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Sistema de detecção, alarme e combate a incêndio em dutos de exaustão industrial

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CONTEÚDO

ARTIGO ORIGINAL

GOMES, Alan Flávio Damasceno [1]

GOMES, Alan Flávio Damasceno. Sistema de detecção, alarme e combate a incêndio em dutos de exaustão industrial. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 03, Ed. 11, Vol. 05, pp. 30-43 Novembro de 2018. ISSN:2448-0959

RESUMO

Sistema de ventilação industrial é uma metodologia utilizada para a retirada de sujidade ou gases de um ambiente de produção e exaurir para fora do ambiente, tornando o local de trabalho saudável e confortável. Porém o sistema em si traz consigo alguns riscos potenciais que podem causar danos irreparáveis, se não houver um tratamento para conter ou mitigar esses riscos, o principal deles é o risco de incêndio que pode ocorrer no interior dos dutos de exaustão. Por serem um local confinado e que impossibilita sua visualização interna, princípios de incêndios podem ocorrer e se propagar para todo o prédio fabril. A metodologia para monitorar e combater sinistros em caso de incêndio, serão abordados neste trabalho.

Palavras-chave: Ventilação Industrial, Exaustor, Dutos, Incêndio.

INTRODUÇÃO

Nas empresas metalúrgicas o processo de solda e polimento de metais são fundamentais para o desenvolvimento de seus produtos e obtenção de lucros. (GUERRA, I. G 1996). Porém essas atividades geram um ambiente altamente insalubre, devido a geração de poeiras, névoas e gases tóxicos proveniente de fumos metálicos, trazendo malefícios para saúde dos trabalhadores que manuseiam os equipamentos de soldagem, lixamento e que ficam expostos por períodos prolongados de atividade laboral, mesmo que estes utilizem todos os equipamentos de proteção individual (E.P.I) ideais para essas atividades. (ESAB MIG Welding Handbook – ESAB Welding & Cutting Products, 2003).

Por conta do alto teor de insalubridade causada pelo processo de soldagem e polimento de metais, empresas metalúrgicas são alvos de constantes fiscalizações por parte do Ministério do Trabalho (MTE), que usam como base a Lei Federal 3.214/78 Normas Regulamentadoras, afim de minimizar ou mitigar os danos causados por esses processos aos trabalhadores metalúrgicos. (Norma Regulamentadora N°15 Insalubridade).

Com o objetivo de se adequar as normas de Saúde e Segurança do Trabalho e evitar ações judiciais por parte de seus colaboradores por doenças do trabalho proveniente das atividades de metalurgia, que acabam causando prejuízos financeiros a empresa e desprestígios da sociedade (o que pode manchar a reputação da marca da empresa). O empregador termina por procurar métodos opcionais de manter a produção gerando lucros, sem agredir a saúde física e mental de seus trabalhadores (FÜHR 2012).

É observado que o método mais viável financeiramente para resolver o problema em sua causa raiz, é o sistema de dutos de exaustão.

Na busca de um método com baixo custo e pressionado pelo MTE, o empregador é obrigado a instalar o sistema de ventilação industrial em seus processos de solda e polimento de metais. Após a instalação de um sistema de ventilação e um sistema de exaustão dos gases e particulados, a equipe de Engenharia do SESMT avalia o ambiente e emite o laudo informando que os níveis de insalubridades que antes estavam acima dos níveis de tolerância, agora estão em níveis toleráveis, ficando assim o empregador desobrigado a pagar insalubridade para seus trabalhadores da área de metalurgia. O método além de eliminar as ações trabalhistas e doenças do trabalho, também trouxe economia, pois, o empregado não é mais obrigado a pagar insalubridade para seus trabalhadores, porém, inicia-se ai um novo problema que pode colocar em risco a continuidade dos negócios da empresa, morte de trabalhadores e aumento na apólice de seguros dessa empresa, o risco de incêndio no interior dos dutos, pois parte desse pó metálico que exaurido dos processos de solda e lixamento de metais ficam impregnados nas paredes internas dos dutos de exaustão.

DESENVOLVIMENTO

1.1 DOENÇAS DO TRABALHO REFERENTE A POEIRAS

O exercício de trabalho em condições de insalubridade, assegura ao trabalhador a percepção de adicional, incidente sobre o salário mínimo da região, equivalente a: 40% quarenta por cento, para insalubridade de grau máximo; 20% vinte por cento, para insalubridade de grau médio; 10% (dez por cento), para insalubridade de grau mínimo (NR-15 do Ministério do Trabalho e Emprego);

Poeiras em geral são partículas provenientes dos processos mecânicos. Possuem um tamanho considerável. Se subdividem em quatro categorias: sílica livre, asbesto, pedra sabão e poeiras indesejáveis. Partículas de sílica, quando inaladas durante um longo período provocam no pulmão uma doença conhecida como silicose. Algumas formas de asbesto também quando inaladas continuamente podem provocar doenças pulmonares como asbestoses. Quanto às partículas de talco e pedra sabão existe a suspeita de que acima das doses limites elas podem também provocar doenças pulmonares. (OLIVEIRA, 1993).

1.2 VENTILAÇÃO INDUSTRIAL.

Segundo Oliveira (1993) ventilação industrial é o processo de retirar ou fornecer ar por meios naturais ou mecânicos de, ou para, um recinto fechado. Os processos de ventilação têm por finalidade a limpeza e o controle das condições do ar, para que homens e máquinas convivam num mesmo recinto sem prejuízo de ambas as partes. Resolver o problema da vazão necessária a ventilação e sua distribuição, requer do projetista, grande experiência, criatividade e conhecimento dos princípios físicos em que está se baseia. Grande parte das indústrias gera resíduos e desperdícios que, não sendo tratados, iriam poluir a atmosfera. Daí a necessidade de sistemas de ventilação industrial.

A ventilação nas edificações tem por objetivo principal criar um ambiente interno confortável e saudável. O alvo da ventilação é, então preservar a qualidade do ar no interior de um ambiente. Em pavilhões industriais, a ventilação visa controlar a temperatura, a distribuição do ar, a umidade e eliminar agentes poluidores do ambiente como gases, vapores, poeiras, fumos, névoas, microrganismos e odores. (CHIARELLO, 2006).

Figura 1: Sistema de exaustão

Fonte: autor

1.3 CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE EXAUSTÃO

De acordo com (Oliveira, 1993), para classificar os sistemas de ventilação é necessário levar em consideração a finalidade a que se destinam. As finalidades da ventilação podem então ser:

  1. Ventilação para a manutenção do conforto térmico, – ela restabelece as condições atmosféricas num ambiente alterado pela presença do homem – refrigera o ambiente no verão – aquece o ambiente no inverno;
  2. Ventilação para a manutenção da saúde e segurança do homem, – reduz concentrações no ar de gases, vapores, aerodispersóides em geral, nocivos ao homem, até que baixe a níveis compatíveis com a saúde; 9 – mantém concentrações de gases, vapores e poeiras, inflamáveis ou explosivos fora das faixas de inflamabilidade ou explosividade;
  3. Ventilação para a conservação de materiais e equipamentos – reduz o aquecimento de motores elétricos, máquinas, armazéns ventilados com o fim de evitar deterioração.

1.4 VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA.

A ventilação local exaustora, é um dos recursos mais eficazes para o controle de ambientes de trabalho, principalmente quando aplicada em conjunto com outras medidas com vistas à redução, ou mesmo a eliminação, da exposição de trabalhadores a contaminantes químicos presentes ou liberados na forma de névoas, gases, vapores e poeiras (Sobrinho, 1996).

Esse tipo de sistema é bastante eficiente, de tal maneira que seu uso é altamente recomendado pela Convenção da OIT (Organização Internacional do Trabalho) nº 139/1974, que trata da prevenção e controle de riscos profissionais causados por substâncias ou agentes cancerígenos. Assim, com a finalidade de manter o ambiente de trabalho dentro de parâmetros seguros em termos de contaminação do ar e, por conseguinte, preservara saúde dos trabalhadores, é indispensável que o sistema de exaustão seja projetado, construído, instalado, operado e mantido segundo os melhores preceitos de Engenharia, de modo a prevenir a liberação de agentes indesejáveis ao ambiente de trabalho, atendendo às necessidades específicas de cada processo ou operação a ser controlada. Observando a figura abaixo mostra como é composto o sistema de Ventilação Local Exautora (VLE) (ROCHA, 2015).

Figura 2: Ventilação exaustora

Fonte: autor

 

  1. Captor: dispositivo de captura do ar contaminado, instalado na origem da emissão.
  2. Sistema de dutos: realizam o transporte dos gases capturados.
  3. Ventilador: fornece a energia necessária ao movimento dos gases.
  4. Equipamento de CPAr: retém os poluentes impedindo lançamento na atmosfera (coletores de partículas, filtros, lavadores de gases e vapores, precipitadores eletrostáticos – são instalados antes ou depois do ventilador).
  5. Chaminé

Figura 3: Sistema de exaustão local

Fonte: autor

O sistema é também composto de: filtros de manga e ciclones. A finalidade dos filtros de mangas é separar as partículas existentes no fluxo de gases industriais. No caso dos filtros de manga, as partículas ficam retidas na superfície do tecido que, de tempos em tempos, necessitam de sua retirada para que não haja a colmatação do filtro que consequentemente diminui a eficiência do sistema de ventilação.

1.5 SEGURANÇA CONTRA INCÊNDIO E PÂNICO.

DECRETO Nº. 24.054 DE 1º DE MARÇO DE 2.004 APROVA o Regulamento do Sistema de Segurança contra Incêndio e Pânico em Edificações e Áreas de Risco instituído pela Lei nº 2.812 de 17 de julho de 2003 e dá outras providências. No seu artigo 11 – Na omissão, ausência ou inaplicabilidade das normas relacionadas à proteção contra incêndios, a Comissão Técnica, de que trata o artigo 2.º, XI, deste Regulamento, adotará medidas cabíveis, embasando-se em normas nacionais ou estrangeiras.

No estado do Amazonas o Corpo de Bombeiros Militar não possui Instruções técnicas, com base no artigo 11 do Decreto 24.054, utiliza-se as Instruções técnicas do Estado de São Paulo.

A Instrução Técnica 38/2011 Segurança Contra Incêndio em cozinha profissional, é a única legislação que estabelece as condições de aplicação dos requisitos básicos de segurança contra incêndio em sistemas de ventilação para cozinhas profissionais, visando a evitar e/ou minimizar o risco especial de incêndio ocasionado pelo calor, gordura, fumaça e efluentes gerados no processo de cocção, atendendo ao previsto no Decreto Estadual nº 56.819/11 – Regulamento de segurança contra incêndio das edificações e áreas de risco do Estado de São Paulo.

Requisitos básicos de segurança contra incêndio dos sistemas de exaustão:

  1. Dutos em aço carbono com espessura mínima de 1,37 mm ou aço inoxidável com 1,09 mm, soldados ou flangeados, conforme especificado na NBR 14518/00;
  2. Captores com filtros, conforme especificado na NBR 14518/00;
  3. Selagem das travessias dos dutos. Devem ser observados os requisitos de compartimentação estabelecidos na IT 09/11 – Compartimentação horizontal e compartimentação vertical;
  4. Proteção passiva do duto com material resistente ao fogo, de acordo com IT 09/11;
  5. Damper corta-fogo nos dutos, conforme IT 09/11, na passagem dos ambientes não compartimentados;
  6. Sistema fixo de extinção de incêndio, apenas nos sistemas de exaustão/ventilação das edificações que necessitem de proteção contra incêndio por chuveiros automáticos, conforme o Decreto Estadual nº 56.819/11 – Regulamento de segurança contra incêndio das edificações e áreas de risco do Estado de São Paulo.

1.6 ESPECIFICAÇÕES PARA CONSTRUÇÃO DE DUTOS DE EXAUSTÃO

A NBR14518/00 Sistemas de ventilação para cozinhas profissionais define os requisitos para a construção dos dutos de exaustão, sendo a única referência mais próxima para sistema de exaustão industrial.

1.6.1 COMPOSIÇÃO DO SISTEMA DE PREVENÇÃO E COMBATE A INCÊNDIO EM DUTOS DE EXAUSTÃO INDUSTRIAL

O conjunto de prevenção e combate a incêndio em dutos de exaustão é composto em dois sistemas: Sistema mecânico e o Sistema elétrico.

1.6.2 SISTEMA MECÂNICO

O sistema mecânico é a parte do projeto de PCI (Proteção Contra Incêndio) que realiza o combate em caso de incêndio, esse sistema é composto basicamente pela tubulação de água de incêndio proveniente de uma tubulação de hidrante de 1 1\2” ou 2 1\2”, que é direcionada para a parte superior do duto, onde a cada 5 metros uma tubulação flexível de borracha é acoplada no corpo do duto, na parte interna do duto é conectado um bico de sprinkler sem ampola, seu acionamento se dá através de uma válvula de fecho rápido, conforme a NBR 10897 – Proteção contra incêndio pro chuveiro automático, esse sistema é chamado de sistema de chuveiro automático de tubo seco.

O sistema mecânico é composto pelos seguintes itens:

  1. Um manômetro de escala em PSI para medir a faixa de trabalho da rede de hidrante, certificando que durante o acionamento há a passagem de água;
  2. Uma válvula de fecho rápido, que controla o acionamento da água para o interior do duto;
  3. Bicos de sprinkler que direcionam a água para o interior do duto.

Figura 4: sistema de combate a incêndio

Fonte: autor

1.6.3 SISTEMA ELÉTRICO

O sistema elétrico é responsável pela parte preventiva do conjunto, pois nela está ligado o circuito de monitoramento de temperatura composta por termo sensores dispostos no interior dos dutos de exaustão a cada 10 metros. Esses termos sensores são ligados eletricamente em um painel, que possuem um visor mostrando a temperatura real no interior do duto, na tela de monitoramento é programado um set point de temperatura limite de 60°C, esse valor é considerado a temperatura máxima que o sistema pode operar sem acionar o alarme de incêndio. Eletricamente esse set point está inter travado com o motor do exaustor, em caso de aumento de temperatura no interior do duto um ou mais termo sensores irá detectar a variação de temperatura em determinado ponto dentro do duto, essa leitura é transferida para a tela do painel de controle de temperatura, quando ultrapassar 60°C, simultaneamente o sistema elétrico transmitirá a informação para o alarme de incêndio do prédio e desligará o exaustor, o desligamento do exaustor é para evitar que o motor exauri partículas de metal em chamas e atinja as hélices do exaustor propagando a chama para outras partes do sistema.

O sistema mecânico é composto pelos seguintes itens:

  1. Termo sensores a cada 10 metros;
  2. Painel de controle de temperatura;
  3. Set point de leitura de temperatura;
  4. Patlite (torre de iluminação);
  5. Sirene de alarme de incêndio com sonoro de 95~110db;
  6. Interligação com o motor do exaustor;
  7. Damper corta-fogo.

Figura 5: sistema elétrico

Fonte: autor

O damper corta-fogo é um dispositivo instalado antes do exaustor no interior do duto, através da atuação eletropneumático tem o objetivo de bloquear a propagação das chamas do duto para o motor exaustor, seu fechamento, porém deve ser analisado, pois, seu acionamento durante a rotação total do motor exaustor, pode causar o rompimento do damper.

Para haver um acionamento seguro, foi realizado um estudo da rotação nominal do exaustor, para confirmarmos em que momento poderíamos ajustar o tempo de acionamento do damper corta fogo, através de análises tendo como base os dados do motor exaustor, foi padronizado que para haver o fechamento do damper corta fogo sem o mesmo seja sugado pelo exaustor, a rotação nominal do exaustor deve estar menos que 50% da sua potência, a essa porcentagem, não há risco do damper ser sugado.

Figura 6: Funcionamento do damper corta fogo.

Fonte: autor

1.7 SISTEMA DE INTERTRAVAMENTO DO DUTO DE EXAUSTÃO

O sistema de intertravamento é o conjunto de ações que o sistema de monitoramento e alarme de incêndio dos dutos realizarão de forma automática, simultânea e padronizada, com objetivo de detectar o incêndio imediatamente para que seja contido no seu início, evitando a geração de prejuízos causados por incêndios fora do controle.

O sistema de intertravamento funciona na seguinte sequência:

Tabela 1: Sequência de funcionamento do sistema de combate a incêndio

It Ação Tempo
1 Termo sensor detecta variação de temperatura no interior do duto 0’’
2 Setpoint de 60° é ultrapassado 5’’
3 Acionamento do alarme de incêndio 1’’
4 Desligamento do Exasutor 45’’
5 Sistema apto para realização do acionamento de água 60’’

 

Figura 9: distribuição dos termos sensores no interior do duto.

Fonte: autor

Figura 7: simulação de incêndio no interior do duto

Fonte: autor

Figura 8: Simulação do combate a incêndio

Fonte: autor

Com o combate no princípio de incêndio no interior do duto de exaustão, evita a propagação, podendo assim realizar a correção rápida e retornar à produção em menos tempo.

CONCLUSÃO

Após a análise do sistema, será verificado se os objetivos planejados com a implantação do sistema de monitoramento, detecção e combate a incêndio foram alcançados, se o monitoramento realizado pelo termo sensores no interior dos dutos estão sendo realizadas normalmente, e verificada no painel de controle de temperatura, podendo informar em tempo real a temperatura no interior dos dutos.

A variação da temperatura ao alcançar o set point limite de 60° deve acionar o sistema de alarme de incêndio do prédio, informando todos os colaboradores sobre o sinistro, ao mesmo tempo em que o sistema de exaustão é automaticamente desligado, possibilitando o uso de água de combate a incêndio, sem danificar o motor exaustor, essas medidas preventivas fazem com que a atividade produtiva de soldagem, lixamento e acabamento, seja realizada em segurança, trazendo tranquilidade ao empregador e saúde para seus empregados.

REFERÊNCIAS

OLIVEIRA, Jaime Medeiros. Noções de ventilação industrial. UFPR Universidade Federal do Paraná, Paraná, p. 02, 05, jan/abr 1993.

CHIARELLO, Juliana A. Ventilação natural por efeito chaminé – estudo em modelo reduzido de pavilhões industriais. Dissertação de Mestrado PPGA/EA/UFRGS. Porto Alegre: UFRGS, 2006, 94 p.

III Simpósio de Engenharia de Produção. Aplicação do sistema de ventilação local exaustora para redução dos riscos ocupacionais numa macenaria no Cariri., Ceará, p. 03, Mai 2015.

SCHIRMER, Waldir Nagel; MOURA Alison Cortez; KOZAK Pedro Altamir: Ventilação Industrial: uma ferramenta na gestão de resíduos atmosféricos em indústrias moveleiras – estudo de caso. Universidade Estadual do Centro Oeste, Campus Irati, PR.

BANKS, A.D. 2003. Aproveitamento de resíduos da indústria da madeira. Revista da Madeira.

SOBRINHO, F.V. 1996. Ventilação local exaustora em galvanoplastia. São Paulo, Fundacentro, 50 p.

Aulas de Higiene e Segurança do Trabalho, Professor Daniel Moura, UFCG – CDSA, 2014.

NOBRE, Carlos Augusto; CAMILO, Géssica; ALVES, Gustavo. Proposta de Melhoria da Qualidade do Ar Interno de uma Indústria Moveleira. Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2013.

FÜHR, Tiago Alexandre. Reconhecimento e avaliação dos riscos ambientais gerados nos processos de soldagem de uma empresa do segmento metal mecânico. URNERGS Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, 2012.

[1] Aluno do Curso em Engenharia Civil – Engenheiro Civil. Centro Universitário do Norte (UNINORTE).

Enviado: Setembro, 2018

Aprovado: Novembro, 2018

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