O documento discute os riscos de incêndio e explosão em indústrias de processamento e armazenamento de grãos. A poeira de grãos pode explodir se aquecida e colocada em suspensão na presença de uma fonte de ignição, devido à acumulação e concentração de poeiras nos equipamentos. Estudos indicam que a concentração máxima segura de poeira no ar é de 40 g/m3, e que explosões ocorrem entre 40-4.000 g/m3.

2. SUMARIO
Passo 2:........................................................................................................................................5
Resposta: .....................................................................................................................................5
Passo 3:........................................................................................................................................5
CAMPO ELÉTRICO - LEI DE GAUSS

3. As indústrias que processam produtos alimentícios e as unidades armazenadoras
de grãos apresentam alto potencial de risco de incêndios e explosões, pois o trabalho
nessas unidades consiste basicamente em receber os produtos, armazenar, transportar e
descarregar. O processo inicia com a chegada dos caminhões graneleiros e ao
descarregar seu produto nas moegas, produzem uma enorme nuvem de poeira, em
condições e concentrações propícias a uma explosão.
O acúmulo de poeiras no local de trabalho, depositada nos pisos, elevadores,
túneis e transportadores, apresenta um risco de incêndio muito grande. Isso ocorre
quando, uma superfície de poeira de grãos é aquecida até o ponto de liberação de gases
de combustão que, com o auxílio de uma fonte de ignição com energia, dá início ao
incêndio. Além disso, a decomposição de grãos pode gerar vapores inflamáveis; se a
umidade do grão for superior a 20%, poderá gerar metanol, propanol ou butanol. Os
gases metano e etano, também produzidos pela decomposição de grãos, são igualmente
inflamáveis e podem gerar explosões.
A poeira depositada ao longo do tempo, quando agitada ou colocada em
suspensão e na presença de uma chama, poderá explodir, isto fará com que mais pó
depositado no ambiente entre em suspensão e mais explosões aconteçam. Cada qual
mais devastadora que a anterior, causando prejuízos irreversíveis ao patrimônio, paradas
no processo produtivo e o pior, vidas humanas são ceifadas ou ficam permanentemente
incapacitadas para o trabalho.
Nos Estados Unidos, o estudo das explosões de poeira de grãos é feito há mais
tempo, com isso verificou-se que a concentração máxima de poeira de grãos no
ambiente de trabalho seja de 40 g/m3 de ar sendo que, o maior perigo para gerar uma
explosão, varia entre 40 e 4.000 g/m3 de ar. Se uma lâmpada incandescente de 25
watts esta próxima 2 m de distância de um ambiente empoeirado, isso significa que a
concentração de poeira é inferior a 40 g/m3 de ar mas, mesmo assim, dentro do limite
da explosividade. Foi criado nos Estados Unidos um equipamento experimental para
testar poeiras explosivas, com sensores diversos que permitem conhecer as
características das poeiras explosivas. Para o trabalho em espaços confinados, existem
pequenos aparelhos que indicam a concentração de gases perigosos no interior dos silos
(e demais espaços confinados), que dão segurança ao operário que vai adentrar esse
recinto.
Há umas poucas regras básicas a observar para ver se uma determinada poeira
apresenta risco de explosão:
• A poeira deve ser combustível;
• Ela deve ser capaz de permanecer em suspensão no ar;
• Deve ter um arranjo e tamanho passível de propagar a chama;
• A concentração da poeira deve estar dentro da faixa explosiva;
• Uma fonte de ignição com energia suficiente deve estar presente;
• E a atmosfera deve conter oxigênio suficiente para suportar e
sustentar a combustão.
Se todas essas condições estiverem presentes, pode ocorrer a explosão da poeira. A
melhor maneira de evitá-la é anular a maior parte dessas pré-condições. parâmetros
críticos para a explosão de poeiras

4. 1. Tamanho da partícula: < 0,1 mm;
2. Concentração da poeira: 40 a 4.000 g/m3;
3. Teor de umidade do grão: <11 %;
4. Índice de oxigênio no ar: > 12%;
5. Energia de ignição: > 10 a 100 mJ (mega Joule);
6. Temperatura de ignição: 410 a 600oC.
Outras temperaturas de ignição da nuvem, adotadas nos EUA (NFPA, Revista
Proteção N.181) para poeiras agrícolas, em graus centígrados são:
• açúcar em pó = 400
• amido de milho = 350
• arroz = 450
• cacau 19% gordura = 240
• café instantâneo = 350
• café torrado = 270
• canela = 230
• casca de amêndoa = 210
• casca de amendoim = 210
• casca de arroz = 220
• casca de coco = 220
• casca de noz de cacau = 370
• casca de semente de pêssego = 210
• casca de noz preta = 220
• celoluse = 270;
• celulose alfa = 300

5. Passo 2:
Supor que o pó (produto) de sua empresa esteja carregado negativamente e
passando por um cano cilíndrico de plástico de raio R= 5,0 cm e que as cargas
associadas ao pó estejam distribuídas uniformemente com uma densidade volumétrica
ρ. O campo elétrico E aponta para o eixo do cilindro ou para longe do eixo? Justificar.
Resposta:
O campo elétrico E aponta para o centro do eixo do cilindro, pois as linhas do
campo elétrico se afastam das cargas positivas e se aproximam das cargas negativas.
Como o po contido dentro do cano cilindrico esta carregado negativamente o campo
eleetrico é atraido no sentido da carga conforme mostra a figura abaixo.
Passo 3:
Escrever uma expressão, utilizando a Lei de Gauss, para o módulo do campo
elétrico no interior do cano em função da distância r do eixo do cano. O valor de E
aumenta ou diminui quando r aumenta? Justificar. Determinar o valor máximo de E, e a
que distância do eixo do cano esse campo máximo ocorre para (densidade volumétrica)
ρ= 1,1 x 10-3 C/m3 (um valor típico).
CNxE
mNCx
mmCx
E
r
E
eletricocampooarerparaEquacao
/10071,2
²)./²1085,8.(3
05,0³./101,1
.3
.
...mindet..
3
12
3
0
=
=
=
−
−
ε
γ
O campo elétrico máximo conforme dados informados é de 2,071x10³N/C.
E como podemos ver na equacao conforme aumentamos o r, aumentaremos o
campo elétrico, pois significa que temos maior área de atuação dentro do cano.

6. Cxq
m
q
CmNxx
r
q
xE
acaarerparaEquacao
7
9
0
1015,1
05,0
²./².1099,8³10071,2
²..4
1
arg..mindet..
−
=
=
=
επ
cmR
R
Rx
R
x
xxx
r
R
q
xx
R
q
E
RoarerparaEquacao
292,0
0249,0
69,51³³.10071,2
05,0.
³
1015,1
1099,8³10071,2
.
³..4
1
³10071,2
³...4
..mindet..
7
9
0
0
=
=
=






=






=
=
−
επ
επ
O r > R, mostrando que todas as cargas estão no interior da superfície gaussiana.
Passo 4:
Verificar a possibilidade de uma ruptura dielétrica do ar, considerando a
primeira condição, ou seja, o campo calculado no passo anterior poderá produzir uma
centelha? Onde?
Resposta:
A ruptura dielétrica do ar ocorre quando o campo elétrico chega a 3x106
N/C.
No exemplo anterior o campo calculado chegou a 2,071x10³ N/C, não gerando
perigo para formação de uma centelha por ruptura dielétrica do ar.

7. Cxq
m
q
CmNxx
r
q
xE
acaarerparaEquacao
7
9
0
1015,1
05,0
²./².1099,8³10071,2
²..4
1
arg..mindet..
−
=
=
=
επ
cmR
R
Rx
R
x
xxx
r
R
q
xx
R
q
E
RoarerparaEquacao
292,0
0249,0
69,51³³.10071,2
05,0.
³
1015,1
1099,8³10071,2
.
³..4
1
³10071,2
³...4
..mindet..
7
9
0
0
=
=
=






=






=
=
−
επ
επ
O r > R, mostrando que todas as cargas estão no interior da superfície gaussiana.
Passo 4:
Verificar a possibilidade de uma ruptura dielétrica do ar, considerando a
primeira condição, ou seja, o campo calculado no passo anterior poderá produzir uma
centelha? Onde?
Resposta:
A ruptura dielétrica do ar ocorre quando o campo elétrico chega a 3x106
N/C.
No exemplo anterior o campo calculado chegou a 2,071x10³ N/C, não gerando
perigo para formação de uma centelha por ruptura dielétrica do ar.