem como objetivo conduzir o ar 
novo até as frentes de lavra mais distantes, e retirar o ar impuro e o pó presente 
nessas frentes. O circuito secundário tem como objetivo levar ar puro e refrigerado 
ate as frentes de lavra e a exaustão do pó nas frentes de lavra. 
Este trabalho tem o objetivo de apresentar um pequeno histórico da evolução da 
ventilação em mina subterrânea, estabelecer quais os parâmetros para 
condicionamento do ar que devem ser avaliados no planejamento do sistema de 
ventilação, abordando tópicos como, qualidade e quantidade de ar, circuitos de 
ventilação, determinação do tipo de ventilador e fornecer informações sobre a 
legislação que regula a ventilação em minas subterrâneas. 
 
9
 
3 HISTÓRICO DA VENTILAÇÃO 
O papel histórico da ventilação era fornecer um fluxo de ar fresco, suficiente para 
manter o oxigênio consumido pelos trabalhadores subterrâneos. Hoje a ventilação 
soluciona também o problema de gases nocivos, que em geral, são produzidos 
pelos próprios equipamentos utilizados na mineração 
No passado, as minerações ocorriam perto da superfície onde a iluminação natural e 
a ventilação eram disponíveis. O fogo era usado para absorver ar fresco para dentro 
da mina e para exaurir as fumaças quentes para fora da mina. 
Canarinhos eram usados para detecção de gás nas minas de carvão nos estágios 
iniciais da mineração. Este pássaro sensível podia ser levado para frente de trabalho 
e se ele ficava agitado, os trabalhadores imediatamente deixavam a mina. 
Antes do ano de 1870, os gerentes e as pessoas qualificadas usavam lâmpadas de 
segurança para detectar gás. Estas lâmpadas logo foram substituídas por lâmpadas 
a óleo e velas como uma fonte da luz de trabalho. 
Em seguida, ventiladores de mão pequenos foram usados para conduzir o gás das 
frentes de lavra para as correntes de ar principais. Portas foram colocadas 
estrategicamente como parte do sistema da ventilação para guiar o fluxo do ar para 
as áreas selecionadas. 
Em 1920 esses ventiladores de mão foram substituídos por ventiladores de turbina 
pequenos. Ventiladores grandes do tipo sucção foram colocados na superfície e 
gradualmente aumentaram de tamanho. 
Hoje, os motores de LHD são equipados com catalisadores para completar a 
combustão de gases que é realizada com uma eficiência de aproximadamente 90%. 
Os motores de LHD produzem também partículas sólidas devido à combustão 
incompleta e às impurezas no combustível. Infelizmente, o catalisador não é 
eficiente na remoção destes particulados. 
. 
 
10
 
4 POR QUE VENTILAR UMA MINA? 
A ventilação em uma mina subterrânea é necessária para: 
Fornecer oxigênio para a respiração do homem; 
 
Remover para fora da mina os gases nocivos ao homem provenientes de: 
• operação de detonações; 
• gases provenientes de maquinas (LHD, Jeep, etc); 
• furos de sondagem e rocha; 
Manter a temperatura baixa nos locais de trabalho, para maior conforto e 
eficiência do homem; 
 
Remover o calor produzido pelo homem, rocha, maquinas (LHD, Jeep, 
mineradores, schutlecar’s, etc), detonações, correias transportadoras, sondas, etc; 
 
Remover o pó originado nas frentes de lavra; 
 
11
 
5 PARÂMETROS PARA CONDICIONAMENTO DO AR 
5.1 Considerações Gerais 
O sistema de ventilação surgiu com o objetivo de retirar do interior da mina o ar de 
“má qualidade” e fornecer ar puro a todas as frentes de trabalho, em quantidade 
suficiente para oferecer aos trabalhadores condições mínimas de higiene e 
segurança. 
Dentro de uma mina pode ser dividido em quatro categorias: 
 
Ar bom ou fresco: Quando a atmosfera dentro da mina tem composição similar à 
da atmosfera externa. 
 
Ar irrespirável ou empobrecido: A atmosfera apresentará essa condição quando 
contiver uma elevada proporção de gases irrespiráveis como: CO2, CH4, H, N, 
não satisfazendo às exigências respiratórias. 
 
Tóxica: A atmosfera apresenta componentes nocivos como: NOX, CO e H2S. 
 
Perigosa ou Explosiva: Quando a atmosfera apresenta gases combustíveis como 
CH4 e CO e que associados ao ar podem formar misturas explosivas. 
Essas categorias permitem que se tenha uma noção dos problemas que o sistema 
de ventilação precisa solucionar. 
Ventilação subterrânea é o controle do movimento e da direção do ar. Em minas 
subterrâneas o ponto mais crítico é o controle do ambiente nos locais de trabalho. 
Na engenharia de minas o controle deste parâmetro é o condicionamento do ar. A 
ventilação subterrânea contribui para que se estabeleçam condiçõesambientes 
necessárias à atividade humana. 
Os limites da padronização do ambiente adequado ao trabalho estão ligados à 
segurança e a tolerância do ser humano. Os itens que dificultam a operação em uma 
mina subterrânea são proporcionais à profundidade na qual se trabalha. Quanto 
maior a profundidade, maior a temperatura da rocha. Para adequar este ambiente 
inóspito às condições de trabalho é necessário o condicionamento do ar. 
Existem normas que regulamentam a quantidade e a qualidade do ar que circula nas 
minas subterrâneas. A quantidade de ar que circula no interior da mina varia de 
acordo com o número de trabalhadores, de forma diretamente proporcional.De 
acordo com a NR 22.24 a vazão de ar dentro de uma mina deve ser de no mínimo 
 
12
 
3,0 m3 para cada trabalhador por minuto e o sistema de ventilação seja ele natural 
ou artificial deve atender aos seguintes requisitos: 
 
Manter o suprimento de oxigênio exigido; 
 
Renovação continua do ar; 
 
Diluição eficaz de gases inflamáveis ou nocivos; 
 
Eliminar concentrações de poeiras em suspensão do ambiente de trabalho; 
 
Manter temperatura e umidade adequadas ao trabalho humano; 
 
O sistema de ventilação deve ser mantido e operado de forma regular e continua. 
5.2 Normas Regulamentadoras 
Normas Reguladoras de Mineração - NRM 
Ventilação 
5.2.1 Generalidades 
5.2.2 Para cada mina deve ser elaborado e implantado um projeto de ventilação com 
fluxograma atualizado periodicamente contendo no mínimo os seguintes dados: 
a) localização, vazão e pressão dos ventiladores principais; 
b) direção e sentido do fluxo de ar; 
c) localização e função de todas as portas, barricadas, cortinas, diques, tapumes e 
outros dispositivos de controle do fluxo de ventilação. 
5.2.3 As atividades em subsolo devem dispor de sistema de ventilação mecânica 
que atenda aos seguintes requisitos: 
a) suprimento de ar em condições adequadas para a respiração; 
b) renovação contínua do ar; 
c) diluição eficaz de gases inflamáveis ou nocivos e de poeiras do ambiente de 
trabalho; 
d) temperatura e umidade adequadas ao trabalho humano; 
e) ser mantido e operado de forma regular e contínua; 
f) em dias em que não haja operação em subsolo, no mínimo 1/3 (um terço) do 
sistema principal de ventilação deve estar funcionando e 
g) as minas com emanações de gases nocivos, inflamáveis ou explosivos devem 
manter o sistema de ventilação integral. 
5.2.3.1 Devem ser observados os níveis de procedimentos para implantação de 
medidas preventivas, conforme disposto nesta Norma. 
 
13
 
5.2.4 O fluxograma de ventilação deve ser representado em plantas, em escalas 
adequadas, que devem ser mantidas atualizadas na mina. 
5.2.4.1 O fluxograma de ventilação deve estar disponível aos trabalhadores ou seus 
representantes e à disposição da fiscalização. 
5.2.5 Um diagrama esquemático do fluxograma de ventilação de cada nível deve ser 
afixado em local visível do respectivo nível. 
5.2.6 Todas as frentes de lavra devem ser ventiladas por ar fresco proveniente da 
corrente principal ou secundária. 
5.2.7 É proibida a utilização de um mesmo poço ou plano inclinado para a saída e 
entrada de ar, exceto durante o trabalho de desenvolvimento com exaustão ou 
adução tubulada ou através de sistema que garanta a ausência de mistura entre os 
dois fluxos de ar. 
5.2.8 Em minas com emanações de grisu a corrente de ar viciado deve ser dirigida 
ascendentemente. 
5.2.9 A corrente de ar viciado só pode ser dirigida descendentemente mediante 
justificativa técnica. 
5.2.10 O pessoal envolvido na ventilação e todo o nível de supervisão da mina, que 
trabalhem em subsolo, devem receber treinamento em princípios básicos de 
ventilação de mina. 
5.2.11 Nas entradas principais de ar dos níveis e frentes de lavra devem ser 
instalados dispositivos que permitam a visualização imediata da direção do ar. 
5.3 Qualidade e Quantidade do Ar 
5.3.1 Nos locais onde pessoas estiverem transitando ou trabalhando a concentração 
de oxigênio no ar deve ser inferior a 19% (dezenove por cento) em volume. 
5.3.2 A vazão de ar necessária em minas de carvão, para cada frente de trabalho, 
deve ser de, no mínimo, 6.0 m3/min (seis metros cúbicos por minuto) por pessoa. 
5.3.2.1 A vazão de ar fresco em galerias de minas de carvão constituídas pelos 
últimos travessões arrombados deve ser de, no mínimo, 250 m3/min (duzentos e 
cinqüenta metros cúbicos por minuto). 
5.3.2.1.1 Na ventilação das frentes de serviço, em minas de carvão, a vazão mínima 
admissível deve ser de 85 m3/min (oitenta e cinco metros cúbicos por minuto) e o 
sistema de ventilação auxiliar deve ser instalado em posição que impeça a 
recirculação de ar. 
 
14
 
5.3.2.2 Em outras minas, a quantidade do ar fresco nas frentes de trabalho deve ser 
de, no mínimo, 2.0 m3/min (dois metros cúbicos por minuto) por pessoa. 
5.3.2.3 No caso da utilização de veículos e equipamentos a óleo diesel, a vazão de 
ar fresco na frente de trabalho deve ser aumentada em 3.5 m3/min (três e meio 
metros cúbicos por minuto) para cada cavalo-vapor de potência instalada. 
5.3.2.3.1 No caso de uso simultâneo de mais de um veículo ou equipamento a 
diesel, em frente de desenvolvimento, deve ser adotada a seguinte fórmula para o 
cálculo da vazão de ar fresco na frente de trabalho: 
QT = 3,5 (P1 + 0,75 x P2 + 0,5 x Pn) 
Onde: 
QT = vazão total de ar fresco em metros cúbicos por minuto (m3/min) 
P1 = potência em cavalo-vapor do equipamento de maior potência em operação 
P2 = potência em cavalo-vapor do equipamento de segunda maior potência em 
operação 
Pn = somatório da potência em cavalo-vapor dos demais equipamentos em operação 
5.3.2.3.2 No caso de desenvolvimento, sem uso de veículos ou equipamentos a óleo 
diesel, a vazão de ar fresco deve se dimensionada à razão de 15 m3/min/m2 (quinze 
metros cúbicos por minuto por metro quadrado) da área da frente em 
desenvolvimento. 
5.3.2.4 Em outras minas e demais atividades subterrâneas a vazão de ar fresco nas 
frentes de trabalho deve ser dimensionada de acordo com o disposto no Anexo que 
segue, prevalecendo a vazão que for maior. 
5.3.2.5 O fluxo total de ar fresco na mina será, no mínimo, o somatório dos fluxos 
das áreas de desenvolvimento e dos fluxos das demais áreas da mina, 
dimensionados conforme determinado nesta NRM. 
5.3.2.6 As condições de conforto térmico devem obedecer ao disposto na legislação 
vigente. 
5.4 Velocidade do Ar 
5.4.1 A velocidade do ar no subsolo não deve ser inferior a 0,2 (zero vírgula dois) 
m/s nem superior à média de 8,0 m/s (oito metros por segundo) onde haja circulação 
de pessoas. 
5.4.1.1 Em minas de carvão a velocidade do ar não deve ser superior a 5,0 m/s 
(cinco metros por segundo). 
 
15
 
5.4.2 Em casos especiais, o DNPM pode aprovar, ouvida a Instância Regional do 
MTE, aumento do limite superior para 10,0 m/s (dez metros por segundo). 
5.4.2.1 Em casos especiais, para minas de carvão, o DNPM pode aprovar, ouvida a 
Instância Regional do MTE, aumento do limite superior para 8,0 m/s(oito metros por 
segundo). 
5.4.3 Em poços, furos de sonda, chaminés ou galerias, exclusivos para ventilação, a 
velocidade pode ser superior a 10,0 m/s (dez metros por segundo). 
5.4.3.1 Em minas de carvão, nos poços, furos de sonda, chaminés ou galerias, 
exclusivos para ventilação, o DNPM pode aprovar velocidade superior a 8,0 m/s (oito 
metros por segundo), ouvida a Instância Regional do MTE. 
5.5 Portas, Viadutos e Tapumes. 
5.5.1 Sempre que a passagem por portas de ventilação acarretar riscos oriundos da 
diferença de pressão devem ser instaladas duas portas em série, de modo a permitir 
que uma permaneça fechada enquanto a outra estiver aberta, durante o trânsito de 
pessoas ou equipamentos. 
5.5.1.1 A montagem e desmontagem das portas de ventilação só podem ser 
realizadas com autorização do responsávelpela mina. 
5.5.2 Na corrente principal, as estruturas utilizadas para a separação de ar fresco do 
ar viciado nos cruzamentos devem ser construídas com alvenaria ou material 
resistente à combustão ou revestido com material anti-chama. 
5.5.2.1 Os tapumes de ventilação devem ser conservados em boas condições de 
vedação de forma a proporcionar um fluxo adequado de ar nas frentes de trabalho. 
5.6 Instalação de Sistema de Ventilação 
5.6.1 A instalação e as formas de operação do ventilador principal e de emergência 
devem ser definidas e estabelecidas no projeto de ventilação constante do Plano de 
Lavra. 
5.6.2 O sistema de ventilação deve atender, no mínimo, aos seguintes requisitos: 
a) possuir ventilador de emergência com capacidade que mantenha a direção do 
fluxo de ar de acordo com as atividades para este caso, previstas no projeto de 
ventilação; 
b) as entradas aspirantes dos ventiladores devem ser protegidas; 
c) o ventilador principal e o de emergência devem ser instalados de modo que não 
permitam a recirculação do ar e 
 
16
 
d) possuir sistema alternativo de alimentação de energia proveniente de fonte 
independente da alimentação principal para acionar o sistema de emergência nas 
seguintes situações: 
I - minas sujeitas a acúmulo de gases explosivos, inflamáveis ou tóxicos e 
II - minas em que a falta de ventilação coloque em risco a segurança das pessoas 
durante sua retirada. 
5.6.2.1 Na falta de alimentação de energia e de fonte independente da alimentação 
principal, o responsável pela mina deve providenciar a retirada imediata e impedir o 
acesso de pessoas. 
5.6.3 A estação onde estão localizados os ventiladores principais e de emergência 
deve estar equipada com instrumentos para medição da pressão do ar. 
5.6.4 O ventilador principal deve ser dotado de dispositivo de alarme que indique a 
sua paralisação. 
5.6.5 Os motores dos ventiladores a serem instalados nas frentes com presença de 
gases explosivos devem ser à prova de explosão. 
5.7 Ventilação Auxiliar 
5.7.1 Todas as galerias de desenvolvimento, após 10,0 m (dez metros) de 
avançamento, e obras subterrâneas sem comunicação ou em fundo-de-saco devem 
ser ventiladas através de sistema de ventilação auxiliar e o ventilador utilizado deve 
ser instalado em posição que impeça a recirculação de ar. 
5.7.2 Em caso de utilização de ventiladores/exaustores auxiliares, o primeiro da 
série deve estar localizado na corrente principal de ar puro e em posição que impeça 
a recirculação de ar. 
5.7.2.1 A chave de partida de todos os ventiladores/exaustores deve estar na 
corrente de ar puro. 
5.7.3 Para cada instalação ou desinstalação de ventilação auxiliar deve ser 
elaborado um diagrama específico aprovado pelo responsável pela ventilação da 
mina. 
5.7.4 A ventilação auxiliar não deve ser desligada enquanto houver pessoas 
trabalhando na frente de serviço. 
5.7.4.1 Em casos de manutenção do próprio sistema e após a retirada do pessoal é 
permitida apenas a presença da equipe de manutenção, seguindo procedimentos 
previstos para esta situação específica. 
 
17
 
5.7.5 É vedada a ventilação utilizando-se somente ar comprimido, salvo em 
situações de emergência ou se o mesmo for tratado para a retirada de impurezas. 
5.7.5.1 O ar de descarga das perfuratrizes não é considerado ar de ventilação. 
5.8 Controle da Ventilação 
5.8.1 O principal responsável pela ventilação é o responsável pela mina. 
5.8.2 Devem ser executadas mensalmente medições para avaliação da velocidade, 
vazão do ar, temperatura de bulbo seco e bulbo úmido contemplando, no mínimo, 
nos seguintes pontos: 
a) caminhos de entrada da ventilação; 
b) frentes de lavra e de desenvolvimento e 
c) ventilador principal. 
5.8.2.1 Os resultados das medições devem ter registros próprios e serem 
freqüentemente examinados e visados pelo responsável pela mina, observadas as 
seguintes situações: 
a) medições de rotina conforme item 6.7.2; 
b) quando houver alteração na corrente principal do ar e 
c) quando ocorrer registros de parâmetros fora dos padrões estabelecidos. 
5.8.3 No caso de minas grisutosas ou com ocorrência de gases tóxicos, explosivos 
ou inflamáveis o controle da sua concentração deve ser feito a cada turno, nas 
frentes de trabalho em operação e nos pontos importantes da ventilação. 
5.8.4 Em minas subterrâneas, ao longo do percurso do ar, antes e depois dos 
pontos de ramificação das galerias, devem ser instaladas estações de medições, 
juntamente com um quadro onde constem os registros atualizados. 
5.8.4.1 Esse Quadro deve conter as seguintes informações: identificação da 
estação, seção livre no ponto de medição (m2), velocidade do ar (m/s), vazão do ar 
(m3/min), nome da pessoa que executou e registrou a medição, a data e horário da 
última medição. 
5.8.5 Deve ser realizada, pelo menos mensalmente, e todas as vezes que houver 
modificação na corrente principal do ar, uma rigorosa inspeção destinada ao controle 
de todo o sistema de ventilação da mina. 
5.3 Controle de Qualidade 
 
18
 
O controle de qualidade consiste na remoção e purificação dos contaminantes, 
controlando gases, poeira e matéria orgânica. Tem objetivo monitorar as variáveis 
mais perigosas como a presença de gases e poeira. É, frequentemente, o problema 
mais complicado, isto porque, a mina apresenta potencial para liberação de 
contaminantes em toda sua extensão e as mesmas passagens onde são gerados os 
contaminantes são utilizadas também para o transporte de ar para o subsolo. 
Os contaminantes podem ser definidos como qualquer substância indesejável 
presente no ar, ou como qualquer substancia que esteja presente na atmosfera de 
forma excessiva. Estes podem ser particulados (líquidos e sólidos) ou não 
particulados (gases e vapores). No subsolo os mais encontrados são gases e 
poeiras. 
Controle da quantidade – Regula a direção e magnitude do fluxo de ar através da 
ventilação natural e auxiliar. Esta quantidade não está relacionada apenas com a 
respiração, mas também com dispersão de contaminantes físicos e químicos como 
gases, poeiras, umidade e calor. 
Temperatura e umidade – Busca-se atingir a temperatura e umidade próxima do 
ideal através do resfriamento, aquecimento, umedecimento e não umedecimento do 
ambiente. 
5.3.1 Gases 
O ar é uma mistura composta por vários gases, e que, em geral, não se apresentam 
nas mesmas concentrações do ambiente de superfície. Isto ocorre porque o ar que 
circula na mina perde oxigênio e ganha gases provenientes da combustão de 
motores, detonação de explosivos, ou ainda, gases naturais do depósito. Os gases 
que podem ser encontrados são: O2, CO2, Metano, CO, H2SO4, SO2, NO2, H, 
Radônio. 
Oxigênio
 
 
19
 
47 1.02460
82-218
764-983
1640Vigorosa
12 -18
30
40
O2 Consumido 
(cm3/s)
Quociente de 
respiração
Em descanso
Moderada
377-705
1476-1968
4.7 0.75
33 0.9
Tipo de Atividade Taxa de respiração (Inspirações por minuto)
Ar inalado por 
Inspiração (cm3)
Ar inalado 
(cm3/s)
Diferentemente de outros gases, oxigênio não é um contaminante e é o único gás 
que deve ser mantido na maior concentração possível. O decaimento do oxigênio 
ocorre por vários processos, tais como: diluição com outros gases, oxidação a altas 
temperaturas – motores a combustão interna e chamas – e oxidação a baixas 
temperaturas – dos minerais e madeira. Geralmente associada a processos de 
oxidação está a geração de outros gases tais como monóxido e dióxido de carbono. 
Quando se considera a quantidade de ar que deve ser fornecida para satisfazer as 
necessidades dos trabalhadores, devem-se considerar ambos os oxigênios: o 
requerido e o gás carbônico produzido, pois este último é um contaminante. 
Um ambiente com baixa concentração de oxigênio pode acarretar os seguintes 
efeitos no homem: 
 
17 % de O2: Respiraçãoprofunda e mais rápida; 
 
15 % de O2: Tontura, taquicardia e zumbido nos ouvidos; 
 
13 % de O2: Inconsciência e desmaio; 
 
9 % de O2: Perigo de vida; 
 
6 % de O2: Convulsão e morte. 
A quantidade de oxigênio requerida para respiração humana varia com o tipo de 
atividade desempenhada, conforme ilustra a tabela abaixo: 
Tabela 1: Necessidades Respiratórias 
Para melhor entendimento, abaixo um exemplo do cálculo necessário para 
determinar a quantidade de oxigênio consumida. 
Considere uma pessoa em atividade moderada em um ambiente cuja concentração 
de oxigênio é de 21% e a de dióxido de carbono de 0,03%. Encontrar a quantidade 
de ar para requerida para que para que o ar mantenha a concentração mínima de 
19,5% para o oxigênio e máxima de 0,5% para o dióxido de carbono. A solução está 
apresentada nas Tabelas 2 e 3. 
 
20
 
CO2 
fornecido 
CO2 
produzido 
Concentração 
remanescente 
0,0003 . Q + 33 . 0,90 = 0,005 . Q 
Q = 33 . 0,9 / (0,005 – 0,0003) = 6319 cm3/s
 
Tabela 1: Relação do consumo de oxigênio e atividade física 
Tabela 2: Relação da produção de gás carbônico e atividade física 
Como Q mínimo calculado a partir da concentração máxima permitida para CO2 é 
superior ao mesmo Q calculado a partir da concentração mínima requerida para O2, 
então é necessário fornecer uma quantidade de 6319 cm3/s por indivíduo 
trabalhando na mina. Observa-se que esse valor considera que o consumo de 
oxigênio ocorre apenas devido à respiração, o que sabemos não ser verdade. 
Dióxido de carbono
 
CO2 é incolor, inodoro e não combustível e pode ter gosto ácido. É mais pesado que 
o ar e, por isso, é encontrado mais próximo ao piso. Está mais presente nos locais 
abandonados e não ventilados da mina. As principais fontes de CO2 são: respiração 
humana, oxidação, detonação, fogo e a própria rocha. Um aumento na concentração 
de 0,03 % a 0,5 % leva a uma respiração mais rápida e profunda. Uma concentração 
de 3 % leva a uma taxa de respiração dobrada, enquanto que 5 % de CO2 triplicam 
essa taxa. Uma concentração de 10 % pode ser tolerada por apenas alguns 
minutos. 
Metano
 
O2 fornecido O2 consumido
 
Concentração 
remanescente 
0,21 . Q - 33 = 0,195 Q 
Q = 33 / (0.21 - 0.195) = 2200 cm3/s 
 
21
 
O metano é o gás mais comum em minas de carvão, podendo também ser 
encontrado em outras minas tais como minas de potássio, calcário, sal e xisto. O 
metano é incolor, inodoro, insípido, atóxico e altamente inflamável. Por ser mais leve 
que o ar, ele é mais encontrado em partes altas da mina. Durante a formação da 
camada de carvão, o metano é produzido junto com o dióxido de carbono, 
hidrocarbonetos maiores e outros gases inertes. A quantidade de metano depende 
da temperatura, pressão, grau de fraturamento, permeabilidade do carvão e da 
camada adjacentes. Pode existir como gás nas fissuras da rocha ou estar adsorvido 
na superfície do próprio minério (carvão). O metano é liberado devido à diminuição 
da pressão, particularmente causada por extrações em áreas vizinhas, o que causa 
um distúrbio nas condições de equilíbrio. 
Monóxido de carbono
 
O monóxido de carbono, CO, é incolor, inodoro, insípido, tóxico e inflamável, 
produzido pela combustão incompleta de materiais orgânicos. É formado no subsolo 
por fogos, explosões, aquecimento por fricção, oxidação a baixa temperatura e 
motores a combustão interna. CO é venenoso a baixas concentrações e explosivo a 
uma ampla faixa (12,5 a 74 %). Ele substitui o oxigênio que é carregado pela 
hemoglobina, por ter uma afinidade 300 vezes maior com o sangue, e, portanto, age 
como asfixiante. 
O composto formado na junção do CO com a hemoglobina é chamado 
carboxihemoglobina, COHb. Os níveis de COHb no sangue dependem da 
concentração de CO no ar, tempo de exposição e nível de atividade exercida pelo 
indivíduo exposto ao ar. Os efeitos devido ao envenenamento por CO em função da 
saturação do sangue estão listados a seguir. 
 
10 % COHb: perda de algumas funções cognitivas; 
 
10 - 30 % COHb: dores de cabeça; 
 
30 - 40 % COHb: fraqueza, tontura, diminuição da visão, náuseas, vômitos e 
colapso; 
 
40 - 60 % COHb: inconsciência, convulsão; 
 
60 - 70 % COHb: coma e possível morte; 
 
70 - 80 % COHb: falha respiratória e morte. 
 
22
 
Ácido sulfúrico
 
O ácido sulfúrico, H2SO4, tem um cheiro forte, é incolor, tóxico e explosivo. É 
formado pela decomposição de compostos de enxofre. Baixas concentrações são 
encontradas em infiltrações de água das rochas, enquanto que altas concentrações 
ocorrem em gás natural, petróleo e algumas minas de enxofre e gipsita. H2SO4 é 
bastante solúvel e pode ser carregado por águas subterrâneas a frentes de trabalho 
em atividade. A menor concentração letal já registrada é de 600 ppm. Os efeitos 
fisiológicos estão listados a seguir: 
 
0, 025 ppm: odor; 
 
0, 005 - 0,010 %: irritação do trato respiratório e olhos após 1 hora; 
 
0, 010 %: perda olfativa após 15 minutos de exposição; 
 
0,02 - 0,07 %: dor de cabeça, tontura, náuseas, dores nos nariz, peito e garganta; 
 
0,07 - 0,10 %: inconsciência, parada respiratória e morte; 
 
0,10 %: morte em poucos minutos. 
Dióxido de enxofre
 
Incolor, não inflamável e tóxico, o dióxido de enxofre, SO2, é formado sempre que 
compostos de enxofre são queimados. Podem ser formados durante a detonação de 
certos minérios de enxofre, fogos envolvendo compostos como pirita, e combustão 
nos motores. É significantemente mais pesado que o ar e, em baixas concentrações 
irrita os olhos, garganta e nariz. A uma concentração de 400 ppm coloca a vida em 
risco. 
Óxido de nitrogênio
 
O nitrogênio, da forma que ocorre no ar, é inerte. Entretanto, sob certas condições, 
forma óxidos que podem ser extremamente tóxicos. Os mais comuns são óxido 
nítrico e dióxido de nitrogênio. São formados pela combustão de motores e 
detonação. Óxido nítrico é rapidamente oxidado a nitrogênio na presença de 
umidade e ar e, por isso, é raramente encontrado em grandes quantidades no 
subsolo. Dióxido de nitrogênio é mais comumente encontrado. Os óxidos de 
nitrogênio, NO2, tóxicos reagem com umidade formando os ácidos nítrico e nitroso. 
 
23
 
Pequenas quantidades de NO2 podem ser, portanto, letais, por combinarem com 
umidade nos pulmões e corroerem as vias respiratórias. Morte por exposição a NO2 
pode ocorrer rapidamente, caso o nível de exposição seja alto, ou pode ocorrer em 
dias ou até semanas, como resultado de um edema pulmonar (água nos pulmões) 
ou pneumonia infecciosa. 
Hidrogênio
 
Hidrogênio é incolor, inodoro, insípido, atóxico e é o gás mais leve encontrado em 
mina subterrânea. As possíveis fontes são: carregamento de baterias, ação da água 
ou vapor em materiais quentes, e ação de ácidos em metais. É altamente explosivo. 
Sua ignição pode ocorrer a uma concentração de oxigênio de 5 %, diferentemente 
do metano que requer uma concentração mínima de 12 % para explodir. 
Radônio
 
Radônio é um produto da desintegração do rádio, é radioativo e quimicamente 
inerte. Encontrado primariamente em minas de urânio, mas pode ser encontrado em 
quantidades traço em minas de carvão. Uma vez que o radônio é liberado no 
ambiente, o processo de decaimento continua com a formação de rádio A, que decai 
a rádio B, que decai a rádio C, etc. Durante o processo de decaimento são emitidas 
partículas alfa e beta, que podem ser acompanhadas por raios de atividade gama. 
São esses raios gama a principal preocupação dos engenheiros de ventilação. 
5.3.2 Doenças Causadas por trabalhos em Mineração 
Pneumoconiose: É causada pelo acúmulo de poeira nos pulmões e as reações do 
tecido à presença desta poeira. 
São variações da Pneumoconiose: 
1) Silicose24
 
A silicose é uma doença incurável causada pelo acúmulo de poeira contendo sílica 
nos pulmões e a conseqüente reação dos tecidos pulmonares. Ela leva ao 
endurecimento dos pulmões, dificultando a respiração e podendo causar até a 
morte. 
2) Antracose 
Doença pulmonar que se instala pela inalação de poeira do carvão. Os pulmões dos 
trabalhadores expostos à poeira passam a apresentar nítida pigmentação negra, 
decorrente do depósito de partículas antracósicas (antracito - carvão fóssil). 
3) Asbestose 
Doença pulmonar, causada pelo acúmulo de fibras de asbesto no pulmão. Quase 
sempre vem acompanhada de câncer do pulmão. 
Limites de tolerância 
Concentração máxima ou mínima, relacionada com a natureza e o tempo de 
exposição ao agente, que não causará dano à saúde do trabalhador, durante a sua 
vida laboral. 
Asbesto: 2 fibras/cm3 
Sílica: quartzo respirável - 0,1 mg/m3 
cristobalita e tridimita - 0,05 mg/m3 
Exposição e Efeitos Causados Pela Sílica 
TIPO DE 
POEIRA 
FONTES DE 
EXPOSIÇÃO 
DOENÇA PULMONAR 
Carvão, areia, minerais, 
metálicos, feldspato. 
Mineração, metalúrgica, 
material de construção, 
jato de areia. 
Silicose, antracosilicose e 
pneumoconioses mistas. 
Caulim Ind. cerâmica Silicose 
 
25
 
Quartzito Ind. cerâmica Silicose 
Quartzo moído, areia 
moída. 
Fibra de vidro, 
Ind. cerâmica 
Silicose 
Fonte: Gentilmente cedida por Alcinéia M. dos A. Santos. 
5.3.3 Detecção de gases 
Os tipos de instrumentos disponíveis na mineração para medir concentração de 
gases sobrecaem em quatro classes principais: detectores manuais, monitores 
montados em máquina, monitores de área e dosímetros pessoais. Os detectores 
manuais são relativamente pequenos e leves, podendo ser utilizado em vários locais 
da mina por engenheiros e outros. Exemplos de detectores manuais são: lâmpadas 
de segurança, detectores de metano, detectores de oxigênio, detectores para 
monóxido de carbono. 
Os métodos de detecção incluem oxidação catalítica, eletroquímica, ótico, 
condutividade elétrica e absorvente químicos. 
Detectores de oxidação catalítica são utilizados para medir concentração de gases 
combustíveis, a partir da mudança da resistência em um circuito elétrico ou do 
aquecimento gerado durante o processo de oxidação. 
Sensores eletroquímicos são aplicados na medição de oxigênio, ácido sulfídrico, 
monóxido de carbono e óxidos de nitrogênio, que reagem com um eletrodo especial 
em um eletrólito, gerado uma corrente elétrica proporcional à concentração do gás 
presente. 
Os detectores óticos são basicamente dois, infravermelho não-dispersivo e 
interferômetro. O primeiro é baseado no princípio de que diferentes gases absorvem 
luz a comprimentos de onda específicos e distintos. O segundo é baseado na 
diferença de índice de refração. O método mais novo utiliza semicondutores que 
mudam de resistência e, portanto, sua condutividade elétrica na presença de certos 
gases. 
O último método utiliza as propriedades reativas dos gases e químicos que causam 
modificação na cor desses químicos proporcionalmente à concentração dos gases. 
 
26
 
5.3.4 Controle de Gases 
Uma vez identificado o gás contaminante, sua fonte localizada e sua taxa de 
liberação determinada, o engenheiro se confronta com o problema do controle. 
Técnicas de controle variam desde diluição por simples ventilação até sistemas 
complexos de drenagem. A técnica escolhida dependerá da fonte de gás (rocha, 
detonação, motor, etc) e da natureza da ocorrência (liberação contínua ou 
intermitente, fonte móvel ou estática). As técnicas normalmente adotadas, em sua 
ordem de preferência, estão listadas a seguir: 
Prevenção: procedimento adequado na detonação, ajuste e manutenção de motores 
de CI, etc; 
Remoção: drenagem antes da lavra, exaustão local, infusão de água antes da lavra; 
Absorção: reação química em condicionadores de motores de CI, spray de solução 
ar-água na detonação; 
Diluição: diluição local por ventilação auxiliar, diluição pelo fluxo de ar principal, 
diluição local por difusores ou sprays d’água, 
Isolamento: vedação de áreas de trabalho abandonadas ou áreas de fogo, restrição 
na detonação. 
NR 22.24.24. - No caso de minas grisutosas ou com ocorrência de gases tóxicos, 
explosivos ou inflamáveis o controle da sua concentração deve ser feito a cada 
turno, nas frentes de trabalho em operação e nos pontos importantes da ventilação. 
5.3.5 Limites de Tolerância 
Threshold limit values, TLV, são valores utilizados como indicador de toxicidade de 
alguns gases. São valores de concentração que, sob determinadas condições, não 
apresentam riscos de saúde para quase todos os trabalhadores que se expõem 
diariamente ao gás em questão. Threshold limit values - Time weighted average 
(TLV-TWA) é a concentração a qual quase todo trabalhador pode se expor durante 
oito horas por dia (quarenta horas por semana) sem apresentar efeitos adversos. 
Threshold limit values - short term exposure limit (TLV-STEL) é a concentração 
máxima a que um trabalhador pode se expor, durante até quinze minutos, sem 
apresentar qualquer irritação, mudança nos tecidos (crônica ou irreversível) ou 
 
27
 
narcose suficiente para aumentar tendência a acidentes ou diminuir eficiência no 
trabalho. Threshold limit values - Ceiling (TLV-C) é a concentração que não deve ser 
excedida nunca, nem mesmo instantaneamente. A Tabela 4 resume as 
características de cada um dos gases mencionados. 
 
Tabela 3: Características dos gases 
5.3.6 Poeira 
Poeira é a segunda categoria de contaminantes do ar de maior preocupação na 
mineração. Dispersão de partículas sólidas e líquidas, de tamanho microscópico, em 
um meio gasoso, é chamada aerossol. Apesar de nem toda poeira precisar estar 
suspensa para ser nociva, as que causam danos pulmonares são as que existem 
como aerossol. Todo material suspenso em uma mina subterrânea se comporta de 
maneira similar e apresenta os seguintes princípios básicos: 
 
28
 
a) Partículas de poeira, de conseqüência combustível ou patológica, são 
predominantemente menores que 10 µm. Aquelas menores que 5 µm são 
classificadas como respiráveis; 
b) Partículas maiores que 10 µm não tendem a permanecer muito tempo em 
suspensão em correntes de ar, a menos que haja altas velocidades. Essas 
partículas, entretanto, não são tão preocupantes; 
c) Poeira de mina tem um tamanho característico entre 0,5 a 3 µm; 
d) Reatividade química cresce com o decréscimo do tamanho; 
e) Poeiras menores que 10 µm, sérias para a higiene do ar, não têm peso 
significativo ou inércia, portanto podem ficar indefinidamente suspensos na 
atmosfera; 
f) O controle da poeira fina (menor que 10 µm) suspensa no ar requer um controle 
da corrente de ar. Esse é o princípio básico do controle de poeira. 
Poeira pode ser classificada de acordo com seus efeitos fisiológicos ou suas 
propriedades explosivas: 
a) Poeira fibrogênica (nociva ao sistema respiratório): sílica (quartzo, cherts); 
silicatos (asbestos, talco, mica, silimanita); fumaças de metal (quase todos); minério 
de berílio; minério de estanho; minério de ferro (alguns); carvão (antracito, 
betuminoso); 
b) Poeira carcinogênica: radônio; asbestos; arsênio; 
c) Poeira incômoda (pequenas adversidades): gipsito, caulim, calcário; 
d) Poeiras tóxicas (venenosas aos órgãos e tecidos do corpo): minérios de berílio, 
arsênio, chumbo, rádio, tório, cromo, vanádio, mercúrio, cádmio, antimônio, selênio, 
manganês, tungstênio, níquel e prata (principalmente óxidos e carbonatos); 
e) Poeiras radioativas (prejudicial devido às radiações alfa e beta): minérios de 
urânio, rádio e tório; 
f) Poeiras explosivas (combustível quando em suspensão): poeiras metálicas 
(magnésio, alumínio, zinco, estanho e ferro); carvão (linhito); minérios sulfetados;poeiras orgânicas; 
5.3.7 Composição 
 
29
 
Na classificação da poeira quanto ao grau de dano patológico, a composição 
mineralógica é mais importante que a química e propriedades químicas são mais 
importantes que as físicas. 
Por exemplo: sílica livre apresenta maior reatividade química nos pulmões que a 
sílica combinada; já no caso do asbesto, o efeito mecânico é mais importante; nas 
poeiras tóxicas a principal variável é a solubilidade. Misturas de poeiras são 
imprevisíveis. 
5.3.8 Concentração 
Depois da composição, a concentração é o fator mais importante. Poeiras nocivas 
devem estar presentes em concentrações acima de 0,5 mg/m3 para gerar danos aos 
pulmões. Algumas poeiras tóxicas ou radioativas, entretanto, podem ser prejudiciais 
em menores concentrações (menos que 0,2 mg/m3). 
5.3.9 Tamanho das Partículas 
Poeiras finas são mais perigosas fisiologicamente porque sua área específica e, 
portanto, sua reatividade química é muito grande, em proporção a seu peso. 
Danos pulmonares ocorrem devido a poeiras respiráveis (menores que 5 µm); e a 
maioria das minas apresenta tamanho médio de poeira menores que esse valor. 
5.3.10 Tempo de Exposição 
Normalmente, doenças como a silicose, se manifestam depois de 20 ou 30 anos de 
exposição. Danos por radiação ocorrem entre 10 e 20 anos de exposição. 
5.3.11 Susceptibilidade Individual 
Um fator que influência a saúde ocupacional é a seletividade humana. Atualmente, 
trabalhadores passam por exames pré-admissionais e problemas potenciais são 
diagnosticados antes que ocorram efetivamente. Existem amplas evidências de que 
 
30
 
o cigarro apresenta um efeito sinergético, aumentando a probabilidade de se contrair 
uma doença respiratória. 
5.3.12 Controle da Poeira 
O controle de poeira é feito através de perfuração a úmido; o uso de sistemas de 
exaustão da poeira; medição da concentração de poeira no ambiente de trabalho; 
molhar os locais a serem detonados antes e depois da detonação, bem como o 
material desmontado; pulverização em locais com formação de pó; proteção 
individual com uso de máscaras contra pó. 
Prevenção de acordo com a NR 22: 
22.29 - Prevenção de Explosão de Poeiras Inflamáveis em Minas Subterrâneas de 
Carvão 
22.29.1 - As minas subterrâneas de carvão devem identificar as fontes de geração 
de poeiras tomando as medidas preventivas cabíveis para reduzir o risco de 
inflamação de poeiras e a propagação da chama. 
22.29.1.1 - As medidas preventivas serão implantadas principalmente nos seguintes 
locais: 
a) frentes de lavra; 
b) pontos de transferência; 
c) pontos de carregamento de minério em correias transportadoras e 
d) onde existam fontes de ignição. 
22.29.1.2 - As medidas preventivas serão: 
a) nas frentes de lavra: umidificação das operações que possam gerar poeiras; 
b) nos pontos de transferência e nos pontos de carregamento: umidificação; 
neutralização com material inerte ou lavagem periódica em intervalos de tempo a 
serem determinados para cada local, das paredes, teto e lapa e 
c) nos locais onde existam fontes de ignição: isolamento da fonte umidificação ou 
neutralização com material inerte. 
 
31
 
5.4 Temperatura e Umidade 
Além da qualidade do ar que inclui o controle de gases tóxicos ou explosivos e 
poeira, outro fator para o condicionamento do ar é o controle da temperatura e 
umidade. 
Para o controle da temperatura e umidade em uma mina subterrânea é necessária a 
aplicação de alguns métodos para aquecer, esfriar, umidificar e desumidificar. 
5.4.1 Processos de Transferência de Calor 
Existem vários processos para transferência de calor, entre eles estão: 
 
Refrigeração e resfriamento evaporativo são processos de transferência de calor 
de um local para outro. Estes processos utilizam fluidos refrigerantes. 
 
O objetivo do fluido refrigerante é absorver o calor de uma fonte. 
 
A amônia é utilizada como fluido refrigerante devido ao seu baixo custo, sendo 
empregada na superfície. Nas minas subterrâneas podem ser empregados freon, 
água gelada entre outros refrigerantes. 
 
A torre de resfriamento é outro processo que utiliza um aparelho de troca de calor 
com líquidos frios, geralmente água. 
 
Outros sistemas são o cooling coil, o spray e o shell-and-tube. 
5.4.2 Psicometria 
O psicômetro é um aparelho que serve para avaliar a quantidade de vapor contida 
na atmosfera. 
O controle do processo de temperatura e umidade é feito utilizando propriedades 
psicométricas. 
As propriedades psicométricas como pressão de vapor, umidade específica, grau de 
saturação, volume específico entre outros são encontrados em tabelas e gráficos 
psicométricos. 
 
32
 
5.5 Controle da Quantidade 
Há uma relação que determina a quantidade de ventilação necessária para diluir o ar 
perigoso em uma mina subterrânea. Esta relação é a seguinte: 
g
g
BTLV
TLVQQ )1.( 
Onde: 
Qg: é a taxa de contaminante; 
Bg: é a concentração do contaminante; 
TLV, Threshold Limit Values: é o valor limite para concentração do contaminante. 
Outra relação que determina a quantidade de ar necessária nos locais de trabalho 
quando se conhece a velocidade do ar (V) e a área (A) é a seguinte: 
Q = V* A 
De acordo com a NR 22, as quantidades de ar devem obedecer a alguns critérios 
que estão relacionados abaixo. 
22.24.6 - Nos locais onde pessoas estiverem transitando ou trabalhando, a 
concentração de oxigênio no ar não deve ser inferior a dezenove por cento em 
volume. 
22.24.7 - A vazão de ar necessária em minas de carvão, para cada frente de 
trabalho, deve ser de, no mínimo, seis metros cúbicos por minuto por pessoa. 
22.24.7.1 - A vazão de ar fresco em galerias de minas de carvão constituídas pelos 
últimos travessões arrombados deve ser de, no mínimo, duzentos e cinqüenta 
metros cúbicos por minuto. 
22.24.7.2 - Em outras minas, a quantidade do ar fresco nas frentes de trabalho deve 
ser de, no mínimo, dois metros cúbicos por minuto por pessoa. 
22.24.7.3 - No caso da utilização de veículos e equipamentos a óleo diesel, a vazão 
de ar fresco na frente de trabalho deve ser aumentada em três e meio metros 
cúbicos por minuto para cada cavalo-vapor de potência instalada. 
 
33
 
22.24.7.3.1 - No caso de uso simultâneo de mais de um veículo ou equipamento a 
diesel, em frente de desenvolvimento, deverá ser adotada a seguinte fórmula para o 
cálculo da vazão de ar fresco na frente de trabalho: 
QT = 3,5 ( P1 + 0,75 x P2 + 0,5 x Pn ) [ m³/min] 
Onde: QT = vazão total de ar fresco em metros cúbico por minuto 
P1 = potência em cavalo-vapor do equipamento de maior potência em operação 
P2 = potência em cavalo-vapor do equipamento de segunda maior potência em 
operação 
Pn = somatório da potência em cavalo-vapor dos demais equipamentos em operação 
22.24.7.3.2 - No caso de desenvolvimento, sem uso de veículos ou equipamentos a 
óleo diesel, a vazão de ar fresco deverá se dimensionada à razão de quinze metros 
cúbicos por minuto por metro quadrado da área da frente em desenvolvimento. 
22.24.8 - Em outras minas e demais atividades subterrâneas a vazão de ar fresco 
nas frentes de trabalho será dimensionada de acordo com o disposto no Quadro II, 
prevalecendo a vazão que for maior. 
Determinação da vazão de ar fresco conforme disposto no item 22.24.8 
a) Cálculo da vazão de ar fresco em função do número máximo de pessoas ou 
máquinas com motores a combustão a óleo diesel 
QT = Q1 x n1 + Q2 x n2 [m³/min] 
Onde: 
QT = vazão total de ar fresco em m3/min 
Q1 = quantidade de ar por pessoa em m3/min 
(em minas de carvão = 6,0 m3/min; em outras minas = 2,0 m3/min) 
n1 = número de pessoas no turno de trabalho 
Q 2 = 3,5 m3 / min/cv (cavalo-vapor) dos motores a óleo diesel 
n2 = número total de cavalo-vapor dos motoresa óleo diesel em operação 
b) Cálculo da vazão de ar fresco em função do consumo de explosivos 
 
34
 
QT = 0,5 x A [m³/min] / t 
Onde: 
QT = vazão total de ar fresco em m3/min 
A = quantidade total em quilogramas de explosivos empregados por desmonte 
t = tempo de aeração (reentrada) da frente em minutos 
c) Cálculo da vazão de ar fresco em função da tonelagem mensal desmontada 
QT = q x T [m³/min] 
Onde: 
QT = vazão total de ar fresco em m3/min 
q = vazão de ar em m3/minuto para 1.000 toneladas desmontadas por mês 
(mínimo de 180 m3/minuto/1.000 toneladas por mês) 
T = produção em toneladas desmontadas por mês. 
Quando se define a quantidade de ar nos locais de trabalho é necessário criar uma 
diferença de pressão na mina para que se inicie o fluxo. Em minas modernas, o fluxo 
de ar é função apenas dos ventiladores, considerando que a ventilação natural, 
quando existe, não é suficiente para assegurar a quantidade de ar necessária à 
mina. 
 
35
 
6 CIRCUITOS BÁSICOS DE VENTILAÇÃO 
Além da ventilação natural, existem outros dois circuitos de ventilação: ventilação 
principal e ventilação secundária. 
1 - Circuito principal: Utiliza os ventiladores principais que irão forçar o ar através do 
circuito de ventilação. Este circuito é formado por galerias de entrada de ar, galerias 
de retorno de ar impuro, e os tapumes, paredes, portas, pontes e reguladores que 
completam o sistema. 
2- Circuito secundário: Utiliza os ventiladores, dutos e exaustores que transportam o 
ar nos painéis, nas frentes de trabalho. 
O circuito principal de ventilação tem como função conduzir o ar novo até as frentes 
de trabalho mais distantes na quantidade suficiente para atender as necessidades, 
deve-se levar em consideração que para isso será necessário superar as 
resistências ao deslocamento do ar através das galerias e nos obstáculos como 
máquinas, obstruções por entupimento de galerias. Quanto maior for a resistência 
ao deslocamento do ar menor será a quantidade de ar impulsionada pelo 
ventilador.Outra função do circuito principal é a exaustão do ar impuro e pó das 
frentes de lavra, retornando pela galeria de reconhecimento e saindo pelo poço. 
A respeito do circuito secundário, este apresenta como função a condução através 
de dutos do ar puro e refrigerado pela plantas até as frentes de trabalho. Este ar que 
é conduzido será utilizado na respiração do homem, diluição dos gases e diminuição 
da temperatura.Sua outra função é a exaustão do pó presente nas frentes de lavra. 
6.1 Portas de Ventilação 
O circuito principal de ventilação é um canal contínuo formado por galerias 
escavadas pelo desenvolvimento ou mesmo nos painéis, como as galerias são 
ligadas uma nas outras por travessas, para formar o tal canal, as travessas devem 
ser fechadas com cortinas, tapumes ou paredes. Para permitir o acesso de um canal 
para outro em alguns locais são colocadas às portas. 
Porque em algumas travessias existem duas ou mais portas? 
 
36
 
Nos locais onde a pressão do ar é muito alta, como próximo aos ventiladores 
principais, a abertura de uma porta provoca um curto circuito entre o canal de 
entrada e o canal de saída, perdendo-se uma quantidade muito grande de ar. 
Nestes casos usam-se duas ou mais portas desta forma quando se abre uma, há 
pelo menos outra fechada evitando o curto circuito. 
Por isto nunca se deve abrir duas portas ao mesmo tempo. Para diminuir a pressão 
exercida pelo ventilador nas portas, usamos janelas de descompressão nas 
mesmas, com isto, você fará menos esforço para abri-la. Não podemos esquecer 
que estas “janelas de descompressão” devem ficar fechadas depois da passagem 
pelas portas, senão irão ocorrer fugas de ar e seus colegas que trabalham nas 
galerias mais distantes irão sofrer com a deficiência de ar. Abrir a janela de 
descompressão e olhar se a outra porta está fechada, caso esteja passando 
pessoas esperar que a porta se feche só então abrir a primeira porta. 
Puxar ou empurrar a porta com cuidado fechando vagarosamente a mesma para 
que esta não bata evitando danificá-la. 
No caso do descumprimento dessas instruções a mina ficará passível dos seguintes 
problemas: 
No caso de uma porta aberta, um buraco aberto na parede, a quebra e o abandono 
de um caminhão ou material que obstrua a passagem de ar. Isso poderá ocasionar 
uma piora nas condições de trabalho de um colega que esteja atuando nas galerias 
mais distantes, pela falta de oxigênio, pelo aumento da temperatura, pelo aumento 
da poeira. 
Portanto, é necessário que as instruções sejam seguidas corretamente uma vez que 
mau uso dos equipamentos de ventilação pode acarretar consequências 
gravíssimas. Caso sejam constatadas condições anormais no sistema de ventilação 
essas devem ser comunicadas ao setor de ventilação imediatamente. 
6.2 Circuitos 
Os circuitos de ventilação são semelhantes aos circuitos elétricos. As leis 
desenvolvidas pelo físico Kirchhoff são aplicadas no circuito de ventilação assim 
como a Lei de Ohm e a Equação de Atkinson. Há duas formas básicas nos 
caminhos do ar em um sistema de ventilação e uma combinação das mesmas. 
 
37
 
6.2.1 Em série 
Nestes circuitos a quantidade de ar que flui em caminhos diferentes é a mesma. 
Quando há dois resistores ligados em série, tem-se, conforme mostrado na figura 
abaixo. 
Em um sistema de ventilação um circuito em série é definido como um circuito onde 
os diferentes trechos tenham a mesma quantidade de ar fluindo. 
 
Fig. 1: Modelo de circuitos conectados em série 
Req = Ra + Rb 
Qeq = Qa = Qb 
 
Peq = Pa + Pb 
6.2.2 Em paralelo 
Nestes circuitos os caminhos percorridos pelo ar são conectados em paralelo e a 
vazão do ar é dividida entre os caminhos. 
 
38
 
Segundo Halliday et all (1996), dois elementos de um circuito associado em paralelo 
pode-se passar por apenas um elemento e o escoamento da carga é dividido entre 
os dois elementos a uma mesma diferença de potencial. 
 
Figura 1: Circuito em paralelo 
 1 = 1 + 1 
 vReq v Ra v Rb 
 Peq = Pa = Pb 
 Qeq = Qa + Qb 
6.3 Fluxo de ar em um circuito 
Existe uma proporcionalidade entre a diferença de pressão e quantidade de fluxo de 
ar. A ventilação possui uma lei básica de proporcionalidade, sendo: 
H a Q2 
Onde: 
H é a diferença de pressão 
Q é o fluxo de ar ou vazão do ar. 
Através de um gráfico pode-se solucionar alguns problemas de ventilação em minas, 
fixando a pressão em função da quantidade do fluxo de ar. Relacionando-se estes 
 
39
 
dados com as características dos ventiladores, obtem-se o ponto ideal de operação 
da mina. 
Determina-se um ponto da curva assumindo um fluxo de ar e calculando a pressão. 
A relação entre a vazão do ar e a pressão em diferentes pontos, é dada pela 
equação: 
(H1 / H2) = (Q1 / Q2)2 H2 = H1 . (Q2 / Q1)2 
A proporcionalidade vista entre a pressão e a quantidade de fluxo de ar, pode ser 
expressa incluindo uma constante devido à resistência R encontrada no caminho do 
fluxo de ar. Esta proporcionalidade é representada pela equação: 
H = R.Q2 
A resistência R, calculada em N. s²/ m8, é obtida segundo a expressão: 
R = [K. P.(L + Le)] / A3 
Onde 
K coeficiente de fricção (N.s2/m4) obtido por tabelas ou empiricamente; 
P perímetro do duto (m); 
A área da seção do duto (m2); 
L é o comprimento do duto (m); 
Le é o incremento do tamanho do caminho do ar devido às perdas pelo shock loss 
(m). 
O shock loss é causado pela troca de direção do fluxo de ar, da área do duto e 
alguma obstrução, constituindo entre 10 e 30 % das perdas de pressão em um 
sistema de ventilação. 
Em sistemas de ventilação são possíveis combinações de caminhos do ar, em série 
ou paralelo. Equivalentea estas combinações duas leis desenvolvidas pelo físico 
Kirchhoff para circuitos elétricos são utilizadas em circuitos de ventilação: a Primeira 
e Segunda Lei de Kirchhoff: 
A Primeira Lei de Kirchhoff (Lei dos Nós): "Em qualquer nó, a soma das correntes 
que o deixam é igual à soma das correntes que chegam até ele". 
 
40
 
Observe na figura abaixo, que i1 +i2 = i3. 
 
Figura 2: Representação da 1º lei de Kirchhoff 
Segunda Lei de Kirchhoff (Lei da Malhas): 
“A soma algébrica das variações do potencial, encontrada em todos os pontos ao 
longo de um percurso completo do circuito, deve ser igual a zero.” (Lei das Malhas) 
Observe na abaixo ao lado que Va + e – ir – iR = Va e – ir – iR = 0. 
Figura 3: Circuito elétrico 
 
41
 
7 DETERMINANDO OS VENTILADORES E A CAPACIDADE DOS SISTEMAS 
7.1 Comparando Ventiladores em um Sistema de Ventilação 
Curvas de trabalho características de ventiladores são fornecidas pelos fabricantes. 
Destas curvas podem ser retiradas importantes informações. Em poucos minutos o 
projetista pode obter o correto ventilador para a mina comparando curvas 
características de vários ventiladores. A capacidade do ventilador deve ser 
compatível com sua utilização. Um ventilador muito pequeno pode não fornecer a 
pressão e volume necessários, um ventilador muito grande desperdiça energia 
elétrica, pois o sistema é inadequado ao seu rendimento. 
Um ventilador pode ser relacionado a um dado sistema de ventilação através de sua 
curva característica. As curvas mostram a relação entre as cargas impostas sobre o 
ventilador e o rendimento em termos de volume de ar por unidade de tempo. 
Quando a carga aumenta, o rendimento diminui. Primeiramente, a carga sobre o 
ventilador é devida ao atrito entre o ar e os condutos de ar. A carga é a energia 
necessária para superar a contrapressão de um duto de ventilação ou corrente de ar 
na mina. 
A figura abaixo ilustra a curva característica e a curva de potência de um ventilador 
Joy A10A 37.3 kW. 743 mm Axivane. Este ventilador permite um único ajuste na pá 
e por isso apresenta apenas uma curva característica. 
Figura 4: Curva Característica e Curva de Potência de um ventilador Joy A10A 37.3 kW 743 mm 
Axivane. 
 
42
 
Na primeira curva, para uma dada pressão o ventilador produz certa quantidade de 
ar. O ponto de operação é o ponto em que a capacidade do ventilador é exatamente 
aquela exigida por uma determinada pressão e conduto de ar. A linha tracejada na 
curva indica uma região de ineficiência de operação. A depressão no gráfico 
representa uma região onde não se deve operar o ventilador, pois além de causar 
um elevado consumo de energia elétrica pode danificar o ventilador. 
Na segunda curva é mostrada a quantidade de energia consumida para uma 
determinada taxa de rendimento do ventilador. O ponto de interseção entre a vertical 
do ponto de operação e a curva de potência representa a energia consumida, que 
pode ser lida estendo uma horizontal até o lado esquerdo do gráfico. A linha 
tracejada nesta curva representa a região onde o ventilador está operando em 
condições de ineficiência. 
Nem todos os ventiladores comportam-se como o mostrado na figura 1. Alguns 
ventiladores possuem vários ajustes na pá e cada ajuste tem sua própria curva 
característica e curva de potência. Para ilustrar este fato, a figura 1.2 mostra o 
gráfico de um ventilador Joy 14.9 kW, que possui diâmetro da pá de 641 mm, 
diâmetro do eixo de 445 mm e velocidade de rotação de 3450 rpm. No gráfico as 
linhas contínuas são as curvas características e as linhas tracejadas as curvas de 
potência. 
Os diferentes ajustes de pá permitem que o ventilador seja adaptado para uma larga 
série de aplicações, com algumas limitações referentes a energia, pois não se pode 
ajustar a pá de forma que a exigência de energia seja maior que a capacidade do 
motor (em kW) e tamanho do motor, pois existe uma limitação para o tamanho físico 
do motor que pode ser instalado dentro de uma carcaça. 
A curva de ajuste máximo para instalação do motor internamente está representada 
no gráfico. O gráfico não mostra a região de ineficiência, embora esta região possa 
existir, pois tornaria o gráfico muito confuso. 
 
43
 
Figura 5: Curvas Características e Curvas de Potência para o Ventilador Joy 14.9 kW. 
7.2 Instalação de Múltiplos Ventiladores 
Quando grandes volumes e altas pressões de ar são exigidos, mais de um ventilador 
pode ser necessário para atingir o rendimento desejado. Os dois principais tipos de 
instalação de múltiplos ventiladores são conhecidos como sistemas em série e 
sistemas em paralelo. 
Ventiladores em Série: Colocando dois ou mais ventiladores em série permite que 
a pressão total desenvolvida por um seja somada a pressão total desenvolvida pelos 
outros. O primeiro ventilador gera uma pressão até certo nível, o segundo adiciona 
sua pressão e a pressão total é a soma de cada pressão individual. 
O mesmo acontece para cada ventilador em série. Dobrando a pressão para cada 
ventilador em série não significa que o fluxo será dobrado, embora o fluxo seja maior 
que o fluxo produzido por um único ventilador. A figura seguinte mostra o ponto de 
operação para dois ventiladores combinados em série. 
 
44
 
Figura 7: Curva de pressão combinada sobreposta a curva característica de dois ventiladores em 
série no ajuste nº 12. 
O ajuste de pá ótimo é obtido traçando a curva característica para cada ajuste. O 
ponto de operação ótimo será aquele que produzir o melhor rendimento e que não 
ultrapasse o limite de energia de cada ventilador. Este resultado pode ser obtido 
observando as curvas de ajuste de pá nº 10 e 8 ilustradas na figura abaixo. 
 
Figura 6: Curva de pressão combinada sobreposta a curva característica de dois ventiladores em 
série nos ajuste nº 10 e 8. 
 
45
 
Arranjos diferentes de diferentes ventiladores devem ser investigados para se ter a 
melhor opção para instalação do sistema de ventilação. 
Existe uma dificuldade para instalação de ventiladores em série em um duto quando 
estes são separados por uma longa distância. Primeiro, os ventiladores não podem 
ser colocados na direção do fluxo nos dutos, a menos que os dutos sejam de 
tubulações de metal rígido. Se um ventilador a favor do fluxo for iniciado antes de 
um ventilador contra o fluxo, a tubulação entre os ventiladores será submetida a um 
vácuo suficiente para causar o colapso do duto. Isto pode ser evitado iniciando os 
ventiladores na seqüência apropriada e pela instalação de um bypass mecânico que 
impeça a formação do vácuo. 
A maneira mais segura de usar ventiladores em série, se interruptores não são 
fornecidos, é colocá-los costas com costas. O único inconveniente deste arranjo é 
que a pressão total necessária para superar o atrito no duto deve ser desenvolvida 
em um único ponto, criando mais altas pressões no duto que aquela criada se os 
ventiladores estivessem espaçados ao longo do duto. Pressões mais elevadas 
causam danos a tubulação e conseqüente perda de volume de ar, necessitando 
reparos mais freqüentes se a eficiência necessita ser mantida. Por outro lado este 
sistema permite que adições no comprimento do duto sejam feitas sem maiores 
problemas. 
Teoricamente, os ventiladores não precisam ter a mesma capacidade para serem 
colocados em série. A figura abaixo mostra as curvas características para dois 
ventiladores com capacidades diferentes. A curva do ventilador menor está ilustrada 
nos ajuste de pá nº 12 e 10. Para o ajuste nº12 o ventilador não pode ser usado, 
pois sua curva intercepta a curva do ventilador maior na área de depressão, onde o 
ventilador não pode ser operado. O ajuste nº10 permite a utilização do arranjo, no 
entanto é importante notar que, se a curva de pressão interceptara curva 
característica a esquerda da área sombreada o ventilador maior não deve ser 
operado, e se interceptar a curva característica a direita da área sombreada, ela 
interceptara apenas a curva do ventilador maior, e o menor não contribuirá em nada 
no sistema. O ideal é que a curva de pressão intercepte as curvas características 
passando pela área sombreada, que é a região de possível operação em série. 
Ventiladores em Paralelo: Como a mina começa a estender-se ao longo do corpo 
de minério, torna-se altamente difícil usar dutos para ventilar galerias ativas a partir 
do shaft de ventilação central. Isto é particularmente verdadeiro quando não existe 
 
46
 
um nível inferior desenvolvido como um retorno fechado para o ar da mina. Onde o 
nível inferior existe para drenagem, transporte e ventilação são relativamente fáceis 
induzir um fluxo de ar dentro da mina pelo shaft central através do posicionamento 
de um ventilador principal de alta capacidade entre os níveis da mina e o nível 
inferior. O único problema com este tipo de arranjo é manter o desenvolvimento do 
nível inferior. 
Minas que não tem um nível inferior separado devem contar com furos de sonda 
para a ventilação primária. Como o custo de tais furos varia de acordo com o 
diâmetro do furo, os menores furos serão escolhidos. Como é desejável produzir a 
maior quantidade de fluxo possível, muitas minas subterrâneas têm empregado 
arranjos de três ventiladores lado a lado. Neste tipo de aplicação os ventiladores são 
colocados em paralelo, isto é, cada ventilador é responsável por uma porção do 
fluxo total. 
A figura abaixo ilustra as curvas características para um único ventilador, para dois e 
três ventiladores em paralelo. Considerando que a passagem de ar é feita por dutos 
de mesmo diâmetro e mesma profundidade, mas com os fatores de atrito diferentes. 
Observando a interseção da curva de menor K com a curva característica é possível 
notar que o rendimento cresce com o aumento do número de ventiladores, no 
entanto, o aumento de rendimento provoca um aumento do consumo de energia, 
desta forma podemos observar na tabela seguinte que a razão entre 
rendimento/consumo de energia cai com o aumento do número de ventiladores. A 
situação é semelhante para a curva com maior K, a única variação está no fato de 
dois ventiladores apresentarem maior rendimento do que três, isto acontece porque 
a curva do furo intercepta a curva de três ventiladores na região imprópria para 
operação. 
É importante ressaltar que, independente do número de ventiladores e do tipo de 
sistema, o principal é investigar todas as possibilidades e avaliar qual a situação 
ótima para o sistema de ventilação. 
 
47
 
Figura 7: Operação característica para dois arranjos de ventiladores paralelos. 
 
48
 
8 OPERANDO O SISTEMA DE VENTILAÇÃO 
8.1 Ventiladores 
Basicamente, existem dois tipos de ventiladores: centrífugos e axiais. 
Os ventiladores centrífugos são aqueles em que o ar é levado para o interior do 
conjunto rotor e palhetas e liberado radialmente à armação. Vários ventiladores têm 
este conjunto rotor/palhetas que se assemelham a um rotor de um motor de indução, 
consistindo de várias pequenas lâminas curvas. 
Os ventiladores axiais são classificados em dois tipos, e ambos consistem de um 
conjunto rotor/palhetas em uma carcaça cilíndrica com lâminas aerodinâmicas para 
causar fluxo de ar através de um ventilador em uma direção axial. A diferença entre 
os dois tipos é que no ventilador axial de hélice existem hélices estacionárias para 
fortalecer o fluxo de ar e recuperar alguma energia rotativa, concedendo esta para o 
ar pelo movimento das lâminas. 
8.1.1 Ventiladores centrífugos 
Os ventiladores centrífugos operam como bombas de ar. A base rotativa da roda, o 
rotor ou o conjunto rotor/palhetas transmite trabalho ao ar, concedendo a este ar 
energia estática e cinética em proporções diferentes dependendo do tipo de 
ventilador, ou seja, é um tipo de conversão de energia rotativa dinâmica em energia 
axial e/ou radial dinâmica. As figuras abaixo mostram ventiladores centrífugos 
usados em um projeto de ventilação. 
Na maioria dos casos, no dimensionamento de ventiladores devem-se desconsiderar 
os efeitos de compressão do ar. Esta consideração é feita considerando o 
desempenho do ventilador bem como sua aplicação. 
Existem duas ações separadas e independentes que geram pressão em um 
ventilador centrífugo: a força centrífuga devido à rotação do ar, e a energia cinética 
concedida à medida que o ar parte da extremidade das lâminas. A quantidade de 
energia cinética desenvolvida depende basicamente da velocidade tangencial das 
lâminas (Vt), enquanto que a energia centrífuga (estática) é função do aumento da 
velocidade tangencia do ar (Va) entrando e saindo o conjunto rotor/palheta. O 
 
49
 
trabalho realizado sobre o ar no ventilador é proporcional à velocidade tangencial, 
sendo que nenhum trabalho é necessário para produzir a velocidade radial. 
As variáveis a serem consideradas para o dimensionamento de ventiladores 
centrífugos são: curvatura das lâminas, número de lâminas, forma das lâminas, 
profundidade radial das lâminas, comprimento axial das lâminas, entradas (número, 
forma e tamanho), diâmetro do rotor, largura do ventilador, carcaça, hélices 
principais e exposição e afastamento do conjunto rotor/palhetas. 
 
Figura 10: Modelo de Ventilador Centrífugo. 
Abaixo estão descritos alguns modelos de ventiladores Centrífugos: 
a) Centrífugo, pás para trás - Possui duas importantes vantagens: 1ª - apresenta 
maior eficiência e auto-limitação de potência. Isso significa que, se o ventilador 
está sendo usado em sua máxima potência, o motor não será sobrecarregado 
por mudanças de sistema de dutos. É um ventilador de alta eficiência e 
silencioso, se trabalhar num ponto adequado. 
 
50
 
Figura 11: Centrífugo com pás para trás 
b) Centrífugo, pás radiais - Um ventilador robusto, para movimentar efluentes com 
grande carga de poeira, poeiras pegajosas e corrosivas. Apresenta menores 
possibilidades de "afogar", sendo usado para trabalhos mais pesados. A 
eficiência desse tipo de ventilador é baixa, e seu funcionamento, barulhento. 
 
Figura 12: Centrífugo com pás radiais. 
c) Centrífugo, pás para frente - Mais eficiente, possui maior capacidade de 
exaustão a baixas velocidades, e não é adequado para trabalhos de alta pressão 
nem para altas cargas de poeira, apresentando problemas freqüentes de corrosão, 
se mal utilizado. 
 
51
 
Figura 13: Centrífugo com pás para frente 
8.1.2 Ventiladores axiais 
O princípio básico para um ventilador axial é que a produção de pressão é para 
promover a aceleração tangencial para o ar, quando este atravessa o rotor do 
ventilador. Qualquer força centrífuga gerada é pequena e a prática diz que pode ser 
desprezível em situações reais. As figuras abaixo mostram ventiladores axiais 
usados em um projeto de ventilação. 
A energia de rotação deve ser convertida em fluxo linear de energia e a diferença de 
pressão estática do ar deixa o conjunto rotor/palheta. Esta troca é difícil de 
acontecer, mas essencial para a eficiência do equipamento. Hélices guias na 
carcaça seguintes as palhetas são mais efetivas na conversão de energia rotativa, e 
a maior parte dos ventiladores axiais são do tipo com hélice, e não tubulares. 
O ventilador de hélice (Figura 11) consiste em uma hélice montada numa 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 posição da hélice tem influência decisiva no desempenho do ar e 
eficiência do próprio ventilador.