Ventilação Industrial e Controle da Poluição - Macintyre - 2ª edição

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Ventilação Industrial
e Controle da Poluição
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I,
ARCHIBALD JOSEPH MACINTYRE
Professor de Máquinas Hidráulicas da Escola de Engenharia da UFRJ;
do Centro Técnico-Cientifico da PUC - RJ;
da Escola de Engenharia da UERJ;
Professor de Sistemas Fluidodinâmicos e de Instalações Hidráulicas
do Instituto Militar de Engenharia - IME
e Professor do Núcleo de Treinamento Tecnológico - NTT
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Segunda edição
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Travessa do Ouvidor, 11
Rio de Janeiro, RJ - CEP 20040-040
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sob quaisquer formas ou por quaisquer meios
(eletrônico, mecãnico, gravação, fotocópia, ou outros),
sem permissão expressa da Editora.
Prefácio da 2. a Edição
Durante muitos anos a preocupação contra
a poluição se voltava quase que exclusivamente
para a defesa dos empregados em indústrias onde
é elevado o risco de danos à saúde, em face
dos contaminantes e poluentes nelas produzi-
dos.
Não havia preocupação maior quanto aos
males causados às populações mais ou menos
próximas às indústrias e que respiravam o ar po-
luído. Eventualmente, um caso de doença grave
veiculado pelos meios de comunicação, ou o cla-
mor público, movimentavam oS,órgãos compe-
tentes que, então, acionavam dispositivos de pe-
nalização e intimação à indústria causadora do
mal- talvez irreversível - para as providências
cabíveis.
Nos últimos anos, a opinião pública, alerta-
da por defensores da preservação ecológica, to-
mou conhecimento e se posicionou em defesa
do meio ambiente contra várias formas de devas-
tação e poluição ambiental, entre as quais as
que decorrem do lançamento, na atmosfera, de
gases, fumaças, vapores, particulados e fumos
provenientes das mais variadas indústrias.
Entidades nacionais e de âmbito internacio-
nal, governos, partidos políticos e meios de co-
municação se mobilizam para impedir que os
efeitos da poluição atinjam as temíveis propor-
ções de calamidade em escala mundial, afetando
a saúde, a temperatura, os climas, os níveis dos
mares, a camada protetora de ozônio e ocasio-
nando a precipitação de chuvas ácidas.
i
I
I
I
L
A solução dessas questões em âmbito do
planeta é o grande desafio que os países de todo
o mundo deverão enfrentar, para preservar as \
condições de sobrevivência das gerações futuras.
A solução global é compl~xa e dispendiosa,!
mas não é concebível que se aguardem anos até
que a ciência chegue a precisar melhor as causas
dessa ou daquela perturbação ecológicaou climá-
tica. Enquanto se realizam as pesquisas, é im-
prescindível combater causas perfeitamente co-
nhecidas como poluidoras, conscientizando as in-
dústrias a se equiparem com os recursos que im- \
peçam males que possam ser causados aos seus
operários e, pela poluição da atmosfera circun
dante, às populações mais ou menos afastadas.
Os países mais industrializados são certa-\
mente os mais'poluidores, mas atualmente inves-
tem mais maciçamente em controle da poluição
e eliminação de resíduos poluidores oriundos de
combustão e de processos industriais na recicla-
gem dos resíduos e poluentes captados.
Este livroé, por assimdizer, o primeiro está-
gio nos estudos que o leitor irá realizar na elabo-
ração de seus projetos e na busca de soluções
de questões relacionadas com Ventilação Indus-
trial e Controle da Poluição.
Um agradecimento especial é feito a vários
fabricantes de equipamentos e a industriais pelas
valiosas informaçõesprestadas e que foram intro-
duzidas nesta segunda edição.
O Autor
\
- -
. -
I
I
L
Conteúdo
1 Conceitos Fundamentais, 1
1.1 Objetivos da Ventilação Industrial, I
1.2 Classificação Sumária dos Sistemas de
Ventilação, 2
2 Ar Atmosférico e Ar Poluido, 4
2.1 Composição do Ar, 4
2.2 Poluentes do Ar, 5
2.3 Propriedades das Partículas dos Aeres-
sóis, 6
2.4 Proteção do Meio Ambiente contra a Po-
luição, 9
2.5 Valores Limiares de Tolerância, 10
2.6 Considerações Breves sobre Toxicologia
Industrial, 15
2.7 Agentes Químicos e seus Efeitos Fisioló-
gicos Prejudiciais, 16
2.8 Atuação dos Contaminantes no Organis-
mo Humano, 21
3 Efeito do Movimento do Ar sobre o
ConfOrlo de Uma Pessoa, 26
3.1 Sensação de Frio e Calor. Condições de
Conforto, 26
3.2 Formas de Transmissão de Calor, 26
3.3 Umidade Absoluta e Umidade Relativa,
30
3.4 Temperatura Efetiva, T", 30
3.5 Ventilação para o Conforto Térmico, 33
3.6 Metabolismo, 35
4 Ventilação Geral, 37
4.1 Conceituação,37
4.2 Entrada de Ar e Exaustão Naturais, 37
4.3 Movimento do Ar Devido ao Vento, 39
4.4 Movimento do Ar nos Recintos em Virtu-
de da Diferença de Temperaturas, 40
4.5 Combinação dos Efeitos da Ação do Ven-
to com o Efeito de Chaminé, 41
5 Psicrometria, 44
5.1 Recordação de Noções Fundamentais de
Calor e Termologia, 44
5.2 Carta Psicrométrica, 58
(fi)Ventilação Geral Diluidora Obtida
Mecanicamente, 73
6.1 Insunação Mecãnica e Exaustão Natural,
73
6.2 Insuflação Natural e Exaustão Mecãnica,
74
6.3 Insuflação e Exaustão Mecãnicas, 75
6.4 Ventilação de Ambientes "Normais", 78
6.5 Mistura de Retorno com Ar Externo, 88
6.6 Remoção da Umidade do Ar, 89
6.7 Resfriamento do Ar, 90
6.8 Compartimentos "Limpos" ou "Purifica-
dos", 91
7
Ventilação Geral Diluidora para Re-
dução de Calor Sensivel, 92
7.1 Considerações Preliminares, 92
7.2 Condições Ambicntais de Conforto, 93
7.3 Taxas de Ocupação dos Recintos, 93
7.4 Calor Liberado por uma Pessoa, 93
7.5 Calor Devido à Penetração do Exterior
para o Recinto, por Condução, em Razão
da Diferença de Temperaturas entre o
Exterior e o Interior do Mesmo, 93
7.6 Carga Térmica Devida à Insolação, 94
7.7 Carga Térmica Devida à Energia Dissi-
pada pelos Aparelhos de Iluminação, 95
7.8 Carga Térmica Devida ao Funcionamen-
to de Motores Elétricos, 95
7.9 Carga Térmica Devida a Equipamentos
em Funcionamento no Recinto, 95
7.10 Calor Devido à Ventilação ou Infiltração
do Ar para o Ambiente, 96
7.l\ Carga Térmica Total, 98
7.12 Método Aproximado para Avaliação de
Carga Térmica e do Volume de Ar de
Insuflamento para Remoção da Mesma,
100
7.13 Ventilação de Salas de Máquinas ou Re-
cintos Industriais, 101
8
Ventilação Industrial Diluidora, 105
8.1 Ventilação Local Diluidora ou Geral Df-
luidora Industrial, 105
8.2 Taxa de Ventilação, 107
8.3 Casos a Considerar, 109
1'.4 Tempo para o Estahelecimento de um
Dado Grau de Concentração num Recin-
to. 11-1-~".
1'.5 Ventilação Geral Diluidora para Evitar
Fogo ou Explosão. 113
X.h Mistura de Solventes. 114
9 Dutos para Condução do Ar, 117
9.\ Divisão do Assunto. 117
9.2 ConsideraçÜes Preliminares Quanto ao
Dimensionamento dos Dutos para Insu-
nmnento e Aspiraç,io. 117
9.3 Dimensionamento dos Dutos. 124
9.4 Perdas de Carga em Peças Especiais. 13K
9.5 Expansão ou Alargamento Gradual. 143
9.h Comprimentos Equivalentes em Peças.
144
9.7 Curvas c JunçÔes. 147
9.1' JunçÔes ue RamifieaçÜes em Duto. 14K
9.9 Material dos Dutos. 154
lO Ventiladores, 157
10.1 Ddiniç.jo. 157
10.2 Classificação. 157
10.3 FUl1llamentos da Teoria dos Ventilado.
res. 164
10.4 Grandezas Características. 171
10.5 l.eis de Semelhança. 176
10.6 Escolha do Tipo de Ventilador. Veloci.
dade Especifica. 171'
10.7 Codicientes AdimensiOlmis. 179
10.1' Velocidades Perif.:ricas MÜximas. 179
10.9 Projeto de um VentiladurCentrífugo. 11'1
10.10 Escolh.l Preliminar do Tipo de Rotor. 11'5
10.11 Curva Característica do Sistema. 11'6
10. I:! Controle da Vaz.jo. 11'9
1O.1J Operaç.jo de Ventiladores em S.:rie e em
Paralelo. 192
10.14 Efeito da VariaçÜo da Densidade sohre
o Ponto de OperaçÜo. 193
10.15 InstalaçÔes de Ventilauores em Condi.
çÜes Perigosas. 195
10.16 Ruído Provocado pelo Ventilador. 197
11 Ventilação Local Exaustora, /99
11.1 Caracterizaç.jo do Sblema. IW
I \.2 Captor. 201
11.3 Estimativas da Vazãoa Ser Exaurida com
o Captor. 229 .
liA VazÜoa Considerar em Captores. 255
11.5 Projeto de uma InstalaçÜo de Exaust.io
Local. 25K
12 Purificação do Ar, 270
12.1 Generaliuaues.270
12.2 Fatores a Serem Considerados na Escolha
uo Equipamento. 270
12.3 Equipamentos para Coleta e Eliminação
das Partículas. 283
12.4 Equipamentos para Separação e Coleta
de Contaminantes Gasosos. 283
12.5 Filtros. 285 .
12.6 Coletores Gravitacionais. 303
12.7 Coletores de Cãmaras lnerciais. 305
12.8 Coletores Centrífugos ou Ciclones. 306
12.9 Coletores Úmidos. Lavadores de Gases
ou Torres Lavadoras. 316
12.10 Tratamento de Gases e Vapores. 323
12.11 Filtros Eletrostáticos ou Eletrofiltros. 332
13 Remoção e Eliminação do SOl-Ani-
drido Sulfuroso, 338
13.1 Natureza da Questão. 338
13.2 Emissão do Enxofre. '339
13.3 Chuvas Ácidas. 339
13.4 Limites de Emissão de SO.. 340
13.5 Exemplo. 341 .
13.6 SoluçÜes para Controle do 50, no Ar.
342 -
13.7 Tratamento do 50. Contido nos Gases
de Comhustão. 342-
13.8 Métodos de Verificação do Teor de SO..
347 .
!
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I
L
17.2 Exemplos de Aplicação. Produtos Em-
pregados Causadores de Maus Odores e
Recursos Adotados para Eliminar esses
Odores. 363
18 Ejetor de Ar ou Bomba de Jato, 365
Medições em Ventilação Industrial,
370
ma - Funuaç.jo de Engenharia Estauual \
do Meio Amhiente do Rio de Janeiro.
31'1
20
21
Tabelas Úteis, 383
Licenciamento de Atividades Poluido-
ras e Aprovação de Projetos de Siste-
mas de Controle da Poluição do Ar,
3n I
l4 Controle.das Emissões de NO... (Óxidos
de Nitrogênio), 348
14.1 Fonnaç.jo dos Óxidos de Nitrogênio. 348
14.2 Controle pela Ação no Comhustor. 349
14.3 Controle pela AçÜo na Fornalha. 349
1.\.4 Controle dos Gases antes de Entrarem
na Chamin.:. 349
19
19.1 Natureza das MediçÜes. 370
19.2 Medição dos Níveis dos Gases Presentes
no Ar. 370
19.3 Tclemedição com Lasers. 372
19.4 Medição da Velocidade do Ar. 373
19.5 Medições de Vazão. 379
19.6 Medição da Pressão (Estática). 3X(}
19.7 Medição de Temperatura. 381
19.1' Métodos ue Mediç.io Adotados pc "I I'ee-
21.1 Entidade Controladora. 392
21.2 Lieenciamen\(). 392
21.3 Sistema de Lieenciamento de Atividade,
Poluidoras - SLAP. 393
Bibliografia, 396
Índice Alfabético, 399
. --
.A
15 Poluição pelas Pedreiras, Mineração
e Perfuração de Túneis, 351
15.1 ConsidemçÔes Preliminares. 351
15.2 PerruraçÜo da Rocha. 351
15.3 BeneficiamenlO do Material Extraído.
353
15..\ Sistema de ExaustÜo-ventilação. 354
15.5 Lavagem da Pedra Britada. 354
15.6 Remoção de Gases em Túneis c Minas.
355
15.7 Doenças Provocadas pela RespiraçÜo de
Poeiras 5ilicosas. 355
16 Poluição na Indústria Siderúrgica,
356
16. I O Processo Sidenirl!ico. 356
16.2 Poluentes Formado~. Depuraç.jo dos Ga-
ses e Separação do PÓ. 351'
17 Controle do Odor, 362
17.1 M.:todos Empregados. 362
-
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1
Conceitos Fundamentais
OBJETIVOS DA VENTILAÇÃO INDUSTI.UAL
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Numa acepção ampla, ventilar significa deslocar o ar. Na prática, o deslocamento do ar tem como finalidadl'
a retirada ou o fornecimento de ar a um ambiente, ou seja, a renovação do ar no mesmo.
Essa renovação tem como fim primordial a obtenção, no interior de um recinto dito fechado, de ar
com um grau de pureza e velocidade de escoamento compatíveis com as exigências fisiológicas para a saúde
e o bem-estar humanos, e uma adequada distribuição do mesmo no local. A renovação consegue, além
disso, controlar, dentro de certos limites, a temperatura e a umidade ambiente. Entretanto, o controle rigorosll
destas duas grandezas só se realiza de um modo praticamente perfeito em instalações de climatização designada,
como instalações de ar condicionado. .
A Ventilação Industrial é em geral entendida como a operação realizada por meios mecânicos que viselI'
a controlar a temperatura, a distribuição do ar, a umidade e a eliminar agentes poluidores do ambiente,
tais como gases, vapores, poeiras, fumos, névoas, microrganismos e odores, designados por "contaminantes"
011 "poluentes". Podem-se considerar também como contaminantes substâncias que normalmente existen!,
na composição do ar normal quando elas excedem determinados teores ou índices de concentração, passandQ
a oferecer risco maior ou menor à saúde daqueles que se expõem durante tempo considerável ao ar que.
as contém.
Além de remover de um determinado local os elementos contaminantes, o controle da poluição pOl
meio da ventilação requer muitas vezes que os elementos poluidores, depois de captados, sejam coletados
dando-se a eles, em seguida, uma adequada destinação, de modo a não contaminarem o ar exterior, 01.
rios e lagoas, caso venham a ser dissolvidos ou misturados à água. A ventilação industrial, adequadamente
projetada e operada, consegue eliminar agentes nocivos à saúde humana, ou no mínimo consegue uma reduçãL
na intensidade e na concentração dos agentes contaminantes a níveis de quase total inocuidade e evita quI'
esses agentes se dispersem na atmosfera, prejudicando um número considerável de pessoas, afetando mesmL
as condições ecológicas indispensáveis à vida. Permite, outrossim, reduzir as temperaturas dos locais de trabalho
a níveis suportáveis e até mesmo a condição de relativo conforto ambiental. '
É necessário insistir que a Ventilação Industrial não visa apenas a atender a condições favoráveis par:.>
aqueles que trabalham no interior das fábricas ou nos limites das mesmas. Objetiva, também, impedir quL
o lançamento na atmosfera, através de chaminés ou outros recursos, de fumaças, poeiras, gases, vapores
e partículas venha a contaminar o ar, ameaçando a saúde e a vida da população das vizinhanças e atL
mesmo de locais relativamente afastados.
As indústrias siderúrgicas (calcinação, sinterização etc.), petroquímicas e químicas são normalmente muite
poluidoras. Lançam na atmosfera, em certos casos, sem tratamento adequado, grande quantidade de material
particulado e poluentes no estado de gases ou vapores. As estatísticas revelam números estarrecedorcs part-
a massa de substâncias poluidoras lançadas na atmosfera, não obstante o esforço que em muitos países vem
sendorealizadopara reduzira poluição. \
As conseqüências de uma poluição em larga escala, dependendo naturalmente do poluente, podem manifes-
tar-se sob a forma de graves doenças, entre as quais devem ser mencionadas:
il,
- .enfisema pulmonar e outras afecções broncopulmonares;- hipertensão arterial;- doenças do fígado;- doenças dos olhos e irritação das mucosas;
. ....
1 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
- doenças do sistema nervoso central;- dermatites;- câncer da pele ("pele de jacaré");- câncer do sangue (Ieucemia) num processo inexorável, que pode levar de 10 a 20 anos até o desenlace.
- anomalias congênitas:
anencefalia (nascimento de crianças sem cérebro);
hidrocefalia (aumento da quantidade de líquido no encéfalo);
microencefalia (redução do tamanho do cérebro);- alteração de fertilidade no homem e na mulher.
Os conhecimentos da medicina estabelecem níveis de conforto e índice de poluição e limites de tolerância
do organismo humano a grande número de substâncias cuja liberação no ar tem lugar no ambiente em
que se vive, e, mais particular e intensamente, em indústrias, processos extrativos, de beneficiamento, químicos,
mecânicos. siderúrgicos, perfuração de galerias de minas, de túneis, desmonte de pedreiras e tantos outros.
Cabe à engenharia encontrar a solução adequada, para que os limiares de segurança sejam respeitados,
proporcionando condições ambientais adequadaS à vida humana e à preservação da fauna e da flora. Entre
as "medidas de engenharia" relacionadas com a Ventilação Industrial e Controle da Poluição, devem ser
citados:
Projeto adequado, compatível com o grau de risco dos poluentes envolvidos nos processos. A preocupação
exclusiva com a economia pode conduzir a soluções paliativas ou ilusórias. O projeto deve ser entendido
como o do processo industrial em si, e o da Ventilação correspondente.
A substituição de materiais nocivos ou muito tóxicospor outros de menor nocividade, quando for possível,
deve ser tentada. "
Umidificação do ar. É muito usada quando há poeira. Aplicada na indústria de cerâmica, perfuração de
minas, aberturas de valas em pavimentação de ruas, estradas, britagem de pedras, pátios de carvões etc.
Confinamento. Usado no jateamento de areia, em pintura, trituração, moagem de cereais etc. A operação
é realizada em compartimentos que impeçam o escapamento das substâncias poluidoras para outros ambientes.
Isolamento. Consiste na instalação do equipamento de uma unidade altamente poluidora em um prédio separado
do conjunto industrial. Recorrendo também à automação, consegue-se que, na trituração, a poeira e, nas
pinturas, a tinta s6 venham a alcançar os poucos operários encarregados de sua "vistoria", os quais, nas
vezes em que operarem, irão devidamente protegidos.
Ventilação de ambientes, para assegurar condições de conforto adequadas, de modo a 'remover do ambiente
contaminantes provenientes de equipamento e processos químicos e industriais.
É o que se pretende com a aplicação da técnica da Ventilação Industrial.
Separação e coleta dos poluentes, processando-se um tratamento, quando necessário, e dando-se ao produto
residual uma destinaçâo que não prejudique as condições ecológicas ambientais. É o objetivo do Controle
da Poluição.
1.2 CLASSIFICAÇÃO SUMÁRIA DOS SISTEMAS DE VENTILAÇÃO
h.1
Os sistemas de ventilação se dividem em Sistemas de Ventilação Geral e em Sistemas de Ventilação
Local Exaustora. Vejamos em que consistem.
1.2.1 Sistema de ventilação geral
Realiza a ventilação de um ambiente, de um modo global e geral.
Pode ser:
Natural, quando não são empregados recursos mecânicos para provocar o deslocamento do ar. A movi-
mentação natural do ar se faz através de janelas, portas, lantemins etc.
Geral diluidora, quando se empregam equipamentos mecânicos (ventiladores) para a ventilação do
recinto. A ventilaçâo geral diluidora pode realizar-se por meio de:
insuflação;
exaustão;
insuflação e exaustão combinados,constituindo o chamado Sistema Misto.
A Ventilação Geral tem por finalidade:
a) Manter o conforto e a eficiencia do homem. Para isto, procura realizar:
- o restabelecimento das condições ambientais do ar, alteradas pela presença do homem;
- a refrigeração do ar em climas quentes;
CONCEITOS FUNDAMENTAIS 3
- o aquecimento do ar em climas frios;- o controle da umidade do ar.
Estes objetivos são conseguidos da forma mais perfeita nas denominadas instalações de ar condicionado.
b) Manter a saúde e a segurança do homem. Visa a conseguir:
- reduzir a concentração de aerodispers6ides e particulados nocivos, até um nível considerado compatível
com as exigências de salubridade;
- impedir que a concentração de gases, vapores e poeiras inflamáveis ou explosivas ultrapasse limites
de segurança contra a inflamabilidade ou a explosão.
c) Conservarembomestadomateriaiseequipamentos(subestaçõeselétricaseminteriores;"locais"decompres-
sores, de motores a diesel e de geradores e motores elétricos).
1.2.2 SIstema de ventllação local exaustora
Realiza-se com um equipamento captor de ar junto à fonte poluidora, isto é, produtora de um poluente
nocivo à saúde, de modo a remover o ar do local para a atmosfera, por um sistema exaustor, ou a tratá-Io
devidamente, a fim de ser-lhe dada destinação conveniente, isto é, sem riscos de poluição ambiental.
. -
7
2
Ar 'Atmosférico e Ar Poluído
2.1 Composição do ar
o ar atmosférico é uma mistura de gases, contendo pequena quantidade de matérias sólidas em sqspensão
e cuja composição, quando seco e considerado puro, é indicada na Tabela 2.1.
Tabela 2.1 Composição do ar
Ar externo seco
Substâncias
. Nitrogênio, gases raros, hidrogênio
Oxigênio
CO2 (dióxido de carbono)
%
em volume
%
em peso
79,00
20,97
0,03
76,80
23,16
0.04
Em recintos onde existam pessoas, os teores acima se modificam. As porcentagens em volume, quando
a umidade relativa do ar é de 50% e a temperatura de 21'C, podem passar a ser de:
Nitrogênio, gases raros, hidrogênio
Oxigênio ................................
CO2......................................................
Vapor de água
78,00% (em volume)
20,69%
0,06%
1,25%
Uma redução de oxigênio para 16 a 20% ocasiona dificuldade de respirar. Entre 11 e 16% produz
dor de cabeça. Entre 8 a 10%, ãnsia de vômito e perda da consciência.
Compreende-se que o estado higrométrico do ar e a existência de indústrias poluidoras e de grande
número de veículos trafegando em uma cidade alterem os valores acima indicados nas áreas industriais e
centros urbanos densamente povoados. A simples presença do homem em um ambiente altera as taxas dos
componentes. De fato, no ar expirado pelo homem, as taxas a 36'C e 100% de umidade relativa assumem
os valores seguintes:
Nitrogênio, gases raros, hidrogênio
Oxigênio
CO2......
Vapor de água
75% (em volume)
16%
4%
5%
~
I
~,
Uma pesquisa realizada pelo ProL Ernesto Schneider revela que 42% das substâncias tóxicas espalhadas
no ar em um centro urhano de muito tráfego (monóxido de carhono, chumbo, benzopireno etc.) provêm
dos gases de escapamento dos veículos automóveis; 35% provêm das indústrias; e 23%, das emanações
dos fogões domésticos.
Naturalmente, a presença de uma ou mais indústrias no local, lançando, sem qualquer tratamento, poluentes
na atmosfera altera completamente esse quadro de proporções. As "queimadas" na lavoura e eventuais
incêndios em matas ocasionam também poluição, mas de caráter ocasional.
. O consumo normal de ar por um homem com peso de 68,5 kg é o seguinte:
AR ATMOSFÉRICO E AR POLuioo 5
Em repouso
Trabalho leve
Trabalho pesado
IImin
7,4
28
13
kgf/dia
12
45
69
IIdia
10.600
40.400
62.000
Ib/dia
26
98,S
152
2.2 Poluentes do ar
o ar, mesmo o considerado puro, contém normalmente, além do que foi mencionado na Tabela 2.1,
quantidades pequenas de poeira de origem mineral, vegetal ou animal, além de bactérias e os chamados
odores, que são gases de origem vegetal ou animal, desagradáveis ou não ao olfato. Acima de certa concentração,
essas substâncias passam a constituir poluentes ou contaminantes ocasionando prejuízos à saúde humana e
danos ecológicos. Vejamos os principais poluentes:
2.2.1 Aerossóis
As partículas de materiais sólidos, líquidos e organismos vivos microscópicos se apresentam no ar atmos-'
férico, formando com esse meio gasoso o que se denomina um aerossol.
Pode-se definir o aerossol como um sistema constituído por meios de dispersão gasosa onde se encontram
partículas sólidas, líquidas ou microorganismos, donde o nome de aerodispers6ide, pelo qual também é conhe-
cido.
2.2.2 Modalidades de aerossóis
Os aerossóis podem ser formados por dispersão, como resultado de pulverização, atomização de sólidos
ou líquidos, ou transferência de poeiras, pólen e bactérias, para o estado de suspensão em virtude da ação
de correntes de ar. As partículas se apresentam de tamanho variado e de forma irregular. Podem também
ser formados pela condensação,de vapores supersaturados ou por uma reação processada entre gases, produzindo
um material não-volátil.
Existem aerossóis cuja fase dispersa é líquida. As partículas constitutivas, em geral, no caso, possuem
forma esférica e tendem a fundir-se, originando partículas esféricas cada vez maiores que acabam por desinte-
grar-se no choque entre as mesmas.
Vejam os principais aerossóis poluentes:
a) Fumos. São partículas sólidas, em geral com diâmetros inferiores a 10 p., chegando mesmo a 1 p. (1
mícron = 0,001 mm). Resultam da condensação de partículas em estado gasoso, geralmente após volatilização
de metais fundidos, e quase sempre acompanhada de oxidação. Os fumos tendem a flocular no ar. É
o caso dos fumos metálicos, como o cloreto de amônio, por exemplo.
Quando o chumbo é derretido, o vapor de chumbo sublimado em contato com o ar se transforma
em óxido de chumbo, PbO, constituindo partículas sólidas extremamente pequenas em suspensão no ar,
isto é, aerossóis. Esses fumos de PbO são tóxicos, venenos acumulativos, razão por que, nos linotipos,onde
são fundidas ligas de chumbo e antimônio, deve-se executar uma instalação de ventilação adequada.
Os fumos de óxidos metálicos produzem a chamada "febre dos fundidores" ou "febre dos latoeiros"
que se manifesta acompanhada de tremores, algumas horas após a exposição ao "fumo".
b) Poeiras. Os aerossóis no caso são formados por partículas sólidas, predominantemente maiores que as -
coloidais, com diâmetros compreendidos entre 1 p. e 100 p.. (Segundo o Manual da Connor, variam de
1 aiO p..) Resultam da desintegração mecânica de substâncias inorgânicas ou orgânicas, seja pelo simples
manuseio (embalagem), seja em conseqüência de operações de britagem, moagem, trituração,esmerilha-
mento, peneiramento, usinagem mecânica, fundição, demolição etc. Exemplo: poeiras de carvão, sflica,
asbesto, algodão, papel, fibras e outras. As poeiras de dimensões maiores são às vezes designadas por
particulados ou areias finas, ou ainda, material fragmentado. As poeiras não tendem a flocular, exceto
se submetidas a forças eletrostáticas. Não se difundem; ao contrário, precipitam pela ação da gravidade.
c) Fumaça. São aerossóis constituídos por produtos resultantes da combustão incompleta de materiais orgânicos
(lenha, óleo combustível, carvão, papel, cigarro etc.). As partículas possuem diãmetros inferiores a 1
p. (ou a 0,1 p., segundo o Manual da Connor).
d) Névoas. São aerossóis constituídos por gotículas líquidas com diâmetros entre 0,1 (ou mesmo 0,01 p.)
e 100 p., resultantes da condensação de vapores sobre certos núcleos, ou da dispersão meciJnicade líquidos
em conseqüência de operações de pulverização, nebulização, respingos etc. Exemplos: névoa de ácido
sulfúrico, de ácido crômico, de tinta pulverizada, de "sprays" etc. As neblinas se acham compreendidas
entre 1 p. e 50 p. e se classificam em mist e em fog, sendo as partículas de um {og (cerração, orvalho,
Ir?
6 VENTILAÇÃO INDUSTRIAl.
dispersões de água ou gelo) menores que as de um mist (pulverizações, atomizações, espirro de uma
pessoa etc.). No mist ocorre uma baixa concentração de partículas líquidas de tamanho "grande". Em
meteorologia, o mist indica uma leve concentração de partículas de água de tamanho suficientemente
grande para que caiam. O smog resulta de reações na atmosfera entre certos hidrocarbonetos, óxidos
de nitrogênio e o ozônio, sob a ação da luz solar. Provoca irritação nos olhos, dificuldade respiratória
e reduz a visibilidade.
e) Organismos vivos. Os mais comuns são o pólen das flores (5 a 10 p.), os esporos de fungos (1 a 10
p.) e as bactérias (0,2 a 5 p. ou mesmo até 20 p.). Em circunstãncias especiais e em geral em locais
confinados, pode ocorrer a presença de vírus (0,002 a 0,05 p.).
f) Além dos ae,rossóis devem-selevar em consideraçãoos gasese vapores,que podem ocorrer em certos
ambientes ou processos industriais, como é o caso do NHJ, S02' NOz, CO, CH.. CI e CO2 (em excesso).
São considerados por alguns autores como sendo também aerodispersóides.
Gás. É um dos estados ~e agregação da matéria. Não possui forma e volume próprios e tende a expandir-se
indefinidamente. A temperatura ordinária, mesmo sujeitas a pressões fortes, não podem ser total
oUl arcialmente reduzidos ao estado líquido.Vapor. a forma gasosa da matéria, a qual, à temperatura ordinária, pode ser reduzida total ou parcialmente
ao estado líquido.
g) "Fly ash" (fuligem). São partículas finamente divididas de produtos de queima de carvão e óleo combustível
e que são carregadas nps gases de combustão em geral de fornalhas e queimadores de caldeiras.
Alguns autores classificam os aerodispersóides simplesmente em: poeiras; líquidos e vapores condensados;
gases e vapores não-condensados; fumaças.
A Fig. 2.1 do livro Air Conservation Engineering,da Connor Engineering Corporation, fornece, grafica-
mente, indicações quanto aos aerossóis, vapores e gases, aos tamanhos das partículas e aos métodos recomen-
dados para a eliminação das mesmas. A Fig. 2.2 (gráfico de S. Sylvan) indica os níveis de concentração
e o tamanho médio das partículas, bem como os recursos aplicáveis ao combate à poluição, próprios a cada
caso.
Existe um gráfico devido a C.E. Laple, publicado pelo ROYCO lnstruments, lnc. e pelo Standard
Research lnstitute, que apresenta também sob forma gráfica, de um modo ainda mais detalhado, as caracte-
rísticas de partículas e aerodispersões, métodos para avaliação do tamanho das partículas e equipamentos
recomendáveis para a col~ta de partículas. (Ver no livro Engenharia de Ventilação Industrial, citado na Biblio-
grafia. )
2.3 PROPRIEDADES DAS PARTíCULAS DOS AEROSSÓIS
2.3.1 Comportamento das partículas
O comportamento das partículas no ar e sua velocidade de sedimentação dependem:
- do tamanho das partículas;- da densidade das mesmas;
- da concentração de partículas no ar;- do movimento do ar.
Estas propriedades são levadas em consideração nos captores e nos eliminadores de partículas do ar
(filtros, precipitadores, lavadores, ciclones, impactadores inerciais, precipitadores hidrodinâmicos etc.)
2.3.1.1 Tamanho das partículas
O tamanho aerodinâmico de uma partícula é o diâmet~o ou o raio de uma esfera hipotética, tendo
a mesma velocidade de queda da partícula e uma massa específica igual ai glcmJ.
2.3.1.2 Área superficial
Uma mesma massa subdividida em grande número de partículas tem sua superfície grandemente aumen-
tada, o que aumenta a taxa de reação química e agrava o risco de inalação dos aerossóis.
2.3.1.3 Evaporação e condensação
Partículas muito finas podem funcionar como núcleos de condensação de umidade nos processos de
transferência de massa na condensação e na evaporação. Essa difusão de massa varia proporcionalmente
com a área superficial das partículas.
AR ATMOSFÉRICO E AR POLuíDO 7(
Vejamos algumas propriedades importantes ligadas ao comportamento das partículas em suspensão noar.
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Fia, 2.1 Impurezas em suspensão no ar (Connor Engineering Corp. Ai, Conservalion Enginee,ing).
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Flg. 2.2 Carta de. S. Sylvan - níveis de concentração e "tamanho" médio das partículas.
2.3.2 Adesividade
Quando uma pequena camada de líquido se espalha sobre uma superfície fica sujeita a forças de adesão
proporcionais à atração molecular, à tensão superficial do líquido e ao raio de curvatura da superfície líquidamolhante.
r
AR ATMOSFÉRICO E AR POLUfDo 9
A umidade do ar favorece a adesão. O fenômeno de adesão está relacionado com o fenômeno de tensãosuperficial e com as chamadas forças de Van der Waals.
2.3.3 Densidade
A densidade de uma partícula formada por dispersão de um sólido será a mesma do material que aoriginou.
Quando, porém, diversas partículas sólidas não-porosas se juntam, a partícula resultante terá uma forma
geométrica diferente e que inclui espaços vazios. Por este motivo, a massa específica da partícula resultante
será menor que a das partículas originais. A massa específica de um conglomerado departículas pode ser
até 10 vezes menor que a do material que a formou devido a essa porosidáde.
2.3.4 Adsorção
É a adesão ou concentração de partículas dissolvidas ou dispersas sobre a superfície de um corp~. É
um fenômeno de superfície que se verifica na camada que separa dois meios diferentes.
Partículas sólidas e líquidas de dimensões muito pequenas se apresentam recobertas por uma película
superficial de gás, a qual é mantida pela ação de forças elétricas de atração ou pelas condições de valência
químicaoriginadasna camadasuperfidaldas moléculas. ,
Esta formação de camada adsorvente de gás sobre a superflcie de uma partícula depende do grau de
concentração do mesmo no ambiente, e a quantidade de gás que é adsorvido é função da superfície externada partícula.
Quando Ocorre adsorção de gases sobre a superfície de partículas, várias características superficiais das
mesmas, tais como a evaporação, adesão molecular e carga elétrica, sofrem alterações.
Designam-se por adsorvedores substâncias ou equipamentos capazes de extrair certas impurezas gasosas
ou a umidade do ar por efeito do fenômeno de adsorção. São por isso usadas em filtros e em secadores.
2.3.5 Carga eletrostática
O contato, a separação, o choque ou atrito entre as partículas em um meio gasoso provocam a transferência
de elétrons livres, o que comunica às partículas uma certa carga elétrica. A difusão de íons livres no meio
gasoso também influi na carga das partículas. Assim, as cargas de sinal elétrico + e as de sinal - se distribuem
quase que igualmente entre as pequenas partlculas que vão ficar contidas no ar, de modo que, conquanto
cada partícula possa individualmente estar com alta carga elétrica, o aerossol, em seu conjunto, pode ter
uma carga resultante bastante pequena, devido ao equilíbrio das cargas eletrostáticas de sinais opostos.
Quando as partículas são submetidas a uma carga pela ação de um campo eletrostático, as forças que
atuam sobre as partículas modificam suas condições de escoamento, podendo, desse modo, provocar a atração
e a aglutinação das mesmas. A carga elétrica recebida pela partlcula é proporcional ao seu tamanho, e
neste fato se fundamentam os precipitadores e classificadores eletrostáticos, conforme veremos oportunamente.
2.4 PROTEÇÃO DO MEIO AMBIENTE CONTRA A POLUIÇÃO.
A Lei Federal n° 6938, de 31 de agosto de 1981, dispõe sobre a Polltica Nacional do Meio Ambienteno Brasil.
Esta lei foi regulamentada em 1° de junho de 1983 pelo Decreto n° 88.351, que conferiu ao Ministro
de Estado do Interior a coordenação geral da política nacional do meio ambiente. Em 15 de março de
1985foicriadoo Ministériode DesenvolvimentoUrbanoe MeioAmbiente. '
O Sistema Nacional do Meio Ambiente (SISNAMA) tem como órgão superior o Conselho Nacional
do Meio Ambiente (CONAMA), cujo Regimento inicial foi ~lterado em 03 de junho de 1985.
Cabe ao CONAMA, entre outras atribuições, as seguintes:
- Estabelecer, com o apoio técnico da Secretaria Especial do Meio Ambiente (SEMA), normas e critérios
gerais para o licenciamento das atividades efetiva ou potencialmente poluidoras.- Determinar, quando julgar necessário, antes ou após o respectivo licenciamento, a realização de estudo
das alternativas e das possíveis conseqüências ambientais de projetos públicos ou privados de grande porte.- Estabelecer, com base em estudos da SEMA, normas, critérios e padrões relativos ao controle e à manu,-tenção da qualidade do meio ambiente.
O Decreto, em seu artigo 9", criou várias Câmaras Técnicas coordenadas pela SEMA, sendo uma delas
a encarregada dos assuntos relativos à qualidade geral do ar, a DIPAR.
Cabe aos Estados e Municípios a regionalização das medidas emanadas do SISNAMA, elaborando normas
10 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
e padrões supletivos e complementares.
O órgão estadual do meio ambiente em São paulc(é a CETESB, e no Estado do Rio de Janeiro é
a FEEMA - Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente - e a SEMA, esta em caráter supletivo.
Determinarão, sempre que necessário, a redução das atividades geradoras de poluição, para manter as emissões
gasosas ou efluentes líquidos e resíduos sólidos nas condições e limites estipulados no licenciamento concedido.
O Decreto citado prevê multas a "quem causar poluição atmosférica que provoque a retirada, ainda
que momentânea, dos habitantes de um quarteirão urbano ou localidade equivalente".
A Associação Brasileira de Meio Ambiente e a Fundação Brasileira para a Conservação da Natureza
defendem o meio ambiente contra a poluição e a predação ecológica.
2.5 VALORES LIMIARES DE TOLERÂNCIA
São muitos os poluentes que resultam de operações e processos industriais. O organismo humano, os
animais e os vegetais podem vir a ser gravemente afetados, caso o grau de concentração desses poluentes
no ar venha a ultrapassar certos limites de tolerância.
Na prática, não existe a pretensão de se alcançar uma purificação total do ar, mas atingir um grau
de pureza que não ofereça riscos à saúde e à ecologia nem a médio nem a longo prazo.
Pesquisas quanto à suscetibilidade dos organismos à ação de agentes poluentes têm sido e continuam
sendo levadas a efeito por várias organizações de Saúde Pública e higienistas em todo o mundo.
O levantamento das observações e os resultados apurados permitiram a elaboração de tabelas indicativas
dos limites de tolerância do organismo humano a um considerável número de poluentes industriais.
Assim, por exemplo, a American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) publica
periodicamente uma tabela dos chamados valores limiares de lolerlJncia(Ihreshold limit va/ues - TL V). A
definição correta dos limiares de tolerância permitirá o cálculo do limite total permissível de emissão de
um determinado poluente. A partir daí poderão ser estudados os métodos de redução da emissão, da coleta
dos poluentes, do tratamento para a purificação do ar e estabelecidos sistemas de controle do teor do poluente.
O Valor do limiar de lolerlJncia (YLT) corresponde a uma concentração média de substâncias suspensas
ou dispersas no ar de um certo ambiente de trabalho, em um determinado intervalo de tempo, e que representa
condições para as quais se pode presumir com cerla segurança que quase todos os tr!lbalhadores possam
estar expostos a esse ar s~m que ocorra a manifestação de um efeito adverso em seu organismo.
Existem três valores limiares de tolerância mais conhecidas e que são:
a) TLY-TWA (Threshold Limil Value - Time Weighted Average). Corresponde a concentrações ponderadas
pelo tempo, para uma jornada de trabalho de 8 horas e uma semana de trabalho de 40 horas e para
as quais todos os trabalhadores podem ser expostos repetidamente dia após dia, sem efeito adverso.
b) TLY-8TEL (Threshold Limit Value -Short Term Exposure Umil). Ê a concentração para a qual os trabalha-
dores podem ser expostos continuadamente, por um curto intervalo de tempo, sem sofrerem:
1. Irritação das mucosas e da pele;
2. Dano crônico ou irreversível de qualquer tecido;
3. Narcose em grau tal que possa aumentar a possibilidade de um acidente ou reduzir a capacidade de
autodefesa, ou ainda, o rendimento no trabalho.
Trata-se de um parâmetro que suplementa mas não exclui o TL Y-TWA e se aplica a casos em que
se saiba que existem conseqüências graves provocadas por substâncias cujos efeitos sâo primária e normal-
mente de natureza crônica.
Um STEL se define como a concentração durante um intervalo de tempo de 15 minutos e que não
deve ser excedida em nenhum tempo durante um dia, supondo que a concentração ponderada diária
esteja dentro dos limites de TLY-TWA.
As exposições correspondentes ao STEL não devem exceder 15 minutos e não podem ser repetidas
mais de quatro vezes ao dia.
Deve haver pelo menos 60 minutos entre duas exposições sucessivas de.um STEL.
c)TLY-C (Threshold Limil Va/ue-Ceiling). Vem a ser a concentração que não deverá ser excedida em qualquer
tempo da jornada de trabalho. Corresponde pois a um "teto" ou limite superior que não deve ser atingido.
Sempre que possível, devemser realizados estudos aprofundados para a fixação dos limites de tolerância,
uma vez que a capacidade de defesa e a resistência dos organismos. variam muito e é sempre conveniente
trabalhar-se com boa margem de segurança.
Segundo a entidade que publica os valores, os TLYs devem ser usados como guias no controle do
risco à saúde e não como se constituíssem limites precisos entre concentrações seguras e perigosas.
Para o ar ambiente exterior à indústria, respirado pela população na vizinhança, os valores devem ser
muito mais baixos, pois o ar poluído será respirado durante as 24 horas do dia.
A Tabela 2.2 indica os valores dos TLY-TWA e TLY-STEL para os casos de alguns produtos químicos
mais usuais.
.,
~
AR ATMOSFÉRICO E AR POLUÍOO 11
Tabela 2.2 Yalores limites máximos para poeiras, fumaças e neblinas tóxicas, segundo
a ACGIH - American Conference of Governamental Industrial Higienists - Industrial
Yentilation, ed. 1985-1986
TLY-TWA
Substâncias
Acetaldeído
Acetato de etila
Acetato de metila
Acetato de vinila
Acetato n-propil
Acetona
Acetonitrila
Ácido acético
Ácido tricloroacético
Ácido fórmico
Ácido crômico e cromatos
Ácido fosfórico
Ácido nítrico
Ácido pícrico (efeito sobre a pele)
Ácido sulfúrico
Acetileno (tetrabrometo de)
Acroleína (aldeído acético)
Acrilato de etila (pele)
Acrilato de metila (pele)
Álcool alOico (pele)
Álcool n-butOico (pele)
Álcool etOico (etanol)
Álcool meUlico (metanol) (pele)
Álcool propOico (pele)
Aldrin (hexacloro) (pele)
AmÔnia
Anidrido acético
Anilina (pele)
Antimônio
Arsenato de chumbo
Arsênico e compostos
Arsina
Bário (compostos solúveis)
Benzemo (benzol) (pele)
Benzila, cloreto de
Berílio
Bióxido de carbono (COz)
Boro, óxido de
Brometo de metila (pele)
Brometo de hidrogênio (ácido bromídrico)
Bromofórmio (pele)
Butadieno (1,3 butadieno)
Butilamina (pele) (valores teto)
Butano
Cádmio, óxido de (fumo)
Cálcio, carbonato de
Cálcio, óxido de
Cánfora
Carbono, suIfeto de
Carbono, monóxido de
Celosolve (2 etoxietanol)
Chumbo
Chumbo, arseniato de
Chumbo, tetraetila (pele)
Cianetos, pele
Cianogênio
Ciclo hexanol
Cloreto de alila
Cloreto de etila
aoreto de hidrogênio (ácido clorídrico)
ppm
100
400
200
10
200
750
40
10
1
5
1
0,1
5
10
2
50
1.000
200
200
25
5
2
5.000
5
3
0,5
1.000
5
800
2
20
50
200
10
50
1
1.000
5
2
0,05
10
1
-
TLY-STEL
mglm3 ppm mglm3
ISO 150 270
1.400 - -
610 250 760
30 30 60
840 250 1.050
1.780 1.000 2.375
70 60 105
25 150 270
7
9
0,5
1 - 3
5 4 10
0,1 . - 0,31 - -
15 1,5 20
0,25 0,3 0,8
20 25 100
35 - -
5 4 10
150
1.900
260 250 310
500 250 1.050
0,25 - 0,75
18 35 27
20 - -
10 5 20
0,5
0,15
0,2
0,2
0,5
30 25 75
5
0,002
9.000
10 - 20
20 15 60
10
5
2.200 1.250 2.750
15
1.900
0,05 - 0,2- - 20
5 - -
12 3 18
30 - -
55 400 440
740 - -
0,15 - 0,45
0,15 - -
0,1 - 0,3
5
20
200
3 2 6
2.600 1.250 3.25.0
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12 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
AR ATMOSFÉRICO E AR POLUtDO 13
Além da tabela de TLV como indicação do limite de tolerância dos organismos a uma substância ou
produto químico, encontram-se tabelas que aplicam outras referências baseadas na experiência das entidades
que as publicaram ou na de seus autores. As mais conhecidas são:
- Toxic limits (TL) - da United States Public Health Service (USPHS);- Maximum acceptable concentration (MAC) - concentração máxima aceitável, da American Standard
Association (ASA);- Recommended maximum concentration (RMC) - concentração máxima recomendada, da American Indus-
trial Hygiene Association (AIHA);
Tabela 2.2 (cont.) Valores limites máximos tara poeiras, fumaças e neblinas tóxicas,segundo a ACGIH - American Conferenc of Governamental Industrial Higienists
- Industrial Ventilation, ed. 1985-1986
TLV-TWA TLV-STEL
Substâncias ppm mglm3 ppm mglm3
Cloreto de metila 50 105 100 205
Cloreto de metileno (diclorometano) 100 350 500 1.740
Cloreto de vinila (cloroetileno) 5 10
- -
Cloro, 6xido de (CI,o) 0,1 0,3 0,3 0,9
Cloroacetaldeído (limites máximos) 1 3
Clorobenzeno 75 350
Clorodifenil (54% cloro) 0,5 1
Cloroetileno (cloreto de vinila) 5 10
Clorof6rmio (triclorometano) 10 50
50 225
Cloroprene 10
35
Cobalto - 0,1
Cobre (fumos) - 0,2
Cianamida - 2
Cobre (poeirase neblinas) 1
- - 2
Cromo 0,5 -
Cresol(e todosos isOmeros)(pele) 5 22
DDT [2.2-bis(p-clorofenil)-tricloroetano](pele)
- 1 - 3
Clorodifluorometano 1.000 3.500 1.250 4.350
Dicloreto de propileno 75 350
110 510
Dimetilamina 10 18
- -
Dinitrobenzeno(e todosos isômeros)(pele) 0,15 1 0,5 3
Dinitrotolueno(pele) - 1,5 - 5
Di6xido de enxofre 2 5 5 10
Di6xidode nitrogênio 3 6 5
10
Di6xidode titânio - - - 20 t
Enxofre, hexaflubreto de 1.000 6.000 1.250
7.500
Enxofre, pentafluoreto de 0,025 0,25 0,075 0,75
Estanho (compostos inorgânicos)
- 2
Estanho (compostos orgânicos)
- 0,1
Estricnina - 0,15 - 0,45
Etanol (ver álcool etílico)
Éter etílico . 400 1.200 500 1.500
Éter isopropílico 250
1.050 310 1.320
Etila, brometo de 200 890 250
1.110
Etila, cloreto de 1.000
2.600 1.250 3.250
2 Etoxietanol (pele) 5 19
- -
Fenil-hidrazina (pele) 5 20 10
45
Fenol (pele) 5 19
10 38
Ferrovanádio,poeirasde
- 1 - 3
Flúor 0,1 0,2 - -
Fluoretode hidrogênio(ácidofluorídrico) 3 2,5 6
5
Fluoretos - 2,5
Fosgênio 0,1 0,4
Formaldeído 1 1,5 2 3
F6sforo (amarelo)
- 0,1 - 0,3
F6sforo (tricloreto de) 0,2 1,5 0,5
3
Gás carbônico (CO,) 5.000 9.000 15.000
27.000
Fumos de 6xido de magnésio
- 10 - -
Furtural (pele) 2 8
10 40'
Gasolina 330 900 500 1.500
GLP 1.000 1.800 1.250 2.250
Hexana (n-Hexane) 50 180
Hexona (metil-isobutil-cetona) 100 410
Hidrazina (pele) 0,1 0,1
,.Hidr6xido de s6dio ou potássio - 2
lodo 0,1 1
(socianetode metilenobiofenil(MDI) 0,02 0,05
Lítio,hidreto
- 0,025
Magnésio,fumosde 6xidode
- 10
Manganês
- 5
Tabela 2.2 (cont.) Valores limites má.x1mospara poeiras, fumaças e neblinas tóxicas,
segundo a ACGIH - American Conference of Governamental Industrial Higienists- Industrial Ventilation, ed. 1985-1986
TLV-TWA TLV-STEL
Substâncias ppm mglm3 ppm mglm3
Mercúrio(compostosorgânicos)(pele) - 0,05
Metilmercaptan 0,5 1
Metilcelosolve(pele) 25 80
Molibdênio(compostosinsolúveis) - 10 - 20
Molibdênio(compostossolúveis) - 5 - 10
Monocloreto de enxofre 1 6 3 18
Naftaleno 10 50 15 75
Neblina de 61eo (mineral) - 5 - 10
Nicotina(pele) - 0,5 - 1,5
Níquelcarbonila(comoNi) 0,05 0,35 - -
Nitrobenzeno (pele) 1 5 2 10
Nitrogênio, di6xido de 3 6 5 10
Nitroglicerina (pele) 0,05 0,5
Nitrotolueno, pele .2 11
Óxido de cálcio - 2
Óxido de cloro (CI,O) 0,1 0,3 0,3 0,9
Óxido de etileno 1 2
Óxido de propileno 20 50
Óxido de zinco (fumos) - 5 - 10
Ozônio 0,1 0,2 0,3 0,6
Percloroetileno (tetracloroetileno) 50 335 200 1.340
Pentacloretode f6sforo 0,1 1 - -
Pentaclorofenol(pele) 0,1 0,5 - 1,5
Pentafluoreto de enxofre 0,025 0,25 0,075 0,75
Per6xido de hidrogênio, 90% 1 1,5 2 3
Piretro - 5 - 10
Piridina 5 15 10 30
Platina (sais solúveis) - 0,002 - -
Propileno, dicloreto de 75 350 110 510
Quinona 0,1 0,4 0,3 1
S6dio, hidr6xido de - 2 - -
Sulfeto de hidrogênio (gás sulfídrico) 10 14 15 21
Sulfeto de carbono 1(1 30 - -
Sulfuril, fluoreto de 5 20 10 40
Tetracloreto de carbono 5 30 20 125
Titânio, di6xido de - - - 20
Tolueno (toluol) 100 375 150 560
Triclorometano (clorofórmio) 10 50 50 225
Tricloreto de f6sforo 0,2 1,5 0,5 3
Trinitrotolueno (pele) 0,5 - - 3
Urânio (compostossolúveise insolúveis) - 0,2 - 0,6
Vanádio(V,O, - fumos) - 0,05 - -
Zinco, 6xido de (fumos) - 5 - 10
Zircônio, compostosde - 5 - 10
1 ppm = 1 pane de vapor ou gás por milhão de panes de ar, por volume, a 25"C e 7fIJ miUmetros de mercúrio.
1 ppm = \0-. m'/m'
1 mglm' = 1 miligrama de substância por 1 metro cúbico de ar
1% de volume = 10.000 ppm
-. -í,
14 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
- Hygienic Standard for Daily Inhalation - Padrrs higiênicos para a inalação diária, do Dr. Henry Field
Smith Jr. .
Neste capítulo faremos referência especial a dois poluentes à base do carbono e que são oCO, monóxido
de carbono, e o CO2, anídrido carbônico. No Capo 13 trataremos dos óxidos de enxofre, e no 14, dos óxidos
de nitrogênio, altamente poluidores.
2.5.1 Monóxido de carbono.CO
IaI
o CO é um gás incolor e inodoro. Possui uma, afinidade com a hemoglobina do sangue maior que
o oxigênio e forma a carboxiemoglobina, a qual reduz a capacidade tran~portadora de oxigênio pelo sangue
até as células. É, portanto, um gás insidioso e venenoso, podendo ocasionar a morte.
A poluição com monóxido de carbono se deve principalmente à combustão de hidrocarbonetos com
deficiência de oxigênio e portanto, aos veículos com motores de combustão interna que trafegam nas cidades,
notadamente os de motores diesel.
Como se observa na Tabela 2.3, a Secretaria Especial de Meio Ambiente - SEMA, de São Paulo,
estabelece para o monóxido de carbono:
- uma concentração máxima, em 8 horas, de 10.000 microgramaslmJ, que não deve ser excedida mais de
uma vez por ano;- uma concentração máxima horária de 40.000 microgramas/mJ, que não deve ser excedida mais de uma
vez por ano.
- uma concentração de 4.000 ppm durante 30 min pode ser fatal.
Tabela 2.3 Padrôes de qualidade do ar recomendados pela Portaria SEMA N." 23 e pelo Decreto-lei n."
8468 do Estado de São Paulo
a. Partículas em suspensão:
a.I Uma concentração média geométrica anual de 80 microgramaslm',
a.2 Uma concentração máxima diária de 240 microgramaslm' que não deve ser excedida mais de uma vez por ano.
b. Dióxido de enxofre (SO,):
b.I Uma concentração média aritmética anual de 80 microgramas/m'.
b.2 Uma concentração máxima diária de 365 microgramaslm' que não deve ser excedida mais de uma vez por ano.
c. Monóxido de carbono (CO):
c.I Uma concentração máxima de 8 h de 10,000 microgramas/m', que não deve ser excedida mais de uma vez por ano.
c.2 Uma concentração máxima horária de 40.000 microgramaslm'. que não deve ser excedida mais de uma vez por ano.
d. Oxidantesfotoquímícos: .
d.l Uma concentração máxima horária de 160 microgramaslm', que não deve ser excedida mais de uma vez por ano.
o CONAMA- Conselho Nacional de Meio Ambiente - prevê que a evolução tecnológica dos veículos
com motor de combustão interna, através de aperfeiçoamentos e alterações de projeto, com injeção eletrônica
ou aerodinâmica, melhor combustão, filtragem em certos casos, poderão em 10 a 12 anos reduzir os níveis
de poluição dos gases de carbono e nitrogênio causados pelos veículos a valores aceitáveis.
Atualmente os índices máximos permitidos são, no caso de veículos, para cada quilômetro rodado:
24gdeCO
2,1 g de hidrocarbonetos (HC)
2,1 g de óxidos de nitrogênio (NO,)
Espera-se, com alguns dos aperfeiçoamentos mencionados, reduzir, dentro de alguns anos, esses índices
para:
12 g de CO/km rodado
.1,2 g de HC/km rodado
1,4 g de NO,/km rodado
Numa bem-sucedida série de aperfeiçoamentos, espera-se em uma década, ou pouco mais, chegar a
2,0 glkm de. CO
O,3,glkm de HC
0,6 glkm de NO,
Os veiculos a álcool apresentam menores indices de poluição que os a gasolina.
2.5.2 Gás carbônico - C01
Resulta da combustão do carbono quando há excesso de oxigênio, como ocorre nas "queimadas", incêndios,
queima de lenha, de petróleo, de carvão, de metano etc. .
AR ATMOSFÉRICO E AR POLuíDO ,15 (
\
Não constitui propriamente um "gás venenoso". Entretanto, o excesso de CO! em ambientes confinados
produz asfixia e na atmosfera ocasiona o chamado efeito estufa, que se apresenta com os seguintes graves (
inconvenientes: (
a) Impede que o calor irradiado da terra para a atmosfera se dissipe. Poderá, no futuro, vir a alterar as
temperaturas, fundir os gelos e elevar o nível dos mares, com terríveis conseqüências. (
b) Altera o nível do ozônio (OJ) na atmosfera. Numa camada relativamente pequena, o ozônio impede
que grande parte da radiação ultravioleta chegue até nós, o que, se ocorresse, ocasionaria danos nos (
seres humanos (câncer de pele, por exemplo). O ozônio é um gás tóxico, formado nas camadas baixas
da atmosfera, quando emissões de hidrocarbonetos, como combustíveis não-queimados totalmente, reagem (
na presença de radiação solar com produtos de combustão.
c) Aprisiona os raios infravermelhos emitidos pelo sol, aquecendo a Terra além do desejável.
2.6 CONSIDERAÇÕES BREVES SOBRE TOXICOLOGIA INDUSTRIAL
2.6.1 Toxicologia
É o estudo das ações nocivas de substâncias químicas sobre os IIlecanismos biológicos.
A toxicologia pode ser encarada sob vários aspectos. O que nos interessa neste estudo é a toxicologia,
ambiental industrial, assunto apresentado, de modo excelente, no extenso capítulo do livro Engenharia de
Ventilação Industrial, de A.L.S. Mesquita, F.A. Guimarães e N. Nafussi. (
A toxicologia ambiental é o ramo da toxicologia que trata da exposição casual do tecido biológico do
homem a produtos químicos basicamente poluentes do seu ambiente e de seus alimentos. É o estudo das(
causas, condições, efeitos e limites de segurança, para tais exposições. Trata da poluição, dos resíduos e
da higiene industrial. (
Toxicidade é a propriedade de uma substância que se manifesta em ambiente fisiológico vivo, produzindo
uma alteração indesejável do mesmo. Em outras palavras, é a propriedade de uma substância sob cuja ação,
pode vir a ocorrer dano a um organismo.
Sinergismo é o aumento de toxicidade acima daquela comumente verificada e que ocorre quando o.
agente tóxico é aplicado em combinação com outras substâncias.
Antagonismo é uma ação oposta à toxicidade e pode ocorrer quando duas ou mais substãncias estão
presentes no organismo. A ação antagônica pode resultar na completa neutralização e eliminação dos efeitos
tóxicos, ou a toxicidade pode ser apenas parcialmente reduzida.
2.6.2 Agentes tóxicos
Os agentes tóxicos podem classificar-se em: (
- Irritantes. São corrosivos e vesificantes (produzem bolhas e vesículas na pele e nas mucosas). Existem
os que afetam principalmente o tratorespiratóriosuperior- nariz, traquéia, faringe (por exemplo,
os aldeídos, poeiras e névoas alcalinas, amônia, ácido crõmico, ácido clorídrico, ácido fluorídrico,
fluoreto de hidrogênio, dióxido de enxofre, acroleína e outros); os que afetam também os
pulmões: bromo, cloro, óxidos clorados, flúor, iodo, ozônio, ácido sulfídrÍco, tricloreto de fósforo
e alguns dos acima mencionados, quando concentrados ou respirados durante longos períodos
de tempo; e os que afetam principalmente o trato respiratório inferior: NO!, fosgênio, tricloreto
de arsênico etc.
- Asfixiantes. Interferem na oxidação dos tecidos, diluindo ou reagindo com o oxigênio atmosférico, ou
impedindo seu transporte pelo sangue. Podem ser simples - CO2, etano, hélio, hidrogênio!
metano, nitrogênio, óxido nitroso; qu{micos - isocianato de metila, fosgênio, CO, cianeto
de hidrogênio, anilina, metilanilina, nitrobenzeno. Este último e o sulfeto de hidrogênio (H2S)
formam metemoglobina e subseqüente redução da pressão sangüínea, podendo provocar parada
respiratória.
A falta de oxigenação dos tecidos pelo sangue chama-se anóxia anoxêmica. É produzida
pelos venenos hemáticos, entre os quais CO, H2S, As, Pb, NOJ, C6H6 (benzeno).
- Narcóticos. Funcionam como anestésicos em seu estádio extremo de ação. É o caso dos hidrocarbonetos
acetilênicos e olefínicos; do éter etílico, do éter isopropílico, dos hidrocarbonetos parafínicos,
das cetonas e álcoois alifáticos.
- Tóxicos sistêmicos. São agentes de natureza química tal, que atuam mais diretamente sobre alguns órgãos
ou sistemas, mas acabam por comprometer todo o organismo.
a) Afetam as vísceras: a maioria dos hidrocarbonetos alógenos (que contêm um dos elementos F, CI,
Br e I).
--1-
---
Tabela 2.4 Partes do organismo humano afetadas pelos contaminantes mais
usuais e valores limites críticos de tolerância (TLV-TWA)
OLHOS
1. Gases e vapores
Cresol
Quinona
Anidrido acético
Acroleina (aldeido acético)
Cloreto de benzina
Álcool but/lico
2. Poeiras tóxicas, neblinas, fumaças
Hidroquinona 2 mglm3
CÉREBRO OU SISTEMA NERVOSO CENTRAL
1. Gases e vapores
Benzeno (benzol)
Tetracloreto de carbono
Sulfeto de carbono
Butilamina
Gás sulf(drico, SHz
Chumbo tetraetila
Acetaldeído (aldeído acético)
Nitrobenzeno
2. Poeiras tóxicas, neblinas, fumaças
Manganês
Mercúrio
Chumbo
16 VENTII.AÇÃOINDVSTRIAI.
i
l
!
I.
:1
b) Afetam a formaçüo Lsangue: bcnzeno, fenóis, tolueno, xilol e naftaleno.
A emanação de benzeno nas indústrias siderúrgicas provoca a leucopenia,
isto é, redução na taxa de glóbulos brancos no sangue.
c) Afetam o sistema nervoso: dissulfato de carbono, álcool metnico (metanol).
Constituem também tóxicos causadores de dano sistêmico progressivo:
a) Metais tóxicos: chumbo, mercúrio, antimônio, cádmio, manganês, berilo etc.
b) Não-metais tóxicos inorgânicos: compostos de arsênico, fósforo, selênio, enxofre, nuoretos, dissulfato
de carbono, tetraeJoreto de carbono.
- Ma/erial particulado nüo constituindo propriamente tóxico sistémico:
::I
a) Poeiras que produzem fibrose: silício, asbestos (amianto).
b) Poeiras inertes: carborundum, carvão.
c) Poeiras que produzem reações alérgicas: pólen, serragem, resinas e muitas outras poeiras orgânicas.
d) Pós i"itantes: sais, ácidos, álcalis, nuoretos, cromatos. .
e) Bactérias e outros microorganismos.
'11
I
I
I
2,6.3 Classificação das substâncias segundo seus efeitos tóxicos
a) Venenos por concentração: Produzem um efeito proporcional à quantidade que já estiver presente
no organismo:
1) fisicamente tóxicos - óxido nitroso, éter etílico, narcóticos em geral;
2) farmacologicamente ou bióquimicamente tóxicos - compostos orgânicos fosforados, que permitem
acúmulo de grandes quantidades de acetilcolina
no organismo;
3) fisiologicamente tóxicos - Butilcelosolve, que causa anemia hemofilítica (fragilidade dos glóbulos
vermelhosdo sangue). .
PULM6ES
1. Gases e vapores
Níquel carbonila
Gás sulí{drico
Cio reto de alila
Dicloretil-éter
Dióxido de nitrogênio
2. Poeiras tóxicas, neblinas, fumaças
Compostos de cromo
Ber/lio
3. Poeiras minerais
Quartzo e cristabolita, calculados
250
I.
b) Venenos crónicos: tetraeloretro de carbono, que causa cirrose do fígado; benzeno, dissulfato de car-
bono;
c) Venenos cumulativos: que se armazenam no organismo quando atingido o limite de tolerância do
sangue (chumbo, núor, DDT).
d) Venenos aditivos: cada molécula que entra no organismo produz efeito permanente irreversível. Podem
produzir cãncer.
Exemplos: o níquel-carbonila e a benzopireno produzem câncer no trato respiratório.
2.7 AGENTES QUÍMICOS E SEUS EFEITOS FISIOLÓGICOS PREJUDICIAIS
pela fÓrmula
% SiOz+ S
I
I!II
'I~,
Entre os numerosíssimos produtos químicos capazes de causar danos a células, tecidos, órgãos, aparelhos
e sistemas do organismo humano, existem alguns que pelo seu largo emprego devem ser mencionados como
um alerta e um dado no estudo das condições de higiene industrial e no projeto de uma instalação de
ventilação adequada.
Existe uma idéia simplória, ingênua e às vezes irresponsável, de achar-se que, para evitar danos aos
olhos, basta colocar óculos especiais; para defesa do sistema circulatório e respiratório, basta colocar uma
máscara; e que, para proteger os tecidos cutâneos, são suficientes luvas compridas. Esses recursos de defesa
são m;cessários mas, dependendo do grau de poluição, podem não ser suficientes para evitar que, embora
mais lentamente, as doenças acabem por se instalar no organismo. Roupas especiais, tipo escafandro, podem
ser necessárias numa emergência e em trabalho de extremo risco, como no caso de haver radiações, mas
não como indumentária para um trabalho rotineiro prolongado. É necessário que sejam removidas do ar
as substâncias tóxicas por métodos que veremos adiante, de tal modo que o nível de toxicidade fique abaixo
dos limites considerados aceitáveis para que os operários que trabalharem sob aquelas condições não estejam
com sua saúde e sua vida ameaçadas. Em certos casos, mesmo com captação local do poluente as operações
podem exigir o uso de másCaras, óculos e luvas, dada a proximidade do operador com os produtos tóxicos,
sua manipulação e até mesmo o risco de uma eventual paralisação no sistema de captores, por falta de
energia elétrica. É o caso da decapagem de metais, jateamento de areia e pintura a pistola. A Tabela 2.10,
ao final deste capítulo, indica algumas substâncias. empregadas nos filtros de máscaras e os produtos que
os mesmos retêm ou neutralizam.
Quando se tiver que fazer um projeto para combater a poluição por alguma substância ou produto
não constante das Tabelas 2.2, 2.3 e 2.4, deve-se consultar um químico e um médico que conheçam as
propriedades do produto e seus efeitos sobre o organismo humano.
CORAÇÃO
1. Gases e vapores
Anilina 2
SISTEMA RESPIRAT6RIO SUPERIOR
1. Gases e vapores
Ozônio
Dimetilsulfato
Anidrido acético
Acroleína
Gás sulfídrico
Acetaldeído (aldeído acético)
Álcool butaico
2. Poeiras t6xicas, neblinas, fumaças
Composto de cromo (como cr03)
FfGADO
1. Gases e vapores
Cresol (todos os isómeros)
SRica amoría
Mica (abaixo de 5% de silica livre)
Talco
~
AR ATMOSFÉRICO E AR POLUjDO 17
5
0,1
5
0,1
1
50
ppm (partes por milhão)
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
10
5
10
5
10
0,2
100
~
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
mglm3
ppm
ppm
5 mglm3
0,05 mglm3
0,15 mglm3
0,05 ppm
10 ppm
1 ppm
15 ppm
3 ppm
0,5 mglm3
0,002 mglm3
20
20
20
mppcf (m.p.p.ft3)
mppcf
mppcf
ppm
. 0,1
1
5
0,1
10
100
50
ppm
ppm
ppm
ppm (fabricação de resinas sintéticas)
ppm
ppm
ppm (dissolvente de vernizes)
mwm30,1
5 ppm
lr
~;
~
~
~
(
18 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Tabela 2.4 (cont.) Partes do organismo humano afetadas pelos contaminantes
mais usuais e valores limites críticos de tolerância (TL V-TW A)
Dimetilsulfato
Clorofórmio (triclorometano)
Tetracloreto de carbono
Dicloroetileno
Tolueno (toluol)
RINS
1. Gases e vapores
Clorofórmio
Dimetilsulfato
2. Fumos tóxicos
Mercúrio
PELE
1. Gases e vapores
Álcool butRico
Níquel carbonila
Fenol
1
10
5
10
100
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
10
1
ppm
ppm
0,05 mglm'
50 ppm
0,001 ppm
5 ppm
Tabela 2.4a Alguns agentes químicos, as indústrias que os utilizam e os órgâos do corpo humano mais afetados
I,
I!
I
I
I
I
I
.
.
,11t
Agente
OLHOS (oftalmoconioses)
. Fumos metálicos
Cresol
Quinona
Hidroquinona
Anidrido acético
Acroleína
Cloreto de benzila
Álcool butRico
Acetona
Indústria
Fundição de metais, linotipos
Fabricação química, refinação de óleo
Fabricação química
Ind. de corantes sintéticos
Fabricação de tecidos
.Fabricação química, resinas sintéticas
Ind. de corantes sintéticos
Ind. de lacas e tintas
Ind. de lacas e tintas
SISTEMA RESPIRATÓRIO SUPERIOR - MEMBRANAS, MUCOSAS
Fumos metálicos Fundição de metais, linotipos
Ozônio Operações de solda elétrica
Dimetilsulfato Fabricação química, indo farmacêutica
Cromo Fabricação de cromato, cromagem
Anidrido acético Fabricação de tecidos
Acroleína Ind. qu(mica
Sulfeto de hidrogênio Ind. de raion: tratamento de resíduos de esgotos sanitários
Álcool butRico Fabricação de lacas e tintas; dissolução de vernizes
Acetaldeído Fabricação química, fabricação de tintas
Acetona Fabricação de lacas e tintas; dissolução de vernizes
PULMÕES
Níquel
SRica cristalina (produz a pneumoconiose)
Asbesto (produz a asbestose)
Berílio
Cromo (pode provocar câncer pulmonar)
Sulfeto de hidrogênio
Cloreto de alila
Dicloroetil-éter
Mica
Talco
Isocianeto de metila
Dióxido de nitrogênio
Aldeído acético
Processos de refinação metalúrgica
Ind. de mineração; indo fundição
Ind. mineração; indo tecelagem
Ind. fundição; indo metalúrgica
Fabricação de cromatos
Ind. de raion viscose
Tratamento de resíduos industriais
Fabricação de plásticos
Fabricação de inseticidas; ref. de óleo
Ind. borracha; indo isolantes; indo mineração
Fabricação química de plásticos
Fabricação química, decapagem de metais
Fabricação química; fabricação de tintas
Tabela 2.4a (cont.) Alguns agentes químicos, as indústrias que os utilizam e os órgãos do corpo humano
mais afetados
Agente Indústria
F{GADO
Cresol
Dimelilsulfato
Clorofórmio
Tetracloreto de carbono
Tricloroetileno
percloroetileno
Tolueno
Fabricação química; refinação de óleo
Fabricação química; indo farmacêutica
Fabricação química; fabricação de piásticos
Fabricação química, limpeza a seco. Extintores
Fabricação química, desengraxe de metais
Fabricação química, limpeza a seco
Ind. borracha,indo de plásticos
PELE - As lesões na pele, apesar de não serem produzidas por poeira, chamam-se dermaroconioses
Álcool butílico Fabricação de produtos químicos, lacas e vernizes
Níquel Processos metalúrgicos de refinação
Fenol Fabricação de plásticos
Tricloroetileno Fabricação de produtos químicos. Desengraxe de metais
Isocianeto de metila Fabricação de produtos químicos plásticos
CÉREBRO OU SISTEMA NERVOSO CENTRAL
Benzeno Ind. de borracha, fabricação química
Tetracloreto de carbono Fabricação de solvente, limpeza a seco
Sulfeto de carbono Fabricação raion, viscose; fabricação de borracha
Butilamina Fabricação de corantes sintéticos. Ind. farmacêutica
Sulfeto de hidrogênio Ind. de raion viscose
Chumbo tetraetila Fabricação química
Manganês Mineração. Processamento metalúrgico
Mercúrio (hidrargirismo) Oitenta indústrias diferentes. Fabricação de equipamento elétrico. Serviços
de laboratório
Fabricação de automóveis, de baterias. Refina-
ção de minérios metálicos
Fabricação química
Fabricação química, tintas, vernizes
Fabricação de corantes sintéticos. Pastas para sapatos
Fabricação de pesticidas. Fogos de artifício
Chumbo (saturnismo ou plumbismo)
Dimetilamina
Acetaldeído
Nitrobenzeno
Tálio
CORAÇÃO
Anilina Fabricação de corantes sintéticos. Fabricação de tintas.
Indústria de borracha.
RINS
Clorofórmio
Mercúrio
Fabricação química. Fabricação de plásticos
Fabricação de equipamentos elétricos.
Laboratórios científicos
Fabricação química. Ind. farmacêuticaDimetilsulfato
SANGUE
Nitrobenzeno
Anilina
Arsênico (com arsina)
Benzeno (produz leucopenia)
Monóxido de carbono
Fabricação de cor~ntes sintéticos
Fabricação de tintas. Ind. de borracha
Decapagem de metais
Fabricação química. Ind. de borracha. Ind. siderúrgica.
Ind. de tratamento térmico
Serviço de automóveis; oficinas de reparo de veículos
Fabricação tintas; fabricação de borrachaTolueno
Tabela 2.4b Concentrações consideradas como
fatais ao homem expressas em ppm
Dióxido de carbono (C02)
Dióxido de enxofre (502)
Amônia (NH,)
Gás sulfídrico (H,S)
Ácido clorídrico (HCI)
Óxidos de nitrogênio (NO + NO,)
Ácido fluorídrico -
100.000
400
750
750
500
250
100
,
1
i~
20 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL
Tabela 2.5 Órgãos afetados, doenças e outros males causados por alguns produtos químicos largamente
fabricados e empregados
I. HIDROCARBONETOS ALlFÁTlCOS
Metano .........................
Propano TL V = 1.000 ppm
Butano .........................
GLP (gás liquefeito de petróleo)
Acetileno
2. HIDROCARBONETOS AROMÁTICOS
BenzenoTLV=25 ppm GV
Nafta (alcatrão de hulha) TL V = 100 ppm. O-N-G
EstirenoTLV = looppm O-N-G
Voláteis de alcatrão TLV = 0,2 mglm' O-N-G
3. HiDROCARBONETOSCLORADOS
Cloreto de metila TLV = 100 ppm, F.O-N-G
ClorofórmioTLV = 50ppm ,.. F
Tetracloretode carbonoTLV = 10ppm F-P-R
HexacloroetanoTLV = 1ppm P-F
Cloreto de vinila TL V = 500 ppm
4. ÁLCOOiS, FENÓiS, ÉTERES
~Icool metOico (metanol) TLV = 200ppm. O.N.G
AlcooletOicoTLV = 1.000ppm O.N.G
Álcoolpropl1icoTLV= 200ppm O.N-G
FenolTLV = 5ppm P-O-N-G-F-R
ÉteretOicoTLV= 400ppm O-N-G
5. ALDEIDO CETONAS
AldeídofórmicoTLV= 5ppm O-N-G-B
AldeídoacéticoTLV'" 200ppm O-N-G-B
AcetonaTLV=400a1.000ppm O.N-G
6. ÁCIDOS ORGÂNICOS ANIDROS
Ácido fórmico TL V =5 ppm .
Ácido acético TL V = 10 ppm
asfixia
narcose
narcose
narcose
asfixia
asfixia
narcose, anemia
narcose
câncer
narcose
narcose
narcose
narcose
narcose
narcose
narcose
narcose
narcose
narcose
alergia
edema pulmonar
narcose
O-N-G
O-N-G
7. COMPOSTOS METÁLiCOS (FUMOS, POEiRAS)
AntimônioTLV = 0,5 mglm' Açãosobreo coraçâoe os rins
ArsênicoTLV = 0,5 mglm' Distúrbios gástricos, pele, pigmentação
Cádmio(poeira)TLV = 0,2 mglm' Vômito, cãibras abdominais.
Cádmio (fumos)TLV =0,1 mglm' Vômito. pneumonite, rins
ÓxidodecálcioTLV = 5ppm Irritação dos olhos, nariz e garganta
Cromo (metal e insolúvel) TLV =1mglm' Rins, cãncer pulmonar
Saiscromosoe crômicoTLV = 0,5mglm' Rins,câncer
Ácidocrômico.cromatosTLV = 0,1 mglm' lrritação do nariz. Rins; cãncer pulmonar; aumento do número
de GV. Hipertrofia do baço
Cobalto (metal, poeira)TLV =0,1 mglm' Policitemia, pneumonite, rins.
Cobre (poeira) TLV =1mglm' Irritação do nariz. distúrbios gástricos. rins. anemia
Cobre (fumo)TLV = 0.1 mglm' Idem.idem.
Óxidos de ferroTLV = 10mglm' Febre de fumo (depósito nos pulmôes)
ChumboTLV = 0.2 mglm' Anemia. rins
Mercúrio TLV = 0,1 mglm' Pele. SNC. tremores; rins; aparelho digestivo; vias respiratórias
NíquelTLV =0,1 mglm' Coração, rins, fígado
Prata (metal. solúvel) TLV = 0.1mglm'.. Depósitosnegrosna pele
ChumbotetraetiloTLV =0.075mglm' Pele. depósitos nos pulmões
Estanho (inorgânico. exceto óxido) TLV = 5mglm' Rins; anemia
Óxido de zinco TLV = 5 mglm' Câncer intestinal; febre de fumo; vias respiratórias.
8. GASES E VAPORES lNORGÂNlCOS
Ozona (ozônio)TLV = 0.1 ppm
Óxido nítrico TL V = 25 ppm ....
Dióxido de nitrogênio TL V = 5 ppm
Amônia TL V = 50 ppm
O-N-G-B-A
O-N-(J-B-A
O-N-G-B-A
O-N-G-B
'""'-
AR ATMOSFÉRICO E AR POLUÍDO 21\
Tabela 2.5 (cont.) Órgãos afetados, doenças e outros males causados por alguns produtos químicos
lar~amente fabricados e empre~ados
CloroTLV = 1ppm : O-N-G-B
BromoTLV=0,1ppm O.N-G-B
IodoTLV = 0,1ppm O.N.G-B
Cloretode hidrogênio(HCI)TLV= 5ppm O-N.G.B
Brometode hidrogênioTLV= 3ppm O-N.G-B
F1uoretodehidrogênioTLV=3ppm O-N-G-B
Ácido nítricoTLV =2ppm O-N-G-B
DióxidodeenxofreTLV =5ppm O-N-G-B
Dióxidode carbonoTLV = 5000ppm....................
MonóxidodecarbonoTLV = 50ppm O-N-G.B
Cianeto de hidrogênio TL V = 10ppm
CianogênioTLV = 10ppm .............
Sulfeto de hidrogênio TLV = 10ppm
(
\
asfixia
asfixia química
asfixia química
asfixia química
paralisia respiratória
9. PARTlcULAS iRRiTANTES
Negrode fumoTL V = 3,5 mglm'
Hidróxido de sódio TL V = 2 mglm'
Ácido sulfúrico TL V = 1 mglm'
10. POEiRAS
Cristalinas
SOica alta (acima de 50% de Si02 livre)
TLV = 5 mppcf Fibrose pulmonar progressiva
SOica média (5 a 50% de Si02livre) TLV = 20
mppcf ............
Poeiras amorfas, incluindo terras diatomáceas TLV =
20mppcf Fibrose pulmonar progressiva
Asbesto (amianto) TLV = 5mppcf Fibrosepulmonar progressiva
Pedra-sabão, talco e micaTLV = 20mppcf Fibrosepulmonar progressiva
Cimento poltland TLV = 50mppcf Fibrose pulmonar progressiva
Fibrose pulmonar progressiva
Abreviaturas: O = olhos; N = nariz; G = garganta; B = brónquios; A = alvéolos pulmonares; PS - pressãosangüínea;SNC = sistema
.ervoso central: GV = glóbulos vermelhos; F = ffgado; P = pele; R = rim I (
2.8 ATUAÇÃO DOS CONTAMINANTES NO ORGANISMO HUMANO
2.8.1 Penetração de contaminantes através da pele
A camada externa da epiderme é constituída de queratina, uma proteína sulfurada que resiste à águal
aos ácidos diluídos, aos raios ultravioletas e a danos físicos. Pode, entretanto, ser danificada pelos álcalis,
pelos detergentes e solventes e pela ação prolongada de água quente. Sobre a pele, existe um verdadeiro'
manto de ácido protetor, com pH da ordem de 4, e que representa uma primeira linha de defesa do organismo.
Irritante primário é uma substância que, permanecendo em contato com a pele, produzirá uma alteração~
visívelsobre ela.
2.8.1.1 Meios de atuar do irritante
o agente contaminante pode atuar:
- como solvente de queratina. É o caso do hidr6xido de s6dio (soda cáustica) e de potássio;
-por dissolução de óleos e gorduras. É o modo de agir dos solventes orgânicos. Podem causar inflamaçóesl
graves na pele. Exemplo: álcalis e detergentes;- por desidratação. A pele fica seca, fissura e fica sujeita a uma eventual infecção secundária: ácidos inorgânicos',
e anidridos;- por oxidação. Ocorre quando se verifica uma excessiva exposição a alvejantes, como os per6xidos e'
o cloro. Causam distúrbios no balanço fluido da camada de queratina; ,- por precipitação da proteina. Certos elementos, como o arsênico, o cromo e outros metais pesados, alteram\
a estrutura bioquímica da pele, causando u1ceração;- por redução. A redução vem a ser o aumento
da valência positiva ou a diminuição da negativa de qualquer elemento químico em uma substância_~
O ácido salicílico, o ácido oxálico e outros ácidos reduzem quimicamentea camada mais externa
I
24 VI::I"TILAÇÁOINDUSTRIAL
Tabela 2.7 (cont.) Concenlração máxima para I hora de exposição e máxima
admissível para exposição prolongada (partes por 10.000 partes de ar)
I
I
Substância
Concentração máxima
para I hora de
exposição
Concentração máxima
para exposição
prolongada
Fumos ("vapor") de chumbo
Gasolina
Metanol
Nitrobenzeno
Óxido de carbono
Sulfeto de hidrogênio
Sulfureto de carbono
Terebintina
retracloroetano
Tetracloreto de carbono
Tolueno
Xileno
IIJJ\
111
2-3
5
10
30
30
5-6
10
2
lI.n02
0.5
I
n.z
2
1.5
5
2
I
Tabela 2.8 Substâncias comprovadamente cancerígenas e valores
correspondentes do TL V (ACGIH - revisão de 1985-1986)
Substância TLV
Amianto- Amosite
- .Crisólito
- Outras formas
Benzopireno (queima de óleo diesel)
Cloreto de vinil .
Cromato (processamento do minério cromita)
Cromo (compostos solúveis)
Éter biclorometí1ico
Sulfato de níquel (fumo ou poeira)
Voláteis de alcatrão
n.5 fibra/em'
2 fibra/cm"
Z fibra/em'
5ppm
0.05 mglm-' como Cr
0.05 mglm' como Cr
0.001 p~m
I mglm' como Ni
0.2 mglm' como solúveis de benzeno
Tabela 2.9 Substâncias suspeitas de serem
cancerígenas (ACGIH -revisão de 1985-1986)
Substância TL V
Acrilamida
Acrilonitrila
Benzeno
Berilo
Brometo de vinil
Butadieno (1,3)
Clorofórmio
Cromato de Pb, Zn (como cromo)
Dimetil hidrazina (pele)
Formaldeído
Hidrazina (pele)
lodeto de metila (pele)
.Nitropropano
Tetracloreto de carbono (pele)
Tolidina (pele)
0,03
2
10
2
5
10
10
0.05
0,5
I
0,1
2
10
5
2
ppm
ppm
ppm
".glm-'
ppm
ppm
ppm
mglm'
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
ppm
AR ATMOSFÉRICO E AR POLUÍDO 2~
(......
Tabela 2.10 Substâncias usadas nos filtros das máscaras protetoras indust~iais
~Iiminar Substância do filtro (
a) COlo CI, formol, ácido fórmico. ácidos clorí- Soda cáustica fundida sobre pedra-pomes (
drico, cianídrico e sulfídrico. NO!, SOl' SO,.
Concentraçâo máxima de 2% no ar \
b) Amônia NH, Sulfato de cobre sobre gel de sí1ica, com filtro de algodâo
(,
Mistura de óxidos de manganês, cobre, prata e cobalto. É um catali- (
sadorque transformaCO em CO!
d) Cetona. benzeno,anilinas,SOl' hidrocarbo. Carvâode madeiraativado.seco, emgrânulos.Adsorveas substância'- ~ (
c) CO (até 3%)
2.8.5 O ozônio
\
Na estratosfera e na troposfera existe uma concentraçãode ozônio (03) que protege os seres vivos
ao filtrar os raios ultravioleta provenientes da radiação solar, os quais podem provocar câncer da pele J
doenças nos olhos. Essa camada de ozônio tem sido ameaçada pela presença, na atmosfera, de c1orofluorcar(
bonetos, que reagem com o ozônio. É grave a ação do CFC (c1orofluorcarbono) usado em sprays e do
'freon (dic1orofluormetano) usado em geladeiras, freezers, aparelhos de ar-condicionado, sistemas de refrige-
ração, fabricação de espuma sintética etc. (
~e, por um lado, a existência da camada de ozônio na estratosfera e troposfera é necessária, o excesso
de ozônio nas camadas inferiores da atmosfera é prejudicial à saúde, dada sua atividade de oxidante.
Uma concentração de 1 mm cúbico de ozônio por metro cúbico de ar provoca irritação dos olhos e
das membranas e perturbações circulatórias. \
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I
Efeito do Movimento do ar Sobre o
Conforto de uma Pessoa
3.1 SENSAÇÃO DE FRIO E CALOR. CONDIÇÕES DE CONFORTO
É sabido que o movimento do ar alivia a sensação de calor, uma vez que o mesmo abaixa a temperatura
da pele. É importante que se façam umas considerações sobre as perdas de calor sofridas pelo corpo humano,
para uma melhor compreensão do conforto relativo que se pode alcançar com a ventilação.
A assimilação dos alimentos após as transformações biológicas realizadas, fornece continuamente o calor
necessário ao equilíbrio metab6lico do organismo. Essa quantidade de calor produzida aumenta conforme
os esforços despendidos. Assim, um homem em repouso (sentado, parado) desenvolve cerca de 100 kcallh,
ao passo que em march.a rápida, digamos a 6,S km/h, desenvolverá cerca de 3S0 kcallh. O corpo humano
não tem porém condições de armazenar calor à medida que o mesmo vai se produzindo, uma vez que
a temperatura interior ou subsuperficial deve situar-se pr6ximo a 37"C, e a superficial, a 36,S'C.
Deverá portanto haver uma permanente eliminação do excesso de calor formado, o que ocorre através
da pele, e esta eliminação deve fazer-se à medida e tão rapidamente quanto o calor vai sendo produzido.
É necessário que isto aconteça para que a temperatura do corpo não se eleve a ponto de ameaçar o organismo
\:Omum acidente circulat6rio-respiratório. Quando no ambiente local "faz frio", a perda de calor do corpo
se processa rapidamente, mas se a temperatura ambiente for elevada, o corpo humano passa a aquecer-se.
O ar em movimento favorece a transferência de calor através da pele, de modo a eliminar o excesso de
calor produzido pelo corpo ou adquirido pelo mesmo em conseqüência do calor reinante no ambiente.
Para que, em um clima tropical, seja possível trabalhar em condições ambientais necessárias primordial-
mente à saúde e secundariamente à produtividade, deve-se procurar atender a condições adequadas de ventila-
ção. Às vezes se imagina que o problema da ventilação industrial se relaciona apenas com a remoção de
substâncias nocivas ao organismo, as quais possam encontrar-se no ar.
Entretanto, é preciso atentar para o fato de que condições ambientais adversas de calor, traduzidas
por uma temperatura e grau de umidade elevados ou uma secura excessiva do ar e baixa temperatura,
podem, em prazo maior ou menor, minar e abalar a resistência do organismo, favorecendo o estabelecimento
de uma série de doenças.
3.2 FORMAS DE TRANSMISSÃO DE CALOR
Para uma melhor compreensão do modo segundo o qual o ar em movimento é favorável ao conforto
ambiental, convém lembrar que a temperatura do corpo é regida por três processos físicos de transmissão
de calor: a radiação, a convecção e a evaporação. A liberação de calor por convecção e evaporação é considera-
velmente influenciada .pelo movimento do ar.
3.2.1 Radiação ou irradiação
O corpo humano transmite ou recebe calor por radiação, conforme sua temperatura seja maior ou menor
que as das superfícies existentes no ambiente. Assim, se as paredes do ambiente forem frias, o corpo humano
EFEITO DO MOVIMENTO DO AR SOBRE O CONFORTO DE UMA PESSOA 27
perderá calor por radiação ou irradiação (como às vezes se diz) para as mesmas. Se as superfícies forem
mais quentes do que a pele, a temperatura do corpo aumentará por efeito da radiação. A transferência
de calor por radiação depende pois das temperaturas do corpo e das superfícies circundantes, mas não necessita
da movimentação do ar para que se processe, uma vez que a propagação se realiza sob a forma de energia
radiante. Quando esta energia radiante atinge a superfície do corpo, transforma-se em calor.
A emissão de calor por radiação pode ser calculada pela equação
I Q"d = a,ad' S"d'P (lho-t.r) I
sendo
Q"d
arad
S"d
'P
a emissão de calor por radiação (kcallh);
o coeficiente de transmissão de calor por radiação pelo homem vestido (kcallm2h'q;
a superfície do corpo (m2) eficaz para a radiação;
a relação de ângulos da radiação do homem sobre o volume ambiente total (coeficiente de
radiação) ;
a temperatura superficial média do homem vestido; e
a temperatura superficial média das superfícies do local ("C). .
tho
t"
A radiação se realiza sob forma de ondas do tipo das eletromagnéticas e não necessita de ar nem outro
qualquer meio intermediário para se propagar.
Para se evitar a incidência da radiação proveniente de massas de metal ou vidro em fusão, colocam-se
anteparos entre a fonte emitente e o trabalhador. O anteparo reduzirá o efeito do calor radiante, pois refletirá
a maior parte do mesmo para o ambiente, reemitindo sobre o operador apenas pequena parte do calor
radiante que foi absorvido. .
3.2.2 Convecção
Quando a temperatura do ar ambiente é inferior à da pele, processa-se uma perda de calor do corpo