28/11/2008

Máquinas e Equipamentos Seg do Trabalho Aula 07

Para estudarmos Eletricidade Básica abordaremos alguns elementos importantes para o entendimento desta aula. Falaremos de dispositivos elétricos como os Geradores, que transformam qualquer modalidade de energia em energia elétrica. Exemplo de geradores são os alternadores das usinas hidrelétricas. Outro dispositivo importante são os receptores, estes transformam energia elétrica em outra modalidade de energia, são também chamados de Consumidores de energia elétrica. Os Receptores podem ser resistivos, quando transformam a energia elétrica em energia térmica, através do efeito Joule, como os chuveiros (que dispõem de uma resistência), ou podem ser ativos, como os eletrodomésticos e os motores elétricos que transformam a energia elétrica em outra modalidade de energia através dos efeitos da corrente elétrica. Os efeitos da corrente elétrica são: Efeito Magnético, já que toda corrente elétrica gera um campo magnético.Efeito Joule, na passagem da corrente pelos condutores, estes se aquecem quando encontram resistência ao seu fluxo, gerando calor. Efeito fisiológico, quando os pulsos da corrente elétrica são maiores que os pulsos nervosos que estimulam o funcionamento do corpo humano. Esta diferença de potencial(DDP)resulta no choque. Portanto, uma intensidade de pulsos pode causar uma parada cardíaca. Efeito químico, quando os fenômenos elétricos nas estruturas moleculares resultam no armazenamento de energia. Desta forma, conseguimos manter uma capacidade energética nas baterias para diversos fins. Efeito luminoso, quando acontece uma emissão de radiação visível das moléculas que atravessam um filamento ou estimulam a propagação de um determinado fluido gasoso. Para melhor compreender toda esta estrutura dos circuitos elétricos devemos entender a formação das partículas subatômicas dos átomos. Assim, quando falarmos de condutores e isolantes o entendimento estará mais completo. Na estrutura do átomo temos os prótons, que representam as cargas positivas. Os elétrons representam as cargas negativas e os neutrons, que representam ascargas neutras. Então, quanto mais elétrons mais camadas, menos força de atração pelo núcleo, mais instabilidade elétrica e consequentemente maior condutibilidade elétrica.Podemos dizer que este material é condutor de energia elétrica. Quando tivermos menos elétrons, mais isolante será o material, já que terá baixa condutibilidade devido à força de atração pelo núcleo. O circuito elétrico é o caminho percorrido pela corrente elétrica quando este é ligado a uma fonte geradora de carga elétrica para alimentar um cunsumidor. Temos este exemplo de um circuito elétrico onde um consumidor(lâmpada), está ligado a uma fonte geradora(bateria). Se a corrente elétrica fizer ciclos constantes sem ser interrompida, teremos a lâmpada permanentemente acesa(efeito luminoso). Para apagar esta lâmpada utilizamos um dispositivo de manobra(interruptor). Porém, existem outras maneiras de interromper a corrente de fluxo de um circuito: No consumidor, quando por exemplo a lâmpada queima, retornando a corrente para a fonte. Na fonte podemos interromper o fluxo de corrente, quando uma bateria se esgota e não produz mais DDP. Ou diretamente no condutor, empregando os diferentes tipos de dispositivos de manobra. Existem variações num circuito elétrico. Estes podem estar abertos, quando não apresentam continuidade no fluxo de corrente e o consumidor não funciona.Podem estar fechados, quando apresentam continuidade e funcionamento do consumidor. O circuito pode estar desligado, quando o dispositivo de manobra não está acionado, mas ainda está energizado. Finalmente, temos o circuito desenergizado, quando a fonte geradora está devidamente desconectada do circuito, quando os condutores são desligados dos bornes de alimentação. Veja abaixo exemplos de circuito aberto e circuito fechado: Para realizarmos qualquer intervenção mecânica ou elétrica em um circuito elétrico, este tem que estar obrigatoriamente desenergizado para evitar o efeito fisiológico(choque elétrico), causado pela diferença de potencial existente entre o ser humano e o circuito, devido à variação da intensidade da corrente(amperagem).

Máquinas e Equipamentos Agroindustriais Aula 06

Para estudarmos Eletricidade Básica abordaremos alguns elementos importantes para o entendimento desta aula. Falaremos de dispositivos elétricos como os Geradores, que transformam qualquer modalidade de energia em energia elétrica. Exemplo de geradores são os alternadores das usinas hidrelétricas. Outro dispositivo importante são os receptores, estes transformam energia elétrica em outra modalidade de energia, são também chamados de Consumidores de energia elétrica. Os Receptores podem ser resistivos, quando transformam a energia elétrica em energia térmica, através do efeito Joule, como os chuveiros (que dispõem de uma resistência), ou podem ser ativos, como os eletrodomésticos e os motores elétricos que transformam a energia elétrica em outra modalidade de energia através dos efeitos da corrente elétrica. Os efeitos da corrente elétrica são: Efeito Magnético, já que toda corrente elétrica gera um campo magnético.Efeito Joule, na passagem da corrente pelos condutores, estes se aquecem quando encontram resistência ao seu fluxo, gerando calor. Efeito fisiológico, quando os pulsos da corrente elétrica são maiores que os pulsos nervosos que estimulam o funcionamento do corpo humano. Esta diferença de potencial(DDP)resulta no choque. Portanto, uma intensidade de pulsos pode causar uma parada cardíaca. Efeito químico, quando os fenômenos elétricos nas estruturas moleculares resultam no armazenamento de energia. Desta forma, conseguimos manter uma capacidade energética nas baterias para diversos fins. Efeito luminoso, quando acontece uma emissão de radiação visível das moléculas que atravessam um filamento ou estimulam a propagação de um determinado fluido gasoso. Para melhor compreender toda esta estrutura dos circuitos elétricos devemos entender a formação das partículas subatômicas dos átomos. Assim, quando falarmos de condutores e isolantes o entendimento estará mais completo. Na estrutura do átomo temos os prótons, que representam as cargas positivas. Os elétrons representam as cargas negativas e os neutrons, que representam ascargas neutras. Então, quanto mais elétrons mais camadas, menos força de atração pelo núcleo, mais instabilidade elétrica e consequentemente maior condutibilidade elétrica.Podemos dizer que este material é condutor de energia elétrica. Quando tivermos menos elétrons, mais isolante será o material, já que terá baixa condutibilidade devido à força de atração pelo núcleo. O circuito elétrico é o caminho percorrido pela corrente elétrica quando este é ligado a uma fonte geradora de carga elétrica para alimentar um cunsumidor. Temos este exemplo de um circuito elétrico onde um consumidor(lâmpada), está ligado a uma fonte geradora(bateria). Se a corrente elétrica fizer ciclos constantes sem ser interrompida, teremos a lâmpada permanentemente acesa(efeito luminoso). Para apagar esta lâmpada utilizamos um dispositivo de manobra(interruptor). Porém, existem outras maneiras de interromper a corrente de fluxo de um circuito: No consumidor, quando por exemplo a lâmpada queima, retornando a corrente para a fonte. Na fonte podemos interromper o fluxo de corrente, quando uma bateria se esgota e não produz mais DDP. Ou diretamente no condutor, empregando os diferentes tipos de dispositivos de manobra. Existem variações num circuito elétrico. Estes podem estar abertos, quando não apresentam continuidade no fluxo de corrente e o consumidor não funciona.Podem estar fechados, quando apresentam continuidade e funcionamento do consumidor. O circuito pode estar desligado, quando o dispositivo de manobra não está acionado, mas ainda está energizado. Finalmente, temos o circuito desenergizado, quando a fonte geradora está devidamente desconectada do circuito, quando os condutores são desligados dos bornes de alimentação. Veja abaixo exemplos de circuito aberto e circuito fechado: Para realizarmos qualquer intervenção mecânica ou elétrica em um circuito elétrico, este tem que estar obrigatoriamente desenergizado para evitar o efeito fisiológico(choque elétrico), causado pela diferença de potencial existente entre o ser humano e o circuito, devido à variação da intensidade da corrente(amperagem).

25/11/2008

Refrigeração - Eletrotécnica - Aula 02

Se a pressão exercida na superfície de um corpo líquido for reduzida, este passará ao estado gasoso mais facilmente, requerendo neste caso uma quantidade menor de calor para evaporar. Por isso uma das primeiras etapas cumpridas no desenvolvimento dos sistemas de refrigeração foi encontrar o fluido cujo ponto de evaporação fosse mais baixo do que o da água. Esta característica foi encontrada nos chamados "fluidos refrigerantes". O fluido CFC-12 (R12) era um dos mais usados até ser proibido pelo elevado poder destrutivo do ozônio atmosférico (encarregado de interceptar a maior parte das radiações ultravioletas). O fluido HCFC-22 (R22) consegue a combinação de ótimas características químicas e físicas a um elevado rendimento volumétrico, sendo usado nas instalações de climatização de baixa a médias potências. O fluido CFC 114, é usado nos compressores centrífugos nas instalações de climatização. Conhecidos na realidade doméstica como “gás de geladeira”, os agentes refrigerantes são substâncias que absorvem grande quantidade de calor ao passarem do estado líquido para o gasoso. A absorção depende de uma fonte extra para efetuar a troca de calor (água ou o ar) e ocorre justamente com a mudança de fase do fluido (calor latente). Inicialmente, os refrigerantes mais usados eram a amônia, o dióxido de carbono, dióxido de enxofre e cloreto de metila. Em 1931, o setor conheceu os refrigerantes de fluorcarbono, fabricados pela Dupont. No ano seguinte, o cientista Thomas Midgely Jr. inventou o refrigerante 12, mais conhecido como Freon 12, ou o famigerado clorofluorcarbono (CFC). Este tem a característica de apresentar reação endotérmica – capacidade de regular sua própria temperatura de acordo com a interação com o meio – quando expande ou quando vaporiza. Além disso, não é inflamável, não é explosivo, não é tóxico e não corrói metais. No final da década de 80, um golpe esfriou o entusiasmo dos adeptos do CFC e outros. Evidências científicas ligaram os produtos de fluorcarbonos a buracos na camada de ozônio, importante barreira ao excesso de radiação solar ultravioleta na superfície terrestre. Em pesquisa de refrigerantes substitutos, a categoria dos hidrocarbonetos (HC) resultam inócuos para o ambiente, mas são extremamente inflamáveis, portanto são pouco adaptados aos Sistemas civis; a categoria dos refrigerantes naturais (amônia) apresenta boas propriedades termodinâmicas, baixa inflamabilidade, mas elevada toxicidade, enfim à categoria dos hidro-fluorcaburetos (HFC) que não têm o impacto no ozônio estratosférico, mas aumenta a poluição do ar (quantidades de CO² no ar). O gás HFC 134a (R134a) substitui o CFC-12 na refrigeração civil, seu impacto é baixo no ozônio, mas não é adaptado para os sistemas de climatização. A substituição do R22 recorre-se ao fluido HFC 407C (R407c) ou ao HFC 410A (R410a), mas em ambos os casos são necessários uma conversão das instalações de refrigeração e de ar-condicionado. Além destes, pode ser usado também o fluido HFC 404A (R404A) que, porém, apresenta um potencial de superaquecimento global entre os mais elevados da categoria dos hidrofluorcarburetos. Portanto, os sistemas de climatização continuam utilizando o R 22, porém em processo extremamente controlado, ou seja, para ocorrer uma entropia (desordem no sistema), seria necessário uma ação voluntária no sentido de romper a tubulação, causando assim um vazamento.

23/11/2008

Máquinas e Equipamentos Agroindustriais Aula 05

Existem vários tipos de sistemas de resfriamento, refrigeração e congelamento. A nossa geladeira doméstica é um exemplo de sistema onde podemos aplicar os três métodos. Além disso, temos outros sistemas que apesar de variar de tamanho e diferentes monitoramentos, utiliza o mesmo procedimento da geladeira. O chiller, ou resfriador de líquidos, as câmaras frigoríficas, os túneis de resfriamento são largamente utilizados nos processos de conservação e armazenamento de alimentos. Os sistemas de refrigeração, resfriamento e congelamento de alimentos devem ter espaços distintos, apesar de concentrarem nomes e ações parecidas são de aplicações totalmente diferentes. A temperatura dos alimentos será o parâmetro de controle para cada operação. Esta deve oscilar entre a faixa de aquecimento (90º), para alimentos preparados, temperatura ambiente (35º) para alimentos in natura, temperatura de resfriamento (10º), faixa de transição para a refrigeração (entre 0º e 5º) e finalmente temperatura de congelamento (- 18º). Estas faixas de temperatura, evitam a proliferação de bactérias nos alimentos, além de conservarem a composição original inclusive do sabor, item essencial para o setor alimentício. No processo de pasteurização do leite o aquecimento e o resfriamento são realizados através de um chiller de placas, que ficam em contato direto com o produto. No processo de beneficiamento de carne bovina, depois de realizados os procedimentos operacionais na sala de abate, as meias carcaças seguem para as câmaras de resfriamento toda equipada com sistema Termográfico, respeitando a capacidade e permanecendo por no mínimo 24 horas à temperatura ambiente de no mínimo 2.1ºC (maturação sanitária) com o intuito de estabilizar o Ph e retardar a proliferação microbiana. Nos processos de conservação de alimentos através de resfriamento e congelamento, alguns pontos são observados, além da temperatura, seu principal parâmetro, a umidade, a velocidade do deslocamento e a constante renovação do ar também são levados em conta. Estes outros parâmetros irão conceber ao alimento suas condições normais ao voltarem à temperatura ambiente: cor, sabor, textura e cheiro devem estar o mais próximo do original quando oferecidos aos consumidores. O processo de descongelamento também deve ser cuidadoso, para evitar que a umidade do alimento aumente desproporcionalmente, o que certamente diminuiria parte das propriedades nutritivas do alimento.

20/11/2008

Máquinas e Equipamentos Seg do Trabalho Aula 06

As bombas são equipamentos deslocadores de fluidos imprescindíveis a qualquer processo industrial. Em todos os processos industriais encontramos a necessidade de transporte de fluidos de um lugar para outro. A bomba sozinha não é capaz de realizar este trabalho. Para efetuar bombeamento é necessário aplicar algum tipo de energia, que pode ter origem em um motor de combustão, como é o caso das bombas centrífugas utilizadas para combate a incêndios. A energia mais comum e mais aplicada nas indústrias é a elétrica, através de motores elétricos, onde as bombas são acopladas para receber movimento mecânico e realizar sua função final. Os tipos de bombas de maior aplicação na indústria são as centrífugas, por apresentarem um excelente desempenho no deslocamento de fluidos. Estas se classificam pelo rotor utilizado na operação. O rotor é o componente responsável pelo deslocamento e transporte do fluido. Para fluidos viscosos(grossos)e com partículas sólidas utilizamos rotores abertos, a fim de equalizar o bombeamento, evitando vibração no conjunto. Para fluidos menos viscosos, principalmente água, aplicamos rotores fechados, o que transfere ao conjunto uma excelente produção de bombeamento. As centrífugas podem ser monobloco como a da figura 1, também chamadas de motobombas ou montadas separadamente dos motores elétricos. O número de rotores de uma bomba irá caracterizar a classificação dos estágios das bombas, podendo ter desde um estágio( 1 rotor), ou vários estágios (vários rotores). Existem outros tipos de bombas para os mais diversos processos industriais. Bombas dosadoras, bombas de diafragma, bombas peristálticas, bombas submersas e submersíveis são exemplos de equipamentos para bombeamento. Na ligação entre motores e bombas estão os acoplamentos, elementos destinados a transferir energia mecânica gerada nos motores elétricos para as bombas. Estes elementos devem estar devidamente alinhados e bem fixados para evitar vibrações, o que certamente acarretará ruído e calor excessivo, resultante do atrito entre as peças. Outra observação importante concentra-se na proteção deste conjunto girante, pois é muito comum a retirada desta proteção durante a manutenção ou lubrificação , mas a frequência de reposição não é a mesma, resultando numa exposição ao risco de desprendimento de um parafuso ou parte do acoplamento durante o funcionamento. A ligação elétrica deve estar devidamente aterrada e protegida de contato com o fluido bombeado, para evitar o choque elétrico aos operadores e aos colaboradores da área de manutenção. As peças mecânicas devem estar dentro da especificação para cada equipamento, isto irá diminuir as possibilidades de desajustes. A capacidade de carga de bombeamento deve ser também obedecida de acordo com as recomendações do fabricante. Por fim, as bombas e motores elétricos devem estar bem fixados à sua base, para evitar desníveis e perdas de cargas provenientes do mau funcionamento dos conjuntos mecânicos. Um problema característico é chamado de “pé manco”, acontece quando deixam de fixar todos os parafusos dos motores e bombas à base, causando um deslocamento dos equipamentos no sentido do local sem fixação. Este procedimento transfere sobrecargas a todo o conjunto. As bombas são equipamentos que deslocam fluido com extremas pressões de carga. Portanto, é recomendável que no local de operação só estejam pessoas credenciadas e com experiência para agir em caso de emergência. A tubulação deve ser bem fixada e dentro das especificações de pressão e vazão. Deve-se ter cuidado com vazamentos do fluido bombeado, se o fluido for inflamável, as bombas devem ser dotadas de selo mecânico em sua vedação. Manobras de fluxo em altas pressões devem ser evitadas e é recomendável a utilização de válvulas de retenção nas linhas para evitar o golpe de aríete, choque extremamente brusco que prejudica seriamente equipamentos e linhas. Os compressores são equipamentos deslocadores de fluidos gasosos. A função principal dos compressores é de comprimir ar atmosférico, transformando-o em ar comprimido e armazenando este ar em vasos de pressão conhecidos como reservatórios. A operação de compressão de ar exige monitoramento constante dos sistemas. Cuidados com a condição de funcionamento dos pressostatos devem ser adotados para evitar problemas de sobrecarga nos vasos de pressão. O sistema deve ser constantemente purgados para manter a qualidade do ar comprimido. O movimento de acionamento mecânico é transferido ao compressor pelo motor elétrico através de polias e correias. Este acionamento deve estar dotado de uma proteção para evitar contatos com as partes rotativas dos conjuntos. Veja a seguir como funciona o compressor: video

19/11/2008

Máquinas e Equipamentos Agroindustriais Aula 04

Propriedades termodinâmicas são características macroscópicas de um sistema, como: volume, temperatura, pressão. Estado termodinâmico pode ser entendido como sendo a condição em que se encontra a substância, sendo caracterizado pelas suas propriedades. Processo é uma mudança de estado de um sistema. O processo representa qualquer mudança nas propriedades da substância. Uma descrição de um processo típico envolve a especificação dos estados de equilíbrio inicial e final. Ciclo é a fase do processo onde o estado inicial e o estado final do sistema coincidem. Substância pura é qualquer substância que tenha composição química invariável e homogênea. Ela pode existir em mais de uma fase (sólida, líquida e gasosa), mas a sua composição química é a mesma em qualquer das fases. Uma propriedade termodinâmica de uma substância é qualquer característica observável desta substância. Um número suficiente de propriedades termodinâmicas independentes constitui uma definição completa do estado da substância. As propriedades termodinâmicas mais comuns são: temperatura (T), pressão (P), volume (V). Além destas propriedades termodinâmicas mais familiares, e que são mensuráveis diretamente, existem outras propriedades termodinâmicas fundamentais para a análise de transferência de calor, trabalho e energia, não mensuráveis diretamente, que são: energia interna (u), entalpia (h) e entropia (s). Energia Interna (u): São as energias que a matéria possui devido ao movimento de forças intermoleculares. Esta forma de energia pode ser decomposta em duas partes: a) Energia cinética interna ⇒ relacionada à velocidade das moléculas; b) Energia potencial interna ⇒ relacionada às forças de atração entre as moléculas. As mudanças na velocidade das moléculas são identificadas, macroscopicamente, pela alteração da temperatura da substância (sistema), enquanto que as variações na posição são identificadas pela mudança de fase da substância (sólido líquido ou vapor). Entalpia (h): Podemos definir esta propriedade termodinâmica como sendo o aproveitamento da energia gerada nas transformações ocorridas neste sistema. Entropia (s): Esta propriedade termodinâmica representa uma medida da desordem molecular da substância. O processo de compressão do fluido refrigerante é utilizado em sistemas de refrigeração como geladeiras, freezers, balcões frigoríficos e condicionadores de ar. A base desses sistemas está na compressão do fluido por um motocompressor, onde o ciclo se coincide. O processo começa quando o sistema passa de termostático (parado), para termodinâmico, aproveitando a energia interna do sistema através da entalpia, onde o fluido refrigerante através de suas características termodinâmicas começa a se deslocar do tubo capilar em estado liquefeito, para o evaporador onde uma diferença de diâmetro existente entre o capilar e o evaporador proporciona evaporação ao fluido. Durante essa etapa do processo, um bulbo contendo mercúrio já se encarregou de acionar o motocompressor, através de um circuito termoelétrico. Estando acionado, o motocompressor começa a agir como uma bomba, retirando todo o fluido em estado gasoso, que numa reação endotérmica absorve todo o calor do evaporador e de qualquer corpo ou substância que nele se encontre, deixando o ambiente refrigerado ciclicamente. Nesse ponto o fluido encontra-se com sua pressão e temperatura baixa e seu volume reduzido (transformação de um gás num ciclo reversível). Até quando atingem o interior da câmara de compressão do motocompressor, onde ocorre uma transformação adiabática (tão rápido que o fluido não troca calor com o meio), apenas absorve parte do calor gerado pelo trabalho eletromecânico, responsável pelo funcionamento do pistão de compressão. Após ser comprimido, o fluido ainda em estado gasoso, é forçado a sair da câmara de combustão, por uma tubulação de menor diâmetro, causando com isto, o aumento da pressão e da temperatura do fluido, consequentemente seu volume também sofrerá variação, aumentando consideravelmente. Quando o fluido gasoso superaquecido (reação exotérmica) chega ao condensador, todo o calor retirado do interior do evaporador é dissipado, ao trocar calor com o meio externo. Nas geladeiras essa troca e dissipação ocorrem de maneira natural, através da ventilação das aletas que ficam na parte de trás. Nos condicionadores de ar essa dissipação se dá de maneira forçada, através de um ventilador que expulsa o calor do condensador. Essa ação do calor latente transforma o fluido refrigerante em estado gasoso para estado liquefeito, através da formação de fluido condensado resultante da diferença de temperatura do fluido e o meio externo.

18/11/2008

Máquinas e Equipamentos Seg do Trabalho Aula 05

Os Motores Elétricos são elementos transformadores de energia, pois recebem alimentação de corrente elétrica e processam energia mecânica diretamente no seu eixo, através de uma reação eletromagnética resultante dos pólos existentes no interior dos motores. Estes equipamentos são indispensáveis aos setores produtivos, para o acionamento de máquinas e conjuntos mecânicos, portanto devemos observar as condições de instalação e operação, visando prevenir os acidentes de trabalho, motivados principalmente pelo choque elétrico. Os motores elétricos são compostos de uma carcaça que denominamos estator, onde ficam alojadas internamente as bobinas. Esta é a parte onde geralmente estão os pontos de fixação do estator à base dos conjuntos mecânicos. A caixa de ligação dos conectores de alimentação fica também alojada nesta parte do motor. A parte móvel do motor, ou seja, o rotor, tem no seu interior os pólos que se repelem ao serem energizados gerando a energia mecânica. Esta repulsão faz o motor girar transferindo para os conjuntos mecânicos força de tração rotativa. O acoplamento entre motores elétricos e outros equipamentos deve sempre contar com proteções devidamente projetadas para evitar acidentes de trabalho. Estes acoplamentos durante o funcionamento, podem desprender peças ou parafusos resultantes de trincas ou folgas nos parafusos de fixação. Os riscos de acidentes dos empregados que trabalham com eletricidade, em qualquer das etapas de geração, transmissão, distribuição e consumo de energia elétrica, constam da Norma Regulamentadora Instalações e Serviços em Eletricidade - NR10 do Ministério do Trabalho e Emprego - MTE. Veja abaixo o funcionamento de um motor elétrico sem proteção nas polias. video

17/11/2008

Refrigeração - Eletrotécnica - Aula 01

Conceitos Fundamentais da Refrigeração: Propriedades termodinâmicas são características macroscópicas de um sistema, como: volume, temperatura, pressão etc. Estado Termodinâmico: Pode ser entendido como sendo a condição em que se encontra a substância, sendo caracterizado pelas suas propriedades. Processo: É uma mudança de estado de um sistema. O processo representa qualquer mudança nas propriedades da substância. Uma descrição de um processo típico envolve a especificação dos estados de equilíbrio inicial e final. Ciclo: É um processo, ou mais especificamente uma série de processos, onde o estado inicial e o estado final do sistema (substância) coincidem. Substância Pura: É qualquer substância que tenha composição química invariável e homogênea. Ela pode existir em mais de uma fase (sólida, líquida e gasosa), mas a sua composição química é a mesma em qualquer das fases. Propriedades Termodinâmicas de uma Substância: Uma propriedade de uma substância é qualquer característica observável dessa substância.As propriedades termodinâmicas foram concebidas pelo físico francês Nicolas Sadi Carnot(1796-1832), considerado o pai da termodinâmica(foto). Um número suficiente de propriedades termodinâmicas independentes constitui uma definição completa do estado da substância. As propriedades termodinâmicas mais comuns são: temperatura (T), pressão (p), volume (V). Além destas propriedades termodinâmicas mais familiares, e que são mensuráveis diretamente, existem outras propriedades termodinâmicas fundamentais para a análise de transferência de calor, trabalho e energia, não mensuráveis diretamente, que são: energia interna (u), entalpia (h) e entropia (s). Energia Interna (u): São as energias que a matéria possui devido ao movimento de forças intermoleculares. Esta forma de energia pode ser decomposta em duas partes: a) Energia cinética interna ⇒ relacionada à velocidade das moléculas; b) Energia potencial interna ⇒ relacionada às forças de atração entre as moléculas. As mudanças na velocidade das moléculas são identificadas, macroscopicamente, pela alteração da temperatura da substância (sistema), enquanto que as variações na posição são identificadas pela mudança de fase da substância (sólido, líquido ou vapor). Entalpia (h): Na análise térmica de alguns processos específicos, freqüentemente são encontradas certas combinações de propriedades termodinâmicas. Assim é conveniente definir a nova propriedade termodinâmica chamada entalpia.Podemos também definir a entalpia como o aproveitamento da energia gerada por este sistema, considerando naturalmente, as perdas deste sistema. Entropia (s): Esta propriedade termodinâmica representa uma medida da desordem molecular da substância.

14/11/2008

Máquinas e Equipamentos Seg do Trabalho Aula 04

Máquinas térmicas são sistemas termodinâmicos que trocam calor e trabalho com o meio externo. Os motores à combustão interna, por exemplo, recebem calor de uma fonte externa e transformam parte desse calor em trabalho mecânico. Este trabalho mecânico provém da energia térmica resultante da combustão gasosa gerada no interior do motor. A liberação desta energia faz movimentar todo o conjunto mecânico dos motores, através da reação termoquímica dos gases, ou seja, a reação exotérmica. Quando os cientistas buscavam aperfeiçoar suas máquinas, estes estabeleceram que tivessem que fugir da imagem do princípio de funcionamento da combustão externa, ou seja, das máquinas a vapor, alvo de inúmeros acidentes envolvendo seus protótipos de veículos de passeio. Portanto, definiram que suas máquinas obedeceriam a tempos de funcionamento, para combustão de uma mistura numa câmara vedada, gerando energia mecânica, originada do aproveitamento de parte da energia térmica resultante dos tempos de funcionamento. Esse ciclo foi montado com sucesso pelo engenheiro alemão Nikolaus Otto em 1876, e posteriormente por Rudolf Diesel. Os quatro tempos de um Motor no Ciclo OTTO: 1ºtempo Admissão: A válvula se abre admitindo uma mistura de ar+combustível, pulverizando-o em forma gasosa. Nesse momento, o pistão está descendo. 2ºtempo Compressão: Ao subir, o pistão vem comprimindo a mistura contida na câmara de combustão, visando atingir o ponto máximo. Nesse instante, a mistura começa a aquecer, devido ao contato com as partes quentes do bloco do motor. 3ºtempo Combustão: No ponto máximo, ponto morto superior (PMS), essa mistura recebe uma descarga elétrica (centelha). O resultado desta reação termoquímica é a geração de uma ação exotérmica, quando então a mistura libera calor, forçando o pistão para baixo (PMI) ponto morto inferior, com extrema força, movimentando o conjunto pistão/biela, que transmitem este movimento ao virabrequim, gerando assim, a energia mecânica. 4ºtempo Descarga: Neste tempo, o pistão começa novamente a subir, expulsando os gases queimados, através da válvula de escape, completando dessa forma os quatro tempos de um motor de combustão. No ciclo Diesel, os tempos funcionam de maneira semelhante ao ciclo Otto, a diferença entre eles, se dá na Admissão (1ºtempo), onde este aspira somente ar, com ausência de combustível, que só será pulverizado no final da compressão (2ºtempo), onde o contato com o ar atmosférico comprimido resulta na combustão, devido à propriedade termodinâmica apresentada pelo óleo diesel. Esta diferença entre os combustíveis confere ao ciclo Diesel, a propriedade de ser a máquina térmica que mais se aproxima do rendimento idealizado por Carnot. O bloco do motor apresenta furos vazados, onde são montados os pistões para formar as câmaras de compressão e combustão. Na parte inferior do bloco, ficam os alojamentos dos mancais centrais. Estes apóiam o eixo de manivelas ou virabrequim como é mais conhecido. O cárter se localiza na parte inferior do bloco, têm duas funções, uma é cobrir os componentes inferiores dos motores e a outra é de ser o reservatório de óleo lubrificante das partes móveis dos motores. A tampa do motor, que forma com o bloco a câmara de combustão chamamos de cabeçote, onde o pistão comprime a mistura combustível+ar, nos motores do Ciclo Otto e somente ar nos motores do Ciclo Diesel. No cabeçote é que são fixadas as velas (gasolina/álcool/GNV), ou os bicos injetores (diesel). Entre o cabeçote e o bloco colocamos a junta de vedação, popularmente chamada de junta de tampão. No cabeçote, também é montado o eixo comando de válvulas, responsável pelo controle de admissão e descarga, para que o sincronismo de funcionamento do motor se mantenha estável. O pistão é a parte móvel da câmara que recebe toda a energia de combustão, transmitindo esta força à biela, através da fixação de um pino (pino do pistão). Seu material de fabricação e o antimônio (liga de alumínio). A biela é o braço de ligação do pistão com o eixo de manivelas, recebe a energia térmica do pistão, transmitindo-a ao virabrequim. O conjunto biela/pistão é o responsável pela transformação do movimento retilíneo em movimento rotativo do eixo de manivelas. Esse é o chamado giro do motor, ou seja, o número de voltas do motor, mais conhecido como RPM. O virabrequim ou eixo motor, é responsável direto pelo movimento do motor, através da força recebida do conjunto biela/pistão. Geralmente, este conjunto fica situado na parte inferior do bloco. Necessita de uma lubrificação constante, para que o sincronismo e uniformidade de funcionamento estejam mantidos. O eixo comando de válvulas tem a função é comandar o sincronismo de abertura e fechamento das válvulas de admissão e escape. Os tempos acontecem simultaneamente alternados, graças ao engrenamento entre o eixo comando de válvulas e o eixo de manivelas, através de engrenagens, correntes ou correias dentadas. Na sua extensão estão os ressaltos que comandam as válvulas, coordenando os tempos dos pistões acontecendo um de cada vez. video

13/11/2008

Máquinas e Equipamentos Agroindustriais Aula 03

SPRAY DRYER É O PROCESSO DE SECAGEM DE UM COMPOSTO FLUIDO QUE CONSISTE EM PULVERIZAR O PRODUTO DENTRO DE UMA CÂMARA SUBMETIDA A UMA CORRENTE CONTROLADA DE AR QUENTE, CHAMADA DE TORRE DE AQUECIMENTO E SECAGEM. DESTA MANEIRA SE CONSEGUE UMA EVAPORAÇÃO DOS SOLVENTES, EM GERAL ÁGUA, OBTENDO-SE ASSIM UMA SEPARAÇÃO ULTRA-RÁPIDA DOS SÓLIDOS E SOLÚVEIS CONTIDOS NO FLUIDO, COM A MÍNIMA DEGRADAÇÃO DO PRODUTO, ALCANÇANDO NA FASE FINAL DO PROCESSO O PRODUTO EM PÓ. A secagem por nebulização, mais conhecida por "spray drying", teve seus primeiros passos na metade do século 19, quando foi patenteada a primeira operação de secagem de ovos (1865). Porém, o início de sua utilização como processa a nível industrial data da década de 20. Os primeiros produtos a que se tem notícia como obtidos em larga escala com a secagem por nebulização foram o leite e o sabão em pó. A partir de então, seu uso disseminou-se pela indústria de processos em geral, sendo hoje, especialmente aplicado para a secagem em larga escala de produtos das linhas alimentícia e farmacêutica. Sua versatilidade operacional permite desde escalas laboratoriais da ordem de mililitros por hora até dezenas de toneladas por hora na indústria. Além disto, dada sua versatilidade e o pequeno tempo de residência dos produtos na câmara de secagem, tornou-se o principal equipamento para a secagem de materiais que apresentam sensibilidade ao calor, como alimentos e materiais de origem biológica. Dentre estes: extratos e produtos oriundos de plantas, corantes, microorganismos, produtos com leveduras, enzimas e proteínas. Outro campo onde a secagem por nebulização tem adquirido destaque recentemente é na microencapsulação de substâncias. Sua eficácia está baseada no princípio do aumento de área de contato entre o material a ser seco e o agente dessecante, ou seja, o ar quente. A secagem por atomização é aplicada a qualquer produto fluido possível de sofrer bombeamento, tais como emulsões, pastas, soluções e suspensões da indústria Alimentícia, como cereais e extratos de plantas, lácteos em geral, café, leveduras, hidrolisados de proteínas, derivados marinhos, subprodutos de frigoríficos, ovos, frutas e extratos de frutas. No processo de secagem por Spray Dryer com atomização por disco rotativo o principal objetivo é ter design perfeito para controlar a homogeneidade da atomização do produto e a segurança de continuidade efetiva de trabalho. Estes atomizadores integram uma linha de modelos que vão de 6 litros/hora até 15.000 litros/hora de capacidade de atomização. Existe uma gama muito ampla de produtos que requerem a utilização do sistema de secagem por atomização, que mantém as propriedades físico-químicas dos produtos e em alguns casos chega a melhorar essas propriedades. Através de uma solução, emulsão, suspensão ou pasta, é enorme a diversidade de produtos que se pode secar por meio deste sistema nas indústrias Química e Alimentícia. Leite em pó, sucos, sopas instantâneas, são alguns poucos exemplos de produtos do conhecimento geral. O produto principal na área de secagem por atomização é o detergente em pó, largamente utilizado no setor de higienização e limpeza. Neste processo, um bico substitui o disco rotativo na pulverização do detergente em forma líquida, pela reação termoquímica das diferentes substâncias da fórmula e por serpentinas de vapor, a fim de manter a viscosidade no processo. Entendendo o processo: O processo se caracteriza em pulverizar o fluido ou mistura de fluidos dentro de uma câmara submetida a uma corrente controlada de ar quente. Este fluido é atomizado em milhões de micro-gotas individuais mediante um disco rotativo ou bico pulverizador. O disco atomizador é uma peça chave nos equipamentos de secagem por atomização, sua rotação é muito elevada e conseqüentemente está exposto a altas forças centrífugas e altos níveis de fadiga do material. Os discos são projetados e fabricados com materiais e desenhos apropriados para cada aplicação específica. Altas temperaturas, líquidos abrasivos, materiais corrosivos, provocam fadiga nos materiais que devem ser monitorados e revisados periodicamente pelo operador e pelo setor de manutenção. Por motivo algum deve ser colocado em operação um disco com sinais físicos de desgaste ou marcas de batidas por manuseio indevido. O disco é uma peça balanceada e se esse balanceamento for mantido teremos maior vida útil dos elementos moveis do atomizador.

10/11/2008

Máquinas e Equipamentos Agroindustriais Aula 02

Os motores de combustão interna são dotados de equipamentos estáticos e rotativos para formação do conjunto mecânico.Este conjunto transmite torque para a caixa de câmbio, quando o motor é veicular e para o acoplamento quando este é acionador de um outro equipamento. O bloco é o motor propriamente dito, estrutura robusta onde suporta todos os elementos necessários ao funcionamento do motor de combustão interna. No bloco estão os furos vazados onde são montados os pistões para formar as câmaras de combustão. Na parte inferior do bloco, ficam os alojamentos dos mancais centrais. Estes apóiam o eixo de manivelas ou virabrequim como é mais conhecido. O Cárter se localiza na parte inferior do bloco, tem duas funções, uma é cobrir os componentes inferiores do motor e a outra é de ser o reservatório de óleo lubrificante das partes móveis dos motores. Cabeçote: É a tampa do motor, que forma com o bloco a câmara de combustão, onde o pistão comprime a mistura combustível+ar, nos motores do Ciclo Otto e somente ar nos motores do Ciclo Diesel. No cabeçote é que são fixadas as velas (gasolina/álcool/GNV), ou os bicos injetores (diesel). Entre o cabeçote e o bloco colocamos a junta de vedação, popularmente chamada de junta de tampão. No cabeçote, também é montado o eixo comando de válvulas, responsável pelo controle de admissão e descarga, para que o sincronismo de funcionamento do motor se mantenha estável. Câmara de Combustão: Também podemos considerar como uma câmara de compressão, ou seja, o espaço livre que fica entre o pistão e o cabeçote, quando este se encontra no ponto morto superior (PMS). Relação de Compressão é a relação entre o diâmetro da câmara de combustão e a cilindrada apresentada pelo motor. Cilindrada é o volume total de combustível deslocado pelo pistão entre o ponto morto inferior (PMI) e o ponto morto superior (PMS), multiplicado pelo número de cilindros que tem o motor. Potência é a medida do trabalho realizado numa unidade de tempo. É a estimativa alcançada pela capacidade do veículo de desenvolver velocidade. Quanto mais potência tem uma máquina térmica, maior será sua capacidade de atingir maiores velocidades. Esta variação é alcançada quando o motor aumenta sua rotação. A potência máxima será alcançada na rotação máxima (maior giro do motor). Pistão: Parte móvel da câmara de combustão. Recebe toda a energia de combustão, transmitindo essa força à biela, através da fixação de um pino (pino do pistão). Seu material de fabricação e o antimônio (liga de alumínio). Biela: É o braço de ligação do pistão com o eixo de manivelas (virabrequim), recebe a energia térmica do pistão, transmitindo-a ao virabrequim. O conjunto biela/pistão é o responsável pela transformação do movimento retilíneo em movimento rotativo do eixo de manivelas. Esse é o chamado giro do motor, ou seja, o número de voltas do motor, mais conhecido como RPM. Eixo de Manivelas: Podemos chamá-lo de virabrequim ou eixo motor, responsável direto pelo movimento do motor, através da força recebida do conjunto biela/pistão. Geralmente, este conjunto fica situado na parte inferior do bloco. Necessita de uma lubrificação constante, para que o sincronismo e uniformidade de funcionamento estejam mantidos. Eixo comando de válvulas: Sua função é comandar o sincronismo de abertura e fechamento das válvulas de admissão e escape. Os tempos acontecem simultaneamente alternados, graças ao engrenamento entre o eixo comando de válvulas e o eixo de manivelas, através de engrenagens, correntes ou correias dentadas. Na sua extensão estão os ressaltos que comandam as válvulas, coordenando os tempos dos pistões acontecendo um de cada vez. Válvulas de admissão e escape: São as responsáveis pela passagem da mistura, combustível+ar (Otto) e somente ar (Diesel). O deslocamento ordenado de cada válvula no tempo correto permite a admissão ou descarga no interior do cilindro. Bomba de Óleo: Mecanismo responsável pelo bombeamento do óleo lubrificante que está no cárter. Essa lubrificação é distribuída sob pressão, por diversos pontos do motor, visando estabilizar o funcionamento diminuindo o atrito e o desgaste das partes móveis do motor. Bomba d’água: Equipamento destinado a realizar a circulação do fluido de arrefecimento pelas galerias do bloco do motor e o radiador, visando estabilizar a temperatura de trabalho, através da dissipação do calor absorvido pelo fluido em contato com as partes quentes do motor. A ausência desse sistema elevaria a temperatura, tornando impossível a continuidade de funcionamento do motor. A dissipação do calor do fluido se dá de maneira forçada por uma ventoinha, que “sopra” o calor para fora, através das aletas do radiador, funcionando como um permutador de calor. Bomba de Combustível: Sua função é deslocar o combustível que está no tanque para o sistema de alimentação do motor, para pulverizá-lo sob pressão no interior da câmara de combustão, suprindo, assim, todas as suas condições de trabalho, como carga, rotação e temperatura. Existem dois tipos de bombas: a mecânica, presente nos carros carburados e movidos por um eixo; e a elétrica, que equipa os veículos com injeção eletrônica e é acionada por um motor elétrico.

08/11/2008

Máquinas e Equipamentos Seg do Trabalho Aula 03

Máquinas operatrizes são as que realizam trabalho de transformação de um material bruto em uma peça com desenho e medidas determinadas. Na indústria da transformação é comum encontrarmos estas máquinas e equipamentos. Na operação destas, se faz necessário a presença de pessoas especializadas, técnicos treinados para esta função. Mesmo com este pessoal treinado é comum acontecer pequenos acidentes e alguns de maior proporção por conta da banalização do risco, fenômeno que atinge os profissionais mais experientes, que se descuidam por já realizarem aquela função por bastante tempo. Para que possamos relacionar os riscos e tentar evitar os acidentes de trabalho, vamos detalhar o funcionamento das principais máquinas e equipamentos utilizados na indústria. Esta aula tem relação com a NR 12, que aborda Máquinas Operatrizes e suas Aplicações, levando em conta os procedimentos de operação, as instalações e a área de trabalho destes equipamentos. O torno mecânico é uma máquina operatriz da maior importância para a indústria moderna, por isto é encontrada nas empresas no setor de mecânica industrial. videoComo podemos observar no vídeo acima, a operação de usinagem exige bastante atenção, veja que o torneiro mecânico fica com o rosto bem próximo para verificar os detalhes das medidas da peça. Portanto, é indispensável a utilização dos Equipamentos de Proteção Individual, dentre eles estão os óculos, para proteger os olhos de limalhas que desprendem da peça durante a operação. A experiência do operador é importante, pois a rotação(velocidade) da máquina irá definir como a limalha irá se desprender da peça. Existe uma relação entre a dureza do material usinado e a rotação que o equipamento deve funcionar, a afiação da ferramenta também influi na qualidade final da operação. A fresadora é outro equipamento de usinagem de peças que requer atenção e utilização de EPIs, na realidade podemos classificar os óculos de proteção como indispensável numa área industrial. A fresagem exige bastante precisão nas medidas, isto retrata uma ação de verificação constante de medidas e observação de funcionamento.Esta atividade aproxima os olhos do operador da máquina. videoNas oficinas mecânicas, metalúrgicas e serralherias encontramos além do torno mecânico, das fresadoras e furadeiras de bancada, as outras máquinas operatrizes de larga aplicação e que oferecem riscos aos operadores se a operação não for dotada de procedimentos de segurança. Furadeiras de coluna, moto esmeril, esmerilhadoras, lixadeiras, furadeiras manuais, são exemplos de equipamentos que trabalham em médias e altas rotações, o que naturalmente representa riscos de desprendimento de limalhas, fagulhas e das próprias ferramentas utilizadas nas máquinas. Protetores faciais são uma proteção extra que auxilia na proteção da face do operador. Avental, perneiras, ombreiras e principalmente óculos e luvas são indispensáveis aos operadores destas máquinas.

05/11/2008

Máquinas e Equipamentos Seg do Trabalho Aula 02

Soldagem é o processo de união entre duas superfícies, com ou sem a aplicação de material de adição, de modo a formar uma junção que possua as propriedades mecânicas desejáveis ao fim que se destina a operação. Para a efetivação deste processo, um dos meios de aquecimento das superfícies a serem soldadas é através do calor proveniente da combustão de uma mistura de gases, sendo um deles o oxigênio, chamado de agente comburente e outro que pode ser: acetileno, G L P, gás natural, hidrogênio, etc, chamado de agente combustível. O processo de soldagem utilizando mistura de gases é a oxi-acetilênica, onde são misturados oxigênio (comburente) e acetileno (combustível) na proporção necessária para atingir a temperatura necessária à realização da soldagem por brasagem, autógena ou solda branca. Soldagem por fusão - autógena: É o processo em que as superfícies a serem soldadas são aquecidas pela chama até a fusão das bordas contínuas, formando uma poça de fusão, que estabelece a interação entre as duas peças. Conforme seja a espessura ou as condições de soldagem do material base, há a necessidade de adição ao processo de mais material na forma de varetas (material de adição). Soldagem por adsorção - brasagem: Nesse processo, há sempre a adição de metal não ferroso, que se funde na região de soldagem, que estará aquecia a uma temperatura conveniente. Assim, a união é feita, aquecendo-se o material, sem fundi-lo, até temperaturas correspondentes à fluidez do material de adição. Corte - O oxi-corte é, na realidade, um processo de combustão. Quando uma chapa de aço é cortada, o ferro presente na sua composição, aquecido por uma chama à sua temperatura de ignição, reage com o oxigênio produzindo óxidos de ferro, que serão removidos da área de reação. Solda Branca: É um dos mais antigos processos de soldagem, tem como material de adição liga de baixo ponto de fusão, tais como chumbo-estanho cádmio, etc. As operações de soldagem e corte pelo processo oxiacetilênica, são realizadas através da queima de oxigênio e acetileno misturados nas proporções corretas em um maçarico. A chama resultante dessa queima pode chegar a temperaturas em torno 3.200º C. Este processo de soldagem acontece quando as duas partes do material a ser soldado são aquecidas até o seu ponto de fusão e depois unidas. Essa fusão pode ser feita sem adição ou com a adição de um material (eletrodo) similar ao que está sendo trabalhado. O processo de soldagem por arco elétrico com eletrodo revestido consiste, basicamente, na abertura e manutenção de um arco elétrico entre o eletrodo revestido e a peça a ser soldada. O arco funde simultaneamente o eletrodo e a peça. O metal fundido do eletrodo é transferido para a peça, formando uma poça fundida que é protegida da atmosfera (O2 e N2) pelos gases de combustão do revestimento. O metal depositado e as gotas do metal fundido que são ejetadas, recebem uma proteção adicional através do banho de escória, que é formada pela queima de alguns componentes do revestimento. INFLUÊNCIA DA ATMOSFERA NA POÇA DE FUSÃO A menos que se solde em uma câmara de vácuo, o que é impensável devido ao custo, todos os processos de soldagem por arco elétrico precisam de algum tipo de proteção para evitar contaminações da atmosfera. No caso do processo de soldagem aqui estudado, será o revestimento dos eletrodos que, entre outras coisas, produzirá uma proteção gasosa através de sua queima. Antes do estudo propriamente dos revestimentos e suas funções, são apresentados os inconvenientes da soldagem com arames sem revestimento (e sem proteção gasosa). Um eletrodo sem revestimento e sem nenhum outro tipo de proteção, após sua fusão perde parte de seus elementos e deposita um metal nitretado e oxidado, cujo valor das propriedades mecânicas será relativamente inferiores as das chapas de aço doce. Estes dois elementos químicos (Nitrogênio e Oxigênio) são os principais para influenciar a deterioração das propriedades, e são detalhados a seguir: OXIGÊNIO É provado que, durante a fusão de um eletrodo sem revestimento, a maior parte do Carbono e do Manganês contidos no aço do eletrodo, é queimada durante a operação de soldagem, o que naturalmente irá influenciar as propriedades mecânicas do metal depositado, já que as propriedades de um aço dependem basicamente, do seu teor de Carbono e Manganês. O Carbono transforma-se em óxido de Carbono (CO), e em dióxido de Carbono (CO2), enquanto o Manganês transforma-se em óxido de Manganês (Mn3O4). O Silício, extremamente ávido pelo Oxigênio, queima-se igualmente, dando origem a uma escória de sílica (SIO2). Numerosos ensaios permitem concluir que a fusão de um eletrodo sem revestimento e sem a adição de nenhum outro tipo de proteção, provoca uma forte oxidação do Carbono, Manganês e Silício Outras reações químicas são menos importantes. Os teores de Enxofre (S) e de Fósforo (P) variam pouco. É importante salientar que, os fenômenos de oxidação dependem basicamente das condições operatórias e do comprimento do arco. NR 18 - CONDIÇÕES E MEIO AMBIENTE DE TRABALHO NA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO 18.11 Operações de Soldagem e Corte a Quente 18.11.1 As operações de soldagem e corte a quente somente podem ser realizadas por trabalhadores qualificados. 18.11.2 Quando forem executadas operações de soldagem e corte a quente em chumbo, zinco ou materiais revestidos de cádmio, será obrigatória a remoção por ventilação local exaustora dos fumos originados no processo de solda e corte, bem como na utilização de eletrodos revestidos. 18.11.3 O dispositivo usado para manusear eletrodos deve ter isolamento adequado à corrente usada, a fim de se evitar a formação de arco elétrico ou choques no operador. 18.11.4 Nas operações de soldagem e corte a quente, é obrigatória a utilização de anteparo eficaz para a proteção dos trabalhadores circunvizinhos. O material utilizado nesta proteção deve ser do tipo incombustível. 18.11.5 Nas operações de soldagem ou corte a quente de vasilhame, recipiente, tanque ou similar, que envolvam geração de gases confinados ou semiconfinados, é obrigatória a adoção de medidas preventivas adicionais para eliminar riscos de explosão e intoxicação do trabalhador, conforme mencionado no item 18.20 - Locais confinados. 18.11.6 As mangueiras devem possuir mecanismos contra o retrocesso das chamas na saída do cilindro e chegada do maçarico. 18.11.7 É proibida a presença de substâncias inflamáveis e/ou explosivas próximo às garrafas de O2 (oxigênio). 18.11.8 Os equipamentos de soldagem elétrica devem ser aterrados. 18.11.9 Os fios condutores dos equipamentos, as pinças ou os alicates de soldagem devem ser mantidos longe de locais com óleo, graxa ou umidade, e devem ser deixados em descanso sobre superfícies isolantes

03/11/2008

Máquinas e Equipamentos - Segurança do Trabalho - Aula 01


  • Os Processos de Fabricação Metalúrgicos utilizam o Calor como fonte geradora de Energia Térmica, esta energia é processada nos fornos que utilizam diferentes tipos de combustível para gerar calor. Cada combustível vai apresentar uma diferente composição de reações termoquímicas durante a combustão. Portanto, é importante observar as condições de trabalho e conservação destes fornos, para que estes gases resultantes da combustão sejam corretamente direcionados através de chaminés devidamente dotadas de filtros de tratamento, visando amenizar a poluição causada por este processo. O contato constante com o calor resultante destes processos metalúrgicos, causa um desconforto térmico aos operadores, por isso deve-se observar os períodos de descanso e os limites de insalubridade.

  • Os Processos de fabricação que utilizam fornos industriais e alto fornos são aqueles que impõem ao material utilizado, uma condição em que este material apresentará uma variação no seu estado físico, permitindo assim, a adaptação deste a uma nova condição de trabalho ou mesmo uma nova forma estrutural. A fundição é o principal destes métodos, pois todos os aços e ligas de materiais ferrosos dependem desta transformação, quando o minério de ferro é aquecido a uma elevada temperatura (cerca de 2000ºC), chegando ao estado de calor latente, quando as estruturas moleculares dos metais sofrem modificação e permitem a construção de lingotes de aço ou ferro que serão processados e destinados à sua aplicação final. 
  • É neste estágio do processo que devemos monitorar a permanência do metalúrgico no local de trabalho, pois este tem contato direto com este calor e desconforto gerado pela energia térmica. Para comprendermos melhor esta questão, vamos a um breve relato sobre transferência de calor entre os corpos. O calor flui do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura buscando uma temperatura de equilíbrio. Existem três maneiras desta energia fluir entre os corpos: a condução térmica, comum aos corpos sólidos, método que atinge gradativamente o corpo humano. 
  • A convecção térmica, comum aos fluidos, apresenta deslocamento que pode causar desconforto térmico dependendo da sua intensidade. Vale observar que os fluidos se dividem em líquidos e gasosos, entre os fluidos gasosos estão os gases liberados proveniente das transformações gasosas que acontecem durante o aquecimento dos fornos para derreter o material. Por fim, temos a radiação térmica, processo de transferência de calor que tem na sua fonte principal o Sol, que irradia energia sem se importar com a presença de matéria. 
  • Podemos destacar também as irradiações iônicas e nucleares, que são também fontes de energia e podem ter seu efeito liberado se houver uma combinação de fatores de misturas químicas empregadas em diferentes processos metalúrgicos. Dentro desta condição é indispensável a utilização constante de Equipamentos de Proteção Individual adequados para suportar o calor sem prejudicar o operário de processos metalúrgicos que liberam calor com intensidade como nos fornos de fundição.
A seguir apresento-lhes a Norma Regulamentadora 14, que trata de fornos e suas aplicações:
  • NR 14 - Fornos (114.000-0) 14.1. Os fornos, para qualquer utilização, devem ser construídos solidamente, revestidos com material refratário, de forma que o calor radiante não ultrapasse os limites de tolerância estabelecidos pela Norma Regulamentadora - NR 15. (114.001-9 / I2) 
  • 14.2. Os fornos devem ser instalados em locais adequados, oferecendo o máximo de segurança e conforto aos trabalhadores. (114.002-7 / I3) 
  • 14.2.1. Os fornos devem ser instalados de forma a evitar acúmulo de gases nocivos e altas temperaturas em áreas vizinhas. (114.003-5 / I3) 
  • 14.2.2. As escadas e plataformas dos fornos devem ser feitas de modo a garantir aos trabalhadores a execução segura de suas tarefas. (114.004-3 / I2) 
  • 14.3. Os fornos que utilizarem combustíveis gasosos ou líquidos devem ter sistemas de proteção para: a) não ocorrer explosão por falha da chama de aquecimento ou no acionamento do queimador; (114.005-1 / I4) b) evitar retrocesso da chama. (114.006-0 / I4) 
  • 14.3.1. Os fornos devem ser dotados de chaminé, suficientemente dimensionada para a livre saída dos gases queimados, de acordo com normas técnicas oficiais sobre poluição do ar. (114.007-8 / I2)

01/11/2008

Máquinas e Equipamentos Agroindustriais Aula 01

Máquinas térmicas são sistemas termodinâmicos que trocam calor e trabalho com o meio externo. Os motores de combustão interna, por exemplo, recebem calor de uma fonte externa e transformam parte desse calor em trabalho mecânico. Este trabalho mecânico provém da energia térmica resultante da combustão gasosa gerada no interior do motor. A liberação desta energia faz movimentar todo o conjunto mecânico dos motores, através da reação termoquímica dos gases, ou seja, a reação exotérmica. Energia Alternativa: Muito tem se discutido ultimamente sobre energias alternativas, principalmente visando substituir o petróleo e seus derivados. No ciclo Otto estes estudos chegaram ao estágio atual com a utilização do etanol, que no Brasil ainda denominamos álcool combustível. Certamente, quando Otto concebeu seu protótipo, não imaginava sua evolução no conceito de novos combustíveis. Na direção do ciclo Diesel, vem o biodiesel como fonte alternativa na transformação de energia térmica em energia mecânica. Na verdade o que vem ocorrendo é um resgate do combustível antes utilizado, já que Rudolf Diesel utilizou no seu primeiro motor óleo de canola. Ciclos de Combustão: Quando os cientistas buscavam aperfeiçoar suas máquinas, estes estabeleceram que tivessem que fugir da imagem do princípio de funcionamento da combustão externa, ou seja, das máquinas a vapor, alvo de inúmeros acidentes envolvendo seus protótipos de veículos de passeio. Portanto, definiram que suas máquinas obedeceriam a tempos de funcionamento, para combustão de uma mistura numa câmara vedada, gerando energia mecânica, originada do aproveitamento de parte da energia térmica resultante dos tempos de funcionamento. Esse ciclo foi montado com sucesso pelo engenheiro alemão Nikolaus Otto em 1876, e posteriormente por Rudolf Diesel. Os quatro tempos do motor: Ciclo OTTO 1ºtempo Admissão: A válvula se abre admitindo uma mistura de ar+combustível, pulverizando-o em forma gasosa. Nesse momento, o pistão está descendo. 2ºtempo Compressão: Ao subir, o pistão vem comprimindo a mistura contida na câmara de combustão, visando atingir o ponto máximo. Nesse instante, a mistura começa a aquecer, devido ao contato com as partes quentes do bloco do motor. 3ºtempo Combustão: No ponto máximo, ponto morto superior (PMS), essa mistura recebe uma descarga elétrica (centelha). O resultado desta reação termoquímica é a geração de uma ação exotérmica, quando então a mistura libera calor, forçando o pistão para baixo (PMI) ponto morto inferior, com extrema força, movimentando o conjunto pistão/biela, que transmitem este movimento ao virabrequim, gerando assim, a energia mecânica. 4ºtempo Descarga: Nesse tempo, o pistão começa novamente a subir, expulsando os gases queimados, através da válvula de escape, completando dessa forma os quatro tempos de um motor à combustão. Motores de combustão interna também são popularmente chamados de motores a explosão. Esta denominação, apesar de freqüente, não é tecnicamente correta. De fato, o que ocorre no interior das câmaras de combustão não é uma explosão de gases. O que impulsiona os pistões é o aumento da pressão interna da câmara, decorrente da combustão. O que se pode chamar de explosão é uma detonação dos gases, que deve ser evitada nos motores de combustão interna, a fim de proporcionar maior durabilidade das mesmas e menores taxas de emissões de poluentes atmosféricos provenientes da dissociação de gás nitrogênio. Basta observar, por exemplo, os motores utilizados nas provas de "arrancada", onde o desgaste é intenso, devido à desproporção de mistura dos gases, conseguindo apenas uma média de cinco arrancadas por cada motor montado. Depois disso, vão direto para a retífica, para serem reconstruídos. Ciclo Diesel Neste ciclo, os tempos funcionam de maneira semelhante ao ciclo Otto, a diferença entre eles, se dá apenas na Admissão (1ºtempo), onde este aspira somente ar, com ausência de combustível, que só será pulverizado na compressão (2ºtempo), onde o contato com o ar atmosférico comprimido e já aquecido (contato com as partes quentes do motor) resulta na combustão, devido à propriedade termodinâmica apresentada pelo óleo diesel. Essa diferença entre os combustíveis confere ao ciclo Diesel, a propriedade de ser a máquina térmica que mais se aproxima do rendimento idealizado por Carnot. Temperatura de Trabalho: Uma importante característica dos motores, é a transformação gasosa ocorrida no interior das câmaras de combustão. Nos motor Diesel, o aumento de temperatura, resultante da combustão, situa-se entre 600°C e 800°C e a pressão resultante entre 65 a 130 Kgf/cm², respectivamente. Já no ciclo Otto, estando utilizando gasolina como combustível, a temperatura alcança uma variação entre 800° e 1000° e a pressão entre 60 e 80 Kgf/cm². Essa diferença no desempenho mostra a superioridade alcançada nos motores Diesel, que com uma temperatura média de trabalho (menor que nos motores do Ciclo Otto), apresentam maior pressão interna nas câmaras de combustão. Conseqüentemente, apresentam maior rendimento funcional. Isso explica o fato dos motores tradicionais (álcool/gasolina/GNV), terem suas temperaturas de trabalho aumentadas, nos últimos cinco anos, buscando melhorar a eficiência na queima dos combustíveis. Regimes de Funcionamento Os Motores Diesel apresentam diferentes regimes de funcionamento: a) Diesel Lento: Trabalham a uma rotação de 400 a 800 RPM. Grandes e robustos são empregados em navios e grandes sistemas de acionamento. b) Diesel Normal: Trabalham com rotações que variam de 800 a 2000 RPM. Geralmente empregados como estacionários, para acionamento de geradores de energia elétrica. c) Diesel Veloz: Apresentam rotações maiores que 2000 RPM. São estes motores que atualmente estão sendo utilizados nos veículos de passeio. video

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