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1
TREINAMENTO DE
VENTILAÇÃO APLICADO EM
MINA SUBTERRÂNEA
Instrutor: Welton Teixeira
2
Objetivo do treinamento
Fornecer uma introdução ou visão geral aos fundamentos do tema
“ventilação de mina subterrânea” abordando tópicos como conceitos,
ventilador, circuitos de ventilação, contaminantes, leis e etç.
Público alvo: engenheiros, supervisores de mina e técnicos em segurança
do trabalho
Carga horária: duas horas aproximadamente
3
CONSIDERAÇÕES GERAIS
4
Considerações gerais
Ventilar uma mina tem como objetivo assegurar em todos os lugares de trabalho
uma circulação natural ou artificial de ar em quantidades suficiente para manter
as condições necessárias de higiene.
5
A ventilação é necessária para:
Considerações gerais
• Permitir a manutenção do oxigênio para os operários.
• Suprimir os gases tóxicos produzidos pela detonação de explosivos
• Evitar formação de misturas explosivas Gás-Ar
• Eliminar concentração nociva de pó em suspensão
• Reduzir a temperatura em lugares quentes
• Diluir gases formados pelos equipamentos com motores à diesel
6
Composição do ar normal (puro, sêco):
% em volume
Oxigênio 20.93
CO2 0.03
Nitrogênio 78.10
Argônio 0.94
Total 100.00
Estas percentagens serão reduzidas com a presença de vapor d’água
no ar, o qual pode chegar a um valor máximo de 4%.
O ar atmosférico ao passar em uma mina, sofre alterações na quantidade dos
seus elementos:
O2 diminui aumentando CO2 e o nitrogênio e agregar vapor d'água + gases e
pós.
Considerações gerais
7
Contaminantes da atmosfera de Mina
1- Contaminantes gasosos:
Gases e Vapores
2- Partículas líquidas contaminantes:
Névoas
3- Partículas sólidas contaminantes:
Poeira - partículas sólidas orgânicas ou minerais;
Fuligens - vapores sólidos condensados;
Fumaças - de material carbonoso;
Organismos - vírus, bactérias, pólen.
Comumente os contaminantes mais frequentes nas minas são: gases,
poeiras, fumaças, excesso de umidade, radiação, etc..
Considerações gerais
8
Causas da contaminação da atmosfera de Mina
Temperatura;
Aumento da umidade relativa;
Emanações gasosas;
Alterações minerais;
Consumo de oxigênio (homens, lâmpadas, motores a combustão)
Radioatividade (minerais radioativos);
Poeiras produzidas com a operação da Mina;
Organismos: pólen, fungos, bactérias, etc.
Considerações gerais
9
Controle de fogos e explosões: Normalmente a prevenção de fogo e explosão são
tratados em separados na ventilação. A maioria dos desastres em minas subterrâneas
devido a fogo e explosões, poderiam ser diminuídos se tivesse um bom controle de
ventilação.
Controle de temperatura: A Temperatura é um problema em diversas minas e ela
deve ser mantida a um nível que permita o bom rendimento dos trabalhadores. Este
procedimento gera bons resultados e o rendimento no trabalho. A ventilação permite
este controle.
Controle da umidade: Tem grande relação com o bem estar do trabalhador, e
influência na temperatura adequada aos trabalhadores e no rendimento do trabalho.
Considerações gerais
Características de um bom sistema de ventilação
10
Características de um bom sistema de ventilação
Redução do nível de poeiras: Pela expulsão ou diluição.
Remoção de gases indesejáveis: Pela expulsão e diluição de onde eles forem
produzidos quer de detonação de explosivos, combustão, equipamentos
motorizados ou da respiração humana, etc..
Melhorar a salubridade e segurança: A atmosfera ideal não se consegue, mas,
consegue-se atmosferas satisfatórias. Coincidentemente o nível de acidentes e o
trabalho melhoram nas minas que tem sistemas de ventilação mais aperfeiçoados.
Considerações gerais
11
CONCEITOS DE VENTILAÇÃO EM GERAL
12
Gestão de ventilação
Controle dos processos que constitui o planejamento de ventilação, circuito de
ventilação e operação de infraestrutura a fim de garantir qualidade e quantidade
de ar necessário as condições ótimas de trabalho, prevenção de catástrofes e
explosões.
Conceitos de ventilação em geral
13
Ventilação natural e mecânica;
Ventilação Natural
Produzida por diferença de nível e por temperatura.
Conceitos de ventilação em geral
14
É provocada pela a diferença da pressão estática entre dois pontos em subsolo
Ventilação natural e mecânica;
Ventilação Mecânica
Conceitos de ventilação em geral
15
Conceitos de ventilação em geral
com tipo
controla
circuitos
uma cor
provoca
Sistema de ventilação
a) Sistema de ventilação
principal ou primária;
b) Sistema por distrito;
c) Sistema auxiliar ou
secundário;
16
Conceitos de ventilação em geral
Circuito de ventilação
é o percurso realizado pela corrente
de ar. Os circuitos de ventilação são como
circuitos elétricos, por isso se utilizam as
leis de Kirchhoff, equação de Atkinson e a
Lei de Ohm para os cálculos de
resistência, pressões e energia
consumida.
17
Circuito de ventilação
Circuito Principal
O circuito principal utiliza os ventiladores principais que irão forçar o ar através do
circuito de ventilação
Este circuito é formado por galerias de entrada de ar, galerias de retorno de ar
viciado e os tapumes, paredes, porta, pontes e reguladores que completam o
sistema. A corrente de ar é movimentada por uma força estática ou dinâmica
originária de uma estação principal de ventilação.
Conceitos de ventilação em geral
18
Circuito de ventilação
Função do Circuito Principal
Conduzir o ar novo até as frentes mais distantes na quantidade suficiente
para atender as necessidades.
Retirar o ar viciado e pó das frentes de lavra, retornando pela galerias de
reconhecimento e saindo pelo poço de saída de ar..
Quanto maior for a resistência ao deslocamento do ar, menor será a
quantidade de ar impulsionada pelo ventilador até a frente de trabalho;
Conceitos de ventilação em geral
19
Circuito de ventilação
Circuito secundário
O circuito secundário é composto pelas plantas de refrigeração, ventiladores
secundários, dutos e exaustores que transportam o ar nas frentes de
trabalho.
Conceitos de ventilação em geral
20
Circuito de ventilação
Função do Circuito Secundário
1 - conduzir através de dutos o ar puro e refrigerado pelas plantas até as
frentes de trabalho para respiração do homem, diluição dos gases e
diminuição da temperatura;
2 - exaustão do pó nas frentes de lavra.
Conceitos de ventilação em geral
21
Corrente de ar
Principal – corrente de ar na qual seu movimento é mantido por força realizada por uma estação
principal de ventilação.
Conceitos de ventilação em geral
22
Corrente de ar
Secundária – corrente de ar na qual o movimento é realizado por um exaustor auxiliar, localizado em
uma corrente principal de ventilação.
Conceitos de ventilação em geral
23
Elementos primários do sistema de ventilação
Os elementos do sistema de ventilação são divisores e controladores de
fluxo de ar e ventiladores, responsáveis por fluir o ar e direciona-lo para as
frentes de serviços.
E são assim classificados
Dispositivos de bloqueio:
* Dispositivos usados nos cruzamentos: alvenarias, portas e tapumes associados
a dutos, desvios e portas duplas, montagens especiais;
* Dispositivo de distribuição de ar nas frentes de galerias em avanço tipo fundo
de saco: alvenarias e tapumes guias, alvenarias e dutos guias, ventiladores
auxiliares.
Conceitos de ventilação em geral
24
Dispositivos de distribuição de ar
Dispositivos de bloqueio:
* Definitivo : tapumes, barreiras, alvenarias
(sem vazamento),selos;
* Temporário: portas, portinholas, janelas;
* De bloqueio de ar com circulação de homens ou máquinas: portas giratórias,
portas duplas articuladas e montagens especiais;
* Bloqueio com desvio ou regulagem de corrente de ar: portas tapumes ou
alvenarias e paredes associadas a tapumes, paredes ou dutos guias e selos.
Conceitos de ventilação em geral
25
Dispositivos de Segurança:
* De bloqueio de incêndio: portas isolantes, diques estanques;
* De proteção contra explosão: diques portas de segurança.
Dispositivos de distribuição de ar
Conceitos de ventilação em geral
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Dispositivos de Controle de Fluxo:
A distribuição das correntes de ar necessária a cada ramal é feita
principalmente usando-se a variação da resistência ao fluxo no ramal que permite
regular a vazão. Existem alguns dispositivos que permitem regular este fluxo como se
apresenta a seguir:
* Barramento de seção regulável;
* Portas com janelas de seção regulável;
* Janelas de seção regulável;
* Barreiras de correias penduradas;
* Tubulações e ventiladores auxiliares;
* Alvenarias e tapumes de bloqueio parcial.
Dispositivos de distribuição de ar
Conceitos de ventilação em geral
27
Elementos primários do sistema de ventilação
Conceitos de ventilação em geral
28
Vazão, velocidade, resistência e pressão
Vazão
- É o parâmetro principal de ventilação.
- O controle de vazão serve para:
Verificar se as necessidades de ar e limites de velocidade estão sendo atendidos;
Localizar fugas no circuito de ventilação;
Verificar o ponto de operação dos ventiladores da mina (principal e auxiliares).
Q = v · A (m3/s ou m3/min)
v = velocidade do fluxo de ar;
A = área da seção transversal da
galeria.
volume de um fluido qualquer (ar, etç) movimentado através de uma seção
qualquer (galerias/dutos) / unidade de tempo.
Conceitos de ventilação em geral
29
Velocidade
É a distancia percorrida por um ponto material na unidade de tempo.
V = Q
A
Q = Vazão
A = área da seção transversal da galeria.
A velocidade do ar no interior da mina deve ter velocidades entre 0,2 a 8,0 m/s. No caso de minas de
carvão a velocidade máxima do ar deve ser inferior a 5,0 m/s
Vazão, velocidade, resistência e pressão
Conceitos de ventilação em geral
30
- Conhecendo a resistência de cada trecho, podemos:
Calcular a pressão do trecho
Dimensionar ventilador e rede de duto adequado
Resistência
É a resistência (carga) da via ao fluxo de ar representada pela equação abaixo.
Sua unidade é Kg/m7
_k P L_
A3
No sistema internacional de unidades (S.I.), tem-se:
k , fator de atrito, dado em Ns2m-4;
P, perímetro da galeria, dado em m;
L, comprimento da galeria, dado em m;
A, área de seção da galeria, dada em m2;
Vazão, velocidade, resistência e pressão
Conceitos de ventilação em geral
31
Pressão
A potência requerida para uma dada vazão de ar seja deslocada através de uma resistência é dada pelo produto de ambas,
e usando:
Hf = _k P L_ Q²
A3
No sistema internacional de unidades (S.I.), tem-se:
Hf em Pa (N/m2)
k , fator de atrito, dado em Ns2m-4;
P, perímetro da galeria, dado em m;
L, comprimento da galeria, dado em m;
A, área de seção da galeria, dada em m2;
Q, vazão de ar, dada em m3/s.
Vazão, velocidade, resistência e pressão
Conceitos de ventilação em geral
32
Fugas e/ou vazamentos, recirculo;
Recirculo
Na ventilação principal é uma fuga, diminui a quantidade de entrada de ar limpo na mina, elevando a temperatura e
aumentando o tempo de aeração dos gases e também o tempo de reentrada na mina.
Na ventilação secundária não é uma fuga, diminui ou até exclui a entrada de ar limpo na frente de trabalho, elevando
cada vez mais a temperatura e até mesmo não permitindo a saída dos gases, pois não há renovação do ar.
Vazamentos
Perda de ar das galerias de down cast para para as galerias de up cast. Os vazamentos são não conformidades, pois
diminuir a quantidade de ar destinadas aos níveis mais abaixo do vazamento.
Fugas
Perda de ar das galerias de up cast para para as galerias de down cast. As fugas são não conformidades, pois diminuir
a quantidade de ar limpo destinadas aos níveis mais profundos. Quando há fuga, há recirculo.
Conceitos de ventilação em geral
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Tipos de ventilação secundária
Em função da forma como é movido o ar:
Ventilação aspirante/exaustora: pressão estática;
Na ventilação por exaustão, um ventilador retira o ar que penetra no recinto
por meio de aberturas. Há uma pressão negativa no recinto em relação ao
ar exterior, por isso o ar viciado é retirado.
Conceitos de ventilação em geral
34
Tipos de ventilação secundária
Em função da forma como é movido o ar:
Ventilação soprante/insuflamento: pressão dinâmica;
Nesse sistema um ventilador lança o ar no recinto que fica com pressão
maior que o exterior. Desse modo o ar viciado é retirado do ambiente por
meio de uma abertura.
Conceitos de ventilação em geral
35
Tipos de ventilação secundária
Em função da forma como é movido o ar:
Ventilação de superposição: combinado soprante + aspirante.
Há ao mesmo tempo um ventilador que insufla o ar no recinto e outro que
retira o ar viciado, devendo ficar em extremidades opostas para evitar o
curto circuito de ar e melhorar a diluição.
Conceitos de ventilação em geral
36
Up cast e Down Cast
Conceitos de ventilação em geral
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Fluxos
É um fluído, no caso da ventilação de mina o fluído é o ar mais particulados
Conceitos de ventilação em geral
38
Leis elementares para fluxo de ar.
O ar flui de um ponto para outro devido a diferença de pressão entre estes dois pontos;
O ar flui do ponto de mais alta pressão, para o de baixa pressão;
Quanto mais alta for a diferença de pressão entre dois pontos, maior a quantidade de ar irá fluir do ponto de mais alta pressão
para o de mais baixa pressão;
Se a pressão diferencial entre dois pontos é a mesma e a resistência do ar entre os mesmos dois pontos aumentar, a
quantidade do ar que flui entre os pontos irá diminuir e vice versa;
A
-1200 Pa
B
100 Pa
C
-300 Pa
D
-1500 Pa
Fluxos
Conceitos de ventilação em geral
39
LEGISLAÇÃO
40
Legislação
As principais legislações que fazem referência quanto à ventilação de minas subterrâneas
é o Código de Mineração e a sua regulamentação, a Norma Regulamentadora NR-22 e as
Normas Reguladoras de Mineração, NRM. A seguir vai ser comentada alguma referência
que os diversos itens falam sobre a ventilação, sem se preocupar em reproduzir o texto
original.
Artigo 39 Código de Mineração
O Plano de Aproveitamento Econômico, PAE deverá constar o projeto e anteprojeto do
sistema de ventilação.
Artigo 59 Código de Mineração
As áreas utilizadas para abertura de condutos de ventilação podem ser consideradas
como área de servidão.
41
NRM 01 - Normas Gerais
As minas subterrâneas devem possuir um responsável técnico pela ventilação e possuir um
Programa de Gerenciamento de Riscos, PGR, que contemple questões de ventilação
NRM 04 - Aberturas subterrâneas
As minas devem possuir acervos de mapas, fluxogramas, plantas ou desenhos dos tapumes, portas
e viadutos do sistema de ventilação.
Para abertura de poços, planos inclinados, rampas e galerias deve-se elaborar projetos
dimensionando e especificando a ventilação durante as etapas de desenvolvimento.
É permitida a escavação de galerias ou aberturas nos pilares de segurança para funções de
ventilação e outros, desde que não seja comprometida a segurança do pilar e com suas respectivas
finalidades
Legislação
42
NRM 05 – Sistemas de suporte e tratamento
A norma especifica que inspeções devem ser realizadas, no mínimo, com a seguinte freqüência:
a) Diariamente, nas frentes de lavra, em salões e câmaras com presença de
trabalhadores e em galerias principais e secundárias que servem para o transporte,
o trânsito de pessoas ou fluxo de ventilação de adução;
b) Semanalmente, em poços que servem permanentemente para o transporte de
minério e materiais, trânsito de pessoas ou fluxo de ventilação de adução;
c) Mensalmente, em galerias que servem somente para o retorno da ventilação; e
d) Trimestralmente, em escavações temporariamente interditadas.
Legislação
43
NRM 08 – Prevenção contra incêndio, explosões, gases e inundações
Os responsáveis pela ventilação devem ser imediatamente avisado sempre
que ocorrer casos de incêndios para supervisionarem as medidas de
combate.
Todo sistema de ventilação deve ser regido de procedimentos ou dispositivos que:
a) Impeçam que os gases de combustão provenientes de incêndio na
superfície penetrem no seu interior;
b) Possibilitem que os gases de combustão ou outros gases tóxicos gerados
em seu interior em virtude de incêndio não sejam carreados para as
frentes de trabalho ou sejam adequadamente diluídos
Legislação
44
NRM 10 – Sistemas de comunicação
A estação Principal de Ventilação deve estar interligada ao outros setores da
mina através de rede telefônica ou outros meios de comunicação
NRM 14 – Máquinas, equipamentos e ferramentas
Qualquer motor de combustão interna a óleo diesel só pode ser utilizado se
existir um sistema eficaz de ventilação nos locais onde vai entrar em
funcionamento.
Legislação
45
NRM 15 – Instalações
As instalações de soldagem e as instalações elétricas (painéis, transformadores,
controles) devem possuir sistema de ventilação adequado, onde os extintores
de incêndio estejam situados a montante do fluxo de ar.
As estações de carregamento de bateria no subsolo devem estar sujeitas a
ventilação de ar fresco, observando que deve este passar primeiro pelos
transformadores e depois pelas baterias, e depois saindo diretamente no
sistema de retorno da ventilação.
Legislação
46
NRM 16 – Operações com explosivos e acessórios
O blaster deve certificar-se sobre o funcionamento adequado do sistema de ventilação nas frentes em
desenvolvimento e antes do carregamento dos furos.
Os paióis de explosivos ou acessórios no subsolo não devem estar localizados junto a galerias de
acesso de pessoal e de ventilação principal da mina. Deve possuir uma ventilação sem umidade
excessiva, temperatura adequada e que minimize o arraste de gases para as frentes de trabalho
em caso de acidente.
O acesso de pessoas às frentes detonadas só é permitido com a autorização do responsável pela área
após a completa dissipação dos gases e poeiras, observando-se o tempo mínimo determinado
pelo projeto de ventilação e plano de fogo.
Legislação
47
NRM 22 – Proteção ao trabalhador
Nas minas deve ser implementado e mantido um Plano de Emergência
contendo normas e procedimentos especiais para operações como no
caso de paralisação do fornecimento de energia para o sistema de
ventilação.
Treinamentos específicos e reciclagem periódicas devem ser oferecidos aos
trabalhadores abordando princípios de ventilação.
Legislação
48
Dentro das Normas Reguladoras da Mineração (NRM) existe um item que trata especificamente da ventilação. O
item NRM 06 intitulado de Ventilação, detalha e especifica com maior rigor como devem ser os parâmetros
para um sistema de ventilação adequado.
NRM 06 – Ventilação
Divididos em assunto a NRM 06 apresenta os seguintes tópicos:
generalidades, qualidade e quantidade de ar, velocidade do ar, portas,
viadutos e tapumes, instalação de sistema de ventilação, ventilação
auxiliar e controle da ventilação.
Legislação
49
NR-22 - Segurança e Saúde Ocupacional na Mineração
NR-22.24 Ventilação em Atividades Subterrâneas
É a principal legislação referente a ventilação que tem como complemento a NRM-06
O cumprimento das necessidades de ar definidas na NR-22 não significa que teores de gases poluentes não
possam exceder os limites recomendados.
......LeisNR22.24.doc
NR-15 Atividades e Operações Insalubres
Estabelece limites de tolerância para exposições aos: ruídos, gases, calor, radiações ionizantes, trabalhos
sob condições hiperbáricas e agentes químicos e biológicos. Todas as atividades que excedam os
limites de tolerância é considerado insalubre.
Legislação
50
CONTAMINANTES
51
Gases e Vapores
Os gases são substâncias fluídas que estão presentes em grande
quantidade na natureza.
Os gases são classificados como:
Asfixiantes simples
Asfixiantes químicos
Generalidades
52
Asfixiante simples
São gases fisiologicamente inertes, cujo perigo está ligado à sua alta concentração,
pela redução da proporção de oxigênio presente no ambiente. São substâncias
químicas que têm a propriedade comum de deslocar o oxigênio do ar e provocar
asfixia pela diminuição da concentração do oxigênio no ar inspirado, sem
apresentarem outra característica em nível de toxicidade.
Exemplos de substâncias químicas com efeitos asfixiantes simples: etano,
metano, gás carbônico (CO2), acetileno, nitrogênio, hidrogênio, etc.
Gases e Vapores
Generalidades
53
Asfixiantes Químicos
São substâncias que produzem asfixia mesmo quando presentes em
pequenas concentrações, porque interferem no transporte do oxigênio
pelos tecidos. São substâncias que produzem anóxia tissular (baixa
oxigenação dos tecidos), interferindo no aproveitamento de oxigênio pelas
células.
Exemplo de gás com efeito de asfixiante químico: monóxido de
carbono (CO).
Gases e Vapores
Generalidades
54
Na prática da ventilação de minas, não existe a perspectiva de se alcançar uma
pureza total do ar, mas sim de atingir-se um grau de pureza, com base na
concentração dos contaminantes no ar, que não ofereça riscos à saúde do
trabalhador.
- Quais gases devemos medir ?
Isso depende do tipo de mina, minério de interesse e equipamentos
utilizados na lavra.
Gases e Vapores
Generalidades
55
Contaminantes que ocorrem frequentemente:
Nome Símbolo Gr. esp.
Kg/m3
Encontrado
D ióxido
carbono
CO2 1,5 Oxidação, detonação, diesel,
fogo.
Monóxido
Carbono
CO 0,97 Detonação, diesel, fogo.
Nitrosos NO
NO2
1,04
1,60
Detonação, diesel, solda,
explosão
M etano CH4 0,55 Fisuras
Hidrogênio H2 0,07 Baterias, fisuras com metano
Gás
sulfídrico
H2S 1,2 Fisuras, H2O parada.
Gases e Vapores
Generalidades
56
Contaminantes que ocorrem frequentemente:
Nome Símbolo Gr. esp.
Kg/m3
Encontrado
Aldeidos HCHO 1,04 Exaustão diesel
Amônia NH3 0,60 Plantas refrigeração, explosões
Acetileno C2H2 0,93 Solda
Freon 11
Freon 12
CCl3F
CCl2F2
4,8
4,2
Plantas de refrigeração
Oxigênio O2 1,1 Ar normal
Nitrogênio N2 0,97 Ar normal
Gases e Vapores
Generalidades
57
Recomendações da NR 15 e NR 22 ...
Segundo a Norma Regulamentadora do Ministério do Trabalho, NR-15 (NR-15,
115.015-4/I4), a concentração de um gás asfixiante simples no ambiente de
trabalho, para absorção por via respiratória, não pode ultrapassar o limite de
tolerância (LT), na média aritmética de um conjunto de amostragens. A norma NR-
15 estabelece também (conf. o ítem 4, ANEXO 11) que, para alguns gases, deve
ser respeitado um VALOR DE TETO, nos quais os limites de tolerância não podem
ser ultrapassados em nenhum momento da jornada de trabalho.
Gases e Vapores
Generalidades
58
De acordo com a NR-15
Entende-se por "Limite de Tolerância", a concentração ou intensidade máxima
ou mínima, relacionada com a natureza e o tempo de exposição ao agente,
que não causará dano à saúde do trabalhador, durante a sua vida laboral.
Gases e Vapores
Generalidades
59
NH3 (Amônia)
Gás incolor de odor pungente e irritante
No Brasil, a Norma Regulamentadora do Ministério do Trabalho, NR 15, estabelece
como limite de exposição para 48 horas semanais o valor de 20 ppm ou 14 mg/m3.
A exposição aguda à amônia produz lesão tissular. É muito solúvel em água e,
portanto, atua na mucosa umedecida das vias aéreas superiores e nos olhos.
Gases e Vapores
Limites de tolerância (LT)
60
CO monóxido de carbono
Sem cor, odor e sabor, a periculosidade é diretamente proporcional ao tempo de exposição.
O limite de tolerância para até 48 horas semanais de exposição segundo a NR-15 é 39 ppm
(43 mg/m3), ou 0,0039% em volume. A Tabela abaixo apresenta os níveis de
contaminação em ppm, com os respectivos sintomas.
ppm Sintoma
50 Riscos para a saúde em trabalhos que exijam muito esforço
50 - 100 Dores leves de cabeça, dificuldades de respirar após duas horas de exposição
100 a 200 Dores de cabeça, dificuldades de respiração, vertigem, diminuição da capacidade visual e vômitos
500 a 1000 Risco de vida após uma hora de exposição
1000 a 10000 Risco de vida após 3 a 5 minutos
Gases e Vapores
Limites de tolerância (LT)
61
CO2
Sem cor, sem odor, com sabor ácido
A principal fonte de CO2 nas minas é o uso de explosivos; o limite tolerável no Brasil
segundo a NR-15 é 0,39% em volume ou 3900 ppm. A Tabela abaixo mostra as faixas de
contaminação em volume com os respectivos sintomas.
% Sintoma
1% Respiração mais rápida sem prejuízo para a saúde, exposição rápida
2% Respiração duplicada, cansaço rápido
5% Respiração triplicada e dificultada
6% Sensação de falta de ar (apnéia), enfraquecimento
10% Risco de desmaio
20% Risco de vida após poucos minutos
Gases e Vapores
Limites de tolerância (LT)
62
NO2
Inodoro, incolor, insípido, é asfixiante.
No Brasil o limite de tolerância é de 4 ppm ou 0,0004% em volume. A tabela abaixo
resume os níveis de contaminação com os respectivos sintomas.
Teor (ppm) Sintomas
2.8 a 5 Sem irritações nas vias respiratórias, alterações no sangue
5 a 10 possíveis doenças pulmonares
10 a 20 Irritação nas vias respiratórias, desaparecimento dos sintomas após adaptação
20 a 30 Aumento do teor de hemoglobina
30 a 35 Longo período de adaptação mas com todos os riscos descritos anteriormente
35 a 54 Irritação forte nas vias respiratórias com tosse, início da intoxicação
55 a 120 Após 3 a 5 minutos, angústia no peito
120 a 200 Risco de vida após uma hora de exposição
200 a 300 Morte
Gases e Vapores
Limites de tolerância (LT)
63
OXIGÊNIO
É um gás que não tem cor, sabor ou cheiro, com densidade de 1,10 em relação ao
ar. A NR-22 considera o teor mínimo, que deve estar presente em volume no
ambiente de trabalho, como sendo 19%. É considerado risco grave e iminente
os valores abaixo deste patamar. Pode-se trabalhar em concentrações abaixo
dos 19%, porém correndo riscos à saúde, pois o sangue não absorve
plenamente o oxigênio, afetando o sistema nervoso central. Abaixo de 10%
existe risco de vida.
Gases e Vapores
Limites de tolerância (LT)
64
NO, NO2
Odor penetrante, cor amarronzada.
LT = 4 PPM ou 0,0004%
0,006% irritação da garganta;
0,010% tosse;
0,010 - 0,015% perigoso para pequenas exposições;
0,020 - 0,070% fatal.
Não é Explosivo. É Tóxico
Efeito após vários dias e horas = Morte repentinamente
Gases e Vapores
Limites de tolerância (LT)
65
H2S (Sulfeto de hidrogênio )
Sem cor, gosto açucarado e odor pobre.
LT= 8 PPM
0,05% = 500 PPM envenenamento em 30’
0,010% = 1000 PPM morte rápida
Venenoso - irritação mucosa, olhos e vias respiratórias. Ataca sistema
nervoso.
Seu odor torna-se fator para alarme.
Gases e Vapores
Limites de tolerância (LT)
66
Gás Grav. esp. em relação ao
ar
LTV
O2 1,11 19 % = 0,019 PPM
N2 0,97
CO2 1,56 0,39% = 3900 PPM
CO 0,97 0,0039% = 39 PPM
NO + NO2 1,58 0,0004% = 4 PPM
H2S 1,19 0,008% = 8 PPM
CH4 0,554 < 1%
Gases e Vapores
Limites de tolerância (LT)
67
- Planejamento de ventilação da mina
- Quantidade de vazão necessário nas frentes de trabalhos
- Não reaproveitar o ar
- Automação dos ventiladores principais
- Arranjo da ventilação secundária dimensionado corretamente e com seus dutos no melhor
estado possível.
- Otimização do Plano de fogo
- Manutenções preventivas da frota diesel (qualidade do diesel, regulagem de motores e
catalisadores)
- Otimizações de frotas diesel dentro da mina
- Orientações ao pessoal de transporte
- Monitoramentos como: Testes da fumaça preta, medições de gases, temperatura e vazões
em frentes de trabalhos; inspeções física do circuito de ventilação, caudal.
Gases e Vapores
Controles
68
Fatores que influem nas trocas
térmicas
Temperatura do ar
Umidade relativa do ar
Velocidade do ar
Calor radiante
Tipo de atividade física
A combinação destes fatores determina os índices de
conforto térmico ou de sobrecarga térmica para cada local e
tipo de trabalho.
Calor
69
Fatores que influem nas trocas
térmicas
A- Temperatura do ar
Temperatura do ar maior que a temperatura da pele, o
organismo ganha calor por condução-convecção.
Temperatura do ar menor que a temperatura da pele, o
organismo perde calor pelo mesmo mecanismo.
A quantidade de calor ganha ou perdida é diretamente
proporcional à defasagem existente entre as temperaturas.
70
Fatores que influem nas trocas
térmicas
B- Umidade relativa do ar
Quanto maior é a umidade do ar, menor a perda por
evaporação.
Teoricamente, o organismo humano pode perder 600
kcal/hora de suor pela evaporação; esta razão pode ser diminuída em
função da umidade relativa do ar.
Umidade Relativa 100%  dificulta a evaporação do suor para o
meio. Perda de calor bastante reduzida.
Umidade Relativa 0%  condição para organismo perder 600
kcal/hora para o ambiente.
71
Fatores que influem nas trocas
térmicas
C- Velocidade do ar
Pode ter uma ação positiva ou negativa, dependendo da
temperatura do ar.
Temperatura do ar menor que temperatura do corpo, o aumento
da velocidade do ar implica em maior perda de calor do corpo para o
meio.
Temperatura do ar maior que a temperatura do corpo, este
ganhará mais calor com o aumento da velocidade do ar.
72
Fatores que influem nas trocas
térmicas
D- Calor Radiante
Ganho de calor pelo mecanismo de radiação, quando encontra-se presença
de fontes apreciáveis de calor radiante (radiação infra-vermelha).
Caso tais fontes de calor radiante forem controladas, o organismo humano
poderá perder calor pelo mecanismo da radiação.
73
Fatores que influem nas trocas
térmicas
E- Tipo de Atividade
Quanto mais intensa for a atividade física exercida pelo indivíduo,
maior será o calor produzido pelo metabolismo.
Para indivíduos que trabalham em ambientes quentes, o calor
decorrente da atividade física constituirá parte do calor total ganho pelo
organismo, e portanto, deve ser considerado.
74
Fontes de calor nas minas
35% = Calor flui das rochas
20% = Auto compressão do ar
15% = Máquinas
10% = Homens
10% = Oxidação de materiais
8% = Explosivos
2% = Tubos, lâmpadas e cabos elétricos
Generalidades
Calor
75
Fontes de calor nas minas
35% = CALOR FLUI DAS ROCHAS
O fluxo de calor a partir das rochas é muitas vezes o componente mais
importante no aumento da temperatura no local de trabalho.
Há uma dependência com a profundidade (aumenta a profundidade 
aumenta a temperatura da rocha).
Generalidades
Calor
76
20% = AUTO COMPRESSÃO
Quando o ar é comprimido ele tende a esquentar, ganhar calor.
O ar desce no SHAFT através de compressão do ar, ganha calor.
Fontes de calor nas minas
Generalidades
Calor
77
15% = MÁQUINAS
Equipamento não é 100% eficiente, parte da energia é convertida em
calor.
Equipamento com 70% rendimento, 30% convertido em calor.
Equipamentos tendem a ficar no retorno do ar.
Fontes de calor nas minas
Generalidades
Calor
78
A medida em que há aumento do calor ambiental, ocorre uma reação do
organismo humano no sentido de promover um aumento da perda de calor.
Inicialmente ocorrem reações fisiológicas para promover a perda de calor,
que provocam outras alterações que somadas resultam num distúrbio
fisiológico.
Mecanismos de defesa do organismo:
- Vaso dilatação periférica
- Sudorese
Efeitos do Calor
Generalidades
Calor
79
Doenças provocadas pela exposição ao calor intenso:
a- Desidratação
Estágio inicial, reduz o volume de sangue e promove a exaustão pelo calor.
Casos extremos produz distúrbios na função celular, provocando até a deteriorização do organismo.
Ineficiência muscular, redução da secreção ( glândulas salivares ), perda apetite, dificuldade de engolir.
Uremia temporária, febre e morte ainda podem ocorrer.
b- Caimbras
Espasmos musculares, seguido de redução do cloreto de sódio no sangue.
A alta perda de cloreto é facilitada pela intensa Sudorese e falta de aclimatação.
Efeitos do Calor
Generalidades
Calor
80
Doenças provocadas pela exposição ao calor intenso:
c- Catarata
Doença irreversível causada por exposições prolongadas durante vários anos à
radiação infra-vermelha intensa (calor radiante), e cujo tratamento requer cirurgia.
d- Intermação
Distúrbio circulatório resultante da impossibilidade de compensação a solicitação
excessiva a que fica submetido.
Os sintomas variam desde a dor de cabeça, tontura, mal estar, fraqueza, etc...
Efeitos do Calor
Generalidades
Calor
81
Redução do calor úmido da rocha:
Selando fissuras na rocha
Bombeamento
Remoção de equipamentos:
Estudo lay out da mina
Isolamento dos componentes
Diluição da ventilação:
Redução de vazamentos (portas etc.)
Bom controle de ar (projeto satisfatório)
Instalação de ventiladores
Desenvolvimento paralelo
Redução de resistências internas
Medidas de controle para as trocas
térmicas:
82
Medidas de controle para as trocas
térmicas:
A- Relativas ao ambiente
Finalidade: diminuir a quantidade de calor que o organismo produz ou recebe, aumentando
a possibilidade de dissipá-lo.
MEDIDAS DE CONTROLE:
Insuflação de ar fresco no local (uso de ar com temperatura reduzida);
Maior circulação do ar no local (maior velocidade do ar);
Eliminação de fugas (perdas) de ar;
Exaustão dos vapores d’água do processo (redução da umidade do ambiente);
Selar a percolação de água a partir do maciço;
Automatização do processo (redução do calor produzido pelo
metabolismo).
83
Medidas de controle.
B- relativas ao PESSOAL
Finalidade: diminuir a sobrecarga térmica.
Medidas de controle
Exames médicos: seleção do grupo ideal que reúne condições para
executar a tarefa
Aclimatação:adaptação lenta e progressiva do indivíduo em local quente
Limitação do tempo de exposição: períodos de trabalho alternados com
período de descanso, visando reduzir a sobrecarga térmica
84
Medidas de controle
MEDIDAS DE CONTROLE RELATIVAS AO pessoal(cont.)
Ingestão de água e sal: para compensar a perda pelo suor
Epi’s :roupas especiais de tecido leve e cor clara. Em alguns casos
com sistema de ventilação acoplado
Educação e treinamento : prática correta de suas tarefas, evitando
esforços físicos desnecessários, e uso epi’s.
85
Tipo de atividade
Regime de trabalho
descanso no próprio local de
trabalho (P/hora) Leve Moderada Pesada
Trabalho contínuo Até 30,0 Até 26,7 Até 25,0
45 min. Trabalho
15 min. Descanso
30,1 à 30,6 26,8 à 28,0 25,1 à 25,9
30 min. Trabalho
30 min. Descanso
30,7 à 31,4 28,1 à 29,4 26,0 à 27,9
15 min. Trabalho
45 min. Descanso
31,5 à 32,2 29,5 à 31,1 28,0 à 30,0
Não é permitido o trabalho,
sem adoção de medidas
adequadas de controle
Acima de
32,2
Acima de
31,1
ACima de
30,0
Limites de tolerância (LTV)
Calor
86
-Consistem de partículas sólidas suspensas em um gás e sua presença em mina
subterrânea representa um problema comum;
- São formadas em processos de fragmentação de rocha;
- O diâmetro das partículas de poeira pode variar de 1 a 100 μm, mas o intervalo
normalmente é de 1 a 20 μm;
Poeira
Generalidades
87
- Poeiras podem causar dano à saúde dos trabalhadores e apresentar explosividade;
- Um exemplo de doença causada pela exposição contínua a poeiras é a silicose
(pneumoconiose), que é originada pelo acúmulo, nos pulmões, de partículas contendo sílica;
- Poeiras em suspensão cujas partículas apresentam diâmetros menores que 5 μm são
denominadas “poeira respirável”;
Poeira
Generalidades
88
- Tipos de poeiras:
1. Fibrogênicas – sílica, minérios de berílio, minério de ferro, carvão, etc.
2. Carcinogênicas – asbestos, produtos de desintegração do radônio, sílica, dpm’s,
etc.
3. Tóxicas – minérios de chumbo, berílio, arsênico, mercúrio, minérios radioativos,
etc.
4. Radioativas – minérios de urânio, radio, tório, etc.
5. Explosivas – carvão, minérios de sulfetos, etc.
Poeira
Generalidades
89
- Explosividade de poeiras:
Consiste em uma combustão muito rápida da poeira. A iniciação pode ocorrer por
uma chama ou detonação (explosões de gás metano são iniciadores comuns de poeiras).
- Condições de explosividade do carvão:
1. Diâmetro de partícula abaixo de 850 μm;
2. Concentrações acima de 60 g/m3;
3. A explosividade diminui pelo aumento do % de cinzas.
Poeira
Generalidades
90
DPM – Diesel Particulate Matter
-material particulado de diesel é parte da complexa mistura formada na exaustão do combustível
consumido por veículos, máquinas e equipamentos movidos a óleo diesel.
-características: na exaustão do diesel encontram-se gases e partículas resultantes da combustão
incompleta do diesel. O particulado em geral apresenta diâmetro menor que 1µm, com o carbono
como componente primário, além de outros compostos adsorvidos (benzeno, hidrocarb. aromáticos,
sulfatos, nitratos, ...)
As emissões podem causar irritações nos olhos, nariz, garganta, pulmões. Há consideráveis
evidências que estas emissões de diesel são cancerígenas.
Poeira
Generalidades
91
As normas regulamentares do ministério do trabalho (NR-15) fixam as concentrações
máximas toleradas no ambiente de trabalho.
Limites máximos de concentração de sólidos no ar, conforme a nr-15, para o caso da
presença de sílica cristalizada (p.Ex. Em minas de carvão):
LT (limite de tolerância, dado em mg/m3) para poeira total (respirável + não-respirável) ...
LT = 24 / (%qz + 3)
Lt para poeira respirável ...
lt = 8 / (%qz +2)
Poeira
Limites de tolerância
92
As seguintes recomendações e medidas de prevenção de controle são
indicadas abaixo independentemente dos limites de tolerância terem
sido ultrapassados ou não de acordo com a NR15:
- substituição de perfuração a seco por processos úmidos;
- perfeita ventilação após detonações, antes de se reiniciarem os trabalhos;
- ventilação adequada, durante os trabalhos, em áreas confinadas;
- uso de equipamentos de proteção respiratória com filtros mecânicos para áreas
contaminadas;
Poeira
Controles
93
- uso de equipamentos de proteção respiratórios com linha de ar mandado, para
trabalhos, por pequenos períodos, em áreas altamente contaminadas;
- uso de máscaras autônomas para casos especiais e treinamentos específicos;
- rotatividade das atividades e turnos de trabalho para os perfuradores e outras
atividades penosas;
- controle da poeira em níveis abaixo dos permitidos.
- Lavagem do material desmontado
Poeira
Controles
94
VENTILADORES
95
Máquina de fluxo
Ventiladores são os equipamentos que fornecem a energia necessária ao ar
para que ele se mova no interior das galerias. Os ventiladores provocam
uma diferença de pressão no ambiente da mina; o ar move-se devido a esta
diferença de pressão.
O ventilador é o equipamento que fornece a energia necessária para
promover o fluxo do ar através do sistema, acelerando-o de modo que a
resistência do sistema seja vencida
Ventilador
Generalidades
96
Classificações dos ventiladores
Quanto a modalidade construtiva:
Ventilador
Generalidades
97
Axial:
Ar paralelo à direção do eixo;
Pitch ajustáveis para ângulos diferentes det. pontos de
pressão e vazão diferentes;
Podem possuir estágios;
Grandes vazões e baixas pressões;
Ruidosos;
Eficiência 70 a 80%
Ventilador
Generalidades
98
Centrífugo:
Ar perpendicular à direção do eixo;
Grandes vazões e altas pressões;
Eficiência 90%;
Não são tão ruidosos;
Tipos: pás para frente
pás para trás
pás radiais
Ventilador
Generalidades
99
Quanto ao nível de pressão:
Baixa Pressão < 200mmH2O
Média Pressão (200 – 800)mmH2O
Alta Pressão (800 – 2500)mmH2O
Muito Alta Pressão (Tc) (2500 – 10000)mmH2O
Tc-Turbocompressor
Ventilador
Generalidades
100
Associações de ventiladores
Associação em série: é utilizada quando não queremos alterar a vazão, mas
aumentar a pressão fornecida pelos ventiladores. Para cada vazão na
curva característica do ventilador, somam-se as pressões de cada
ventilador.
Associação em paralelo: é utilizada quando não queremos alterar a pressão,
mas aumentar a vazão fornecida pelos ventiladores. Para
Ventilador
Generalidades
101
Associações de ventiladores
Nas associações de ventiladores em série:
- podem ser usados ventiladores diferentes, mas o mais comum é usar-se ventiladores iguais;
- se um ventilador é muito mais potente que outro, ou a resistência do sistema é muito baixa,
o ventilador mais fraco não produzirá efeito, podendo até mesmo servir como uma resistência
adicional ao sistema.
Ventilador
Generalidades
102
Associações de ventiladores
As associação de ventiladores em paralelo:
- são mais indicadas quando a resistência do circuito é baixa; neste caso, os ganhos em vazão
são maiores;
- podem ser feitas com ventiladores diferentes, mas isto pode provocar “stalling” no ventilador
mais fraco.
Ventilador
Generalidades
103
Curva
Ventilador
Generalidades
104
Curva
Ventilador
Generalidades
105
É o ponto de equilíbrio entre a pressão fornecida pelo ventilador e as
perdas totais de pressão provocadas durante o escoamento do ar. O ponto
de operação define o regime de funcionamento do equipamento em termos
de pressão e vazão, quando conectado a uma galeria (ou conjunto de
galerias) de ventilação.
Para obter-se o ponto de operação, superpõe-se a curva da mina e a
curva característica do ventilador em um gráfico Q x p .
Ponto de operação
Ventilador
Generalidades
106
Ponto de
operação
Ponto de operação
Ventilador
Generalidades
107
MONITORAMENTOS
108
É o ato de observar em determinado período de tempo se as condições de um
objeto/equipamento ou ambiente está dentro dos padrões estabelecidos em leis ou
não.
O monitoramento somente verifica condições se é aceitável ou não aos padrões
que se espera dele.
Definição
Monitoramentos
Generalidades
109
Objetivos:
• Manter as condições de higiene e segurança dos trabalhadores (NR-15,
17 e 22).
• Manter registros (históricos) para comparações e estudos futuros.
O que devemos medir?
- Vazão
- Velocidade do ar
- Pressão
- Temperatura
- Umidade
- Contaminantes (gases e poeiras)
Monitoramentos
Generalidades
110
Caudal
É um tipo de monitoramento mensal usado para medir e avaliar se os padrões de ventilação
estão aceitáveis. O caudal é estabelecido na lei abaixo:
22.24.23 Devem ser executadas, mensalmente, medições para avaliação da velocidade,
vazão do ar, temperatura de bulbo seco e bulbo úmido contemplando, no mínimo, os
seguintes pontos:
a) caminhos de entrada da ventilação;
b) frentes de lavra e de desenvolvimento e
c) ventilador principal.
22.24.23.1 O resultados das medições devem ser anotados em registros próprios.
Tipos de monitoramentos de ventilação
Monitoramentos
Generalidades
111
Registro de caudal da VMVZ
Tipos de monitoramentos de ventilação
Monitoramentos
Generalidades
Caudal
112
Inspeções físicas do circuito de ventilação
É um tipo de inspeção mensal da ventilação com finalidade de vistoriar, observar ou fiscalizar as
condições físicas do circuito de ventilação.
Modelo de registro de inspeção física do circuito de ventilação VMVZ
Tipos de monitoramentos de ventilação
Monitoramentos
Generalidades
113
Inspeções de frentes de trabalhos
É um tipo de inspeção mensal da ventilação com finalidade de vistoriar, observar ou fiscalizar as
condições do ambiente de uma frente de trabalho.
Modelo de registro de inspeção física do circuito de ventilação VMVZ
Tipos de monitoramentos de ventilação
Monitoramentos
Generalidades
114
Teste da fumaça preta
É um tipo de monitoramento com finalidade de vistoriar, observar ou fiscalizar
as condições do equipamento.
Aqui ainda não realizamos o teste com equipamentos profissionais
Tipos de monitoramentos de ventilação
Monitoramentos
Generalidades
115
Equipamentos de medida:
Detectores de gases;
Metanômetros;
Oxímetros;
Coletores de poeira.
116
Práticas de ventilação inadequadas
117
Práticas de ventilação inadequadas
1.1 - Operacionais
1.2 - Administrativos
118
Práticas de ventilação inadequadas
Operacionais
• Portões de ventilação deixados abertos
• Ventiladores secundários e principais desligados
• Não checagem da ventilação nas frentes de trabalho
• Materiais de frentes de trabalho mal lavados
• Obstruções de vias da ventilação
• Má instalação dos panos de ventilação
• Operadores não desligam os seus equipamentos enquanto aguardam sua
vez.
• Muros, portões e outros dispositivos quebrados por falta de zelo da
operação
119
Práticas de ventilação inadequadas
Administrativo
• Vazamentos de água nas minas
• Material mal lavados
• Obstruções de vias da ventilação
• Excesso ou escassez de água nas pistas de rolamento
• Panos de ventilação com muitas avarias, desacoplados ou longe das
frentes
• Excesso de frota nas frentes de trabalho
• Vazão total abaixo da demanda necessária
• Poucos registros da historia da ventilação
• Fluxogramas e representações esquemáticas de ventilação
desatualizados
• Arranjos mal dimensionados
• Estrangulamentos da seção mínima das galerias de ventilação
120
Práticas de ventilação inadequadas
Administrativo
• Amorosidade nas adequações da ventilação
• Não inspeção das frentes de trabalhos continuamente
• Não inspeções físicas das vias principais de ventilação continuamente
• Poços ou chaminés desatualizados
• Painéis de lavras sem chaminés ou poços de ventilação
• Má manutenções de ventiladores
• Ventilação principal em série
• Ventilador incompatível para frente de trabalho
• Galerias com seções incompatíveis para instalações de atenuadores,
ventiladores e panos de ventilação.
• Inspeções físicas de dispositivos de ventilação não contínua
• Inexistência de preventivas dos ventiladores
121
Práticas de ventilação inadequadas
• Muros, portões e outros dispositivos em não conformidades
• Superdimensionamentos de planos de fogos
• Aumento de frota diesel, sem estudar o impacto na ventilação
• Aumento de frentes simultâneas não previstas nos estudos de ventilação
• Aumento de produção sem estudar o impacto na ventilação
• Mudança de métodos de lavra sem estudar o impacto na ventilação
• By pass nos métodos de lavra e desenvolvimento
• Equipamentos com emissão de gases acima do previstos em seu projeto.
Administrativo
122
PRINCIPAIS MOTIVOS DA PERDA DE EFICIÊNCIA DE UM VENTILADOR
1º - Perda de carga em tubos de ventilação:
* - Má instalação: Tubo de lona de ventilação instalado com dobras, curvas e obstruções . provoca o acréscimo do fator de atrito
e consequentemente da pressão de trabalho.
* - Tubos com muitos rasgos e furos aumentam a perda de ar devido a ação da pressão estática.
* - Quanto menor o diâmetro do tubo de ventilação, maior será a resistência do circuito,
e consequentemente será também maior a perda de carga e pressão do ventilador.
EXEMPLO:
Trabalho de um ventilador com vazão de 7 m3/seg e pressão de 200 mmca:
A - Instalado com um tubo de ventilação com d= 600 mm em excelentes condições de instalação:
Resultado: Alcance do ventilador = 120 metros
B - Instalado com a mesma tubulação de ventilação, mas com várias obstruções e má instalação.
Resultado: Alcance do ventilador = 40 metros
C - Instalado com um tubo de ventilação com d= 800 mm em excelentes condições de instalação:
Resultado: Alcance do ventilador = 504 metros
D - Instalado com a mesma tubulação de ventilação, mas com várias obstruções e má instalação.
Resultado: Alcance do ventilador = 165 metros
E - Instalado com um tubo de ventilação com d= 1000 mm em excelentes condições de instalação:
Resultado: Alcance do ventilador = 1550 metros
Práticas de ventilação inadequadas
123
Práticas de ventilação inadequadas
PRINCIPAIS MOTIVOS DA PERDA DE EFICIÊNCIA DE UM VENTILADOR
2º - Carcaça do ventilador amassada.
3º - Sujeira na carcaça e nas pás da hélice.
4º - Alta umidade relativa do ar.
5º - Falta de acessórios, principalmente do cone de entrada aerodinâmica,
responsável por 5% da eficiência de um ventilador.
124
PLANEJAMENTO DE VENTILAÇÃO SUBTERRÂNEA
125
Quantidade de ar necessário Definida pela Potência instalada
Cálculo da Vazão
Q = vazão de ar para cada HP por minuto definida pela NR22;
Q = 3,5 m3/min (P1 + 0,75P2 + 0,50P3) (Auxiliar)
Simultaneidade da potência:
100% Equipamento de maior potência;
75% Equipamento com segunda maior potência;
50% Demais equipamentos
Q = Q1 n1 + Q2 n2 ( Principal )
Q1 = 3,5 m3/min / HP diesel
n1 = HP frota
Q2 = 2,0 m3/min
n2 = nº homens turno mais populoso
Planejamento de ventilação subterrânea
126
Quantidade de ar necessário
Definida pelo nº de trabalhadores e pela produção.
Cálculo da vazão
Nº de Trabalhadores:
Q = 2,0 m3/min x N
N = nº homens no turno mais carregado
Produção:
Q = K x ROM
K = depende temperatura da rocha ( 3 a 6 )
ROM = Tonelagem mês desmontada
Planejamento de ventilação subterrânea
127
Quantidade de ar necessário
Escolha do método
Método a ser empregado.
QUAL ?
MAIOR VAZÃO DE AR
Planejamento de ventilação subterrânea
128
Coeficientes de correção para volume de ar calculado
Para estabelecer o volume de ar real (Qr) necessário para ventilação da
mina, em função do volume de ar calculado (Qc) com as formulas
apresentadas anteriormente, é necessário aplicarmos os seguintes
coeficientes:
Qr = Qc x K1 x K2 X k3 x K4, onde:
K1: 1.1 coeficiente para emanações variadas de gases;
K2: 1.1 coeficiente para frentes de trabalho de reserva;
K3: 1.1 a 1,2 coeficiente para curto circuito em subsolo;
K4: 1.1 coeficiente em função do estado e isolamento da estação do exaustor
principal.
Planejamento de ventilação subterrânea
129
Velocidades recomendadas
DNPM fixa as seguintes velocidades do
ar:
0,2 m/s - mínimo lugar acessível em SS;
0,8 m/s - mínimo painéis de lavra;
6,0 a 8,0 m/s - máximo galerias com
pessoal
Acima 8,0 m/s - casos especiais
The Mine Ventilation Practitioner’s -
Data BooK
Galerias para ar de adução 6 a 8 m/s
Galerias para ar de retorno 6 a 8 m/s
Poços verticais equipados 10 a 12 m/s
Poços verticais não equipados 18 a 22 m/s
Poços inclinados 6 a 8 m/s
Galerias para TC 2 a 3 m/s
A velocidade do ar no interior da mina deve ter velocidades entre 0,2 a 8,0 m/s.
No caso de minas de carvão a velocidade máxima do ar deve ser inferior a 5,0
m/s
Planejamento de ventilação subterrânea
130
Estudos dos caminhos de ventilação
- Dimensionamento dos poços de Up Cast e Down Cast
- Dimensionamentos de galerias de retorno de ar viciado
- Dimensionamento das chaminés de lavras
Planejamento de ventilação subterrânea
131
Dimensionamento para ventilação secundária
- Calculo da vazão utilizando a NR 22.24.8
- Calcular vazão para cada equipamento em cv
- Simultaneidade da potência dos equipamentos por frente de
trabalho
- Conjugar vários cenários das atividades
- Adotar maior vazão dos cenários conjugados
- Dimensionar redes de dutos e ventiladores e arranjos de
ventiladores para o desenvolvimento.
Planejamento de ventilação subterrânea
132
Ventilador secundário e Principal
- Principais parâmetros: Vazão versus Pressão
- Resistência equivalente da mina
- Altitude da região onde será instalado
- Tipo do gás a ser fluido
- Tipo do ventilador
- Potência consumida
- Temperatura local e de operação
Planejamento de ventilação subterrânea
133
Software de ventilação
134
Software de ventilação
135
O que faz um software de simulação de ventilação de mina:
•Fornece estimativas relativamente precisas de vazão de ar
para diferentes configurações de mina, através de uma
representação alternativa do circuito em termos de
resistências aerodinâmicas de galerias e seus ventiladores;
•Pode ser usado para estimar a dispersão de contaminantes
no circuito de ventilação;
•Auxilia no projeto de situações futuras de mina.
Software de ventilação
136
Apesar das limitações, os programas de simulação são muito
usados atualmente e trazem benefícios:
• permitem verificar rapidamente o impacto de mudanças em
circuitos complexos;
• aumentam o conhecimento sobre o circuito de ventilação para
as pessoas envolvidas no uso do programa;
• permitem a localização de fugas (curtos-circuitos de ar) e
“gargalos” na malha de ventilação.
Software de ventilação
137
Apesar das limitações, os programas de simulação são muito
usados atualmente e trazem benefícios:
• permitem verificar rapidamente o impacto de mudanças em
circuitos complexos;
• aumentam o conhecimento sobre o circuito de ventilação para
as pessoas envolvidas no uso do programa;
• permitem a localização de fugas (curtos-circuitos de ar) e
“gargalos” na malha de ventilação.
Software de ventilação
138
Engenheiro ou técnico em ventilação
139
Legalmente a ventilação é de responsabilidade da
gerência, porém são os profissionais (Técnicos e
Engenheiros) de ventilação os responsáveis em auxiliar a
gerência, abastecendo-o e respaldando-o de informações
necessárias para o cumprimento da lei.
Engenheiro de ventilação
140
Os profissionais técnicos de ventilação são gestores e/ou
consultores na qual se destinam a gerir todos os
processos legais relacionados à engenharia de ventilação
desde os dimensionamentos da ventilação até a sua
execução propriamente dita.
Engenheiro de ventilação
141
As principais atribuições dos profissionais de ventilação são:
•Dimensionamento de volume de ar requerido;
•Dimensionamento dos caminhos de ventilação (up e down cast);
•Dimensionamento da ventilação secundária (Lavra e Desenvolvimento);
•Dimensionamento da pressão da mina;
•Dimensionamento dos ventiladores principais e secundários;
•Atualizações de planilhas de controles dos ventiladores principais e secundários;
•Atualizações de modelos computacionais do circuito de ventilação;
•Atualizações de mapas de níveis do circuito de ventilação;
Engenheiro de ventilação
142
As principais atribuições dos profissionais de ventilação são:
•Atualizações de mapas representativos do circuito de ventilação;
•Dimensionamento dos dutos de ventilação;
•Dimensionamento dos equipamentos de medições de vazão e pressões;
•Dimensionamento de Balanço de Massa;
•Dimensionamento de sistema de ventilação para redes de dutos;
•Dimensionamento de energia para a ventilação principal;
•Dimensionamento de energia para ventilação secundária;
•Dimensionamento dos CAPEX dos ventiladores principais e secundários;
Engenheiro de ventilação
143
As principais atribuições dos profissionais de ventilação são:
•Monitoramentos do Caudal mensal;
•Inspeção física do circuito de ventilação principal;
•Inspeções de frentes de trabalhos de acordo com o PMDL;
•Relatórios mensais e/ou quinzenais de ventilação;
•Planos de ações para regularizações de não conformidade no circuito de
ventilação das minas;
•Planejamento curto, médio e longo prazo de ventilação e
•Dimensionamento de portas, tapumes, reguladores em geral.
Engenheiro de ventilação

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  • 1. 1 TREINAMENTO DE VENTILAÇÃO APLICADO EM MINA SUBTERRÂNEA Instrutor: Welton Teixeira
  • 2. 2 Objetivo do treinamento Fornecer uma introdução ou visão geral aos fundamentos do tema “ventilação de mina subterrânea” abordando tópicos como conceitos, ventilador, circuitos de ventilação, contaminantes, leis e etç. Público alvo: engenheiros, supervisores de mina e técnicos em segurança do trabalho Carga horária: duas horas aproximadamente
  • 4. 4 Considerações gerais Ventilar uma mina tem como objetivo assegurar em todos os lugares de trabalho uma circulação natural ou artificial de ar em quantidades suficiente para manter as condições necessárias de higiene.
  • 5. 5 A ventilação é necessária para: Considerações gerais • Permitir a manutenção do oxigênio para os operários. • Suprimir os gases tóxicos produzidos pela detonação de explosivos • Evitar formação de misturas explosivas Gás-Ar • Eliminar concentração nociva de pó em suspensão • Reduzir a temperatura em lugares quentes • Diluir gases formados pelos equipamentos com motores à diesel
  • 6. 6 Composição do ar normal (puro, sêco): % em volume Oxigênio 20.93 CO2 0.03 Nitrogênio 78.10 Argônio 0.94 Total 100.00 Estas percentagens serão reduzidas com a presença de vapor d’água no ar, o qual pode chegar a um valor máximo de 4%. O ar atmosférico ao passar em uma mina, sofre alterações na quantidade dos seus elementos: O2 diminui aumentando CO2 e o nitrogênio e agregar vapor d'água + gases e pós. Considerações gerais
  • 7. 7 Contaminantes da atmosfera de Mina 1- Contaminantes gasosos: Gases e Vapores 2- Partículas líquidas contaminantes: Névoas 3- Partículas sólidas contaminantes: Poeira - partículas sólidas orgânicas ou minerais; Fuligens - vapores sólidos condensados; Fumaças - de material carbonoso; Organismos - vírus, bactérias, pólen. Comumente os contaminantes mais frequentes nas minas são: gases, poeiras, fumaças, excesso de umidade, radiação, etc.. Considerações gerais
  • 8. 8 Causas da contaminação da atmosfera de Mina Temperatura; Aumento da umidade relativa; Emanações gasosas; Alterações minerais; Consumo de oxigênio (homens, lâmpadas, motores a combustão) Radioatividade (minerais radioativos); Poeiras produzidas com a operação da Mina; Organismos: pólen, fungos, bactérias, etc. Considerações gerais
  • 9. 9 Controle de fogos e explosões: Normalmente a prevenção de fogo e explosão são tratados em separados na ventilação. A maioria dos desastres em minas subterrâneas devido a fogo e explosões, poderiam ser diminuídos se tivesse um bom controle de ventilação. Controle de temperatura: A Temperatura é um problema em diversas minas e ela deve ser mantida a um nível que permita o bom rendimento dos trabalhadores. Este procedimento gera bons resultados e o rendimento no trabalho. A ventilação permite este controle. Controle da umidade: Tem grande relação com o bem estar do trabalhador, e influência na temperatura adequada aos trabalhadores e no rendimento do trabalho. Considerações gerais Características de um bom sistema de ventilação
  • 10. 10 Características de um bom sistema de ventilação Redução do nível de poeiras: Pela expulsão ou diluição. Remoção de gases indesejáveis: Pela expulsão e diluição de onde eles forem produzidos quer de detonação de explosivos, combustão, equipamentos motorizados ou da respiração humana, etc.. Melhorar a salubridade e segurança: A atmosfera ideal não se consegue, mas, consegue-se atmosferas satisfatórias. Coincidentemente o nível de acidentes e o trabalho melhoram nas minas que tem sistemas de ventilação mais aperfeiçoados. Considerações gerais
  • 12. 12 Gestão de ventilação Controle dos processos que constitui o planejamento de ventilação, circuito de ventilação e operação de infraestrutura a fim de garantir qualidade e quantidade de ar necessário as condições ótimas de trabalho, prevenção de catástrofes e explosões. Conceitos de ventilação em geral
  • 13. 13 Ventilação natural e mecânica; Ventilação Natural Produzida por diferença de nível e por temperatura. Conceitos de ventilação em geral
  • 14. 14 É provocada pela a diferença da pressão estática entre dois pontos em subsolo Ventilação natural e mecânica; Ventilação Mecânica Conceitos de ventilação em geral
  • 15. 15 Conceitos de ventilação em geral com tipo controla circuitos uma cor provoca Sistema de ventilação a) Sistema de ventilação principal ou primária; b) Sistema por distrito; c) Sistema auxiliar ou secundário;
  • 16. 16 Conceitos de ventilação em geral Circuito de ventilação é o percurso realizado pela corrente de ar. Os circuitos de ventilação são como circuitos elétricos, por isso se utilizam as leis de Kirchhoff, equação de Atkinson e a Lei de Ohm para os cálculos de resistência, pressões e energia consumida.
  • 17. 17 Circuito de ventilação Circuito Principal O circuito principal utiliza os ventiladores principais que irão forçar o ar através do circuito de ventilação Este circuito é formado por galerias de entrada de ar, galerias de retorno de ar viciado e os tapumes, paredes, porta, pontes e reguladores que completam o sistema. A corrente de ar é movimentada por uma força estática ou dinâmica originária de uma estação principal de ventilação. Conceitos de ventilação em geral
  • 18. 18 Circuito de ventilação Função do Circuito Principal Conduzir o ar novo até as frentes mais distantes na quantidade suficiente para atender as necessidades. Retirar o ar viciado e pó das frentes de lavra, retornando pela galerias de reconhecimento e saindo pelo poço de saída de ar.. Quanto maior for a resistência ao deslocamento do ar, menor será a quantidade de ar impulsionada pelo ventilador até a frente de trabalho; Conceitos de ventilação em geral
  • 19. 19 Circuito de ventilação Circuito secundário O circuito secundário é composto pelas plantas de refrigeração, ventiladores secundários, dutos e exaustores que transportam o ar nas frentes de trabalho. Conceitos de ventilação em geral
  • 20. 20 Circuito de ventilação Função do Circuito Secundário 1 - conduzir através de dutos o ar puro e refrigerado pelas plantas até as frentes de trabalho para respiração do homem, diluição dos gases e diminuição da temperatura; 2 - exaustão do pó nas frentes de lavra. Conceitos de ventilação em geral
  • 21. 21 Corrente de ar Principal – corrente de ar na qual seu movimento é mantido por força realizada por uma estação principal de ventilação. Conceitos de ventilação em geral
  • 22. 22 Corrente de ar Secundária – corrente de ar na qual o movimento é realizado por um exaustor auxiliar, localizado em uma corrente principal de ventilação. Conceitos de ventilação em geral
  • 23. 23 Elementos primários do sistema de ventilação Os elementos do sistema de ventilação são divisores e controladores de fluxo de ar e ventiladores, responsáveis por fluir o ar e direciona-lo para as frentes de serviços. E são assim classificados Dispositivos de bloqueio: * Dispositivos usados nos cruzamentos: alvenarias, portas e tapumes associados a dutos, desvios e portas duplas, montagens especiais; * Dispositivo de distribuição de ar nas frentes de galerias em avanço tipo fundo de saco: alvenarias e tapumes guias, alvenarias e dutos guias, ventiladores auxiliares. Conceitos de ventilação em geral
  • 24. 24 Dispositivos de distribuição de ar Dispositivos de bloqueio: * Definitivo : tapumes, barreiras, alvenarias (sem vazamento),selos; * Temporário: portas, portinholas, janelas; * De bloqueio de ar com circulação de homens ou máquinas: portas giratórias, portas duplas articuladas e montagens especiais; * Bloqueio com desvio ou regulagem de corrente de ar: portas tapumes ou alvenarias e paredes associadas a tapumes, paredes ou dutos guias e selos. Conceitos de ventilação em geral
  • 25. 25 Dispositivos de Segurança: * De bloqueio de incêndio: portas isolantes, diques estanques; * De proteção contra explosão: diques portas de segurança. Dispositivos de distribuição de ar Conceitos de ventilação em geral
  • 26. 26 Dispositivos de Controle de Fluxo: A distribuição das correntes de ar necessária a cada ramal é feita principalmente usando-se a variação da resistência ao fluxo no ramal que permite regular a vazão. Existem alguns dispositivos que permitem regular este fluxo como se apresenta a seguir: * Barramento de seção regulável; * Portas com janelas de seção regulável; * Janelas de seção regulável; * Barreiras de correias penduradas; * Tubulações e ventiladores auxiliares; * Alvenarias e tapumes de bloqueio parcial. Dispositivos de distribuição de ar Conceitos de ventilação em geral
  • 27. 27 Elementos primários do sistema de ventilação Conceitos de ventilação em geral
  • 28. 28 Vazão, velocidade, resistência e pressão Vazão - É o parâmetro principal de ventilação. - O controle de vazão serve para: Verificar se as necessidades de ar e limites de velocidade estão sendo atendidos; Localizar fugas no circuito de ventilação; Verificar o ponto de operação dos ventiladores da mina (principal e auxiliares). Q = v · A (m3/s ou m3/min) v = velocidade do fluxo de ar; A = área da seção transversal da galeria. volume de um fluido qualquer (ar, etç) movimentado através de uma seção qualquer (galerias/dutos) / unidade de tempo. Conceitos de ventilação em geral
  • 29. 29 Velocidade É a distancia percorrida por um ponto material na unidade de tempo. V = Q A Q = Vazão A = área da seção transversal da galeria. A velocidade do ar no interior da mina deve ter velocidades entre 0,2 a 8,0 m/s. No caso de minas de carvão a velocidade máxima do ar deve ser inferior a 5,0 m/s Vazão, velocidade, resistência e pressão Conceitos de ventilação em geral
  • 30. 30 - Conhecendo a resistência de cada trecho, podemos: Calcular a pressão do trecho Dimensionar ventilador e rede de duto adequado Resistência É a resistência (carga) da via ao fluxo de ar representada pela equação abaixo. Sua unidade é Kg/m7 _k P L_ A3 No sistema internacional de unidades (S.I.), tem-se: k , fator de atrito, dado em Ns2m-4; P, perímetro da galeria, dado em m; L, comprimento da galeria, dado em m; A, área de seção da galeria, dada em m2; Vazão, velocidade, resistência e pressão Conceitos de ventilação em geral
  • 31. 31 Pressão A potência requerida para uma dada vazão de ar seja deslocada através de uma resistência é dada pelo produto de ambas, e usando: Hf = _k P L_ Q² A3 No sistema internacional de unidades (S.I.), tem-se: Hf em Pa (N/m2) k , fator de atrito, dado em Ns2m-4; P, perímetro da galeria, dado em m; L, comprimento da galeria, dado em m; A, área de seção da galeria, dada em m2; Q, vazão de ar, dada em m3/s. Vazão, velocidade, resistência e pressão Conceitos de ventilação em geral
  • 32. 32 Fugas e/ou vazamentos, recirculo; Recirculo Na ventilação principal é uma fuga, diminui a quantidade de entrada de ar limpo na mina, elevando a temperatura e aumentando o tempo de aeração dos gases e também o tempo de reentrada na mina. Na ventilação secundária não é uma fuga, diminui ou até exclui a entrada de ar limpo na frente de trabalho, elevando cada vez mais a temperatura e até mesmo não permitindo a saída dos gases, pois não há renovação do ar. Vazamentos Perda de ar das galerias de down cast para para as galerias de up cast. Os vazamentos são não conformidades, pois diminuir a quantidade de ar destinadas aos níveis mais abaixo do vazamento. Fugas Perda de ar das galerias de up cast para para as galerias de down cast. As fugas são não conformidades, pois diminuir a quantidade de ar limpo destinadas aos níveis mais profundos. Quando há fuga, há recirculo. Conceitos de ventilação em geral
  • 33. 33 Tipos de ventilação secundária Em função da forma como é movido o ar: Ventilação aspirante/exaustora: pressão estática; Na ventilação por exaustão, um ventilador retira o ar que penetra no recinto por meio de aberturas. Há uma pressão negativa no recinto em relação ao ar exterior, por isso o ar viciado é retirado. Conceitos de ventilação em geral
  • 34. 34 Tipos de ventilação secundária Em função da forma como é movido o ar: Ventilação soprante/insuflamento: pressão dinâmica; Nesse sistema um ventilador lança o ar no recinto que fica com pressão maior que o exterior. Desse modo o ar viciado é retirado do ambiente por meio de uma abertura. Conceitos de ventilação em geral
  • 35. 35 Tipos de ventilação secundária Em função da forma como é movido o ar: Ventilação de superposição: combinado soprante + aspirante. Há ao mesmo tempo um ventilador que insufla o ar no recinto e outro que retira o ar viciado, devendo ficar em extremidades opostas para evitar o curto circuito de ar e melhorar a diluição. Conceitos de ventilação em geral
  • 36. 36 Up cast e Down Cast Conceitos de ventilação em geral
  • 37. 37 Fluxos É um fluído, no caso da ventilação de mina o fluído é o ar mais particulados Conceitos de ventilação em geral
  • 38. 38 Leis elementares para fluxo de ar. O ar flui de um ponto para outro devido a diferença de pressão entre estes dois pontos; O ar flui do ponto de mais alta pressão, para o de baixa pressão; Quanto mais alta for a diferença de pressão entre dois pontos, maior a quantidade de ar irá fluir do ponto de mais alta pressão para o de mais baixa pressão; Se a pressão diferencial entre dois pontos é a mesma e a resistência do ar entre os mesmos dois pontos aumentar, a quantidade do ar que flui entre os pontos irá diminuir e vice versa; A -1200 Pa B 100 Pa C -300 Pa D -1500 Pa Fluxos Conceitos de ventilação em geral
  • 40. 40 Legislação As principais legislações que fazem referência quanto à ventilação de minas subterrâneas é o Código de Mineração e a sua regulamentação, a Norma Regulamentadora NR-22 e as Normas Reguladoras de Mineração, NRM. A seguir vai ser comentada alguma referência que os diversos itens falam sobre a ventilação, sem se preocupar em reproduzir o texto original. Artigo 39 Código de Mineração O Plano de Aproveitamento Econômico, PAE deverá constar o projeto e anteprojeto do sistema de ventilação. Artigo 59 Código de Mineração As áreas utilizadas para abertura de condutos de ventilação podem ser consideradas como área de servidão.
  • 41. 41 NRM 01 - Normas Gerais As minas subterrâneas devem possuir um responsável técnico pela ventilação e possuir um Programa de Gerenciamento de Riscos, PGR, que contemple questões de ventilação NRM 04 - Aberturas subterrâneas As minas devem possuir acervos de mapas, fluxogramas, plantas ou desenhos dos tapumes, portas e viadutos do sistema de ventilação. Para abertura de poços, planos inclinados, rampas e galerias deve-se elaborar projetos dimensionando e especificando a ventilação durante as etapas de desenvolvimento. É permitida a escavação de galerias ou aberturas nos pilares de segurança para funções de ventilação e outros, desde que não seja comprometida a segurança do pilar e com suas respectivas finalidades Legislação
  • 42. 42 NRM 05 – Sistemas de suporte e tratamento A norma especifica que inspeções devem ser realizadas, no mínimo, com a seguinte freqüência: a) Diariamente, nas frentes de lavra, em salões e câmaras com presença de trabalhadores e em galerias principais e secundárias que servem para o transporte, o trânsito de pessoas ou fluxo de ventilação de adução; b) Semanalmente, em poços que servem permanentemente para o transporte de minério e materiais, trânsito de pessoas ou fluxo de ventilação de adução; c) Mensalmente, em galerias que servem somente para o retorno da ventilação; e d) Trimestralmente, em escavações temporariamente interditadas. Legislação
  • 43. 43 NRM 08 – Prevenção contra incêndio, explosões, gases e inundações Os responsáveis pela ventilação devem ser imediatamente avisado sempre que ocorrer casos de incêndios para supervisionarem as medidas de combate. Todo sistema de ventilação deve ser regido de procedimentos ou dispositivos que: a) Impeçam que os gases de combustão provenientes de incêndio na superfície penetrem no seu interior; b) Possibilitem que os gases de combustão ou outros gases tóxicos gerados em seu interior em virtude de incêndio não sejam carreados para as frentes de trabalho ou sejam adequadamente diluídos Legislação
  • 44. 44 NRM 10 – Sistemas de comunicação A estação Principal de Ventilação deve estar interligada ao outros setores da mina através de rede telefônica ou outros meios de comunicação NRM 14 – Máquinas, equipamentos e ferramentas Qualquer motor de combustão interna a óleo diesel só pode ser utilizado se existir um sistema eficaz de ventilação nos locais onde vai entrar em funcionamento. Legislação
  • 45. 45 NRM 15 – Instalações As instalações de soldagem e as instalações elétricas (painéis, transformadores, controles) devem possuir sistema de ventilação adequado, onde os extintores de incêndio estejam situados a montante do fluxo de ar. As estações de carregamento de bateria no subsolo devem estar sujeitas a ventilação de ar fresco, observando que deve este passar primeiro pelos transformadores e depois pelas baterias, e depois saindo diretamente no sistema de retorno da ventilação. Legislação
  • 46. 46 NRM 16 – Operações com explosivos e acessórios O blaster deve certificar-se sobre o funcionamento adequado do sistema de ventilação nas frentes em desenvolvimento e antes do carregamento dos furos. Os paióis de explosivos ou acessórios no subsolo não devem estar localizados junto a galerias de acesso de pessoal e de ventilação principal da mina. Deve possuir uma ventilação sem umidade excessiva, temperatura adequada e que minimize o arraste de gases para as frentes de trabalho em caso de acidente. O acesso de pessoas às frentes detonadas só é permitido com a autorização do responsável pela área após a completa dissipação dos gases e poeiras, observando-se o tempo mínimo determinado pelo projeto de ventilação e plano de fogo. Legislação
  • 47. 47 NRM 22 – Proteção ao trabalhador Nas minas deve ser implementado e mantido um Plano de Emergência contendo normas e procedimentos especiais para operações como no caso de paralisação do fornecimento de energia para o sistema de ventilação. Treinamentos específicos e reciclagem periódicas devem ser oferecidos aos trabalhadores abordando princípios de ventilação. Legislação
  • 48. 48 Dentro das Normas Reguladoras da Mineração (NRM) existe um item que trata especificamente da ventilação. O item NRM 06 intitulado de Ventilação, detalha e especifica com maior rigor como devem ser os parâmetros para um sistema de ventilação adequado. NRM 06 – Ventilação Divididos em assunto a NRM 06 apresenta os seguintes tópicos: generalidades, qualidade e quantidade de ar, velocidade do ar, portas, viadutos e tapumes, instalação de sistema de ventilação, ventilação auxiliar e controle da ventilação. Legislação
  • 49. 49 NR-22 - Segurança e Saúde Ocupacional na Mineração NR-22.24 Ventilação em Atividades Subterrâneas É a principal legislação referente a ventilação que tem como complemento a NRM-06 O cumprimento das necessidades de ar definidas na NR-22 não significa que teores de gases poluentes não possam exceder os limites recomendados. ......LeisNR22.24.doc NR-15 Atividades e Operações Insalubres Estabelece limites de tolerância para exposições aos: ruídos, gases, calor, radiações ionizantes, trabalhos sob condições hiperbáricas e agentes químicos e biológicos. Todas as atividades que excedam os limites de tolerância é considerado insalubre. Legislação
  • 51. 51 Gases e Vapores Os gases são substâncias fluídas que estão presentes em grande quantidade na natureza. Os gases são classificados como: Asfixiantes simples Asfixiantes químicos Generalidades
  • 52. 52 Asfixiante simples São gases fisiologicamente inertes, cujo perigo está ligado à sua alta concentração, pela redução da proporção de oxigênio presente no ambiente. São substâncias químicas que têm a propriedade comum de deslocar o oxigênio do ar e provocar asfixia pela diminuição da concentração do oxigênio no ar inspirado, sem apresentarem outra característica em nível de toxicidade. Exemplos de substâncias químicas com efeitos asfixiantes simples: etano, metano, gás carbônico (CO2), acetileno, nitrogênio, hidrogênio, etc. Gases e Vapores Generalidades
  • 53. 53 Asfixiantes Químicos São substâncias que produzem asfixia mesmo quando presentes em pequenas concentrações, porque interferem no transporte do oxigênio pelos tecidos. São substâncias que produzem anóxia tissular (baixa oxigenação dos tecidos), interferindo no aproveitamento de oxigênio pelas células. Exemplo de gás com efeito de asfixiante químico: monóxido de carbono (CO). Gases e Vapores Generalidades
  • 54. 54 Na prática da ventilação de minas, não existe a perspectiva de se alcançar uma pureza total do ar, mas sim de atingir-se um grau de pureza, com base na concentração dos contaminantes no ar, que não ofereça riscos à saúde do trabalhador. - Quais gases devemos medir ? Isso depende do tipo de mina, minério de interesse e equipamentos utilizados na lavra. Gases e Vapores Generalidades
  • 55. 55 Contaminantes que ocorrem frequentemente: Nome Símbolo Gr. esp. Kg/m3 Encontrado D ióxido carbono CO2 1,5 Oxidação, detonação, diesel, fogo. Monóxido Carbono CO 0,97 Detonação, diesel, fogo. Nitrosos NO NO2 1,04 1,60 Detonação, diesel, solda, explosão M etano CH4 0,55 Fisuras Hidrogênio H2 0,07 Baterias, fisuras com metano Gás sulfídrico H2S 1,2 Fisuras, H2O parada. Gases e Vapores Generalidades
  • 56. 56 Contaminantes que ocorrem frequentemente: Nome Símbolo Gr. esp. Kg/m3 Encontrado Aldeidos HCHO 1,04 Exaustão diesel Amônia NH3 0,60 Plantas refrigeração, explosões Acetileno C2H2 0,93 Solda Freon 11 Freon 12 CCl3F CCl2F2 4,8 4,2 Plantas de refrigeração Oxigênio O2 1,1 Ar normal Nitrogênio N2 0,97 Ar normal Gases e Vapores Generalidades
  • 57. 57 Recomendações da NR 15 e NR 22 ... Segundo a Norma Regulamentadora do Ministério do Trabalho, NR-15 (NR-15, 115.015-4/I4), a concentração de um gás asfixiante simples no ambiente de trabalho, para absorção por via respiratória, não pode ultrapassar o limite de tolerância (LT), na média aritmética de um conjunto de amostragens. A norma NR- 15 estabelece também (conf. o ítem 4, ANEXO 11) que, para alguns gases, deve ser respeitado um VALOR DE TETO, nos quais os limites de tolerância não podem ser ultrapassados em nenhum momento da jornada de trabalho. Gases e Vapores Generalidades
  • 58. 58 De acordo com a NR-15 Entende-se por "Limite de Tolerância", a concentração ou intensidade máxima ou mínima, relacionada com a natureza e o tempo de exposição ao agente, que não causará dano à saúde do trabalhador, durante a sua vida laboral. Gases e Vapores Generalidades
  • 59. 59 NH3 (Amônia) Gás incolor de odor pungente e irritante No Brasil, a Norma Regulamentadora do Ministério do Trabalho, NR 15, estabelece como limite de exposição para 48 horas semanais o valor de 20 ppm ou 14 mg/m3. A exposição aguda à amônia produz lesão tissular. É muito solúvel em água e, portanto, atua na mucosa umedecida das vias aéreas superiores e nos olhos. Gases e Vapores Limites de tolerância (LT)
  • 60. 60 CO monóxido de carbono Sem cor, odor e sabor, a periculosidade é diretamente proporcional ao tempo de exposição. O limite de tolerância para até 48 horas semanais de exposição segundo a NR-15 é 39 ppm (43 mg/m3), ou 0,0039% em volume. A Tabela abaixo apresenta os níveis de contaminação em ppm, com os respectivos sintomas. ppm Sintoma 50 Riscos para a saúde em trabalhos que exijam muito esforço 50 - 100 Dores leves de cabeça, dificuldades de respirar após duas horas de exposição 100 a 200 Dores de cabeça, dificuldades de respiração, vertigem, diminuição da capacidade visual e vômitos 500 a 1000 Risco de vida após uma hora de exposição 1000 a 10000 Risco de vida após 3 a 5 minutos Gases e Vapores Limites de tolerância (LT)
  • 61. 61 CO2 Sem cor, sem odor, com sabor ácido A principal fonte de CO2 nas minas é o uso de explosivos; o limite tolerável no Brasil segundo a NR-15 é 0,39% em volume ou 3900 ppm. A Tabela abaixo mostra as faixas de contaminação em volume com os respectivos sintomas. % Sintoma 1% Respiração mais rápida sem prejuízo para a saúde, exposição rápida 2% Respiração duplicada, cansaço rápido 5% Respiração triplicada e dificultada 6% Sensação de falta de ar (apnéia), enfraquecimento 10% Risco de desmaio 20% Risco de vida após poucos minutos Gases e Vapores Limites de tolerância (LT)
  • 62. 62 NO2 Inodoro, incolor, insípido, é asfixiante. No Brasil o limite de tolerância é de 4 ppm ou 0,0004% em volume. A tabela abaixo resume os níveis de contaminação com os respectivos sintomas. Teor (ppm) Sintomas 2.8 a 5 Sem irritações nas vias respiratórias, alterações no sangue 5 a 10 possíveis doenças pulmonares 10 a 20 Irritação nas vias respiratórias, desaparecimento dos sintomas após adaptação 20 a 30 Aumento do teor de hemoglobina 30 a 35 Longo período de adaptação mas com todos os riscos descritos anteriormente 35 a 54 Irritação forte nas vias respiratórias com tosse, início da intoxicação 55 a 120 Após 3 a 5 minutos, angústia no peito 120 a 200 Risco de vida após uma hora de exposição 200 a 300 Morte Gases e Vapores Limites de tolerância (LT)
  • 63. 63 OXIGÊNIO É um gás que não tem cor, sabor ou cheiro, com densidade de 1,10 em relação ao ar. A NR-22 considera o teor mínimo, que deve estar presente em volume no ambiente de trabalho, como sendo 19%. É considerado risco grave e iminente os valores abaixo deste patamar. Pode-se trabalhar em concentrações abaixo dos 19%, porém correndo riscos à saúde, pois o sangue não absorve plenamente o oxigênio, afetando o sistema nervoso central. Abaixo de 10% existe risco de vida. Gases e Vapores Limites de tolerância (LT)
  • 64. 64 NO, NO2 Odor penetrante, cor amarronzada. LT = 4 PPM ou 0,0004% 0,006% irritação da garganta; 0,010% tosse; 0,010 - 0,015% perigoso para pequenas exposições; 0,020 - 0,070% fatal. Não é Explosivo. É Tóxico Efeito após vários dias e horas = Morte repentinamente Gases e Vapores Limites de tolerância (LT)
  • 65. 65 H2S (Sulfeto de hidrogênio ) Sem cor, gosto açucarado e odor pobre. LT= 8 PPM 0,05% = 500 PPM envenenamento em 30’ 0,010% = 1000 PPM morte rápida Venenoso - irritação mucosa, olhos e vias respiratórias. Ataca sistema nervoso. Seu odor torna-se fator para alarme. Gases e Vapores Limites de tolerância (LT)
  • 66. 66 Gás Grav. esp. em relação ao ar LTV O2 1,11 19 % = 0,019 PPM N2 0,97 CO2 1,56 0,39% = 3900 PPM CO 0,97 0,0039% = 39 PPM NO + NO2 1,58 0,0004% = 4 PPM H2S 1,19 0,008% = 8 PPM CH4 0,554 < 1% Gases e Vapores Limites de tolerância (LT)
  • 67. 67 - Planejamento de ventilação da mina - Quantidade de vazão necessário nas frentes de trabalhos - Não reaproveitar o ar - Automação dos ventiladores principais - Arranjo da ventilação secundária dimensionado corretamente e com seus dutos no melhor estado possível. - Otimização do Plano de fogo - Manutenções preventivas da frota diesel (qualidade do diesel, regulagem de motores e catalisadores) - Otimizações de frotas diesel dentro da mina - Orientações ao pessoal de transporte - Monitoramentos como: Testes da fumaça preta, medições de gases, temperatura e vazões em frentes de trabalhos; inspeções física do circuito de ventilação, caudal. Gases e Vapores Controles
  • 68. 68 Fatores que influem nas trocas térmicas Temperatura do ar Umidade relativa do ar Velocidade do ar Calor radiante Tipo de atividade física A combinação destes fatores determina os índices de conforto térmico ou de sobrecarga térmica para cada local e tipo de trabalho. Calor
  • 69. 69 Fatores que influem nas trocas térmicas A- Temperatura do ar Temperatura do ar maior que a temperatura da pele, o organismo ganha calor por condução-convecção. Temperatura do ar menor que a temperatura da pele, o organismo perde calor pelo mesmo mecanismo. A quantidade de calor ganha ou perdida é diretamente proporcional à defasagem existente entre as temperaturas.
  • 70. 70 Fatores que influem nas trocas térmicas B- Umidade relativa do ar Quanto maior é a umidade do ar, menor a perda por evaporação. Teoricamente, o organismo humano pode perder 600 kcal/hora de suor pela evaporação; esta razão pode ser diminuída em função da umidade relativa do ar. Umidade Relativa 100%  dificulta a evaporação do suor para o meio. Perda de calor bastante reduzida. Umidade Relativa 0%  condição para organismo perder 600 kcal/hora para o ambiente.
  • 71. 71 Fatores que influem nas trocas térmicas C- Velocidade do ar Pode ter uma ação positiva ou negativa, dependendo da temperatura do ar. Temperatura do ar menor que temperatura do corpo, o aumento da velocidade do ar implica em maior perda de calor do corpo para o meio. Temperatura do ar maior que a temperatura do corpo, este ganhará mais calor com o aumento da velocidade do ar.
  • 72. 72 Fatores que influem nas trocas térmicas D- Calor Radiante Ganho de calor pelo mecanismo de radiação, quando encontra-se presença de fontes apreciáveis de calor radiante (radiação infra-vermelha). Caso tais fontes de calor radiante forem controladas, o organismo humano poderá perder calor pelo mecanismo da radiação.
  • 73. 73 Fatores que influem nas trocas térmicas E- Tipo de Atividade Quanto mais intensa for a atividade física exercida pelo indivíduo, maior será o calor produzido pelo metabolismo. Para indivíduos que trabalham em ambientes quentes, o calor decorrente da atividade física constituirá parte do calor total ganho pelo organismo, e portanto, deve ser considerado.
  • 74. 74 Fontes de calor nas minas 35% = Calor flui das rochas 20% = Auto compressão do ar 15% = Máquinas 10% = Homens 10% = Oxidação de materiais 8% = Explosivos 2% = Tubos, lâmpadas e cabos elétricos Generalidades Calor
  • 75. 75 Fontes de calor nas minas 35% = CALOR FLUI DAS ROCHAS O fluxo de calor a partir das rochas é muitas vezes o componente mais importante no aumento da temperatura no local de trabalho. Há uma dependência com a profundidade (aumenta a profundidade  aumenta a temperatura da rocha). Generalidades Calor
  • 76. 76 20% = AUTO COMPRESSÃO Quando o ar é comprimido ele tende a esquentar, ganhar calor. O ar desce no SHAFT através de compressão do ar, ganha calor. Fontes de calor nas minas Generalidades Calor
  • 77. 77 15% = MÁQUINAS Equipamento não é 100% eficiente, parte da energia é convertida em calor. Equipamento com 70% rendimento, 30% convertido em calor. Equipamentos tendem a ficar no retorno do ar. Fontes de calor nas minas Generalidades Calor
  • 78. 78 A medida em que há aumento do calor ambiental, ocorre uma reação do organismo humano no sentido de promover um aumento da perda de calor. Inicialmente ocorrem reações fisiológicas para promover a perda de calor, que provocam outras alterações que somadas resultam num distúrbio fisiológico. Mecanismos de defesa do organismo: - Vaso dilatação periférica - Sudorese Efeitos do Calor Generalidades Calor
  • 79. 79 Doenças provocadas pela exposição ao calor intenso: a- Desidratação Estágio inicial, reduz o volume de sangue e promove a exaustão pelo calor. Casos extremos produz distúrbios na função celular, provocando até a deteriorização do organismo. Ineficiência muscular, redução da secreção ( glândulas salivares ), perda apetite, dificuldade de engolir. Uremia temporária, febre e morte ainda podem ocorrer. b- Caimbras Espasmos musculares, seguido de redução do cloreto de sódio no sangue. A alta perda de cloreto é facilitada pela intensa Sudorese e falta de aclimatação. Efeitos do Calor Generalidades Calor
  • 80. 80 Doenças provocadas pela exposição ao calor intenso: c- Catarata Doença irreversível causada por exposições prolongadas durante vários anos à radiação infra-vermelha intensa (calor radiante), e cujo tratamento requer cirurgia. d- Intermação Distúrbio circulatório resultante da impossibilidade de compensação a solicitação excessiva a que fica submetido. Os sintomas variam desde a dor de cabeça, tontura, mal estar, fraqueza, etc... Efeitos do Calor Generalidades Calor
  • 81. 81 Redução do calor úmido da rocha: Selando fissuras na rocha Bombeamento Remoção de equipamentos: Estudo lay out da mina Isolamento dos componentes Diluição da ventilação: Redução de vazamentos (portas etc.) Bom controle de ar (projeto satisfatório) Instalação de ventiladores Desenvolvimento paralelo Redução de resistências internas Medidas de controle para as trocas térmicas:
  • 82. 82 Medidas de controle para as trocas térmicas: A- Relativas ao ambiente Finalidade: diminuir a quantidade de calor que o organismo produz ou recebe, aumentando a possibilidade de dissipá-lo. MEDIDAS DE CONTROLE: Insuflação de ar fresco no local (uso de ar com temperatura reduzida); Maior circulação do ar no local (maior velocidade do ar); Eliminação de fugas (perdas) de ar; Exaustão dos vapores d’água do processo (redução da umidade do ambiente); Selar a percolação de água a partir do maciço; Automatização do processo (redução do calor produzido pelo metabolismo).
  • 83. 83 Medidas de controle. B- relativas ao PESSOAL Finalidade: diminuir a sobrecarga térmica. Medidas de controle Exames médicos: seleção do grupo ideal que reúne condições para executar a tarefa Aclimatação:adaptação lenta e progressiva do indivíduo em local quente Limitação do tempo de exposição: períodos de trabalho alternados com período de descanso, visando reduzir a sobrecarga térmica
  • 84. 84 Medidas de controle MEDIDAS DE CONTROLE RELATIVAS AO pessoal(cont.) Ingestão de água e sal: para compensar a perda pelo suor Epi’s :roupas especiais de tecido leve e cor clara. Em alguns casos com sistema de ventilação acoplado Educação e treinamento : prática correta de suas tarefas, evitando esforços físicos desnecessários, e uso epi’s.
  • 85. 85 Tipo de atividade Regime de trabalho descanso no próprio local de trabalho (P/hora) Leve Moderada Pesada Trabalho contínuo Até 30,0 Até 26,7 Até 25,0 45 min. Trabalho 15 min. Descanso 30,1 à 30,6 26,8 à 28,0 25,1 à 25,9 30 min. Trabalho 30 min. Descanso 30,7 à 31,4 28,1 à 29,4 26,0 à 27,9 15 min. Trabalho 45 min. Descanso 31,5 à 32,2 29,5 à 31,1 28,0 à 30,0 Não é permitido o trabalho, sem adoção de medidas adequadas de controle Acima de 32,2 Acima de 31,1 ACima de 30,0 Limites de tolerância (LTV) Calor
  • 86. 86 -Consistem de partículas sólidas suspensas em um gás e sua presença em mina subterrânea representa um problema comum; - São formadas em processos de fragmentação de rocha; - O diâmetro das partículas de poeira pode variar de 1 a 100 μm, mas o intervalo normalmente é de 1 a 20 μm; Poeira Generalidades
  • 87. 87 - Poeiras podem causar dano à saúde dos trabalhadores e apresentar explosividade; - Um exemplo de doença causada pela exposição contínua a poeiras é a silicose (pneumoconiose), que é originada pelo acúmulo, nos pulmões, de partículas contendo sílica; - Poeiras em suspensão cujas partículas apresentam diâmetros menores que 5 μm são denominadas “poeira respirável”; Poeira Generalidades
  • 88. 88 - Tipos de poeiras: 1. Fibrogênicas – sílica, minérios de berílio, minério de ferro, carvão, etc. 2. Carcinogênicas – asbestos, produtos de desintegração do radônio, sílica, dpm’s, etc. 3. Tóxicas – minérios de chumbo, berílio, arsênico, mercúrio, minérios radioativos, etc. 4. Radioativas – minérios de urânio, radio, tório, etc. 5. Explosivas – carvão, minérios de sulfetos, etc. Poeira Generalidades
  • 89. 89 - Explosividade de poeiras: Consiste em uma combustão muito rápida da poeira. A iniciação pode ocorrer por uma chama ou detonação (explosões de gás metano são iniciadores comuns de poeiras). - Condições de explosividade do carvão: 1. Diâmetro de partícula abaixo de 850 μm; 2. Concentrações acima de 60 g/m3; 3. A explosividade diminui pelo aumento do % de cinzas. Poeira Generalidades
  • 90. 90 DPM – Diesel Particulate Matter -material particulado de diesel é parte da complexa mistura formada na exaustão do combustível consumido por veículos, máquinas e equipamentos movidos a óleo diesel. -características: na exaustão do diesel encontram-se gases e partículas resultantes da combustão incompleta do diesel. O particulado em geral apresenta diâmetro menor que 1µm, com o carbono como componente primário, além de outros compostos adsorvidos (benzeno, hidrocarb. aromáticos, sulfatos, nitratos, ...) As emissões podem causar irritações nos olhos, nariz, garganta, pulmões. Há consideráveis evidências que estas emissões de diesel são cancerígenas. Poeira Generalidades
  • 91. 91 As normas regulamentares do ministério do trabalho (NR-15) fixam as concentrações máximas toleradas no ambiente de trabalho. Limites máximos de concentração de sólidos no ar, conforme a nr-15, para o caso da presença de sílica cristalizada (p.Ex. Em minas de carvão): LT (limite de tolerância, dado em mg/m3) para poeira total (respirável + não-respirável) ... LT = 24 / (%qz + 3) Lt para poeira respirável ... lt = 8 / (%qz +2) Poeira Limites de tolerância
  • 92. 92 As seguintes recomendações e medidas de prevenção de controle são indicadas abaixo independentemente dos limites de tolerância terem sido ultrapassados ou não de acordo com a NR15: - substituição de perfuração a seco por processos úmidos; - perfeita ventilação após detonações, antes de se reiniciarem os trabalhos; - ventilação adequada, durante os trabalhos, em áreas confinadas; - uso de equipamentos de proteção respiratória com filtros mecânicos para áreas contaminadas; Poeira Controles
  • 93. 93 - uso de equipamentos de proteção respiratórios com linha de ar mandado, para trabalhos, por pequenos períodos, em áreas altamente contaminadas; - uso de máscaras autônomas para casos especiais e treinamentos específicos; - rotatividade das atividades e turnos de trabalho para os perfuradores e outras atividades penosas; - controle da poeira em níveis abaixo dos permitidos. - Lavagem do material desmontado Poeira Controles
  • 95. 95 Máquina de fluxo Ventiladores são os equipamentos que fornecem a energia necessária ao ar para que ele se mova no interior das galerias. Os ventiladores provocam uma diferença de pressão no ambiente da mina; o ar move-se devido a esta diferença de pressão. O ventilador é o equipamento que fornece a energia necessária para promover o fluxo do ar através do sistema, acelerando-o de modo que a resistência do sistema seja vencida Ventilador Generalidades
  • 96. 96 Classificações dos ventiladores Quanto a modalidade construtiva: Ventilador Generalidades
  • 97. 97 Axial: Ar paralelo à direção do eixo; Pitch ajustáveis para ângulos diferentes det. pontos de pressão e vazão diferentes; Podem possuir estágios; Grandes vazões e baixas pressões; Ruidosos; Eficiência 70 a 80% Ventilador Generalidades
  • 98. 98 Centrífugo: Ar perpendicular à direção do eixo; Grandes vazões e altas pressões; Eficiência 90%; Não são tão ruidosos; Tipos: pás para frente pás para trás pás radiais Ventilador Generalidades
  • 99. 99 Quanto ao nível de pressão: Baixa Pressão < 200mmH2O Média Pressão (200 – 800)mmH2O Alta Pressão (800 – 2500)mmH2O Muito Alta Pressão (Tc) (2500 – 10000)mmH2O Tc-Turbocompressor Ventilador Generalidades
  • 100. 100 Associações de ventiladores Associação em série: é utilizada quando não queremos alterar a vazão, mas aumentar a pressão fornecida pelos ventiladores. Para cada vazão na curva característica do ventilador, somam-se as pressões de cada ventilador. Associação em paralelo: é utilizada quando não queremos alterar a pressão, mas aumentar a vazão fornecida pelos ventiladores. Para Ventilador Generalidades
  • 101. 101 Associações de ventiladores Nas associações de ventiladores em série: - podem ser usados ventiladores diferentes, mas o mais comum é usar-se ventiladores iguais; - se um ventilador é muito mais potente que outro, ou a resistência do sistema é muito baixa, o ventilador mais fraco não produzirá efeito, podendo até mesmo servir como uma resistência adicional ao sistema. Ventilador Generalidades
  • 102. 102 Associações de ventiladores As associação de ventiladores em paralelo: - são mais indicadas quando a resistência do circuito é baixa; neste caso, os ganhos em vazão são maiores; - podem ser feitas com ventiladores diferentes, mas isto pode provocar “stalling” no ventilador mais fraco. Ventilador Generalidades
  • 105. 105 É o ponto de equilíbrio entre a pressão fornecida pelo ventilador e as perdas totais de pressão provocadas durante o escoamento do ar. O ponto de operação define o regime de funcionamento do equipamento em termos de pressão e vazão, quando conectado a uma galeria (ou conjunto de galerias) de ventilação. Para obter-se o ponto de operação, superpõe-se a curva da mina e a curva característica do ventilador em um gráfico Q x p . Ponto de operação Ventilador Generalidades
  • 106. 106 Ponto de operação Ponto de operação Ventilador Generalidades
  • 108. 108 É o ato de observar em determinado período de tempo se as condições de um objeto/equipamento ou ambiente está dentro dos padrões estabelecidos em leis ou não. O monitoramento somente verifica condições se é aceitável ou não aos padrões que se espera dele. Definição Monitoramentos Generalidades
  • 109. 109 Objetivos: • Manter as condições de higiene e segurança dos trabalhadores (NR-15, 17 e 22). • Manter registros (históricos) para comparações e estudos futuros. O que devemos medir? - Vazão - Velocidade do ar - Pressão - Temperatura - Umidade - Contaminantes (gases e poeiras) Monitoramentos Generalidades
  • 110. 110 Caudal É um tipo de monitoramento mensal usado para medir e avaliar se os padrões de ventilação estão aceitáveis. O caudal é estabelecido na lei abaixo: 22.24.23 Devem ser executadas, mensalmente, medições para avaliação da velocidade, vazão do ar, temperatura de bulbo seco e bulbo úmido contemplando, no mínimo, os seguintes pontos: a) caminhos de entrada da ventilação; b) frentes de lavra e de desenvolvimento e c) ventilador principal. 22.24.23.1 O resultados das medições devem ser anotados em registros próprios. Tipos de monitoramentos de ventilação Monitoramentos Generalidades
  • 111. 111 Registro de caudal da VMVZ Tipos de monitoramentos de ventilação Monitoramentos Generalidades Caudal
  • 112. 112 Inspeções físicas do circuito de ventilação É um tipo de inspeção mensal da ventilação com finalidade de vistoriar, observar ou fiscalizar as condições físicas do circuito de ventilação. Modelo de registro de inspeção física do circuito de ventilação VMVZ Tipos de monitoramentos de ventilação Monitoramentos Generalidades
  • 113. 113 Inspeções de frentes de trabalhos É um tipo de inspeção mensal da ventilação com finalidade de vistoriar, observar ou fiscalizar as condições do ambiente de uma frente de trabalho. Modelo de registro de inspeção física do circuito de ventilação VMVZ Tipos de monitoramentos de ventilação Monitoramentos Generalidades
  • 114. 114 Teste da fumaça preta É um tipo de monitoramento com finalidade de vistoriar, observar ou fiscalizar as condições do equipamento. Aqui ainda não realizamos o teste com equipamentos profissionais Tipos de monitoramentos de ventilação Monitoramentos Generalidades
  • 115. 115 Equipamentos de medida: Detectores de gases; Metanômetros; Oxímetros; Coletores de poeira.
  • 117. 117 Práticas de ventilação inadequadas 1.1 - Operacionais 1.2 - Administrativos
  • 118. 118 Práticas de ventilação inadequadas Operacionais • Portões de ventilação deixados abertos • Ventiladores secundários e principais desligados • Não checagem da ventilação nas frentes de trabalho • Materiais de frentes de trabalho mal lavados • Obstruções de vias da ventilação • Má instalação dos panos de ventilação • Operadores não desligam os seus equipamentos enquanto aguardam sua vez. • Muros, portões e outros dispositivos quebrados por falta de zelo da operação
  • 119. 119 Práticas de ventilação inadequadas Administrativo • Vazamentos de água nas minas • Material mal lavados • Obstruções de vias da ventilação • Excesso ou escassez de água nas pistas de rolamento • Panos de ventilação com muitas avarias, desacoplados ou longe das frentes • Excesso de frota nas frentes de trabalho • Vazão total abaixo da demanda necessária • Poucos registros da historia da ventilação • Fluxogramas e representações esquemáticas de ventilação desatualizados • Arranjos mal dimensionados • Estrangulamentos da seção mínima das galerias de ventilação
  • 120. 120 Práticas de ventilação inadequadas Administrativo • Amorosidade nas adequações da ventilação • Não inspeção das frentes de trabalhos continuamente • Não inspeções físicas das vias principais de ventilação continuamente • Poços ou chaminés desatualizados • Painéis de lavras sem chaminés ou poços de ventilação • Má manutenções de ventiladores • Ventilação principal em série • Ventilador incompatível para frente de trabalho • Galerias com seções incompatíveis para instalações de atenuadores, ventiladores e panos de ventilação. • Inspeções físicas de dispositivos de ventilação não contínua • Inexistência de preventivas dos ventiladores
  • 121. 121 Práticas de ventilação inadequadas • Muros, portões e outros dispositivos em não conformidades • Superdimensionamentos de planos de fogos • Aumento de frota diesel, sem estudar o impacto na ventilação • Aumento de frentes simultâneas não previstas nos estudos de ventilação • Aumento de produção sem estudar o impacto na ventilação • Mudança de métodos de lavra sem estudar o impacto na ventilação • By pass nos métodos de lavra e desenvolvimento • Equipamentos com emissão de gases acima do previstos em seu projeto. Administrativo
  • 122. 122 PRINCIPAIS MOTIVOS DA PERDA DE EFICIÊNCIA DE UM VENTILADOR 1º - Perda de carga em tubos de ventilação: * - Má instalação: Tubo de lona de ventilação instalado com dobras, curvas e obstruções . provoca o acréscimo do fator de atrito e consequentemente da pressão de trabalho. * - Tubos com muitos rasgos e furos aumentam a perda de ar devido a ação da pressão estática. * - Quanto menor o diâmetro do tubo de ventilação, maior será a resistência do circuito, e consequentemente será também maior a perda de carga e pressão do ventilador. EXEMPLO: Trabalho de um ventilador com vazão de 7 m3/seg e pressão de 200 mmca: A - Instalado com um tubo de ventilação com d= 600 mm em excelentes condições de instalação: Resultado: Alcance do ventilador = 120 metros B - Instalado com a mesma tubulação de ventilação, mas com várias obstruções e má instalação. Resultado: Alcance do ventilador = 40 metros C - Instalado com um tubo de ventilação com d= 800 mm em excelentes condições de instalação: Resultado: Alcance do ventilador = 504 metros D - Instalado com a mesma tubulação de ventilação, mas com várias obstruções e má instalação. Resultado: Alcance do ventilador = 165 metros E - Instalado com um tubo de ventilação com d= 1000 mm em excelentes condições de instalação: Resultado: Alcance do ventilador = 1550 metros Práticas de ventilação inadequadas
  • 123. 123 Práticas de ventilação inadequadas PRINCIPAIS MOTIVOS DA PERDA DE EFICIÊNCIA DE UM VENTILADOR 2º - Carcaça do ventilador amassada. 3º - Sujeira na carcaça e nas pás da hélice. 4º - Alta umidade relativa do ar. 5º - Falta de acessórios, principalmente do cone de entrada aerodinâmica, responsável por 5% da eficiência de um ventilador.
  • 125. 125 Quantidade de ar necessário Definida pela Potência instalada Cálculo da Vazão Q = vazão de ar para cada HP por minuto definida pela NR22; Q = 3,5 m3/min (P1 + 0,75P2 + 0,50P3) (Auxiliar) Simultaneidade da potência: 100% Equipamento de maior potência; 75% Equipamento com segunda maior potência; 50% Demais equipamentos Q = Q1 n1 + Q2 n2 ( Principal ) Q1 = 3,5 m3/min / HP diesel n1 = HP frota Q2 = 2,0 m3/min n2 = nº homens turno mais populoso Planejamento de ventilação subterrânea
  • 126. 126 Quantidade de ar necessário Definida pelo nº de trabalhadores e pela produção. Cálculo da vazão Nº de Trabalhadores: Q = 2,0 m3/min x N N = nº homens no turno mais carregado Produção: Q = K x ROM K = depende temperatura da rocha ( 3 a 6 ) ROM = Tonelagem mês desmontada Planejamento de ventilação subterrânea
  • 127. 127 Quantidade de ar necessário Escolha do método Método a ser empregado. QUAL ? MAIOR VAZÃO DE AR Planejamento de ventilação subterrânea
  • 128. 128 Coeficientes de correção para volume de ar calculado Para estabelecer o volume de ar real (Qr) necessário para ventilação da mina, em função do volume de ar calculado (Qc) com as formulas apresentadas anteriormente, é necessário aplicarmos os seguintes coeficientes: Qr = Qc x K1 x K2 X k3 x K4, onde: K1: 1.1 coeficiente para emanações variadas de gases; K2: 1.1 coeficiente para frentes de trabalho de reserva; K3: 1.1 a 1,2 coeficiente para curto circuito em subsolo; K4: 1.1 coeficiente em função do estado e isolamento da estação do exaustor principal. Planejamento de ventilação subterrânea
  • 129. 129 Velocidades recomendadas DNPM fixa as seguintes velocidades do ar: 0,2 m/s - mínimo lugar acessível em SS; 0,8 m/s - mínimo painéis de lavra; 6,0 a 8,0 m/s - máximo galerias com pessoal Acima 8,0 m/s - casos especiais The Mine Ventilation Practitioner’s - Data BooK Galerias para ar de adução 6 a 8 m/s Galerias para ar de retorno 6 a 8 m/s Poços verticais equipados 10 a 12 m/s Poços verticais não equipados 18 a 22 m/s Poços inclinados 6 a 8 m/s Galerias para TC 2 a 3 m/s A velocidade do ar no interior da mina deve ter velocidades entre 0,2 a 8,0 m/s. No caso de minas de carvão a velocidade máxima do ar deve ser inferior a 5,0 m/s Planejamento de ventilação subterrânea
  • 130. 130 Estudos dos caminhos de ventilação - Dimensionamento dos poços de Up Cast e Down Cast - Dimensionamentos de galerias de retorno de ar viciado - Dimensionamento das chaminés de lavras Planejamento de ventilação subterrânea
  • 131. 131 Dimensionamento para ventilação secundária - Calculo da vazão utilizando a NR 22.24.8 - Calcular vazão para cada equipamento em cv - Simultaneidade da potência dos equipamentos por frente de trabalho - Conjugar vários cenários das atividades - Adotar maior vazão dos cenários conjugados - Dimensionar redes de dutos e ventiladores e arranjos de ventiladores para o desenvolvimento. Planejamento de ventilação subterrânea
  • 132. 132 Ventilador secundário e Principal - Principais parâmetros: Vazão versus Pressão - Resistência equivalente da mina - Altitude da região onde será instalado - Tipo do gás a ser fluido - Tipo do ventilador - Potência consumida - Temperatura local e de operação Planejamento de ventilação subterrânea
  • 135. 135 O que faz um software de simulação de ventilação de mina: •Fornece estimativas relativamente precisas de vazão de ar para diferentes configurações de mina, através de uma representação alternativa do circuito em termos de resistências aerodinâmicas de galerias e seus ventiladores; •Pode ser usado para estimar a dispersão de contaminantes no circuito de ventilação; •Auxilia no projeto de situações futuras de mina. Software de ventilação
  • 136. 136 Apesar das limitações, os programas de simulação são muito usados atualmente e trazem benefícios: • permitem verificar rapidamente o impacto de mudanças em circuitos complexos; • aumentam o conhecimento sobre o circuito de ventilação para as pessoas envolvidas no uso do programa; • permitem a localização de fugas (curtos-circuitos de ar) e “gargalos” na malha de ventilação. Software de ventilação
  • 137. 137 Apesar das limitações, os programas de simulação são muito usados atualmente e trazem benefícios: • permitem verificar rapidamente o impacto de mudanças em circuitos complexos; • aumentam o conhecimento sobre o circuito de ventilação para as pessoas envolvidas no uso do programa; • permitem a localização de fugas (curtos-circuitos de ar) e “gargalos” na malha de ventilação. Software de ventilação
  • 138. 138 Engenheiro ou técnico em ventilação
  • 139. 139 Legalmente a ventilação é de responsabilidade da gerência, porém são os profissionais (Técnicos e Engenheiros) de ventilação os responsáveis em auxiliar a gerência, abastecendo-o e respaldando-o de informações necessárias para o cumprimento da lei. Engenheiro de ventilação
  • 140. 140 Os profissionais técnicos de ventilação são gestores e/ou consultores na qual se destinam a gerir todos os processos legais relacionados à engenharia de ventilação desde os dimensionamentos da ventilação até a sua execução propriamente dita. Engenheiro de ventilação
  • 141. 141 As principais atribuições dos profissionais de ventilação são: •Dimensionamento de volume de ar requerido; •Dimensionamento dos caminhos de ventilação (up e down cast); •Dimensionamento da ventilação secundária (Lavra e Desenvolvimento); •Dimensionamento da pressão da mina; •Dimensionamento dos ventiladores principais e secundários; •Atualizações de planilhas de controles dos ventiladores principais e secundários; •Atualizações de modelos computacionais do circuito de ventilação; •Atualizações de mapas de níveis do circuito de ventilação; Engenheiro de ventilação
  • 142. 142 As principais atribuições dos profissionais de ventilação são: •Atualizações de mapas representativos do circuito de ventilação; •Dimensionamento dos dutos de ventilação; •Dimensionamento dos equipamentos de medições de vazão e pressões; •Dimensionamento de Balanço de Massa; •Dimensionamento de sistema de ventilação para redes de dutos; •Dimensionamento de energia para a ventilação principal; •Dimensionamento de energia para ventilação secundária; •Dimensionamento dos CAPEX dos ventiladores principais e secundários; Engenheiro de ventilação
  • 143. 143 As principais atribuições dos profissionais de ventilação são: •Monitoramentos do Caudal mensal; •Inspeção física do circuito de ventilação principal; •Inspeções de frentes de trabalhos de acordo com o PMDL; •Relatórios mensais e/ou quinzenais de ventilação; •Planos de ações para regularizações de não conformidade no circuito de ventilação das minas; •Planejamento curto, médio e longo prazo de ventilação e •Dimensionamento de portas, tapumes, reguladores em geral. Engenheiro de ventilação