Ventilação Local Exaustora (VLE) na Engenharia de Segurança do Trabalho

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Ventilação Aplicada à 
Engenharia de Segurança 
do Trabalho
Prof. Alex Maurício Araújo
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
ESPECIALIZAÇÃO em ENGENHARIA de SEGURANÇA do TRABALHO
Recife - 2009
(4ª Aula)
Ventilação Local Exaustora (VLE)
Objetiva a proteção da saúde do trabalhador, captando os
poluentes (gases, vapores e poeiras tóxicas) na fonte
(operações, processos e equipamentos) antes de sua dispersão
na zona de respiração e no ambiente.
Benefícios obtidos
- maior controle de riscos;
- bem-estar, eficiência e segurança do trabalhador retirando do
ambiente uma parcela do calor liberado por fontes quentes;
- controle da poluição do ar da comunidade.
Exemplos de aplicações de SVLE
são sistemas bastante especializados dos ambientes industriais
• Cabines de pintura, jatos de areia, granalha;
• Aparelhos de solda, forja;
• Fogões;
• Tanques p/ tratamento químico;
• Esmeris;
• Máquinas de beneficiamento de madeira;
• Transporte de pó;
• Misturadores;
• Ensacadores;
• Britadores;
• Peneiras;
• Silos.
Componentes básicos de um sistema de SVLE
A) Captor: dispositivo de captura do ar contaminado, instalado na
origem da emissão;
B) Sistema de dutos: realizam o transporte dos gases capturados;
C) Ventilador: fornece energia necessária ao movimento dos gases;
D) Equipamento de CPAr: retém os poluentes impedindo lançamento na
atmosfera (coletores de partículas, filtros, lavadores de gases e
vapores, precipitadores eletrostáticos – são instalados antes ou
depois do ventilador);
E) Chaminé.
(Ref. 4, pg 189)A
C D
B
E
Dimensionamento de um sistema (SVLE)
1) Captor: determinar forma, dimensões, posição relativa à
fonte, vazão e energia p/ a captura.
2) Sistema de dutos: arranjo físico, comprimento, dimensões
da seção, singularidades e energia para o fluxo.
3) EqCPAr: tipo, forma e dimensões, energia para o fluxo.
4) Ventilador: escolha da máquina mais adequada para
fornecer a energia total necessária ao processo.
Diagrama de variação das energias em uma instalação de (VLE)
1) pD ; 2) pT = h; 3) pE = pT - pD
(Ref. 1, pg 200)
Funcionamento da instalação (VLE) com lavador de gases
1) Ar com vapores é sugado para a boca de entrada do captor (A);
2) Em (A) atua pressão negativa (inferior à atmosférica = - 40
mmH2O) causada pela depressão (-140 mmH2O) da entrada do
ventilador (linha verde - pressão estática);
3) A patm que atua no ambiente fornece a energia para o transporte
do (ar + vapores) vencendo as perdas de carga ao longo do duto,
curvas e dentro do lavador até (E)-boca de entrada do ventilador;
4) Ao entrar no ventilador por (E) o ar recebe das suas pás a
energia cinética e potencial de pressão para sair em (F);
5) Esta energia mecânica vai fazer o ar escoar no duto de recalque
(F – G) até à saída da chaminé (G), onde volta a atuar a patm,
ainda com uma energia residual de saída devida à velocidade do
fluxo no trecho (F – G).
Princípios de exaustão
Regras básicas na captação de 
poluentes na fonte: 
-Enclausuramento de operações 
ou processos
-A direção do fluxo de ar
Exemplos:
- descarregamento de correias 
transportadoras;
- tanques de lavagem. 
CAPTORES (COIFAS)
Locais de captura de poluentes dimensionados por fonte poluidora que
com um mínimo de energia promove a entrada destes poluentes para o
sistema de exaustão.
Induzem na zona de emissão de poluentes, correntes de ar em
velocidades tais que assegurem que os poluentes sejam carregados
pelas mesmas para dentro do captor.
As dimensões do processo ou operação determinam as dimensões do
captor e sua forma.
CAPTORES
• Forma e Tipos
ENCLAUSURAMENTO COM EXAUSTÃO
CABINES
(Ref. 4, pg 191)
(Ref. 4, pg 191)
CAPTORES EXTERNOS
CAPTOR RECEPTOR
(politrizes e esmeris)
(Ref. 4, pg 192)
(Ref. 1, pg 202)
(Ref. 4, pg 191)
(Ref. 1, pg 202)
Requisitos de Q dos captores
• obter a Qmin de exaustão que permita uma eficiente captura dos
poluentes emitidos pela fonte;
• Qmin tal que induza em todos os pontos de geração de poluentes
uma velocidade de captura maior que a do ar ambiente, e dirigida
para o captor;
• os valores de “V” de captura são determinados com base em
experiências anteriores, ou seja, valores recomendados.
Velocidade de captura 
É o valor da velocidade do ar a uma distância do captor que induz
as partículas contaminantes a deslocarem-se na sua direção.
(Ref. 1, pg 201)
Distribuição das velocidades de captura 
• O ar se dirige para a boca de aspiração vindo de todas as direções;
• A velocidade de captura decresce com a distância das partículas em
relação à boca do captor;
• As flanges ou abas laterais evita a captura do ar que fica atrás da boca.
(Ref. 1, pg 208)
Definição das velocidades de captura 
Elas são definidas com base em experiências anteriores ou valores recomendados:
(Ref. 1, pg 204)
Vazão (Q) de ar necessária à obtenção da velocidade de captura
Sejam: V – velocidade de captura em M (m/s)
S – área do tubo (m2)
x – distância do ponto de captação à boca (m) ( x  1,5D)
Q – vazão no tubo (m3/s)
1) Boca circular sem flange Q = (10x2 + S)V
2) Boca circular com flange Q = 0,75(10x2 + S)V
3) Boca retangulares largas
(Ref. 1, pg 209)
(Ref. 1, pg 217)
ENCLAUSURAMENTO COM EXAUSTÃO
CABINES
Q = Aaberta x VRec onde VRec  1 m/s
(Ref. 4, p.192-198)
Pretende-se impedir que os
poluentes emitidos atinjam o
ambiente saindo pelas frestas.
Deve-se manter dentro do captor, pc
 patm. O ar ambiente vai entrar, não
havendo escape de poluentes.
Área aberta =  áreas das frestas
Q = Aaberta x VRec onde VRec  1 m/s
(VRec - veloc. recomendada)
Detalhes da perda de carga num captor
• As trajetórias das partículas sofrem mudanças na entrada do captor
(“vena contracta” - contração da veia);
• Em (M) atua patm;
• Em (B) há um aumento de velocidade e “maior” queda de pressão;
• Em (C) houve a retomada do padrão do fluxo, porém o processo
gerou uma perda de carga entre (M – C) de p;
• A perda de carga é estimada com base na altura de velocidade ou
altura dinâmica (hv) por um fator F (coeficiente de perda de carga):
hv = v
2 / 16,34 (mmH2O) onde v – (m/s)
p = F v2 / 16,34 (mmH2O)
• Em face da perda de carga ocorre uma redução na vazão do captor
caracterizada pelo coeficiente de entrada (Ke) que representa a razão
entre a (Qreal / Qteórica) (valores tabelados);
• Demonstra-se que :
F = (1 – Ke
2) / Ke
2
Tabelas de coeficiente de entrada (Ke) para captores 
(Ref. 4, pg 203)
(Ref. 4, pg 204)
(Ref. 4, pg 205)
Captor de coifa clássica (central) 
Aplicação
-produtos não tóxicos
- operador não se curva
Usos
- fogões, mesas quentes,
tanques com fervuras, etc.
Coifa Aberta
• Vazão aspirada pelo captor
Q2 = 1,4 P D V (cfm)
P – perímetro do tanque (pés)
V – velocidade de captura (pés/min)
D – abertura (altura) da coifa acima do
tanque (pés)
(Ref. 1, pg 219)
Coifa com Vedação em 3 lados
Usadas quando há corrente de ar laterais
V – velocidade de captura (50 – 500 pés/min)
W, L – dimensões da coifa (pés)
Perda de carga na entrada - pc = 0,25 v
2 / 2g
Velocidade no duto: 1000 – 3000 (fpm)
(Ref. 1, pg 223)
Q = W H V ou Q = L H V
(Ref. 1, pg 220)
(Ref. 1, pg 217)
(Ref. 1, pg 224)
Captor de coifa com fenda lateral
(gases ou vapores emitidos por tanques)
Captor cônico de bancada
(bico de pato)
Captor “portátil” para bancada
“Layout” de uma instalação de exaustão
(Ref. 1, pg 259)
Captor de coifa central (ilha)
Captor de coifa com fenda
lateral junto à parede
Captor cilíndrico sem flange
Captor cônico de bancada
(bico de pato)Coifa de exaustão clássica
aberta
Lavador
Motor
Ventilador
(Ref. 1, pg 260)
Representação isométrica da instalação de exaustão
Exemplo: Calcular a vazão do captor de coifa central (ilha) e a perda
de carga na entrada.
A) Dimensões do problema
a = 1,20 + 2 x 0,36 = 1,92 m = 6,30 ft
b = 2,40 + 2 x 0,36 = 3,12 m = 10,23 ft
P = 2(1,20 + 2,40) = 7,2 m = 23,6 ft
D = 0,90 m = 3 ft
B) Velocidade de captura
Adotando-se v = 140 fpm
C) Vazão na coifa
Q2 = 1,4 P D V = 1,4 x 23,6 x 3x 140 = 13880 cfm
D) Perda de carga
p = F v2 / 16,34 (mmH2O) (v – m/s) = F v
2 / 40052 (polH2O) (v – ft/min)
* Faixa de velocidade recomendada no duto; (1000 – 4000) fpm; (5 – 20) m/s.
Para esse tipo de captor; F = 0,5  p = 0,5 x (2500 / 4005)2 = 0,195 polH2O.
(s-19)
(Ref. 1, pg 261)
Ventilador de Telhado
Aplicações:
Os Ventiladores de Telhado fazem a exaustão do ar em
ambientes onde ocorrem problemas de calor, presença de fumaça
ou odores indesejáveis. São instalados com facilidade em substituição
a uma telha de cobertura de prédios industriais, oficinas, armazéns,
depósitos, galpões, etc.
Características:
- telha e chapéu são fabricados com resina poliéster reforçada 
com fibra de vidro;
- a carcaça do ventilador é feita em chapa de aço;
- a hélice é construída em alumínio fundido com rigoroso
balanceamento estático e dinâmico;
- o motor é especial para exaustão, totalmente blindado, tipo 
IP 54, trifásico. 
Acabamento/Pintura:
- a carcaça do ventilador recebe duas demãos de primer e duas
demãos de acabamento em esmalte sintético azul;
- telha e chapéu são fornecidos em fibra de vidro translúcida,
permitindo a penetração da claridade natural. A pintura de ambas
é opcional.
Exemplos Típicos de Instalação:
Exaustores Eólicos
São SVGN, que utilizam como força motriz a energia eólica.
São utilizados para combater problemas com calor, fumaça, mal cheiro, gazes tóxicos e
partículas suspensas (poeiras finas).
O calor pode ser gerado de duas maneiras: internamente com irradiações de máquinas ou
pessoas e externamente pela incidência do sol no telhado e paredes. O calor tem a
tendência natural de subir e sua trajetória é barrada pelo forro ou telhado, a massa de ar
quente e a poluição ficam então acumulados poucos metros abaixo do teto aquecendo as
camadas subseqüentes.
O vento incide sobre as aletas de alumínio provocando o giro do globo móvel, este giro produz
um redemoinho na base do Exaustor (logo abaixo do telhado) que succiona a massa de ar
quente.
A Qar do Exaustor Eólico varia com a velocidade do vento. Ventos de 10 km/h (2,8 m/s) produz
cerca de 4000 m3/h, ou seja, com uma leve brisa serão renovados cerca de 4000 m3 de ar.
Aumentando a velocidade do vento, aumentará também a vazão do Exaustor, porém jamais
excederá sua capacidade máxima que é de 150 RPM.
Escala de Beaufort (1ª. Aula - s22)
1 – (< 7 km/h) (<1,9 m/s) fumaça inclina 
2 – (7 a 12 km/h) (1,9 a 3,3 m/s) folhas agitam
Características Técnicas
Globo Giratório 45 Aletas em Alumínio Naval 
Anéis, Tampa e Base. Confeccionados em Chapa de Aço Galvanizado nº 24
Mancais Alumínio Fundido
Eixo Aço Trefilado (protegido com PVC)
Protetor de rolamentos Polipropileno sob pressão
Rolamentos dupla blindagem (primeira linha)
Vantagens do Exaustor Eólico 
Não consome energia; Totalmente silencioso; Adapta-se a qualquer telhado (Kalhetão,
Chads, Lanternins, Telhas de barro, Telhas de amianto...); Elimina odores e gases tóxicos;
Ao contrário de outros sistemas estáticos é o único que gira forçando realmente a saída do
ar quente; Reduz riscos de incêndios, pois além de não utilizar energia elétrica também
não produz fagulhas; Elimina condensações no inverno e retira o calor no verão; Maior
aproveitamento da luminosidade natural; Não entra água, totalmente imune a
vazamentos; Baixíssimo custo de manutenção e instalação; Sua manutenção consiste em
trocar esporadicamente os dois rolamentos que compõem sua parte móvel; Nos
Exaustores Eólicos estes rolamentos duram em média 05 anos, em Exaustores Eólicos
100% em alumínio (à prova de corrosão) foi constatado vida útil de 06 anos.
(Fim da 4a. Aula)
Locais com geração de calor interna ou externamente (não climatizado).
São ambientes que não possuem forro, com máquinas que produzem calor quando acionadas e
fluxo relativo de pessoas. A função principal do exaustor neste caso é retirar o calor produzido pelo
corpo humano, irradiado pelas máquinas ou por efeito do sol. Exemplos são : igrejas, armazéns,
mini-mercados, academias de ginástica, gráficas, siderúrgicas, fundições, recauchutadoras,
lavanderias, indústrias de artefatos plásticos, etc...
Criação de Animais
Os animais são os que mais sofrem com o calor, principalmente estando em confinamento,
onde o calor pode ocasionar até mesmo mortandade. O Exaustor Eólico nestes casos ameniza
a temperatura e renova o ar, tornando-o mais fresco e saudável, apropriado para granjas,
currais e cocheiras. No trato com aves existe ainda o problema com as fezes onde ocorre a
liberação de gazes tóxicos provenientes da fermentação.
Não é apenas o calor que pode prejudicar os animais, o frio excessivo também é
proporcionalmente prejudicial, por isso os exaustores quando instalados nestes ambientes
são providos de tampas internas que podem ser fechadas durante a noite ou no inverno.
Locais com problemas de condensação
Existem locais onde vapores condensam-se no forro ou telhado, este fenômeno é mais
freqüente durante o inverno, mas há locais onde sempre que há variação dos níveis de
umidade isso ocorre. O Exaustor Eólico retira os vapores evitando a condensação. Indicado
principalmente para locais que trabalham com armazenagem de produtos que acumulam
umidade como feno e cereais em geral.
APLICAÇÕES TÍPICAS