SUMARIO
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de grãos apresentam alto potencial de risco ...
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2. Concentração da poeira: 40 a 4.000 g/m3;
3. Teor de umidade do grão: <11 %;
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  1. 1. SUMARIO Passo 2:........................................................................................................................................5 Resposta: .....................................................................................................................................5 Passo 3:........................................................................................................................................5 CAMPO ELÉTRICO - LEI DE GAUSS
  2. 2. 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
  3. 3. 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
  4. 4. 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.
  5. 5. 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.
  6. 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.

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