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

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)

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.

Refrigeração Aula 08

BTU/h significa Unidade Térmica Britânica por hora. É a unidade mais utilizada no Brasil para se definir a capacidade térmica de um equipamento. 12.000 BTU/h = 1 TR. Para que você tenha uma idéia de qual é o aparelho melhor adaptável ao seu imóvel, estima-se que, um ambiente com área de 6 m², como uma sala de um apartamento, é aconselhável uma oferta de 7.500 BTU's (British Thermal Unity - unidade britânica de medida térmica) de ar frio para deixar a temperatura do espaço confortável para duas pessoas. Essa carga térmica foi calculada para uma instalação em um andar intermediário do imóvel e, para cada pessoa a mais no ambiente, deve ser acrescentado 600 BTU/h.

Termodinâmica Aula 10

Uma usina termoelétrica pode ser definida como um conjunto de equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica, através de um processo que consiste em três etapas. Nas usinas térmicas convencionais, a primeira etapa consiste na queima de um combustível fóssil, como carvão, óleo ou gás, transformando a água em vapor com o calor gerado na caldeira. A segunda consiste na utilização deste vapor, em alta pressão, para girar uma turbina, que por sua vez, aciona um gerador elétrico. Na terceira etapa, o vapor é condensado, transferindo o resíduo de sua energia térmica para um circuito independente de refrigeração(torres de resfriamento), retornando a água à caldeira, completando o ciclo. A potência mecânica obtida pela passagem do vapor através da turbina - fazendo com que esta gire - e no gerador - que também gira acoplado mecanicamente à turbina - é que transforma a potência mecânica em potência elétrica. A energia assim gerada é levada através de cabos ou barras condutoras, dos terminais do gerador até o transformador elevador, onde tem sua tensão elevada para adequada condução, através de linhas de transmissão, até os centros de consumo. Daí, através de transformadores abaixadores, a energia tem sua tensão levada a níveis adequados para utilização pelos consumidores.

Gás Liquefeito de Petróleo

O gás de cozinha é combustível formado pela mistura de hidrocarbonetos com três ou quatro átomos de carbono ( propano 50% e butano 50% ) extraídos do petróleo, podendo apresentar-se em mistura entre si e com pequenas frações de outros hidrocarbonetos. Ele tem a característica de ficar sempre em estado liquido quando submetido a uma certa pressão, sendo por isto chamado de gás liqüefeito de petróleo (GLP). De fácil combustão, o GLP é inodoro mas, por motivo de segurança, uma substância do grupo MERCAPTAN é adicionada ainda nas refinarias. Ela produz o cheiro característico percebido quando há algum vazamento de gás. O GLP não é corrosivo, poluente e nem tóxico, mas se inalado em grande quantidade produz efeito anestésico. O GLP é um dos muitos derivados do petróleo. Por ser o mais leve deles, é o último produto comercial resultante da cadeia de extração. Antes dele são produzidos os óleos combustíveis, a gasolina, o querosene, o diesel, a nafta e, finalmente, o gás liquefeito de petróleo. Depois de produzido, o GLP é mandado para as companhias de gás por caminhões e gasodutos. Nelas, o GLP é engarrafado nas diversas embalagens, sendo a de 13 quilos a mais famosa, e segue para o consumo final. Para a indústria, o GLP é vendido a granel.Comparado a outros combustíveis, o GLP apresenta vantagens técnicas e econômicas, associando a superioridade dos gases na hora da queima com a facilidade de transporte e armazenamento dos líquidos. Como gás, sua mistura com o ar é mais simples e completa, o que permite uma combustão limpa, não poluente e de maior rendimento. Liqüefeito, sob suave pressão na temperatura ambiente, pode ser armazenado e transportado com facilidade, inclusive em grandes quantidades.Os botijões são fabricados com chapas de aço, capazes de suportar altas pressões e segundo normas técnicas de segurança da Associação Brasileira de Normas Técnica (ABNT). O gás dentro dos botijões encontra-se no estado líquido e no de vapor. Do volume do botijão, 85% é de gás em fase líquida e 15% em fase de vapor, o que constitui um espaço de segurança que evita uma pressão elevada dentro do botijão.