Apostila - MODULO 03 VENTILACAO GERAL 2

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CCUURRSSOO ÀÀ DDIISSTTÂÂNNCCIIAA –– VVEENNTTIILLAAÇÇÃÃOO IINNDDUUSSTTRRIIAALL 
MMóódduulloo 0033 –– VVeennttiillaaççããoo GGeerraall 22 
 
 
 
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SSUUMMÁÁRRIIOO 
 
 
1.  Ventilação Geral Diluidora Para Redução do Calor Sensível .............................................. 98 
1.1.  Condições Ambientais de Conforto ............................................................................. 98 
1.2.  Taxas de ocupação dos recintos ................................................................................. 99 
1.3.  Calor liberado por pessoa ........................................................................................... 99 
1.4.  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 ....................................... 100 
1.5.  Carga térmica devida à insolação ............................................................................. 100 
1.6.  Carga térmica devida à energia dissipada pelos aparelhos de iluminação .............. 102 
1.7.  Carga térmica devida ao funcionamento de motores elétricos ................................. 102 
1.8.  Carga térmica devida ao equipamentos em funcionamento no recinto .................... 102 
1.9.  Calor devido à Ventilação ou Infiltração do Ar para o Ambiente .............................. 103 
1.10.  Carga Térmica Total .................................................................................................. 104 
1.11.  Método aproximado para avaliação de carga térmica e do volume de ar de 
insuflamento para remoção da mesma ................................................................................. 105 
1.12.  Ventilação de salas de máquinas ou recintos industriais.......................................... 105 
 
2.  Ventilação Geral Diluidora ................................................................................................. 106 
2.1.  Método de Cálculo da Taxa de Ventilação Diluidora ................................................ 108 
2.1.1.  Ventilação Diluidora para Proteção da Saúde .................................................. 112 
2.1.2.  Ventilação Diluidora para Mistura de Substâncias ............................................ 113 
2.1.3.  Ventilação Diluidora para Evitar Fogo ou Explosão .......................................... 113 
2.2.  Exemplos ................................................................................................................... 114 
2.2.1.  Exemplo 01 ........................................................................................................ 114 
2.2.2.  Exemplo 02 ........................................................................................................ 115 
2.2.3.  Exemplo 03 ........................................................................................................ 116 
2.3.  Princípios da Ventilação Diluidora ............................................................................. 118 
 
3.  Ventilação Mecânica Diluidora: Princípios e Bases ........................................................... 119 
3.1. Generalidades ................................................................................................................ 119 
3.1.1. Distribuição para baixo............................................................................................. 122 
3.1.2. Distribuição do ar para baixo e para cima ............................................................... 123 
3.1.3. Distribuição para cima.............................................................................................. 123 
3.1.4. Distribuição Cruzada ................................................................................................ 124 
3.1.5. Distribuição Mista ..................................................................................................... 125 
3.1.6. Distribuição em Minas .............................................................................................. 125 
3.2. Cálculo de Instalações de Ventilação Mecânica ............................................................ 126 
3.2.1 Bocas de Insuflamento.............................................................................................. 128 
3.2.2. Bocas de saída e tomadas de ar exterior ................................................................ 136 
3.2.3. Filtros........................................................................................................................ 138 
3.2.4. Dutos e Ventiladores em Ventilação Geral Mecânica ............................................. 139 
 
4.  Bibliografia.......................................................................................................................... 139 
 
Anexo 01 ................................................................................................................................... 141 
 
 
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11.. VVeennttiillaaççããoo GGeerraall DDiilluuiiddoorraa PPaarraa RReedduuççããoo ddoo CCaalloorr 
SSeennssíívveell 
 
 
Consideramos, até o momento, apenas a carga térmica devida às pessoas presentes 
no ambiente e, assim mesmo, apenas o calor sensível proveniente das mesmas. 
Entretanto, além do calor sensível devido às pessoas (e evidentemente também o 
calor latente devido ao suor evaporado), devem-se, num cálculo mais rigoroso, 
considerar também: 
 
 o calor sensível devido à irradiação solar sobre os vidros e paredes externas e 
coberturas; 
 o calor sensível devido à condução pelas paredes, pisos, tetos, vidros etc; 
 os calores sensível e latente decorrentes da infiltração do ar exterior pelas 
portas e janelas; 
 o calor sensível correspondente à carga de energia elétrica dissipada no 
recinto nos aparelhos de iluminação e acessórios. Assim, no caso de 
iluminação fluorescente, deve ser computado o calor produzido pelos reatores; 
 calor sensível devido a motores elétricos; 
 calor sensível devido a outros equipamentos eventualmente existentes no 
recinto. 
 
A primeira providência a ser tomada no projeto de ventilação diluidora é a 
determinação da denominada carga térmica proveniente das fontes de calor que 
acabam de ser mencionadas. Conhecida a carga térmica, calcula-se a vazão de ar 
necessária para reduzi-la a um valor correspondente a um nível razoável de conforto 
ambiental. 
 
1.1. Condições Ambientais de Conforto 
 
Conquanto nem sempre seja possível conseguir-se apenas com a ventilação os níveis 
ideais de temperatura de bulbo seco e de umidade relativa, indicaremos, para servirem 
de referência, os valores considerados em geral como recomendáveis e máximos, 
para os casos mais diretamente relacionados com ambientes de indústrias (ver Tabela 
01). 
 
 
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Tabela 01: Condições ambientais de conforto 
Local Recomendável Máxima 
 
 
Temp. bulbo seco 
(°C) 
Temp. bulbo seco 
(°C) 
Escritórios 23 a 25 26,5 
Auditórios 24 a 26 27 
Restaurantes 24 a 26 27 
 
1.2. Taxas de ocupação dos recintos 
 
 Para salas de escritório, contabilidade etc.: 6 m2 p/pessoa 
 Auditórios, salas de conferência: 1,5 m2 p/pessoa 
 Restaurantes: 2 m2 p/pessoa 
 
1.3. Calor liberado por pessoa 
 
Conforme foi mencionado anteriormente, a instalação de ventilação procura 
primordialmente reduzir o calor sensível do ambiente, embora em determinadas 
condições ambientais possa melhorar o grau de umidade relativa, reduzindo o calor 
latente. Apresentaremos, entretanto, a Tabela 02, onde é indicado o calor liberado por 
pessoa (W/m2) sob as formas de calor sensível e de calor latente, para vários valores 
de temperatura do termômetrode bulbo seco. 
 
Tabela 02 - Calor sensível liberado por pessoa (W). 
Atividade 
Metabolismo 
(W/m2) 
Temperatura do Ar 
28 27 25 24 21 
Sentado 63 51 57 61 67 76 
Sentado, trabalho manual 73 53 57 63 70 80 
Trabalho de escritório 77 53 58 63 72 83 
Em pé, andando vagarosamente 89 53 58 63 72 83 
Trabalho em bancada 130 56 64 72 86 107 
Trabalho moderado 146 64 72 80 95 117 
Trabalho pesado 163 79 88 97 111 135 
 
 
Para uma primeira avaliação quando faltarem dados precisos sobre o valor da 
temperatura de bulbo seco, pode-se adotar para o calor total: 
 
 Para pessoas em movimento lento ou sentadas: 100 kcal/h (400 Btu/h). 
 Para pessoas trabalhando: 166 kcal/h (660 Btu/h). 
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1.4. 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 
 
Esta carga térmica de calor sensível devido à penetração do calor pode ser calculada 
pela fórmula: 
 
Cp = k*S*(te – ti) (01) 
 
Onde: 
S = área das paredes, piso ou teto (m2); 
k = coeficiente de transmissão de calor através de paredes, piso ou teto, 
expresso em W/m2 h oC. 
 
O valor de k é encontrado em tabelas de livros de ar condicionado. 
 
Para cálculos de ventilação apenas, podemos calcular de um modo aproximado o 
calor que penetra por condução multiplicando a área da superfície através da qual 
passa o calor por um coeficiente A indicado na Tabela 03. 
 
Cp = A*S (02) 
Tabela 03: Valores do fator A 
Temperatura de bulbo seco, 
externa 
90°F 
(32°C) 
95°F 
(35°C) 
Janelas na sombra 12 17 
Paredes, alvenaria pesada .. 3 5 
Paredes, alvenaria média .... 4 5 
Paredes 2 3 
Paredes, com revestimento 
médio.... 
4 5 
Divisórias, revestimento 
simples .................................. 
7 10 
Divisórias, revestimento duplo
 ............................................. 
4 5 
Divisórias de vidro ................ 14 17 
Tijolo de Vidro 5 8 
Piso ....................................... 3 4 
Teto sob recinto não-ventilado
 .............................................. 
12 13 
Teto sob recinto ventilado..... 9 11 
Teto sob telhado ................... 14 16 
Teto sob piso ocupado ......... 3 5 
 
1.5. Carga térmica devida à insolação 
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Esta carga térmica é devida exclusivamente à radiação solar sobre a superfície 
exposta aos raios solares. Deve-se verificar a direção para a qual se acha voltada a 
parede ou as janelas. 
 
A Tabela 04 indica, para as várias direções dos pontos cardeais, os valores do fator B 
pelos quais deveremos multiplicar as áreas das superfícies expostas ao sol, para 
obtermos o ganho de calor do recinto a que pertence a parede ou as janelas em 
questão. 
 
Tabela 04: Valores do fator B 
Janela voltada para SE E NE N NW W SW 
Vidro simples e duplo, sem 
proteção 
110 180 160 105 160 180 110 
Veneziana com toldo 30 50 45 30 45 50 30 
Cortina colorida ou veneziana 
interna 
65 110 95 60 95 110 65 
Tijolo de vidro sem proteção 44 72 64 42 64 72 44 
 
A carga térmica devida à insolação, isto é, à incidência solar direta sobre paredes e 
cobertura, tem um efeito importante sobre o problema de isolamento térmico, podendo 
em certos casos exigir, mesmo, a instalação de ar condicionado. 
 
Quando se procede a projetos de ar condicionado, ao invés de emprego dos fatores B 
indicados na Tabela 04, prefere-se calcular a quantidade de calor que penetra no 
recinto por meio da fórmula: 
 
C = k * S * ∆t (03) 
 
Onde: 
S = área das partes expostas ao sol (m2); 
∆t = diferença de temperatura equivalente, representativa do efeito de 
insolação. 
 
Depende da latitude local, da hora, do tipo de superfície e da proteção da mesma 
contra os raios solares. 
 
Quando se calcula por este método, recorre-se a tabelas apresentadas em livros ou 
manuais de ar condicionado, para se obterem os valores de k correspondentes ao 
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ganho de calor pelos telhados, pelas paredes, de acordo com o tipo de material dos 
mesmos, a latitude local e a hora de insolação durante o dia. 
 
1.6. Carga térmica devida à energia dissipada pelos aparelhos de iluminação 
 
A carga térmica é uma função da potência dissipada pelas lâmpadas e pelos reatores 
(quando se tratar de iluminação fluorescente). Pode-se calcular a potência dissipada 
(watts/m2) por unidade de área de piso do recinto, em função do índice de iluminação 
que deverá ser previsto para o mesmo e a natureza do trabalho a ser executado, cujo 
grau de precisão influencia o nível de iluminação exigido. 
 
A Tabela 05 indica a potência dissipada, para o caso de alguns recintos. O exame do 
projeto de instalações elétricas de iluminação, baseado nas exigências de 
iluminamento, fornecerá, com suficiente precisão, os aparelhos de iluminação com 
suas respectivas potências. 
 
Tabela 05: Potência Dissipada 
Local Tipos de iluminação 
Nível de 
iluminação 
(lux) 
Potência 
dissipada 
(W/m2) 
Escritórios Fluorescente 1.000 40 
Restaurantes Fluorescente 150 15 
 Incandescente 150 25 
Auditórios: 
a) Tribuna Incandescente 1.000 50 
b) Platéia Incandescente 500 30 
c) Sala de 
espera 
Incandescente 150 20 
Salas de 
reuniões: 
 
a) Platéia Incandescente 150 20 
b) Tablado Incandescente 500 30 
 
1.7. Carga térmica devida ao funcionamento de motores elétricos 
 
A tabela 06, a seguir, apresenta o calor liberado por motores elétricos. 
 
1.8. Carga térmica devida ao equipamentos em funcionamento no recinto 
 
Existe uma grande variedade de aparelhos e equipamentos cujo funcionamento 
acarreta uma dissipação de calor para o ambiente. Limitar-nos-emos, na Tabela 07, a 
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mencionar alguns, de uso mais comum nas dependências industriais, cozinhas e 
laboratórios. 
 
Tabela 06 – Calor liberado por motores elétricos 
Potência do motor 
(HP) 
Emissão total 
(plena carga) 
(W) 
0,25 293 
0,5 557 
1 996 
5 4541 
25 21242 
100 82040 
 
Tabela 07: Carga térmica de vários equipamentos 
Equipamentos diversos Carga térmica (kcal/h) 
Sensível Latente Total 
Equipamentos elétricos 
Aparelhos elétricos, por kW 860 0 860 
Forno elétrico — Serviço de cozinha, por 
kW 
690 170 860 
Torradeiras e aparelhos de grelhar, por kW 770 90 860 
Mesa quente, por kW 690 170 860 
Cafeteiras, por litro 100 50 150 
Equipamentos a gás 
GLP 50% butano + 50% propano por m3/h 5.540 770 6.240 
GLP (50/50%) por kg 9.800 1.200 11.000 
Bico de Bunsen — tamanho grande 835 215 1.050 
Fogão a gás — serviço de restaurante por 
m2 de superfície da mesa 
10.500 10.500 21.000 
Banho-maria 
Por m2 de superfície superior 2.130 1.120 3.250 
Cafeteira, por litro 150 50 200 
Equipamentos a vapor 
Banho-maria por m2 de boca 1.125 2.625 3.750 
Alimentos 
Por pessoa (restaurante) 7 7 14 
 
1.9. Calor devido à Ventilação ou Infiltração do Ar para o Ambiente 
 
Na maioria dos casos, o ar externo é conduzido para o recinto a ser ventilado. Este ar 
externo vai substituindo o ar que por infiltração escapa do recinto através de frestas, 
portas giratórias e exaustores. 
 
Embora o cálculo possa ser feito com relativa, precisão, o que se procura conseguir 
em projetos de ar condicionado, para o caso de ventilação é aceitável proceder-se de 
um modo mais simples e prático na determinação da carga térmica a considerar para 
atender às exigências da ventilação-infiltração.Vejamos este método. 
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a) Calcula-se o volume total de ar necessário para se obter uma boa ventilação 
 
Para isto, fazemos: 
Número de ocupantes x 7,5 = m3/h (caso de não haver fumantes) 
Número de ocupantes x 15 = m3/h (caso de fumo moderado) 
Número de ocupantes x 40 = m3/h (caso de fumo intenso) 
 
b) Calcula-se a vazão de infiltração aproximada 
 
Esta vazão é dada por: 
 
  é
.   .  
60
 
Observações: 
 As dimensões são dadas em pés. 
 I = 1 (para uma só parede externa); 
 I = 1,5 (para duas paredes externas); 
 I = 2 (para três ou mais paredes externas). 
 
Ao maior dos valores calculados acima, isto é, obtidos nos itens a e b, denominaremos 
de "fator F" 
 
c) Multiplica-se o fator F pelo fator G, obtido na Tabela 08 
 
O fator G é o multiplicador do valor da infiltração ou da ventilação correspondente a 
vários valores de temperatura do termômetro de bulbo úmido, considerado para o ar 
exterior. 
 
Tabela 08. Multiplicador do fator de infiltração ou ventilação para vários valores de 
temperatura de bulbo úmido 
Temp. (BU) °F 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 
Fator G 3 5 8 11 14 17 20 23 27 30 33 37 41 45 49 
 
1.10. Carga Térmica Total 
 
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A carga térmica total é obtida somando-se as cargas parciais, ou seja, os valores dos 
itens 1.3, 1.4., 1.5, 1.6, 1.7, 1.8 e 1.9. 
 
1.11. Método aproximado para avaliação de carga térmica e do volume de ar de 
insuflamento para remoção da mesma 
 
A Tabela 09 fornece valores que permitem uma avaliação da carga térmica de verão, 
para as seguintes medições: 
 
 ar exterior: 
termômetro de bulbo seco = 95°F (35°C) 
termômetro de bulbo úmido = 75 a 78°F (23,9 a 25,6°C) 
 ar interior: 
termômetro de bulbo seco = 76 a 80°F (24,4 a 26,7°C) 
umidade relativa = 50% 
 
Como o ar exterior se encontra em temperatura mais elevada que a do ar interior, 
deverá ser empregado parelhamento de resfriamento, cuja capacidade é expressa em 
toneladas de refrigeração. 
 
Tabela 09: Carga térmica de verão aproximada 
Recinto Categoria Total 
Btu/h/m2 
Pessoas 
por TR 
Ar de 
insuflamento 
cfm/m2 
m2 por 
pessoa 
Watts 
p/m2 
Escritórios Baixo 236,81 1,2 7,54 2,97 69,40 
Médio 462,86 3,5 15,07 9,76 135,66 
Alto 775,03 6,3 23,68 25,83 227,16 
Restaurantes Baixo 
 Médio 
Alto 
667,38 
1.237,89 
2.798,77 
3,4 
7,0 
11,1
8,61
22,61 
 40,90 
0,83 
1,67 
2,97
195,60 
362,82 
820,31 
 
1.12. Ventilação de salas de máquinas ou recintos industriais 
 
Em diversos recintos industriais pode haver máquinas e equipamentos que irradiem 
quantidades grandes de calor sensível, capazes de gerar o desconforto e até de 
impedir a permanência de operadores no local, além de sacrificar o bom 
funcionamento e a durabilidade das instalações e equipamentos. 
 
Isto pode ocorrer quando os equipamentos são instalados em recintos onde não haja 
ventilação natural suficiente. Torna-se necessário, então, realizar a remoção do calor 
sensível excessivo, por meio de uma ventilação mecânica adequada. È o que sucede 
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às vezes com as instalações de motores elétricos, compressores, bombas, caldeiras, 
fundições, tratamentos térmicos etc. 
 
Nesses casos, não há necessidade de levar em conta o calor sensível dos operadores 
dos equipamentos, nem do calor de lâmpadas, quando os valores dos mesmos forem 
muito pequenos em comparação com o calor irradiado pelos equipamentos principais. 
 
A Tabela 10 mostra o volume de ar de exaustão necessário, de acordo com o tipo de 
recinto industrial. 
 
 
Tabela 10: Ar de exaustão para recintos industriais 
Tipo de recinto industrial Ar de exaustão 
(cfm/pé2 de área 
bruta de piso)
clima 
frio 
clima 
quente 
Fabricação de produtos leves de 
aço 
2 3 
Montagem de máquinas 2 3 
Oficina de reparos 3 4 
Local de chaves elétricas de 
controle 
3 4 
Fabricação de motores 3 5 
Estampagem de aço 3 5 
Casa de bombas de água 3 4 
Casa de bombas de refinaria; óleo 
frio 
6 8 
Casa de bombas de refinaria; óleo 
quente 
10 15 
Sala de tratamento térmico 12 15 
Casa de compressores 4 8 
Casa de caldeiras 6 10 
Fundição 6 8 
 
 
22.. VVeennttiillaaççããoo GGeerraall DDiilluuiiddoorraa 
 
A ventilação geral diluidora é o método de insuflar ar em um ambiente ocupacional, de 
exaurir ar desse ambiente, ou ambos, a fim de promover uma redução na 
concentração de poluentes nocivos. Essa redução ocorre, uma vez que ao 
introduzirmos ar limpo, ou não poluído, em um ambiente contendo uma certa massa 
de um determinado poluente, faremos que essa massa seja dispersa ou diluída em um 
volume maior de ar, reduzindo, portanto, a concentração desses poluentes. A primeira 
observação a ser feita é a de que esse método de ventilação não impede a emissão 
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dos poluentes para o ambiente de trabalho, mas simplesmente dilui os poluentes A 
alternativa a esse tipo de ventilação é a local exaustora, que capta os poluentes junto 
a fonte de emissão antes que sejam emitidos ao ambiente ocupacional. Este último 
método é sempre preferível a ventilação geral diluidora, especialmente quando o 
objetivo do sistema de ventilação é a proteção da saúde do trabalhador. 
 
Em casos onde não é possível ou não é viável a utilização de ventilação local 
exaustora, a ventilação geral diluidora pode ser usada. 
 
Os objetivos de um sistema de ventilação geral diluidora podem ser: 
 
 proteção da saúde do trabalhador - reduzindo a concentração de poluentes 
nocivos abaixo de um certo limite de tolerância; 
 segurança do trabalhador - reduzindo a concentração de poluentes explosivos 
ou inflamáveis abaixo dos limites de explosividade e inflamabilidade; 
 conforto e eficiência do trabalhador - pela manutenção da temperatura e da 
umidade do ar do ambiente; 
 proteção de materiais ou equipamentos - criando condições atmosféricas 
adequadas (impostas por motivos tecnológicos). 
 
A aplicação com sucesso da ventilação geral diluidora depende das seguintes 
condições: 
 
 o poluente gerado não deve estar presente em quantidade que, excede a que 
pode ser diluída com um adequado volume de ar; 
 a distância entre os trabalhadores e o ponto de geração do poluente deve ser 
suficiente para assegurar que os trabalhadores não estarão expostos a 
concentrações médias superiores aos TLV; 
 toxicidade do poluente deve ser baixa (deve ter um alto TLV); 
 poluente deve ser gerado numa quantidade razoavelmente uniforme. 
 
A ventilação geral diluidora, além de não interferir com as operações e processos 
industriais, é mais vantajosa que a ventilação local exaustora, nos locais de trabalho 
sujeitos a modificações constantes, e quando as fontes geradoras de poluentes se 
encontrarem distribuídas por todo o local de trabalho. 
 
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A ventilação geral diluidora pode não ser vantajosa, pelo custo elevado de operação, 
sobretudo quando há necessidade de aquecimento do ar, nos meses de inverno, 
contudo seu custo de instalação é relativamente baixo quando comparado com o da 
ventilação local exaustora. É conveniente a instalação de sistemas de ventilação geral 
diluidora quando há interesse na movimentação de grandes volumes de ar naestação 
quente. 
 
Diversas razões levam à não utilização da ventilação geral diluidora para poeiras e 
fumos. A quantidade de material gerado é usualmente muito grande, e é difícil a 
obtenção de dados seguros sobre taxa de geração de poeiras e fumos. Além disso, o 
material pode ser muito tóxico, requerendo, portanto, uma excessiva quantidade de ar 
de diluição. 
 
2.1. Método de Cálculo da Taxa de Ventilação Diluidora 
 
Admitamos que um processo industrial qualquer libere uma taxa de substância tóxica 
qc (m3/h), em um recinto. Para impedir que a concentração C (m
3
contaminante/ m
3
ar) 
do ar do recinto, cresça além de certos limites, troca-se continuamente o ar do recinto, 
como esquematizado na figura a seguir: 
 
 
 
Para trocar o ar do local, introduz-se uma taxa de "ar puro" Q (m3/h ), fazendo-se com 
que o contaminante gerado qc se dilua no ar puro insuflado no local. Ao mesmo tempo 
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109 
(o processo é contínuo) esta mesma taxa Q de ar contaminado está saindo do recinto 
para que o processo seja possível. 
 
Admitindo-se que se obtém uma mistura perfeita entre o contaminante e o ar puro 
insuflado, a taxa Q retira do local uma taxa de substância tóxica que chamaremos q 
(m3/h). Essa relação pode ser representada pela seguinte equação: 
 
q α C * Q (04) 
 
Isto é, a taxa de contaminante retirado do recinto é proporcional a concentração C 
multiplicada pela vazão de ar contaminado retirado do local. Então temos que: 
 
Se: 
q α C * Q > qc => A concentração C de contaminante no recinto diminuirá 
q α C * Q < qc => A concentração C de contaminante no recinto aumentará 
q α C * Q = qc => A concentração C de contaminante no recinto permanecerá 
constante 
 
Desta forma, impondo-se a condição de regime permanente, em níveis aceitáveis, 
para a concentração "C" da substância tóxica no recinto temos: 
qc = C*Q (05) 
 
Conseqüentemente, a taxa de ar puro necessária para manter a concentração C em 
níveis admissíveis pode ser determinada pela seguinte equação: 
 
 (06) 
 
As equações acima admitem uma mistura perfeita entre o ar puro insuflado e a 
substância tóxica gerada no ambiente. Como esta hipótese é difícil de ser assegurada 
na prática, é necessário utilizar-se um coeficiente de segurança K para evitar 
concentrações localizadas mais elevadas que as admissíveis. A literatura afim, 
recomenda valores de K entre 3 e 10. 
 
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110 
A concentração C normalmente é medida em ppm (partes por milhão) e não em 
m3contaminante/ m
3
ar, assim se introduzirmos o coeficiente de segurança K e a 
concentração em ppm na equação (06) teremos: 
 
 (07) 
 
Onde: 
Q: taxa de ar puro a ser insuflado no ambiente para manter a concentração 
constante, m3/h. 
qc: taxa de substância tóxica gerada no recinto, provocando a concentração C, 
m3/h 
C: concentração da substância tóxica admissível no recinto, ppm. 
106: fator de transformação da concentração C de m3/m3 para ppm. 
 
 
Na equação (07), normalmente se conhece qual a concentração C desejável no 
recinto em função da substância tóxica. Sendo o coeficiente de segurança K admitido, 
resta determinar a taxa de geração de substância tóxica, a partir da massa ou do 
volume de substância consumida no processo. 
 
Para determinar a taxa de poluente gerado, em m3/h, em um processo a partir da 
massa, ou volume da substância tóxica consumida no processo, deve-se assumir a 
hipótese de que toda a massa da substância tóxica consumida no processo se 
transformará em gás. 
 
Nas condições normais de temperatura e pressão, isto é, na temperatura de 0°C e a 
pressão de uma atmosfera (1,01325 N/m2) o volume molar Vm de qualquer substância 
admitindo-se o gás gerado como tendo o comportamento do gás perfeito, será: 
 
 (08) 
 
Substituindo as CNTP na equação (08) obtemos : 
 
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111 
8315  273
1,01325 10  
22,4  
 
A taxa volumétrica de gás gerada a partir de uma taxa mássica em função do volume 
molar é determinada pela equação (09): 
 
 
 (09) 
 
Substituindo qc, da equação (09) na equação (07) resulta: 
 
,  
 (10) 
 
Onde: 
Q => taxa de ar puro, em m3/h; 
wc => taxa poluente, em kg/h; 
M => massa molecular do poluente em kg/Kmol; 
C => concentração admissível, em ppm; 
t => temperatura do processo, °C. 
 
Se conhecermos o volume de substância tóxica consumida no processo (Vc), não a 
massa (wc) a equação (09) pode ser modificada considerando-se a densidade relativa 
da substância tóxica (dc). 
 
wc = Vc * ρc, por outro lado sendo 
á
 e á = 10
3 kg/m3, 
então wc = Vc * 10
3 *dc 
 
Substituindo o valor de wc na equação (10) teremos: 
 
 
 (11) 
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112 
 
Onde: 
Q => vazão de ar puro para manter a concentração C dentro de valores 
admissíveis, m3/h; 
dc => densidade relativa do contaminante líquido; 
Vc => fluxo volumétrico (na forma líquida) consumido no processo, m3/h; 
K => coeficiente de segurança, normalmente 3 < K < 10; 
M => massa molecular do contaminante, kg/kmol; 
C => concentração do contaminante no ambiente, ppm; 
t => temperatura do processo, °C. 
 
Os valores da concentração C desejada dependem dos objetivos a que se destinam o 
sistema de ventilação diluidora. 
 
2.1.1. Ventilação Diluidora para Proteção da Saúde 
 
Nestes casos, a concentração desejada no ambiente deve ser inferior ao limite de 
tolerância (TLV) da substância poluente. Assim substituindo-se C pelo TLV e 
considerando-se que a temperatura do processo seja diferente das CNTP, então 
temos: 
 
 
 (12) 
 
Onde: 
Q = vazão de ar a ser insuflado no ambiente, m3/h; 
dc = densidade relativa do contaminante (líquido); 
Vc = fluxo volumétrico do contaminante (líquido) consumido no processo, m3/h; 
K = coeficiente de segurança, normalmente 3 < K < 10 (tabela 11 a seguir 
sugere um critério para escolha do valor); 
M = massa molecular do contaminante, kg/Kmol; 
TLV => concentração admissível, ppm; 
t => temperatura do processo,°C. 
 
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113 
Tabela 11 – coeficiente de segurança K – critério de escolha 
Tipo de entrada e 
salda de ar 
Substância 
altamente tóxica2 
Substância 
moderadamente tóxica1 
Substância levemente 
tóxica1 
Teto Perfurado para 
entrada de ar 
NR2 3 1,5 
Bons difusores para 
entrada de ar 
NR2 3 - 6 2 - 3 
Janelas para entrada de 
ar e exaustores de 
parede para saída do ar 
NR2 6 - 1 0 3 - 6 
 
 
2.1.2. Ventilação Diluidora para Mistura de Substâncias 
 
Quando duas ou mais substâncias estão presentes, o efeito combinado deve ser 
levado em consideração. 
 
Na ausência de informação contraria, os efeitos de diferentes riscos devem ser 
considerados aditivos, isto é, a soma frações: 
 
 (13) 
 
Sendo C a concentração da substância no ambiente e TLV o seu limite de tolerância. 
 
Quando a soma exceder a unidade, o TLV da mistura deverá ser considerado como 
excedido. Nesse caso, a quantidade de ar requerida para a diluição de cada 
componente da mistura é calculada e a soma é utilizada como a taxa de ventilação 
requerida para a mistura. 
 
Quando se sabe que as diferentes substâncias agem independentemente, isto é, os 
seus efeitos não são aditivos, deve-se calcular a taxa de ventilação diluidorapara cada 
componente da mistura e considerar a maior delas como a vazão de diluição. 
 
2.1.3. Ventilação Diluidora para Evitar Fogo ou Explosão 
 
 
1 Considera-se uma substância altamente tóxica quando TLV < 100 ppm, moderadamente 
tóxica quando 100 < TLV < 500 ppm e levemente tóxica quando TLV > 500 ppm. 
2 Não se recomenda a ventilação geral diluidora para substâncias altamente tóxicas. 
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114 
Aqui o objetivo é reduzir a concentração abaixo do menor valor no qual risco de 
incêndio ou explosão possa ocorrer. Dessa forma, o valor da concentração desejada 
(C) será inferior ao limite inferior de inflamabilidade ou de explosividade. Assim: 
 
 
 (14) 
 
Onde: 
LEL é o limite inferior de explosividade, expresso em porcentagem; 
fs um fator de segurança que depende da porcentagem do LEL, necessária para 
condições de segurança; na maioria dos fornos e secadores, tem sido desejável 
manter concentrações de vapores não superiores a 25% do LEL; em fornos contínuos 
adequadamente ventilados, usa-se fs = 4; 
e B é uma constante que leva em consideração o fato de que LEL diminui, 
aumentando a temperatura (B = 0,7 para T > 122 °C e B = 1,0 para T < 122 °c). 
 
Em fornos intermitentes, com boa distribuição de ar, a existência de picos requer fs = 
10 a 12. Em fornos sem recirculação ou fornos intermitentes ou, ainda, em fornos 
contínuos impropriamente ventilados, pode ser necessário utilizar maiores valores 
para fs. 
 
Deve-se enfatizar que esse conceito nunca é aplicado onde trabalhadores estão 
expostos ao vapor. Em tais casos, são aplicadas taxas de ventilação para controle do 
risco à saúde. Os TLV são sempre inferiores aos LEL. 
 
2.2. Exemplos 
 
2.2.1. Exemplo 01 
 
Um banho de esmalte está secando por uma hora em um forno a 177 °C. A substância 
volátil aplicada no processo é o xilol e 9,5*10-4 m3 são utilizados. Qual a taxa de 
ventilação necessária para manter a concentração de xilol, dentro do forno, nos limites 
seguros? 
 
São dados: 
LEL = 1% 
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115 
dc = 0,88 
M = 106 kg/kmol 
 
Resolução: 
 
Como a substância apresenta um LEL baixo, vamos adotar fs = 10. Além disso, temos 
que a temperatura do forno (177 °C) é maior que 122 °C, e assim, como vimos no ítem 
2.1.3, B = 0,7. 
 
Usando a equação (14): 
 
 
 
 
, ,
,
 
 
416  
Assim, a taxa de ventilação necessária é de 416 m3/h. 
 
2.2.2. Exemplo 02 
 
Uma operação desenvolvida por quatro trabalhadores, contamina o ambiente de 
trabalho com vapores de metil etil cetona. São consumidos 19*10-4 m3/h deste produto 
a uma temperatura de processo de 20 °C. Determinar a taxa de ventilação necessária 
para manter o TLV, sabendo-se que o sistema de ventilação deve ser projetado com 
exaustores de parede e a entrada de ar por janelas. 
 
São dados: 
TLV = 155 ppm 
dc = 0,805 
M = 72,10 kg/kmol 
 
Resolução: 
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116 
 
O TLV da metil etil cetona é 155, ou seja, conforme os critérios apontados na tabela 
11, é uma substância moderadamente tóxica. Ainda segundo a tabela 11, com a 
utilização de exaustores de parede e a entrada de ar por janelas, o valor recomendado 
para K é de 6 a 10. Vamos, então, adotar K = 9. Usando a equação (12), teremos: 
 
 
 
 
,
,
 
 
29.613  
Assim, a taxa de ventilação necessária é de 29.613 m3/h. 
 
2.2.3. Exemplo 03 
 
Numa operação para a retirada de pintura é utilizado 0,95 l/h de álcool metílico e a 
mesma quantidade de diclorometano. Esses dois produtos têm efeito narcótico. A 
avaliação do ar mostrou a presença de 130 ppm de diclorometano e 100 ppm de 
álcool metílico. Calcular a taxa de ventilação necessária para manter as condições de 
segurança, sabendo-se que o sistema de ventilação será projetado de forma que o 
insuflamento e a exaustão serão realizados com ventiladores posicionados bem 
próximos da fonte poluidora e que praticamente todo o ar insuflado passará pela zona 
de maior contaminação. São dados: 
 
temperatura da operação:40 °C 
 
Álcool metílico dc = 0,8 
M = 32 kg/kmol 
TLV= 156 ppm 
 
diclorometano dc = 1,3 
M = 85 kg/kmol 
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117 
TLV= 156 ppm 
 
Resolução: 
 
Temos, aqui, um caso em que duas substâncias estão presentes. Assim, o efeito 
combinado deve ser levado em consideração. 
 
Vamos inicialmente usar a equação (13): 
 
 
 
1,47 
 
Como a soma é maior do que 1, o TLV da mistura deve ser considerado como 
excedido. Nesse caso, a quantidade de ar requerida para a diluição de cada 
componente da mistura é calculada e a soma é utilizada como a taxa de ventilação 
requerida para a mistura. 
 
O TLV das duas substâncias é 156, ou seja, conforme os critérios apontados na tabela 
11, é uma substância moderadamente tóxica. Ainda segundo a tabela 11, com a bons 
difusores para entrada de ar, o valor recomendado para K é de 3 a 6. Vamos, então, 
adotar K = 4,5. 
 
Para o álcool metílico: usando a equação (12), e lembrando que 0,95 l/h = 9,5 * 10-4 
m3/h teremos: 
 
 
 
 
, , ,
 
 
15.595  
Assim, a taxa de ventilação necessária para o álcool metílico é de 15.595 m3/h. 
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118 
 
Para o diclorometano: usando a equação (12), e lembrando que 0,95 l/h = 9,5 * 10-4 
m3/h teremos: 
 
 
 
 
, , ,
 
 
10.764  
Assim, a taxa de ventilação necessária para o diclorometano é de 10.764 m3/h. 
 
Como o TLV da mistura foi excedido, a soma da quantidade de ar necessária é 
utilizada como a taxa de ventilação requerida para a mistura. Assim: 
 
15.595  10.764  =28.359  
 
Assim, a taxa de ventilação necessária para a mistura é de 28.359 m3/h. 
 
 
2.3. Princípios da Ventilação Diluidora 
 
Listamos, abaixo, alguns princípios norteadores que devem ser considerados no 
dimensionamento de sistemas de ventilação diluidora: 
 
 Conhecer a fundo o problema a ser resolvido. 
 Verificar da possibilidade de eliminar o problema sem ventilação (isolar a 
operação, melhorar o processo, etc), ou então de reduzir suas proporções 
(mudança de local da fonte poluidora, condições mais científicas de operação, 
etc). 
 Obter plantas e cortes do local. 
 Determinar as fontes de poluição. 
 Avaliar a natureza e quantidade de contaminante. 
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119 
 Conhecer a população do local. 
 Estudar quais os equipamentos necessários; se haverá necessidade de dutos, 
de bocas, de coletor do material contaminante. 
 Estudar como dispor do ar contaminado no caso de ser prejudicial à 
vizinhança. 
 Determinar a localização de todas as partes do equipamento. 
 Calcular a descarga de ar ou sua vazão (m3/h); este elemento é básico para o 
projeto, pois dele dependerá o tamanho da instalação e o seu preço. 
 Localizar as aberturas de exaustão o mais próximo possível da fonte 
contaminadora. 
 Posicionar as aberturas de insuflamento e de exaustão de forma que todo fluxo 
de ar passe pela zona contaminada. 
 Idealizar o sistema de ventilação de forma que a corrente de ar resultante não 
exponha o operador ao ar contaminado, ou seja, o fluxode ar deve conservar a 
fonte poluidora entre o operador e a abertura de exaustão. 
 Evitar que o ar contaminado retome ao ambiente ou venha a entrar em outros 
ambientes. 
 Dimensionar todas as partes da instalação. 
 Fazer o projeto definitivo, considerando os detalhes do local. 
 
33.. VVeennttiillaaççããoo MMeeccâânniiccaa DDiilluuiiddoorraa:: PPrriinnccííppiiooss ee BBaasseess 
 
3.1. Generalidades 
 
Como vimos anteriormente, quando a movimentação do ar de ventilação é obtida por 
diferenças de pressão criadas mecanicamente, diz-se que a ventilação é artificial, 
forçada ou mecânica. Adota-se a ventilação mecânica sempre que os meios naturais 
não proporcionam o índice de renovação de ar desejado, ou, ainda, como elemento de 
segurança nas condições de funcionamento precário da circulação natural do ar. 
 
A ventilação mecânica além de ser independente das condições atmosféricas, 
apresenta a grande vantagem de possibilitar o tratamento do ar, como filtragem, 
humidificação, secagem, etc, assim como sua melhor distribuição. Essas operações 
geralmente acarretam perdas de carga elevadas na movimentação do ar. 
 
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120 
De acordo com o tipo de contaminação do recinto, a ventilação mecânica pode ser 
local exaustora ou geral diluidora. 
 
Na ventilação local exaustora, o ar contaminado é capturado antes de se espalhar 
pelo recinto, verificando-se, pela sua retirada, a entrada do ar exterior de ventilação. 
Trata-se de uma ventilação altamente especializada, que só é adotada quando as 
fontes de contaminação são locais, como ocorre comumente em ambientes industriais, 
e que analisaremos em detalhe mais à frente no curso. 
 
Na ventilação mecânica do tipo geral diluidora, o ar exterior de ventilação é 
misturado com o ar viciado do ambiente. Consegue-se com isso uma diluição dos 
contaminantes até limites higienicamente admissíveis. É o tipo de ventilação 
normalmente adotado quando da impossibilidade de se capturar o contaminante antes 
que ele se espalhe pelo recinto, como ocorre nos ambientes onde a poluição é 
causada por pessoas ou fontes esparsas de calor ou poluentes. 
 
A ventilação mecânica geral diluidora será feita por insuflamento se o ambiente for 
limpo (auditórios, lojas, etc), pois nesse caso o ar exterior poderá ser facilmente 
filtrado e uniformemente distribuído pelo ambiente, mantendo-o a uma pressão 
superior à do exterior, o que evitará a infiltração de ar não-tratado. 
 
Quando a contaminação do ambiente é elevada, torna-se preferível por vezes adotar o 
processo de exaustão geral (casas de máquinas, ambientes com pó, etc). Nesse caso, 
embora o ambiente fique a uma pressão inferior à do exterior, permitindo infiltrações 
de ar não-tratado, a extração dos contaminantes é mais intensa e a quantidade de ar 
necessária para a diluição é menor. 
 
Finalmente, quando se deseja extrair o contaminante principal (sala de fumantes) e, ao 
mesmo tempo, manter o ambiente suprido com ar filtrado e estanque ao ar exterior, 
adota-se o sistema misto de ventilação geral diluidora, com insuflamento e aspiração 
combinados. 
 
Nos recintos habitados, a instalação de ventilação mecânica mais adotada é a geral 
diluidora por insuflamento. Usa-se a aspiração parcial do ar só excepcionalmente, 
quando, por restrição da saída do ar, a sobrepressão do ambiente se torna muito 
elevada (dificultando até a abertura das portas) ou quando a concentração de fumos é 
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121 
localizada. Os componentes que constituem esse tipo de ventilação podem ser vistos 
na Figura 01. 
 
FIGURA 3.1 Em locais habitados, a instalação de ventilação mecânica mais adotada é a 
geral diluidora por insuflamento. (1) Tomada de ar exterior; (2) dutos de ar exterior; (3) 
casa de máquinas; (4) filtros; (5) ventilador de insuflamento com motor de acionamento; 
(6) dutos de insuflamento; (7) bocas de insuflamento; (8) bocas de saída; (9) dutos de 
saída; (10) ventilador de aspiração com motor de acionamento; (11) descarga do ar para 
o exterior. 
 
 
Observação: em grande parte dos casos, as frestas ou aberturas normais do 
ambiente - como portas e janelas - desempenham o papel das bocas de saída. 
 
Ventilações mecânicas do tipo geral diluidora por insuflamento se destinam 
normalmente ao conforto, de modo que o ar de renovação deve ser distribuído de 
modo uniforme sobre a totalidade da superfície ocupada do local. Devem-se evitar 
correntes de ar desagradáveis, zonas de estagnação e os curtos circuitos. 
 
A ASHRAE fixa em 0,075 m/s e 0,2 m/s os limites inferior e superior das velocidades 
do ar para recintos com pessoas em trabalho sedentário. Velocidades acima de 0,2 
m/s, só são toleráveis quando a temperatura efetiva é superior à de conforto, podendo 
se tornar, caso contrário, causa de desconfortos ou mesmo doenças. 
 
Quando o ar insuflado apresenta, em relação ao ar ambiente, uma diferença de 
temperatura superior a 3°C, não deve ser insuflado diretamente sobre as pessoas, e 
sim afastado da zona ocupada, onde pode ser misturado previamente com o ar do 
recinto. A direção mais conveniente para o movimento do ar é a de frente para as 
pessoas, sendo aceitável a de cima e desaconselhável a de trás ou de baixo. 
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122 
 
Com base nas considerações anteriores, podemos imaginar os seguintes sistemas de 
distribuição do ar: 
 distribuição para baixo; 
 distribuição para baixo e para cima; 
 distribuição de baixo para cima; 
 distribuição cruzada; 
 distribuição mista; 
 distribuição especial em minas. 
 
3.1.1. Distribuição para baixo 
 
Nesse sistema de distribuição, o ar é introduzido no recinto pela parte superior e 
retirado pela parte inferior (Fig. 02). Esse método apresenta inúmeras vantagens, pois 
o ar é insuflado longe da zona de ocupação, não levanta poeiras normalmente 
depositadas nos pisos; misturado com o ar ambiente antes de entrar em contato com 
as pessoas, funciona como um pistão, empurrando o ar viciado para as aberturas de 
saída, e evita curtos circuitos entre a entrada e saída do ar. 
 
Figura 02: Distribuição do ar para baixo. 
 
 
Pelas razões apontadas, que garantem sua aplicabilidade tanto no verão como no 
inverno, esse sistema é atualmente o processo de distribuição do ar de ventilação por 
insuflamento mais adotado. O insuflamento nesse caso pode ser feito por meio de 
bocas, colocadas tanto lateralmente (grades de insuflamento) como no forro 
(aerofusos). 
 
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123 
3.1.2. Distribuição do ar para baixo e para cima 
 
O ar é introduzido e retirado pela parte superior do recinto. Quando as bocas de 
insufla-mento são laterais (grades), a injeção do ar se faz com velocidade adequada 
(jato), de modo a atingir todo o recinto, para depois sair por grades situadas próximas 
à grade de insuflamento (Fig. 03). 
 
Figura 03: Circulação do ar na distribuição para baixo e para cima. Os bocais de entrada 
e de saída ficam próximos. 
 
 
Quando as bocas de insuflamento se localizam no teto (aerofusos), elas são duplas, 
com insuflamento pela periferia e saída pela parte central (Fig. 04). 
 
Figura 04: Bocas de insuflamento no teto. 
 
 
3.1.3. Distribuição para cima 
 
CCUURRSSOO ÀÀ DDIISSTTÂÂNNCCIIAA –– VVEENNTTIILLAAÇÇÃÃOO IINNDDUUSSTTRRIIAALL 
MMóódduulloo 0033 –– VVeennttiillaaççããoo GGeerraall 22 
 
 
 
124 
No sistemade distribuição para cima, o ar é insuflado no ambiente lateralmente, logo 
acima dos ocupantes, com saída pela parte superior (Fig. 05). Essa solução é adotada 
em ambientes com carga térmica elevada e no qual se deseja manter uma 
sobrepressão para evitar a entrada de ar não-tratado, o que impossibilitaria o uso de 
uma ventilação natural por termossifão. 
 
Figura 05: Distribuição do ar para cima. 
 
 
As sobrepressões adotadas são da ordem de 10 N/m2 (1 kgf/m2), a fim de não criar 
dificuldades na abertura de portas. Esse sistema de ventilação mecânica é o que 
melhor se presta para efetuar, juntamente com a ventilação do ambiente, o arrasto do 
calor de insolação das coberturas. 
 
É o que acontece em ambientes como bares, restaurantes, cozinhas e pavilhões 
industriais como os de beneficiamento de cereais e outros. 
 
3.1.4. Distribuição Cruzada 
 
O sistema de distribuição cruzada consiste no insuflamento horizontal do ar a 
velocidades elevadas pela parte superior do recinto, o que origina correntes de ar 
secundárias que arrastam o ar viciado dos níveis inferiores. 
 
Figura 06: Sistema de distribuição cruzada 
 
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125 
 
Este processo é aceitável apenas para pequenos ambientes. A saída ocorre pelo lado 
oposto, por meio de grelhas situadas à mesma altura do insuflamento (Fig. 06). 
3.1.5. Distribuição Mista 
 
Nesse tipo de distribuição, o ar insuflado apresenta movimento tanto para baixo como 
para cima. É o processo de distribuição do ar de ventilação por insuflamento ideal para 
grandes ambientes e locais onde é permitido fumar. 
 
O insuflamento se faz a meia altura, enquanto que a saída do ar, junto com os fumos, 
verifica-se por cima, eventualmente mediante uso de um exaustor especial, e por 
baixo, após entrar em contato com os acupantes (Fig. 01). 
 
3.1.6. Distribuição em Minas 
 
Técnica especial de ventilação mecânica é aquela adotada na renovação do ar de 
galerias de minas. Nesses casos, a ventilação pode ser feita de diversas maneiras: 
exaustão, insuflamento, misto e insuflamento pela galeria de acesso. 
 
 Exaustão: O ar é retirado das frentes de trabalho por meio de ventiladores 
instalados na boca da mina e ligados ao interior dela por condutos de 
aspiração, geralmente executados em lona estruturada, chapa soldada ou 
mesmo madeira. Esse procedimento apresenta o inconveniente de levar para a 
frente de trabalho um ar exterior parcialmente viciado, visto que passa pela 
galeria de acesso. 
 Insuflamento: O ar é levado até as frentes de trabalho por meio de 
ventiladores colocados na boca da mina e ligados ao interior por condutos de 
insuflamento executados com os mesmos materiais que os de aspiração.Essa 
solução, a par da vantagem de insuflar ar puro diretamente na frente de 
trabalho, apresenta o inconveniente de efetuar a saída do ar de ventilação pela 
galeria de acesso, trazendo poeiras e fumaças que prejudicam o tráfego por 
ela. 
 Modo misto: Processo mais racional, consiste em reunir os dois processos 
anteriores. Faz-se a exaustão após as detonações de dinamite e demolições 
intensas, e insuflamento nas horas de trabalho normal durante as quais não se 
verificam formação de poeiras e fumaças em excesso. 
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126 
 Insuflamento pela entrada: O insuflamento do ar se dá pela própria galeria de 
acesso, por meio de ventiladores adaptados à boca da mina, cuja entrada é 
estanque. Para isso, o avanço da mineração deve ocorrer por duas galerias 
paralelas, simultaneamente, fazendo-se o insuflamento por uma e a saída pela 
outra. Essas galerias vão sendo interligadas à medida que o avanço progride, 
fechando-se as interligações anteriores, como esclarece a Fig. 07. Nas galerias 
mortas, não-atingidas pela ventilação geral, seja qual for o processo adotado, é 
feita uma ventilação secundária com o auxílio de pequenos ventiladores. Estes 
tomam o ar da ventilação geral e o colocam na frente de trabalho por meio de 
ramais especiais de insuflamento. 
 
Figura 07: Ventilação de galerias pelo sistema de insuflamento pela entrada 
 
 
3.2. Cálculo de Instalações de Ventilação Mecânica 
 
Os cálculos referentes às instalações de ventilação mecânica consistem 
essencialmente no dimensionamento de seus elementos e na determinação das 
perdas de carga correspondentes, a fim de se estabelecer a potência mecânica 
necessária para o motor de acionamento do ventilador. 
 
O dimensionamento dos diversos elementos por onde circula o ar é feito por meio da 
equação geral: 
 
Ω
.   /
  (15) 
 
Nessa expressão, normalmente a vazão é calculada em função das necessidades da 
ventilação, enquanto que a velocidade, embora possa obedecer a valores 
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127 
recomendados; atendendo às perdas de carga criadas, nível de ruído, arrasto de pós e 
gotas; em grande parte dos casos, como ramificações de canalizações, bocas de 
insuflamento e outros, deve ser objeto de estudo especial. 
 
O mesmo acontece com as perdas de carga nos dutos e acessórios, que devem ser 
objeto de cálculo específico. 
 
Quanto às velocidades recomendadas, de acordo com a ABNT (PNB 10, de 1972) 
para instalações de ventilação e condicionamento de ar de baixa pressão, devem ser 
respeitadas as velocidades básicas, que constam da Tabela 12. 
 
Tabela 12: Velocidades recomendadas para ventilação mecânica geral diluidora (ABNT) 
Designação Recomendadas (m/s) Máximas (m/s) 
Residên-
cias 
Escolas, 
teatros, 
edifícios 
públicos
Prédios 
indus-
triais 
Residên-
cias 
Escolas, 
teatros, 
edifícios 
públicos 
Prédios 
indus-
triais 
Tomadas de ar exterior 2,50 2,50 2,50 4,00 4,50 6,00 
Serpentinas de resfriamento 
 de aquecimento 
2,25 
2,25 
2,50 
2,50 
3,00 
3,00 
2,25 
2,50 
2,50 
3,00 
3,60 
7,50 
Lavadores borrifadores 
 de alta velocidade 
2,50 2,50 2,50 
9,00 
3,50 3,50 3,50 
9,00 
Descarga ventilador min. 
 max. 
5,00 
8,00 
6,50 
10,00 
8,00 
12,00 
 
8,50 
 
11,00 
 
14,00 
Dutos principais min. 
 max. 
3,50 
4,50 
5,00 
6,50 
6,00 
9,00 
 
6,00 
 
8,00 
 
10,00 
Ramais horizontais min. 
 max. 
- 
3,00 
3,00 
4,50 
4,00 
5,00 
 
5,00 
 
6,50 
 
9,00 
Ramais verticais min. 
 max. 
2,50 3,00 
3,50 
 
4,00 
 
4,00 
 
6,00 
 
8,00 
 
 
Mais detalhes, em alguns aspectos, encontram-se na Tabela 13, recomendada pela 
Carrier. 
 
Tabela 13: Velocidades recomendadas para ventilação mecânica geral diluidora (Carrier) 
Aplicações Velocidades máximas (m/s)
Dutos 
Principais 
Ramais Dutos de saída 
Residências 4,00 3,00 3,00 
Dormitórios de hotéis 7,50 5,50 5,00 
Teatros 8,00 6,00 6,00 
Escritórios particulares - 5,50-6,50 4,00-5,00 
Escritórios públicos 11,00 7,00 6,00 
Restaurantes 9,00 7,00 6,00 
Lojas (pisos inferiores) 10,50 8,00 6,00 
Lojas (pisos superiores) 9,00 7,00 6,00 
 
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128 
Quanto às bocas de insuflamento, além de seu racional dimensionamento, que 
estudaremos a seguir, a fim de se evitarem ruídos indesejáveis, as velocidades 
máximas recomendadas constam na Tabela 14. 
 
Tabela 14: Velocidades máximas recomendadas para bocas de insuflamento 
Aplicações Velocidade máxima de insuflamento 
(m/s) 
Estúdios 1,50 a 2,50 
Residências2,50 a 3,80 
Igrejas 2,50 a 3,80 
Dormitórios de hotel 2,50 a 3,80 
Teatros 2,50 a 3,80 
Cinemas 5,00 
Escritórios particulares 2,50 a 3,80 
Escritórios públicos 5,00 a 6,30 
Lojas (pisos inferiores) 10,00 
Lojas (pisos superiores) 7,50 
 
Para as bocas de saída do ar de ventilação, embora a velocidade diminua muito 
rapida-mente à medida que nos afastamos delas, é importante respeitar as 
velocidades aparentes (relativas à área de face) máximas, dadas pela Tabela 15, em 
função da proximidade dos ocupantes. 
 
Tabela 15: Velocidades máximas recomendadas para bocas de saída 
Situação da grade Velocidade máxima (m/s) 
Sobre a zona ocupada pelas pessoas >4,00 
Dentro da zona ocupada (longe dos assentos) 3,00 a 4,00 
Dentro da zona ocupada (perto dos assentos) 2,50 a 3,50 
 
3.2.1 Bocas de Insuflamento 
 
Bocas de insuflamento ou difusores são as aberturas através das quais se introduz o 
ar no ambiente. Podem ser de parede ou de teto. 
 
As bocas de insuflamento de parede são as grades, que se classificam em: 
 
 grades de palhetas horizontais e verticais fixas; 
 grades de palhetas horizontais ou verticais de simples deflexão (horizontal ou 
ver-tical) como a da Fig. 08; 
 grades de palhetas horizontais e verticais de dupla deflexão (horizontal e 
vertical), como a da Fig. 09. 
 
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129 
Figura 08: Grades de palhetas verticais, de simples deflexão. 
 
 
Figura 09: Grades de palhetas horizontais e verticais, de dupla deflexão. 
 
 
Observação: essas grades de insuflamento, quando providas de regulagem, recebem 
usualmente o nome de "registros de insuflamento". 
 
As bocas de insuflamento de teto, por sua vez, podem também ser de diversos tipos: 
 
 difusores de placas perfuradas; 
 grades que jogam o ar horizontalmente; 
 difusores com anéis ou palhetas embutidas, sem indução interna, como na Fig. 
10 (aerofusos tipo S); 
 difusores com anéis ou palhetas em degrau, sem indução interna, como na Fig. 
11 (aerofusos tipo ES); 
 difusores com anéis ou palhetas embutidas, com indução interna, como na Fig. 
12 (anemostato tipo AC); 
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130 
 difusores com anéis ou palhetas em degraus, com indução interna, como na 
Fig. 13 (anemostato tipo AR); 
 difusores como os anteriores, mas com saída central ou com luminária no 
centro. 
 
Figura 10: Difusor com anéis ou palhetas embutidas, sem indução interna. 
 
 
Figura 11: Difusor com anéis ou palhetas em degrau, sem indução interna. 
 
 
Figura 12: Difusor com anéis ou palhetas embutidas, com indução interna. 
 
 
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131 
Figura 13: Difusor com anéis ou palhetas em degraus, com indução interna. 
 
Os difusores de teto podem ser quadrados ou retangulares (multidirecionais), semi-
quadrados, semi-retangulares e semicirculares. 
 
As bocas de insuflamento apresentam as seguintes características de funcionamento: 
indução, divergência, jato ou impulsão, queda ou ascensão, difusão ou dispersão e 
perda de carga. 
 
Indução é o fenômeno pelo qual o ar insuflado (ar primário) perde velocidade ao se 
chocar com o ar ambiente, o qual em parte (ar secundário) entra em movimento. A 
indução pode ocorrer tanto no interior como no exterior da boca de insuflamento (veja 
os diversos tipos de bocas de insuflamento de teto nas Figs. 10 a 13). 
 
Divergência é o ângulo formado pelo fluxo de ar que abandona a boca de 
insuflamento, tanto no plano horizontal como no plano vertical, o qual, devido ao 
fenômeno da indução, aumenta ao afastar-se da fonte. 
 
Jato ou impulsão é a distância horizontal percorrida pelo fluxo de ar, desde sua 
origem, até que sua velocidade se reduza a um valor suficientemente baixo 
(velocidade terminal) para que o choque contra obstáculos (paredes, colunas ou fluxo 
de ar de outro difusor) não produza correntes de ar desagradáveis na zona de 
ocupação (Fig. 14). 
 
Para não criar desconforto, as velocidades terminais devem ser bem baixas. Assim, de 
acordo com o tipo de atividade, as velocidades terminais recomendadas são as que 
constam da Tab. 16. 
 
O jato depende da velocidade real de insuflamento (c), da velocidade terminal, do tipo 
de boca e da divergência desta, e de um modo geral pode ser calculado pela 
expressão: 
 
 
 
. Ω  
 (16) 
 
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132 
em que Ω , a área efetiva (área contraída da veia fluida), é um pouco menor do que a 
área livre (Ω ), e que pode ser calculada em função da área de face (Ω ) por meio do 
coeficiente de área efetiva ae: 
 
Ω
Ω
forma da grade, bordos (17) 
 
Figura 14: Jato ou impulsão. 
 
 
Tabela 16: Velocidades terminais recomendadas 
Ambiente Velocidade terminal (m/s)
Indústrias, corredores, áreas de acesso, etc. 1 
Escritórios públicos, lojas, teatros, igrejas, restaurantes, etc. 0,75 
Escritórios particulares, residências, hospitais,quartos de hotel, etc. 0,50 
Mínimo 0,25 
 
 
O valor de independe do tipo de boca, da divergência e da velocidade terminal. Os 
valores médios de ae e os valores de K para os tipos mais comuns de grade e 
aerofuso estão registrados na Tabela 17. 
 
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133 
Tabela 17: Velocidades de K e ae de grades e aerofusos 
Tipo Palhetas Divergência 
do jato 
ae Velocidade terminal 
K 
Grade Paralelas 18° a 20° 0,78 0,25 m/s 10,3 a 11,7 
Grade Divergentes 30° 0,68 0,25 m/s 8,2 a 9,5 
Grade Divergentes 60° 0,62 0,25 m/s 5,2 a 6,5 
Grade Divergentes 90° 0,58 0,25 m/s 3,8 a 5,0 
Grade A Paralelas 15° 0,78 0,25 m/s 12,05 
Grade C Divergentes 23,4° 0,70 0,25 m/s 9,7 
Grade E Divergentes 45,2° 0,62 0,25 m/s 7,6 
Grade G Divergentes 73,2° 0,58 0,25 m/s 5,6 
Aerofusos S Embutidas - 0,32 0,50 m/s 2,36 
Aerofusos S Embutidas - 0,32 0,75 m/s 1,98 
Aerofusos S Embutidas - 0,32 1,00 m/s 1,50 
Aerofusos ES Em degrau - 0,80 0,50 m/s 2,36 
Aerofusos ES Em degrau - 0,80 0,75 m/s 1,98 
Aerofusos ES Em degrau - 0,80 0,50 m/s 1,50 
Grade Barber Colman Regulável 0,7-0,85 Ver dados 
acima 
 
 
Queda ou ascensão é o deslocamento, para baixo ou para cima, que se verifica ao 
longo do jato,devido à divergência ou a diferenças de temperaturas. 
 
Difusão ou dispersão é o fenômeno que ocorre no fim do jato ou em suas bordas, 
onde velocidades inferiores a 1 m/s possibilitam a formação de correntes de 
convecção. 
 
Perda de carga na boca é a queda de pressão que se verifica no fluxo do ar ao 
atravessá-la. 
 
De um modo geral, as perdas de carga podem ser calculadas pela expressão: 
 
 (18) 
 
onde c é a velocidade real na boca, dada por: 
 
 
. Ω
 (19) 
 
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134 
sendo a velocidade de face na boca, ou velocidade aparente, e seu coeficiente 
de resistência, cujos valores, que dependem basicamente do tipo de boca, estão 
relacionados na Tabela 18. 
 
Tabela 18: Coeficientes de atrito das bocas de insuflamento 
Tipo de boca Divergência 
 
Grades paralelas tipo A 18°a 20° 1,2 
Grades divergentes tipo C 30° 1,0 
Grades divergentes tipo E 60° 0,8 
Grades divergentes tipo G 90° 0,7 
Aerofusos tipo S — 1,0 
Aerofusos tipo ES — 1,0 
Grades Barber Colman De acordo com a regulagem 1,5 a 2,5 
 
A seleção e o dimensionamentodas bocas de insuflamento devem obedecer a 
seguinte ordem: 
 
a) escolha dos pontos de insuflamento; 
b) escolha do tipo de boca; 
c) dimensionamento do difusor; 
d) cálculo das perdas de carga nos difusores. 
 
Na escolha dos pontos de insuflamento para uma distribuição uniforme do ar, define-
se a área de atendimento de cada boca (quadrada para difusores de forro 
multidirecionais e retangular para grades ou difusores de forro unidirecionais). 
 
A escolha do tipo de boca obedece à localização desta, à forma e dimensões da área 
a atender (fixando-se a divergência das grades ou o tipo de difusor de forro a usar). 
 
Essa escolha deve levar em conta que grades paralelas (tipo A) apresentam pequena 
divergência horizontal e são indicadas para grandes jatos, atendendo áreas 
retangulares alongadas. Já as grades com divergências de 30° a 90° (dos tipos C, E e 
G) são aplicáveis a áreas com proporções próximas da quadrada, como mostra a Fig. 
15. 
 
Os aerofusos do tipo S servem para grandes jatos com pequena indução, sendo 
empregados em peças de pequeno pé-direito, pois insufla o ar praticamente na 
horizontal. Os aerofusos do tipo ES têm menor impulsão, mas maior indução, de modo 
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135 
que são adequados para peças de pé-direito elevado, uma vez que jogam o ar para 
baixo. 
 
Figura 15: Grades com divergência entre 30 e 90° aplicam-se a áreas aproximadamente 
quadradas. 
 
 
Os anemostatos AC e AR com indução interna permitem o insuflamento do ar com 
elevadas diferenças de temperatura, sem perigo de chegar às pessoas antes de estar 
devi-damente misturado com o ar ambiente. 
 
As grades do tipo Barber Colman, além de ter um belo aspecto, são de palhetas verti-
cais orientáveis, atendendo a todas as aplicações citadas para as grades A, C, E e G. 
 
O dimensionamento do difusor é feito a partir do tipo escolhido, do jato, da velocidade 
terminal recomendada e da vazão (Eqs. [15] e [16] e Tabs. 16 e 17). 
 
É importante verificar se as velocidades de insuflamento selecionadas não excedem 
as máximas recomendadas, em vista de possíveis problemas de ruído (Tab. 15). Caso 
contrário, o tipo de boca ou a distribuição dos pontos de insuflamento deve ser objeto 
de reestudo. 
 
O dimensionamento dos difusores pode ser feito de maneira bastante rápida, por meio 
de diagramas de cálculo como os apresentados nas figuras A1 a A3 do anexo 01, 
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elaborados para os aerofusos tipo S e ES, com velocidades terminais de 0,5 m/s, 0,75 
m/s e 1,0 m/s, e para as grades do tipo A, C, E e G, com velocidades terminais de 0,25 
m/s. 
 
3.2.2. Bocas de saída e tomadas de ar exterior 
 
As bocas de saída do ar dos sistemas de ventilação podem ser de diversos tipos: 
 
 venezianas comuns de chapa ou madeira; 
 grades com palhetas retas; 
 grades com palhetas em V; 
 telas perfuradas; 
 cogumelos. 
 
Com exceção dos cogumelos, qualquer um desses tipos pode servir como tomada de 
ar exterior. 
 
A localização das bocas de saída, por outro lado, pode estar: 
 
 no teto, para extração de fumos e odores, caso em que se devem tomar 
cuidados especiais, para evitar curtos circuitos insuflamento-saída do ar (Fig. 
16); 
 
Figura 16: Colocação das bocas de saída para extração de fumos e odores. (a) correta; 
(b) errada. 
 
 nas paredes, a 20 cm do piso ou junto ao forro, com os cuidados da disposição 
indicada na Fig. 16; 
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137 
 na parte inferior das portas, no rodapé de estrados de madeira ou mesmo 
armários embutidos; 
 no piso, caso em que são usados cogumelos, normalmente situados sob as 
cadeiras, que deflexionam o ar, evitando o arrasto de pó do chão (Fig. 17). 
 
Figura 17: Bocas de saída tipo cogumelo para colocação no piso. 
 
 
As velocidades de face cf (velocidade aparente relacionada à área total da boca) 
adotadas, devem ser as que constam das Tabs. 12 e 15. Assim, para os cogumelos 
que geralmente têm uma área da ordem de 0,03 m2, seria admitida uma vazão 
máxima de: 
 
Ω Δ 3    0,03  0,09 324 
 
o que exigiria, para a ventilação de cinemas, teatros, etc, onde a ração de ar mínima 
recomendada é de 50 m3/h*pessoa, pelo menos um cogumelo para cada 6,5 pessoas. 
 
A perda de carga nas bocas de saída podem ser calculadas, tal como para o caso das 
bocas de insuflamento, pela Eq. [18]: 
 
 (18) 
 
onde, no caso, a velocidade real c será dada por: 
 
 (20) 
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Os valores de e para os diversos tipos de boca de saída estão registrados na 
Tab. 19: 
 
Tabela 19: Coeficiente de atrito de bocas de saída 
Boca de saída 
 
Venezianas de madeira 0,5 a 0,6 1 a 3 
Venezianas de chapa prensada 0,5 a 0,6 1 a 3 
Venezianas de chapa soldada 0,7 a 0,8 1 a 3 
Grades de palhetas retas 0,7 a 0,8 1 a 5 
Grades de palhetas em V 0,7 4 a 8 
Cogumelos - 2 a 4 
Tela perfurada 0,3 a 0,5 2 
 
3.2.3. Filtros 
 
Os filtros de ar normalmente adotados nas instalações de ventilação mecânica são: 
 
 de tela galvanizada impregnada de óleo (Fig. 18); 
 de tela de alumínio obtida por estiramento de chapa; 
 de lã de vidro (descartável); 
 de pano; 
 de espuma de plástico (poliuretano). 
 
Figura 18: Filtro de tela galvanizada impregnada com óleo. 
 
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Em casos especiais, também podem ser usados, para a retenção de impurezas, filtros 
úmidos, lavadores de ar ou mesmo filtros eletrostáticos (para maiores detalhes, ver 
módulo 08 do curso). 
 
Nos filtros secos, as velocidades de face a adotar para uma boa filtragem devem ser 
no máximo de 2 m/s, sendo que, nos filtros de pano (ver detalhes no módulo 08), esse 
valor varia de 0,15 a 2,5 m/min, para que as perdas de carga não excedam os 125 
kgf/m2. 
 
Para os modelos mais comuns de plástico ou tela galvanizada, as perdas de carga 
podem ser calculadas a partir dos coeficientes de atrito relativos às velocidades de 
face, que constam da Tab. 20. 
 
Tabela 20: Coeficiente de atrito de filtros 
Filtro 
 
Espuma de poliuretano de 12,5 mm de espessura (10 poros/centímetro) 6 a 10 
Tela galvanizada múltipla de 50 mm de espessura 10a 15 
Tela de chapas de alumínio estiradas, com 15 mm de espessura 10a 15 
 
3.2.4. Dutos e Ventiladores em Ventilação Geral Mecânica 
 
Estudaremos mais a fundo a questão dos dutos e ventiladores, não só em situações 
de ventilação geral, mas também na ventilação local exaustora, respectivamente, nos 
módulos 05 e 06 do curso. 
 
 
44.. BBiibblliiooggrraaffiiaa 
 
 Costa, Ennio Cruz da. Ventilação. São Paulo, Edgard Blücher, 2005. 
 CRC Press LLC. Environmental Engineer’s Handbook. 2a Edição 
 Macintyre, A. J. Ventilação industrial e controle da poluição. Ed. 
Guanabara, Rio de Janeiro 
 Mesquita, A. L. S.; Guimarães, F. A.; Nefussi, N. Engenharia de Ventilação 
Industrial. São Paulo, CETESB, 1988. 
 Oliveira, Jaime Medeiros de. Noções de Ventilação Industrial. 
 Ruas, Álvaro César. Apostila da disciplina “Higiene do Trabalho IV”, no 
curso de especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho, da 
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Faculdade de Engenharia Mecânica,da Universidade Estadual de 
Campinas - UNICAMP. Campinas, 2007. 
 Silva, Remi Benedito. Ventilação. São Paulo, Departamento de Livros e 
Publicações do Grêmio Politécnico – USP, 1974. 
 Sobrinho, Fernando Vieira. Ventilação Local Exaustora em Galvanoplastia. 
São Paulo, FUNDACENTRO, 1996. 
 
 
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Figura A1: Diagrama para o cálculo de aerofusos tipo S 
 
 
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Figura A2 – Diagrama para o cálculo de aerofusos tipo ES 
 
 
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Figura A3 – Diagrama para o cálculo de grades