Processos Industriais - Automação - Aula 05

Os compressores são máquinas operatrizes destinadas a promover o deslocamento e o fluxo de um fluido compressível. Funcionam com deslocamento contínuo de gases elevando sua energia utilizável pelo aumento da sua pressão. Os compressores são utilizados para proporcionar a variação da pressão de um fluido gasoso, conseqüentemente variando também seu volume e sua temperatura. Esta condição de compressão vai depender naturalmente da composição das propriedades termodinâmicas de cada fluido que será comprimido, pois cada processo industrial irá utilizar um fluido diferente com propriedades diferentes. Existem vários tipos de compressores de fluidos, com detalhes construtivos que definem as características de acordo com a aplicação no processo e o tamanho da planta industrial. Estes compressores terão tamanhos diferentes e atenderão aos vários tamanhos de vasos de pressão ou reservatórios de fluidos. O processo da compressão do ar começa na sucção de ar atmosférico que passa por um filtro que retém impurezas e umidade do ar que é direcionado ao interior da câmara de compressão onde após ser comprimido é enviado para o vaso de pressão onde é armazenado para ser utilizado em sistemas pneumáticos, passando pelas etapas de secagem e lubrificação para a conservação dos atuadores e válvulas do sistema. Observem a figura acima, que explica o princípio de funcionamento dos compressores alternativos, muito comuns em processos industriais. O virabrequim recebe energia mecânica de um motor elétrico através do acionamento de polias e correias, o movimento rotativo é transformado em alternativo pela biela, braço de ligação entre o pistão e o virabrequim. O pistão funciona em dois tempos admitindo e comprimindo ar atmosférico de maneira sincronizada. Nos sistemas pneumáticos existem elementos de monitoramento e elementos de controle do processo industrial. O manômetro é um elemento de monitoramento onde suas variações serão coletadas e poderão influir na alteração das características do processo. Para controlar o processo dispomos dos pressostatos, que funcionam de acordo com a leitura da pressão interna do reservatório deslocando uma mola que irá abrir ou fechar o contato elétrico desligando ou ligando o acionador de forma barimétrica. Porém, os pressostatos microprocessados variam com o comportamento do vaso de pressão e cada variação representará um pulso elétrico que informará ao CLP esta variação até atingir o SET POINT. Nesse estágio o CLP enviará um pulso elétrico para o comando do motor no circuito ON/OFF para alimentar o circuito de acordo com a necessidade do processo.

Máquinas e Equipamentos Seg do Trabalho Aula 09

Atendendo a determinações do Ministério do Trabalho, Secretarias da Saúde, legislações vigentes e para assegurar o bem estar de estudantes, funcionários e prestadores de serviços este projeto visa implantar o Setor de Segurança do Trabalho no CETEB, como projeto experimental, dispensando a princípio a exigência legal que a Norma Regulamentadora estabelece, buscando o desenvolvimento da cultura prevencionista entre os estudantes, principalmente durante as aulas práticas nas oficinas e laboratórios, onde os riscos de acidentes é iminente e a falta de educação na prevenção apresenta para o mercado de trabalho um profissional sem a consciência da necessidade de evitar o acidente. Dentro da classificação de grau de risco (CNAE - nº 85111), toda instituição deve contar com um SESMT (Serviço Especializado em Segurança e Medicina do Trabalho) definido de acordo com o dimensionamento da NR-04 que pode ser composto por profissionais Engenheiros e Técnicos de Segurança do Trabalho que possuem Registro Profissional expedido pelo Ministério do Trabalho. O Setor de Segurança do Trabalho desenvolve atividades que demandam elaboração, implantação, desenvolvimento e controle de atividades dentre eles o Plano de Prevenção de Riscos Ambientais(PPRA), em conformidade com a NR 9 além dos processos necessários para obtenção de Certificação em Qualidade. As ações de segurança e saúde serão alcançadas através da implantação de procedimentos padronizados de antecipação, reconhecimento, avaliação e controle dos riscos ambientais. Nos estudos abordados no componente curricular de Máquinas e Equipamentos, realizamos várias visitas ao setor operacional da instituição, abrangendo laboratórios, oficina de manutenção, oficina de metalurgia e soldagem, área do compressor de ar onde constatamos a necessidade da implantação de um controle de riscos e uma melhoria na circulação e distribuição dos equipamentos nestes espaços. O Objetivo deste projeto experimental é estimular a realização das aulas práticas dos cursos de mecânica industrial, manutenção automotiva, eletrotécnica e automação com um acompanhamento dos estudantes do curso de segurança do trabalho no sentido de transmitir aos estudantes conhecimentos e aplicações do que é abordado como parte teórica, criando procedimentos e normas de utilização da oficina. Dentro destes procedimentos podemos destacar a utilização de equipamentos de monitoramento da condição laboral de quem circula nas oficinas. São vários os equipamentos que realizam esta tarefa, dentre eles estão: o decibelímetro, o dosímetro de ruído, o luxímetro e o termômetro de bulbo úmido, conhecido como termômetro globo. Na introdução deste tema destacamos a ação da metrologia, os seja do estudo das medidas. Medir é quantificar uma referida medida e comparar com uma grandeza da mesma unidade. Analisando esta definição podemos concluir que os equipamentos utilizados para verificar a condição de cada ambiente de trabalho tem certamente medidas padrão para comparação e determinação de um atestado laboral que servirá de base para acompanhar o desenvolvimento de doenças ocupacionais ou distúrbios gerados pela exposição dos profissionais aos riscos físicos e ergonômicos. A Norma Regulamentadora número 15 (NR-15 – Atividades e Operações Insalubres), no Anexo 03, estabelece critérios e procedimentos para a avaliação da exposição ocupacional ao calor que implique sobrecarga térmica ao trabalhador, com consequente risco potencial de dano à sua saúde. Basicamente, o critério adotado é o cálculo do chamado Índice de Bulbo Úmido Termômetro de Globo (IBUTG), dado pelas seguintes expressões: IBUTG = 0,7 tbn + 0,3 tg (ambientes internos ou externos sem carga solar direta) IBUTG = 0,7 tbn + 0,2 tg + 0,1 tbs (ambientes externos com carga solar direta) onde, tbn é a temperatura de bulbo úmido natural em °C; tg é a temperatura de globo em °C; tbs é a temperatura de bulbo seco (temperatura do ar) em °C. O valor do IBUTG (°C) adotado como limite máximo de exposição ocupacional em um ambiente de trabalho depende da Taxa Metabólica (M) (média ponderada no tempo, em Kcal/h) do trabalhador, a qual é função da atividade que o mesmo exerce. Esse limite máximo representa as condições de calor sob as quais se acredita que a maioria dos trabalhadores possa estar exposta, repetidamente, durante toda a sua vida de trabalho, sem sofrer efeitos adversos à sua saúde. O Dosímetro é o instrumento ideal para a medição da exposição diária ao ruído tanto ao nível pessoal como ambiental. O monitoramento e coleta de dados se dá depois de uma observação de um período de exposição aos níveis de ruído, onde cada trabalhador é observado de maneira individual, assim teremos condições de estabelecer um grau de exposição para acada função específica. O monitoramento é realizado com a coleta de dados de pelo menos 70% da jornada laboral para que os dados apresentem uma regularidade e transmitam uma medição confiável.

Processos Industriais - Automação - Aula 03

As bombas são equipamentos com a função de deslocar fluidos líquidos para elevadas alturas manométricas com eficiência e desempenho desde que sejam devidamente projetadas, mantendo constantes pressão e vazão, levando em conta detalhes técnicos que devem ser observados tais como: profundidade máxima do reservatório, projeto hidráulico, viscosidade do fluido bombeado e presença de sólidos em suspensão. Existem vários tipos e modelos de bombas, para variadas aplicações definidas pelas características do processo. Bombas centrífugas, bombas peristálticas, dosadoras de pistão/diafragma, bombas de engrenagens, bombas de rotor helicoidal, bombas submersas e submersíveis representam apenas alguns exemplos. Os tipos de maior aplicação na indústria são as bombas centrífugas, por apresentarem um excelente desempenho no deslocamento de fluidos. O princípio de funcionamento de uma bomba centrífuga é a sucção de fluido através do seu rotor que pode ser aberto ou fechado. O rotor é o componente responsável pelo deslocamento e transporte do fluido. Para fluidos mais viscosos 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. A força centrífuga cria uma pressão dentro da voluta da bomba ocasionando o choque do fluido contra as paredes da mesma fazendo com que o fluido seja empurrado no sentido de saída da voluta em direção do recalque. Desta relação sucção/recalque é gerado o bombeamento do fluido que se afasta sob pressão do centro do rotor para as extremidades transferindo de maneira eficiente o fenômeno da força centrífuga. A bomba centrífuga é composta de um eixo central que sustenta o rotor, equilibrado em dois mancais de rolamento fixados em alojamentos lubrificados com graxa ou óleo dependendo da rotação e da viscosidade do fluido bombeado, vedados com tampas ou retentores para evitar o vazamento do lubrificante.A carcaça pode ser do tipo voluta em formato de caracol ou tipo difusor aplicado em bombas multiestágio. A vedação do conjunto voluta/rotor se dá através de gaxetas ou selo mecânico. As bombas podem ser monobloco onde o motor elétrico aciona a bomba diretamente no eixo(motobombas) vedados por selo mecânico compostas geralmente de rotor fechado para bombear fluidos isentos de abrasivos. Quando a característica do fluido se altera para um grau de abrasividade ou corrosão podemos utilizar bombas especiais construídas em aço inoxidável. As bombas projetadas para serem acionadas por motores elétricos são unidas por acoplamenro que podem ser flexíveis ou rígidos, são classificadas como bombas tipo mancal, podem ser vedadas por selo mecânico ou tradicionalmente por gaxetas. A rotação das bombas pode ser controlada e monitorada por sensores de viscosidade dos fluidos bombeados nos processos alterando a mesma sempre que for relevante para sistema. A lógica da automação do sistema vai depender do nível de conhecimento que os profissionais envolvidos tiverem deste processo. Por isto é imprescindível que estejamos inseridos no desenvolvimento do processo como todo. Esta é a importância de se conhecer detalhes construtivos das bombas e particularidades da receita que define as qualidades e característicads do produto final.

Processos Industriais - Automação - Aula 02

Os conceitos de grandezas físicas estão relacionados às quantidades devidamente medidas da intensidade destes elementos físicos. A grandeza se relaciona com as alterações que um elemento sofre na quantidade da sua energia. Na realidade não existe um conceito definido do significado de grandeza física. O que podemos esclarecer é que estas grandezas servem para medirmos ou quantificarmos as propriedades e características da matéria e da energia gerada por esta matéria. Desta forma, quando há variação na quantidade de energia há variação na grandeza física. Existem grandezas mensuráveis e grandezas que são calculadas. Para entendermos melhor classificamos as grandezas que podem ser medidas, utilizando um instrumento de medidas e as grandezas que são mensuradas indiretamente através de cálculos e estimativas. Medir uma grandeza física é fazer comparação com um padrão pré-estabelecido. O metro, por exemplo é comparado com um padrão reconhecido pelo Sistema Internacional de Medidas. Este padrão é o que reconhecemos como unidade de medida da grandeza física. Os processos industriais são controlados e monitorados utilizando as diferentes grandezas físicas: O comprimento, o volume, a massa, a densidade, a velocidade, a temperatura e a pressão, são apenas algumas das grandezas que influem diretamente ou sofrem reações que vão alterar o processo. As suas unidades de medidas serão utilizadas para dosagem e fabricação de receitas que definirão a qualidade final dos produtos. Cada receita terá uma quantidade de substâncias controladas pela quantidade, tomando como base cada padrão de unidade de medida da grandeza física. A alteração destas quantidades certamente contribuirá para a alteração das características do produto final. Os sistemas de controle de qualidade farão comparações constantes durante o desenvolvimento da produção, utilizando amostras para definir se o produto conserva as características originais da receita. Existem instrumentos para controle e monitoramento que atuarão no processo de forma automatizada, realizando comparações e corrigindo a composição da receita buscando a diminuição das perdas e dos reprocessos. Vamos identificar alguns destes elementos para controle e monitoramento dos processos, ou seja, os responsáveis pela instrumentação do sistema. Os manômetros são elementos de monitoramento das linhas de pressão de fluidos. A Pressão representa a intensidade de volume de um fluido em uma determinada área. A expressão matemática que define pressão é representada pela força peso em Kg dividido pela área onde está o fluido dado em cm². Compreenda que pressão não representa necessariamente uma força e sim a resistência que o fluido encontrará para fluir no sistema. Quanto maior for o atrito, maior será a pressão do fluido. Os fluidos classificam-se em líquidos e gasosos. As moléculas dos fluidos líquidos são mais agrupadas do que as moléculas dos fluidos gasosos por este motivo, há um maior grau de choques entre estas moléculas e as paredes dos recipientes e tubulações, causando com isto uma maior pressão nas linhas quando estas transportam fluidos gasosos. Nos manômetros a pressão atmosférica é a referência. A pressão manométrica pode ser negativa ou positiva. Quando a pressão é negativa em um sistema utilizaremos o manômetro de vácuo. A temperatura é uma variável do processo que pode alterar a composição da receita, em alguns processos ser utilizada como agente transformador, devido às reações que apresenta uma mistura de substâncias. Se a temperatura aumenta, a pressão e o volume aumentam de forma proporcional, em algumas substâncias poderemos ter alteração nas variáveis ou mesmo na viscosidade pelo fato da temperatura variar, algumas irão reagir e tornar-se mais viscosas, outras menos viscosas. Para medir a temperatura em um processo, utilizaremos um termômetro como elemento de monitoramento. Mas as características do processo podem exigir além do controle um monitoramento, isto pode ser feito com a instrumentação utilizando um termostato ou um termistor para comutar a ação do calor ligando ou desligando um aquecedor, abrindo ou fechando válvulas de uma caldeira ou mesmo variando o acionamento de um motor. Todas estas variações terão ação termoeletromecânica ou serão microprocessadas eletrônicamente. O Volume, outra grandeza variável de um processo industrial é a quantidade de espaço ocupado por um corpo sólido ou substância fluida dentro de uma determinada área. Outras variáveis também utilizadas e controladas pela automação podem influir ou sofrer influência numa reação, dentro de um processo industrial. Comprimento, massa, energia, densidade, frequência e força são apenas algumas destas variáveis.

Máquinas e Equipamentos Seg do Trabalho Aula 08

As Caldeiras são máquinas térmicas de combustão externa que operam na fabricação de vapor. Este elemento denominado vapor é um fluido gasoso resultante do aquecimento da água no interior das caldeiras. A termodinâmica classifica os fluidos gasosos como detentores de maior pressão do que os fluidos líquidos. Existe no estudo dos gases uma relação diretamente proporcional ao volume, à temperatura e à pressão associando a variação destas grandezas físicas da seguinte maneira: Se a pressão do fluido gasoso (vapor) aumentar, teremos também aumentados sua temperatura e seu volume. No caso particular das caldeiras isto ocorre com o aumento da temperatura da água, ao ser transformada em vapor, causando um aumento da pressão interna pelo fato do volume do fluido gasoso ter aumentado. Este processo é identificado como propriedade termodinâmica característica de uma substância que apresenta maior ou menor probabilidade de gerar energia. A energia térmica gerada por uma caldeira deve ser direcionada ao seu uso sem que ocorram possibilidades de vazamento, pois, a pressão interna de uma caldeira é maior que a pressão atmosférica e um vazamento representa um deslocamento de fluidos na busca do equilíbrio térmico, que pode gerar um deslocamento de gases em um ambiente, resultando em um acidente de graves proporções. Na Segurança do Trabalho, as caldeiras estão ligadas à Norma Regulamentadora Nº 13, que trata também dos vasos de pressão. Para que possamos relacionar Energia Térmica ao deslocamento de uma "força", lembramos da panela de pressão, inventada pelo cientista francês James Papin, que resulta em uma aplicação de uma condição onde o sistema tem sua pressão interna variada pelo aumento de sua temperatura. Se uma panela de pressão tiver sua vedação comprometida irá literalmente explodir, deslocando a pressão atmosférica ao seu redor, destruindo completamente o ambiente em que estava sendo utilizada pela projeção do deslocamento da sua estrutura sólida. Agora podemos comparar as proporções de uma panela de sete litros com uma caldeira onde certamente temos a razão de 1:100 considerando as devidas proporções e necessidades de aplicação desta caldeira. Na caldeira, além do deslocamento de sua pressão interna, contaremos com o deslocamento também de sua robusta estrutura metálica e sua parte interna toda composta de tijolos refratários. Esta explosão tem características definidas na física como sendo uma entropia, desordem no sistema que resulta em perdas nas características deste mesmo sistema. Quando temos uma caldeira funcionado de forma normal afirmamos que existe aproveitamento da energia gerada internamente, que significa a definição de entalpia. As caldeiras flamotubulares são aquelas em que os fumos ou gases resultantes da queima de um combustível estejam passando por dentro de tubos que estão em contato com a água transferindo calor, aumentando assim a temperatura até a faixa de 100º, onde a mesma atinge o calor latente, que altera o estado do fluido de líquido para gasoso.Chamamos este ciclo de água - vapor. Uma alteração sofrida por este vapor no instante da sua transferência para as linhas de serviço resulta numa formação de um fluido condensado, o qual, é reaproveitado no mesmo processo. As caldeiras aquatubulares são aquelas que dispõem de uma formação de tubos contendo água que ficam em contato com uma chama onde ganham temperatura pela transferência de calor resultando no mesmo ciclo água - vapor - condensado.

Máquinas e Equipamentos Agroindustriais Aula 08

As Caldeiras são máquinas térmicas de combustão externa que operam na fabricação de vapor. Este elemento denominado vapor é um fluido gasoso resultante do aquecimento da água no interior das caldeiras. A termodinâmica classifica os fluidos gasosos como detentores de maior pressão do que os fluidos líquidos. Existe no estudo dos gases uma relação diretamente proporcional ao volume, à temperatura e à pressão associando a variação destas grandezas físicas da seguinte maneira: Se a pressão do fluido gasoso (vapor) aumentar, teremos também aumentados sua temperatura e seu volume. No caso particular das caldeiras isto ocorre com o aumento da temperatura da água, ao ser transformada em vapor, causando um aumento da pressão interna pelo fato do volume do fluido gasoso ter aumentado. Este processo é identificado como propriedade termodinâmica característica de uma substância que apresenta maior ou menor probabilidade de gerar energia. A energia térmica gerada por uma caldeira deve ser direcionada ao seu uso sem que ocorram possibilidades de vazamento, pois, a pressão interna de uma caldeira é maior que a pressão atmosférica e um vazamento representa um deslocamento de fluidos na busca do equilíbrio térmico, que pode gerar um deslocamento de gases em um ambiente, resultando em um acidente de graves proporções. Na Segurança do Trabalho, as caldeiras estão ligadas à Norma Regulamentadora Nº 13, que trata também dos vasos de pressão. Para que possamos relacionar Energia Térmica ao deslocamento de uma "força", lembramos da panela de pressão, inventada pelo cientista francês James Papin, que resulta em uma aplicação de uma condição onde o sistema tem sua pressão interna variada pelo aumento de sua temperatura. Se uma panela de pressão tiver sua vedação comprometida irá literalmente explodir, deslocando a pressão atmosférica ao seu redor, destruindo completamente o ambiente em que estava sendo utilizada pela projeção do deslocamento da sua estrutura sólida. Agora podemos comparar as proporções de uma panela de sete litros com uma caldeira onde certamente temos a razão de 1:100 considerando as devidas proporções e necessidades de aplicação desta caldeira. Na caldeira, além do deslocamento de sua pressão interna, contaremos com o deslocamento também de sua robusta estrutura metálica e sua parte interna toda composta de tijolos refratários. Esta explosão tem características definidas na física como sendo uma entropia, desordem no sistema que resulta em perdas nas características deste mesmo sistema. Quando temos uma caldeira funcionado de forma normal afirmamos que existe aproveitamento da energia gerada internamente, que significa a definição de entalpia. As caldeiras flamotubulares são aquelas em que os fumos ou gases resultantes da queima de um combustível estejam passando por dentro de tubos que estão em contato com a água transferindo calor, aumentando assim a temperatura até a faixa de 100º, onde a mesma atinge o calor latente, que altera o estado do fluido de líquido para gasoso.Chamamos este ciclo de água - vapor. Uma alteração sofrida por este vapor no instante da sua transferência para as linhas de serviço resulta numa formação de um fluido condensado, o qual, é reaproveitado no mesmo processo. As caldeiras aquatubulares são aquelas que dispõem de uma formação de tubos contendo água que ficam em contato com uma chama onde ganham temperatura pela transferência de calor resultando no mesmo ciclo água - vapor - condensado.