Monografia - Ventilação de Mina Subterrânea

7/25/2019 Monografia - Ventilao de Mina Subterrnea

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAISFACULDADE DE ENGENHARIA

BRUNO MAGALHES GOMES GONALVESDANIELLE DE SOUZA PASSOS PORTES

DEYSE GRAZIELLE FERNANDES

DOUGLAS FIGUEIREDO DE SOUZA

LAS RIBEIRO ANDRADE

VENTILAO EM MINA SUBTERRNEA

Joo Monlevade

Junho de 2009


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BRUNO MAGALHES GOMES GONALVES

DANIELLE DE SOUZA PASSOS PORTES



LAS RIBEIRO ANDRADE


Trabalho Acadmico apresentado,como requisito parcial, para aprovaona Disciplina Desenvolvimento de Minado5 perodo do curso de Engenhariade Minas da Universidade do Estadode Minas Gerais, campus JooMonlevade.

Prof.Msc. Jos Geraldo

Joo Monlevade

Junho de 2009


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BRUNO MAGALHES GOMES GONALVES

DANIELLE DE SOUZA PASSOS PORTES



LAS RIBEIRO ANDRADE


Trabalho Acadmico apresentado,como requisito parcial, para aprovaona Disciplina Desenvolvimento de Minado5 perodo do curso de Engenhariade Minas da Universidade do Estadode Minas Gerais, campus JooMonlevade.

Observao (es):

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Joo Monlevade, ___ de ___________________ de 2009.

Prof. Msc. Jos Geraldo

Orientador


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NDICE

1 RESUMO ...............................................................................................................5

2 INTRODUO ......................................................................................................7

3 HISTRICO DA VENTILAO ............................................................................9

4 POR QUE VENTILAR UMA MINA? ....................................................................10

5 PARMETROS PARA CONDICIONAMENTO DO AR ...................................... 11

5.1 Consideraes Gerais........................................................................................................................11

5.2 Normas Regulamentadoras...............................................................................................................12

5.3 Controle de Qualidade ......................................................................................................... .............17

5.3.1 Gases ................................................................................................................................................. 18

5.3.2 Doenas Causadas por trabalhos em Minerao.............................................................................. 23

5.3.3 Deteco de gases ......................................................................................... ....................................25

5.3.4 Controle de Gases............................................................................................................................. 26

5.3.5 Limites de Tolerncia ....................................................................................................................... 26

5.3.6 Poeira................................................................................................................................................ 275.3.7 Composio....................................................................................................................................... 28

5.3.8 Concentrao.................................................................................................................................... 29

5.3.9 Tamanho das Partculas ................................................................................................................... 29

5.3.10 Tempo de Exposio .................................................................................................................... 29

5.3.11 Susceptibilidade Individual.........................................................................................................29

5.3.12 Controle da Poeira......................................................................................................................30

5.4 Temperatura e Umidade ...................................................................................................................31

5.4.1 Processos de Transferncia de Calor..............................................................................................31

5.4.2 Psicometria ....................................................................................................................................... 31

5.5 Controle da Quantidade .................................................................................................................... 32

6 CIRCUITOS BSICOS DE VENTILAO ......................................................... 35

6.1 Portas de Ventilao ......................................................................................................................... 35

6.2 Circuitos .......................................................................................................... ..................................36

6.2.1 Em srie.............................................................................................................................................37

6.2.2 Em paralelo ................................................................................................... ....................................37

6.3 Fluxo de ar em um circuito............................................................................................................... 38

7 DETERMINANDO OS VENTILADORES E A CAPACIDADE DOS SISTEMAS 41

7.1 Comparando Ventiladores em um Sistema de Ventilao....................................................................... 41

7.2 Instalao de Mltiplos Ventiladores........................... ....................................................................43

8 OPERANDO O SISTEMA DE VENTILAO ..................................................... 48

8.1 Ventiladores ...................................................................................................................................... 48

8.6 Equipamentos de Ventilao Mecnica...........................................................................................55

9 CONCLUSO......................................................................................................59


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1 RESUMO

A atmosfera da mina difere da atmosfera exterior pelo seu estado fsico,

temperatura, grau higromtrico, composio gasosa, e pelas poeiras existentes em

suspenso. Se no for corretamente renovada, por conveniente afluxo de ar da

superfcie, pode no satisfazer as condies higinicas requeridas pelos

trabalhadores ou adquirir, pela presena de elementos inflamveis em proporo

suficiente, a indesejvel propriedade de se tornar explosvel.

Um Engenheiro de Minas ao implantar um sistema de ventilao deve levar em

considerao fatores como profundidade, nmero de galerias, extenso da mina,

nmero de trabalhadores, tipo de mineral a ser lavrado e as formas como esse

mineral lavrado. Pois estas so informaes de suma importncia na definio do

sistema de ventilao a ser implantado. Uma vez que no basta apenas implantar,

pois necessrio um rigoroso controle com relao poeira produzida e a emisso

de gases.

Neste trabalho sero abordados todos os temas referentes ventilao de uma

mina subterrnea. Desde o porqu da sua implantao at os tipos de equipamentos

disponveis para a construo desse sistema.

ABSTRACT

The atmosphere differs from the mine atmosphere outside his physical state,

temperature, humidity level, gas composition, and the existing dust in suspension. If

not properly renewed by appropriate flow of air from the surface, it may not meet the

hygienic conditions required by the workers or acquire, by the presence of flammable

items in sufficient proportion, the undesirable property of becoming explosive.

A mining engineer to implement a ventilation system must take into account factorssuch as depth, number of galleries of the mine extension, number of employees, type

of mineral to be recorded and how this mineral is denominated. Because these

information are of paramount importance in defining the system to be deployed.

Since not only implement, as it is necessary a rigorous control in dust production and

emission of gases.


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This work will be discussed all issues concerning the ventilation of an underground

mine. Since the reason of their deployment to the types of equipment available for

the construction of the system.


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2 INTRODUO

A ventilao em minas subterrneas tem como finalidade assegurar o ar puro a fim

de criar condies timas de trabalho e a preveno de exploses em conseqnciadas acumulaes de gases ou p explosivos.

As condies da ventilao em uma mina subterrnea demandam uma constante

ateno dos operadores da mina. Uma mina subterrnea apresenta mudanas

constantes essas mudanas ocorrem na estrutura fsica, nas condies de

ventilao que variam consideravelmente de seo para seo, dia aps dia.

Nenhum sistema de ventilao pode permanecer adequado indefinidamente, todo

sistema requer monitoramento e ajustes para continuar a fornecer a ventilao

adequada.De um modo geral o principal objetivo da ventilao em uma mina subterrnea

adequar e controlar a qualidade e a quantidade de ar que l circulam. A deficincia

desse sistema pode causar danos irreversveis sade dos trabalhadores e

comprometer o funcionamento da mina, oferecendo, inclusive, um grande risco de

exploso.

O controle do ar que circula dentro de uma mina subterrnea uma das tarefas mais

difceis. Uma vez que a mina apresenta potencial de formao de gases txicos em

toda a sua extenso e o local por onde esses gases so eliminados o mesmo que

conduz ar puro para dentro da mina.

Existem vrios tipos de equipamentos usados na deteco de gases. Na minerao

estes se subdividem em quatro classes: detectores manuais, monitores montados

em mquinas, monitores de rea e dosmetros pessoais. Os mtodos de deteco

incluem oxidao cataltica, eletroqumica, condutividade eltrica, absorventes

qumicos e detectores ticos.

Os gases txicos no so os nicos problemas relacionados ao ar existentes em

uma mina. necessrio que haja um controle rigoroso tambm com relao a

poeiras.Devem ser considerados a composio, a concentrao e o tamanho das

partculas.

O sistema de ventilao a ser implantado na mina deve atender necessidades do

local. Os ventiladores, bem como todo circuito devem ser escolhidos com bastante

critrio.Para determinar o que melhor se adqua s necessidades existentes.


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O ar chega s frentes de trabalho atravs de dois circuitos de ventilao: o circuito

principal e o circuito secundrio. O circuito principal tem como objetivo conduzir o ar

novo at as frentes de lavra mais distantes, e retirar o ar impuro e o p presente

nessas frentes. O circuito secundrio tem como objetivo levar ar puro e refrigerado

ate as frentes de lavra e a exausto do p nas frentes de lavra.

Este trabalho tem o objetivo de apresentar um pequeno histrico da evoluo da

ventilao em mina subterrnea, estabelecer quais os parmetros para

condicionamento do ar que devem ser avaliados no planejamento do sistema de

ventilao, abordando tpicos como, qualidade e quantidade de ar, circuitos de

ventilao, determinao do tipo de ventilador e fornecer informaes sobre a

legislao que regula a ventilao em minas subterrneas.


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3 HISTRICO DA VENTILAO

O papel histrico da ventilao era fornecer umfluxo de ar fresco, suficiente para

manter o oxignio consumido pelos trabalhadores subterrneos.Hoje a ventilao

soluciona tambm o problema de gases nocivos, que em geral, so produzidos

pelos prprios equipamentos utilizados naminerao

No passado, as mineraes ocorriam perto da superfcie onde a iluminao natural e

a ventilao eram disponveis. O fogo era usado para absorver ar fresco para dentro

da mina e para exaurir as fumaas quentes para fora da mina.

Canarinhos eram usados para deteco de gs nas minas de carvo nos estgios

iniciais da minerao. Este pssaro sensvel podia ser levado para frente de trabalho

e se ele ficava agitado, os trabalhadores imediatamente deixavam a mina.Antes do ano de 1870, os gerentes e as pessoas qualificadas usavam lmpadas de

segurana para detectar gs. Estas lmpadas logo foram substitudas por lmpadas

a leo e velas como uma fonte da luz de trabalho.

Em seguida, ventiladores de mo pequenos foram usados para conduzir o gs das

frentes de lavra para as correntes de ar principais. Portas foram colocadas

estrategicamente como parte do sistema da ventilao para guiar o fluxo do ar para

as reas selecionadas.

Em 1920 esses ventiladores de mo foram substitudos por ventiladores de turbinapequenos. Ventiladores grandes do tipo suco foram colocados na superfcie e

gradualmente aumentaram de tamanho.

Hoje, os motores de LHD so equipados com catalisadores para completar a

combusto de gases que realizada com uma eficincia de aproximadamente 90%.

Os motores de LHD produzem tambm partculas slidas devido combusto

incompleta e s impurezas no combustvel. Infelizmente, o catalisador no

eficiente na remoo destes particulados.

.


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4 POR QUE VENTILAR UMA MINA?

A ventilao em uma mina subterrnea necessria para:

Fornecer oxignio para a respirao do homem;

Remover para fora da mina os gases nocivos ao homem provenientesde:

operao de detonaes;

gases provenientes de maquinas (LHD, Jeep, etc);

furos de sondagem erocha;

Manter a temperatura baixa nos locais de trabalho, para maiorconforto e

eficincia do homem;

Remover o calor produzido pelohomem, rocha, maquinas (LHD, Jeep,

mineradores, schutlecars, etc), detonaes,correias transportadoras, sondas, etc;Remover o p originado nas frentes delavra;


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5 PARMETROS PARA CONDICIONAMENTO DO AR

5.1Consideraes Gerais

O sistema de ventilao surgiu com o objetivo de retirar do interior da mina o ar de

m qualidade e fornecer ar puro a todas as frentes de trabalho, em quantidade

suficiente para oferecer aos trabalhadores condies mnimas de higiene e

segurana.

Dentro de uma mina pode ser dividido em quatro categorias:

Ar bom ou fresco:Quando a atmosfera dentro da mina tem composio similar

da atmosfera externa.

Ar irrespirvel ou empobrecido:A atmosfera apresentar essa condio quandocontiver uma elevada proporo de gases irrespirveis como: CO2, CH4, H, N,

no satisfazendo s exigncias respiratrias.

Txica:A atmosfera apresenta componentes nocivos como: NOX, CO e H2S.

Perigosa ou Explosiva: Quando a atmosfera apresenta gases combustveis como

CH4e CO e que associados ao ar podem formar misturas explosivas.

Essas categorias permitem que se tenha uma noo dos problemas que o sistema

de ventilao precisa solucionar.

Ventilao subterrnea o controle do movimento e da direo do ar.Em minassubterrneas o ponto mais crtico o controle do ambiente nos locais de trabalho.

Na engenharia de minas o controle deste parmetro o condicionamento do ar. A

ventilao subterrnea contribui para que se estabeleam condies ambientes

necessrias atividade humana.

Os limites da padronizao do ambiente adequado ao trabalho esto ligados

segurana e a tolerncia do ser humano. Os itens que dificultam a operao em uma

mina subterrnea so proporcionais profundidade na qual se trabalha. Quanto

maior a profundidade, maior a temperatura da rocha. Para adequar este ambienteinspito s condies de trabalho necessrio o condicionamento do ar.

Existem normas que regulamentam aquantidade e a qualidade do ar que circula nas

minas subterrneas. A quantidade de ar que circula no interior da mina varia de

acordo com o nmero de trabalhadores, de forma diretamente proporcional.De

acordo com a NR 22.24 a vazo de ar dentro de uma mina deve ser de no mnimo


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3,0 m3para cada trabalhador por minuto e o sistema de ventilao seja ele natural

ou artificial deve atender aos seguintes requisitos:

Manter o suprimento de oxignio exigido;

Renovao continua do ar;

Diluio eficaz de gases inflamveis ou nocivos;

Eliminar concentraes de poeiras em suspenso do ambiente de trabalho;

Manter temperatura e umidade adequadas ao trabalho humano;

O sistema de ventilao deve ser mantidoe operado de forma regular e continua.

5.2Normas Regulamentadoras

Normas Reguladoras de Minerao -NRMVentilao

5.2.1Generalidades

5.2.2 Para cada mina deve ser elaborado e implantado um projeto de ventilao com

fluxograma atualizado periodicamente contendo no mnimo os seguintesdados:

a) localizao, vazo e presso dos ventiladores principais;

b) direo e sentido do fluxo de ar;

c) localizao e funo de todas as portas, barricadas, cortinas, diques, tapumes e

outros dispositivos de controle do fluxo de ventilao.5.2.3 As atividades em subsolo devem dispor de sistema de ventilao mecnica

que atenda aos seguintes requisitos:

a) suprimento de ar em condies adequadas para a respirao;

b) renovao contnua do ar;

c) diluio eficaz de gases inflamveis ou nocivos e de poeiras do ambiente de

trabalho;

d) temperatura e umidade adequadas ao trabalho humano;

e) ser mantido e operado de forma regular e contnua;f) em dias em que no haja operao em subsolo, no mnimo 1/3 (um tero) do

sistema principal de ventilao deve estar funcionando e

g) as minas com emanaes de gases nocivos, inflamveis ou explosivos devem

manter o sistema de ventilao integral.

5.2.3.1 Devem ser observados os nveis de procedimentos para implantao de

medidas preventivas, conforme disposto nesta Norma.


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5.2.4 O fluxograma de ventilao deve ser representado em plantas, em escalas

adequadas, que devem ser mantidas atualizadas na mina.

5.2.4.1 O fluxograma de ventilao deve estar disponvel aos trabalhadores ou seus

representantes e disposio da fiscalizao.

5.2.5 Um diagrama esquemtico do fluxograma de ventilao de cada nvel deve ser

afixado em local visvel do respectivo nvel.

5.2.6 Todas as frentes de lavra devem ser ventiladas por ar fresco proveniente da

corrente principal ou secundria.

5.2.7 proibida a utilizao de um mesmo poo ou plano inclinado para a sada e

entrada de ar, exceto durante o trabalho de desenvolvimento com exausto ou

aduo tubulada ou atravs de sistema que garanta a ausncia de mistura entre os

dois fluxos de ar.5.2.8Em minas com emanaes de grisu a corrente de ar viciado deve ser dirigida

ascendentemente.

5.2.9 A corrente de ar viciado s pode ser dirigida descendentemente mediante

justificativa tcnica.

5.2.10O pessoal envolvido na ventilao e todo o nvel de superviso da mina, que

trabalhem em subsolo, devem receber treinamento em princpios bsicos de

ventilao de mina.

5.2.11 Nas entradas principais de ar dos nveis e frentes de lavra devem serinstalados dispositivos que permitam a visualizao imediata da direo do ar.

5.3Qualidade e Quantidade do Ar

5.3.1 Nos locais onde pessoas estiverem transitando ou trabalhando a concentrao

de oxignio no ar deve ser inferior a 19% (dezenove por cento) em volume.

5.3.2 A vazo de ar necessria em minas de carvo, para cada frente de trabalho,

deve ser de, no mnimo, 6.0 m3/min (seis metros cbicos por minuto) por pessoa.

5.3.2.1 A vazo de ar fresco em galerias de minas de carvo constitudas pelos

ltimos travesses arrombados deve ser de, no mnimo, 250 m3/min (duzentos ecinqenta metros cbicos por minuto).

5.3.2.1.1 Na ventilao das frentes de servio, em minas de carvo, a vazo mnima

admissvel deve ser de 85 m3/min (oitenta e cinco metros cbicos por minuto) e o

sistema de ventilao auxiliar deve ser instalado em posio que impea a

recirculao de ar.


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5.3.2.2 Em outras minas, a quantidade do ar fresco nas frentes de trabalho deve ser

de, no mnimo, 2.0 m3/min (dois metros cbicos por minuto) por pessoa.

5.3.2.3 No caso da utilizao de veculos e equipamentos a leo diesel, a vazo de

ar fresco na frente de trabalho deve ser aumentada em 3.5 m3/min (trs e meio

metros cbicos por minuto) para cada cavalo-vapor de potncia instalada.

5.3.2.3.1 No caso de uso simultneo de mais de um veculo ou equipamento a

diesel, em frente de desenvolvimento, deve ser adotada a seguinte frmula para o

clculo da vazo de ar fresco na frente de trabalho:

QT= 3,5 (P1+ 0,75 x P2 + 0,5 x Pn)

Onde:

QT= vazo total de ar fresco em metros cbicos por minuto (m3/min)

P1= potncia em cavalo-vapor do equipamento de maior potncia em operaoP2 = potncia em cavalo-vapor do equipamento de segunda maior potncia em

operao

Pn= somatrio da potncia em cavalo-vapor dos demais equipamentos em operao

5.3.2.3.2 No caso de desenvolvimento, sem uso de veculos ou equipamentos a leo

diesel, a vazo de ar fresco deve se dimensionada razo de 15 m3/min/m2 (quinze

metros cbicos por minuto por metro quadrado) da rea da frente em

desenvolvimento.

5.3.2.4 Em outras minas e demais atividades subterrneas a vazo de ar fresco nasfrentes de trabalho deve ser dimensionada de acordo com o disposto no Anexo que

segue, prevalecendo a vazo que for maior.

5.3.2.5 O fluxo total de ar fresco na mina ser, no mnimo, o somatrio dos fluxos

das reas de desenvolvimento e dos fluxos das demais reas da mina,

dimensionados conforme determinado nesta NRM.

5.3.2.6 As condies de conforto trmico devem obedecer ao disposto na legislao

vigente.

5.4Velocidade do Ar5.4.1 A velocidade do ar no subsolo no deve ser inferior a 0,2 (zero vrgula dois)

m/s nem superior mdia de 8,0 m/s (oito metros por segundo) onde haja circulao

de pessoas.

5.4.1.1 Em minas de carvo a velocidade do ar no deve ser superior a 5,0 m/s

(cinco metros por segundo).


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5.4.2 Em casos especiais, o DNPM pode aprovar, ouvida a Instncia Regional do

MTE, aumento do limite superior para 10,0 m/s (dez metros por segundo).

5.4.2.1 Em casos especiais, para minas de carvo, o DNPM pode aprovar, ouvida a

Instncia Regional do MTE, aumento do limite superior para 8,0 m/s(oito metros por

segundo).

5.4.3 Em poos, furos de sonda, chamins ou galerias, exclusivos para ventilao, a

velocidade pode ser superior a 10,0 m/s (dez metros por segundo).

5.4.3.1 Em minas de carvo, nos poos, furos de sonda, chamins ou galerias,

exclusivos para ventilao, o DNPM pode aprovar velocidade superior a 8,0 m/s (oito

metros por segundo), ouvida a Instncia Regional do MTE.

5.5Portas, Viadutos e Tapumes.

5.5.1 Sempre que a passagem por portas de ventilao acarretar riscos oriundos dadiferena de presso devemser instaladas duas portas em srie, de modo a permitir

que uma permanea fechada enquanto a outra estiver aberta, durante o trnsito de

pessoas ou equipamentos.

5.5.1.1 A montagem e desmontagem das portas de ventilao s podem ser

realizadascom autorizao do responsvel pela mina.

5.5.2 Na corrente principal, as estruturas utilizadas para a separao de ar fresco do

ar viciado nos cruzamentos devem ser construdas com alvenaria ou material

resistente combusto ou revestido commaterial anti-chama.5.5.2.1 Os tapumes de ventilao devem ser conservados em boas condies de

vedao de forma a proporcionar um fluxo adequado de ar nas frentes de trabalho.

5.6 Instalao de Sistema de Ventilao

5.6.1 A instalao e as formas de operao do ventilador principal e de emergncia

devem ser definidas e estabelecidas no projeto de ventilao constante do Plano de

Lavra.

5.6.2 O sistema de ventilao deve atender, no mnimo, aos seguintes requisitos:

a) possuir ventilador de emergncia com capacidade que mantenha a direo dofluxo de ar de acordo com as atividades para este caso, previstas no projeto de

ventilao;

b) as entradas aspirantes dos ventiladores devem ser protegidas;

c) o ventilador principal e o de emergncia devem ser instalados de modo que no

permitam a recirculao do ar e


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d) possuir sistema alternativo de alimentao de energia proveniente de fonte

independente da alimentao principal para acionar o sistema de emergncia nas

seguintes situaes:

I -minas sujeitas a acmulo de gases explosivos, inflamveis ou txicos e

II - minas em que a falta de ventilao coloque em risco a segurana das pessoas

durante sua retirada.

5.6.2.1 Na falta de alimentao de energia e de fonte independente da alimentao

principal, o responsvel pela mina deve providenciar a retirada imediata e impedir o

acesso de pessoas.

5.6.3 A estao onde esto localizados os ventiladores principais e de emergncia

deve estar equipada com instrumentos para medio da presso do ar.

5.6.4 O ventilador principal deve ser dotado de dispositivo de alarme que indique asua paralisao.

5.6.5 Os motores dos ventiladores a serem instalados nas frentes com presena de

gases explosivos devem ser prova de exploso.

5.7Ventilao Auxiliar

5.7.1 Todas as galerias de desenvolvimento, aps 10,0 m (dez metros) de

avanamento, e obras subterrneas sem comunicao ou em fundo-de-saco devem

ser ventiladas atravs de sistema de ventilao auxiliar e o ventilador utilizado deve

ser instalado em posio que impea a recirculao de ar.5.7.2 Em caso de utilizao de ventiladores/exaustores auxiliares, o primeiro da

srie deve estar localizado na corrente principal de ar puro e em posio que impea

a recirculao de ar.

5.7.2.1 A chave de partida de todos os ventiladores/exaustores deve estar na

corrente de ar puro.

5.7.3 Para cada instalao ou desinstalao de ventilao auxiliar deve ser

elaborado um diagrama especfico aprovado pelo responsvel pela ventilao da

mina.5.7.4 A ventilao auxiliar no deve ser desligada enquanto houver pessoas

trabalhando na frente de servio.

5.7.4.1 Em casos de manuteno do prprio sistema e aps a retirada do pessoal

permitida apenas a presena da equipe de manuteno, seguindo procedimentos

previstos para esta situao especfica.


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5.7.5 vedada a ventilao utilizando-se somente ar comprimido, salvo em

situaes de emergncia ou se o mesmo for tratado para a retirada de impurezas.

5.7.5.1 O ar de descarga das perfuratrizes no considerado ar de ventilao.

5.8Controle da Ventilao

5.8.1 O principal responsvel pela ventilao o responsvel pela mina.

5.8.2 Devem ser executadas mensalmente medies para avaliao da velocidade,

vazo do ar, temperatura de bulbo seco e bulbo mido contemplando, no mnimo,

nos seguintes pontos:

a) caminhos de entrada da ventilao;

b) frentes de lavra e de desenvolvimento e

c) ventilador principal.

5.8.2.1 Os resultados das medies devem ter registros prprios e seremfreqentemente examinados e visados pelo responsvel pela mina, observadas as

seguintes situaes:

a) medies de rotina conforme item 6.7.2;

b) quando houver alterao na corrente principal do ar e

c) quando ocorrer registros de parmetros fora dos padres estabelecidos.

5.8.3 No caso de minas grisutosas ou com ocorrncia de gases txicos, explosivos

ou inflamveis o controle da sua concentrao deve ser feito a cada turno, nas

frentes de trabalho em operao e nos pontos importantes da ventilao. 5.8.4 Em minas subterrneas, ao longo do percurso do ar, antes e depois dos

pontos de ramificao das galerias, devem ser instaladas estaes de medies,

juntamente com um quadro onde constem os registros atualizados.

5.8.4.1 Esse Quadro deve conter as seguintes informaes: identificao da

estao, seo livre no ponto de medio (m2), velocidade do ar (m/s), vazo do ar

(m3/min), nome da pessoa que executou e registrou a medio, a data e horrio da

ltima medio.

5.8.5 Deve ser realizada, pelo menos mensalmente, e todas as vezes que houvermodificao na corrente principal do ar, uma rigorosa inspeo destinada ao controle

de todo o sistema de ventilao da mina.

5.3Controle de Qualidade


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O controle de qualidade consiste na remoo e purificao dos contaminantes,

controlando gases, poeira e matria orgnica. Tem objetivo monitorar as variveis

mais perigosas como a presena de gases e poeira. , frequentemente, o problema

mais complicado, isto porque, a mina apresenta potencial para liberao de

contaminantes em toda sua extenso e as mesmas passagens onde so gerados os

contaminantes so utilizadas tambm para o transporte de ar para o subsolo.

Os contaminantes podem ser definidos como qualquer substncia indesejvel

presente no ar, ou como qualquer substancia que esteja presente na atmosfera de

forma excessiva. Estes podem ser particulados (lquidos e slidos) ou no

particulados (gases e vapores). No subsolo os mais encontrados so gases e

poeiras.

Controle da quantidade Regula a direo e magnitude do fluxo de ar atravs da

ventilao natural e auxiliar. Esta quantidade no est relacionada apenas com a

respirao, mas tambm com disperso de contaminantes fsicos e qumicos como

gases, poeiras, umidade e calor.

Temperatura e umidade Busca-se atingir a temperatura e umidade prxima do

ideal atravs do resfriamento, aquecimento, umedecimento e no umedecimento do

ambiente.

5.3.1 Gases

O ar uma mistura composta por vrios gases, e que, em geral, no se apresentam

nas mesmas concentraes do ambiente de superfcie. Isto ocorre porque o ar que

circula na mina perde oxignio e ganha gases provenientes da combusto demotores, detonao de explosivos, ou ainda, gases naturais do depsito. Os gases

que podem ser encontrados so: O2, CO2, Metano, CO, H2SO4, SO2, NO2, H,

Radnio.

Oxignio


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19

47 1.02460

82-218

764-983

1640Vigorosa

12 -18

30

40

O2Consumido

(cm

3

/s)

Quociente de

respirao

Em descanso

Moderada

377-705

1476-1968

4.7 0.75

33 0.9

Tipo de AtividadeTaxa de respirao

(Inspiraes por minuto)Ar inalado por

Inspirao (cm

3

)

Ar inalado

(cm

3

/s)

Diferentemente de outros gases, oxignio no um contaminante e o nico gs

que deve ser mantido na maior concentrao possvel. O decaimento do oxignio

ocorrepor vrios processos, tais como: diluio com outros gases, oxidao a altas

temperaturas motores a combusto interna e chamas e oxidao a baixas

temperaturas dos minerais e madeira. Geralmente associada a processos de

oxidao est a gerao de outros gases tais como monxido e dixido de carbono.

Quando se considera a quantidade de ar que deve ser fornecida para satisfazer as

necessidades dos trabalhadores, devem-se considerar ambos os oxignios: o

requerido e o gs carbnico produzido, pois este ltimo um contaminante.

Um ambiente com baixa concentrao de oxignio pode acarretar os seguintes

efeitos no homem:

17 % de O2: Respirao profunda e mais rpida;15 % de O2: Tontura, taquicardia e zumbido nos ouvidos;

13 % de O2: Inconscincia e desmaio;

9 % de O2: Perigo de vida;

6 % de O2: Convulso e morte.

A quantidade de oxignio requerida para respirao humana varia com o tipo de

atividade desempenhada, conforme ilustra a tabela abaixo:

Tabela 1:Necessidades Respiratrias

Para melhor entendimento, abaixo um exemplo do clculo necessrio para

determinar a quantidade de oxignio consumida.Considere uma pessoa em atividade moderada em um ambiente cuja concentrao

de oxignio de 21% e a de dixido de carbono de 0,03%. Encontrar a quantidade

de ar para requerida para que para que o ar mantenha a concentrao mnima de

19,5% para o oxignio e mxima de 0,5% para o dixido de carbono. A soluo est

apresentada nas Tabelas 2e 3.


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CO2fornecido

CO2produzido

Concentraoremanescente

0,0003.

Q + 33.

0,90 = 0,005.

Q= 33 .0 9 / 0 005 0 0003 = 6319 cm3/s

Tabela 1: Relao do consumo de oxignio e atividade fsica

Tabela 2: Relao da produo de gs carbnico e atividade fsica

Como Q mnimo calculado a partir da concentrao mxima permitida para CO2

superior ao mesmo Q calculado a partir da concentrao mnima requerida para O2,

ento necessrio fornecer uma quantidade de 6319 cm3/s por indivduo

trabalhando na mina. Observa-se que esse valor considera que o consumo de

oxignio ocorre apenas devido respirao, o que sabemos no ser verdade.

Dixido de carbono

CO2 incolor, inodoro e no combustvel e pode ter gosto cido. mais pesado que

o ar e, por isso, encontrado mais prximo ao piso. Est mais presente nos locais

abandonados e no ventilados da mina. As principais fontes de CO2 so: respirao

humana, oxidao, detonao, fogo e a prpria rocha. Um aumento na concentrao

de 0,03 % a 0,5 % leva a uma respirao mais rpida e profunda. Uma concentraode 3 % leva a uma taxa de respirao dobrada, enquanto que 5 % de CO2 triplicam

essa taxa. Uma concentrao de 10 % pode ser tolerada por apenas alguns

minutos.

Metano

O2fornecido O2consumido Concentrao

remanescente0,21

.Q -33 = 0,195 Q

Q = 33 / (0.21 - 0.195) = 2200 cm3/s


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O metano o gs mais comum em minas de carvo, podendo tambm ser

encontrado em outras minas tais como minas de potssio, calcrio, sal e xisto. O

metano incolor, inodoro, inspido, atxico e altamente inflamvel. Por ser mais leve

que o ar, ele mais encontrado em partes altas da mina. Durante a formao da

camada de carvo, o metano produzido junto com o dixido de carbono,

hidrocarbonetos maiores e outros gases inertes. A quantidade de metano depende

da temperatura, presso, grau de fraturamento, permeabilidade do carvo e da

camada adjacentes. Pode existir como gs nas fissuras da rocha ou estar adsorvido

na superfcie do prprio minrio (carvo). O metano liberado devido diminuio

da presso, particularmente causada por extraes em reas vizinhas, o que causa

um distrbio nas condies de equilbrio.

Monxido de carbono

O monxido de carbono, CO, incolor, inodoro, inspido, txico e inflamvel,

produzido pela combusto incompleta de materiais orgnicos. formado no subsolo

por fogos, exploses, aquecimento por frico, oxidao a baixa temperatura e

motores a combusto interna. CO venenoso a baixas concentraes e explosivo a

uma ampla faixa (12,5 a 74 %). Ele substitui o oxignio que carregado pela

hemoglobina, por ter uma afinidade 300 vezes maior com o sangue, e, portanto, agecomo asfixiante.

O composto formado na juno do CO com a hemoglobina chamado

carboxihemoglobina, COHb. Os nveis de COHb no sangue dependem da

concentrao de CO no ar, tempo de exposio e nvel de atividade exercida pelo

indivduo exposto ao ar. Os efeitos devido ao envenenamento por CO em funo da

saturao do sangue esto listados a seguir.

10 % COHb: perda de algumas funes cognitivas;

10 -30 % COHb: dores de cabea;30 - 40 % COHb: fraqueza, tontura, diminuio da viso, nuseas, vmitos e

colapso;

40 -60 % COHb: inconscincia, convulso;

60 - 70 % COHb: coma e possvel morte;

70 -80 % COHb: falha respiratria e morte.


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cido sulfrico

O cido sulfrico, H2SO4, tem um cheiro forte, incolor, txico e explosivo.

formado pela decomposio de compostos de enxofre. Baixas concentraes so

encontradas em infiltraes de gua das rochas, enquanto que altas concentraes

ocorrem em gs natural, petrleo e algumas minas de enxofre e gipsita. H2SO4

bastante solvel e pode ser carregado por guas subterrneas a frentes de trabalho

em atividade. A menor concentrao letal j registrada de 600 ppm. Os efeitos

fisiolgicos esto listados a seguir:

0, 025 ppm: odor;

0, 005 -0,010 %: irritao do trato respiratrio e olhos aps 1 hora;

0, 010 %: perda olfativa aps 15 minutos de exposio;0,02 -0,07 %: dor de cabea, tontura, nuseas, dores nos nariz, peito e garganta;

0,07 -0,10 %: inconscincia, parada respiratria e morte;

0,10 %: morte em poucos minutos.

Dixido de enxofre

Incolor, no inflamvel e txico, o dixido de enxofre, SO2, formado sempre que

compostos de enxofre so queimados. Podem ser formados durante a detonao decertos minrios de enxofre, fogos envolvendo compostos como pirita, e combusto

nos motores. significantemente mais pesado que o ar e, em baixas concentraes

irrita os olhos, garganta e nariz. A uma concentrao de 400 ppm coloca a vida em

risco.

xido de nitrognio

O nitrognio, da forma que ocorre no ar, inerte. Entretanto, sob certas condies,forma xidos que podem ser extremamente txicos. Os mais comuns so xido

ntrico e dixido de nitrognio. So formados pela combusto de motores e

detonao. xido ntrico rapidamente oxidado a nitrognio na presena de

umidade e ar e, por isso, raramente encontrado em grandes quantidades no

subsolo. Dixido de nitrognio mais comumente encontrado. Os xidos de

nitrognio, NO2, txicos reagem com umidade formando os cidos ntrico e nitroso.


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Pequenas quantidades de NO2 podem ser, portanto, letais, por combinarem com

umidade nos pulmes e corroerem as vias respiratrias. Morte por exposio a NO2

pode ocorrer rapidamente, caso o nvel de exposio seja alto, ou pode ocorrer em

dias ou at semanas, como resultado de um edema pulmonar (gua nos pulmes)

ou pneumonia infecciosa.

Hidrognio

Hidrognio incolor, inodoro, inspido, atxico e o gs mais leve encontrado em

mina subterrnea. As possveis fontes so: carregamento de baterias, ao da gua

ou vapor em materiais quentes, e ao de cidos em metais. altamente explosivo.

Sua ignio pode ocorrer a uma concentrao de oxignio de 5 %, diferentementedo metano que requer uma concentrao mnima de 12 % para explodir.

Radnio

Radnio um produto da desintegrao do rdio, radioativo e quimicamente

inerte. Encontrado primariamente em minas de urnio, mas pode ser encontrado em

quantidades trao em minas de carvo. Uma vez que o radnio liberado no

ambiente, o processo de decaimento continua com a formao de rdio A, que decaia rdio B, que decai a rdio C, etc. Durante o processo de decaimento so emitidas

partculas alfa e beta, que podem ser acompanhadas por raios de atividade gama.

So esses raios gama a principal preocupao dos engenheiros de ventilao.

5.3.2 Doenas Causadas por trabalhos em Minerao

Pneumoconiose: causada peloacmulo de poeira nos pulmes e as reaes do

tecido presena desta poeira.

So variaes da Pneumoconiose:

1) Silicose


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A silicose uma doena incurvel causada pelo acmulo de poeira contendo slica

nos pulmes e a conseqente reao dos tecidos pulmonares. Ela leva ao

endurecimento dos pulmes, dificultando a respirao e podendo causar at a

morte.

2) Antracose

Doena pulmonar que se instala pela inalao de poeira do carvo. Os pulmes dos

trabalhadores expostos poeira passam a apresentar ntida pigmentao negra,

decorrente do depsito de partculas antracsicas (antracito - carvo fssil).

3) Asbestose

Doena pulmonar, causada pelo acmulo de fibras de asbesto no pulmo. Quase

sempre vem acompanhada de cncer do pulmo.

Limites de tolerncia

Concentrao mxima ou mnima, relacionada com a natureza e o tempo de

exposio ao agente, que no causar dano sade do trabalhador, durante a suavida laboral.

Asbesto: 2 fibras/cm3

Slica: quartzo respirvel -0,1 mg/m3

cristobalita e tridimita -0,05 mg/m3

Exposio e Efeitos Causados Pela Slica

TIPO DEPOEIRA

FONTES DEEXPOSIO

DOENA PULMONAR

Carvo, areia, minerais,

metlicos, feldspato.

Minerao, metalrgica,

material de construo,

jato de areia.

Silicose, antracosilicose e

pneumoconioses mistas.

Caulim Ind. cermica Silicose


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Quartzito Ind. cermica Silicose

Quartzo modo, areia

moda.

Fibra de vidro,

Ind. cermica

Silicose

Fonte: Gentilmente cedida por Alcinia M. dos A. Santos.

5.3.3 Deteco de gases

Os tipos de instrumentos disponveis na minerao para medir concentrao de

gases sobrecaem em quatro classes principais: detectores manuais, monitores

montados em mquina, monitores de rea e dosmetros pessoais. Os detectores

manuais so relativamente pequenos e leves, podendo ser utilizado em vrios locais

da mina por engenheiros e outros. Exemplos de detectores manuais so: lmpadas

de segurana, detectores de metano, detectores de oxignio, detectores para

monxido de carbono.

Os mtodos de deteco incluem oxidao cataltica, eletroqumica, tico,

condutividade eltrica e absorvente qumicos.

Detectores de oxidao cataltica so utilizados para medir concentrao de gases

combustveis, a partir da mudana da resistncia em um circuito eltrico ou do

aquecimentogerado durante o processo de oxidao.

Sensores eletroqumicos so aplicados na medio de oxignio, cido sulfdrico,

monxido de carbono e xidos de nitrognio, que reagem com um eletrodo especial

em um eletrlito, gerado uma corrente eltrica proporcional concentrao do gs

presente.

Os detectores ticos so basicamente dois, infravermelho no-dispersivo e

interfermetro.O primeiro baseado no princpio de que diferentes gases absorvem

luz a comprimentos de onda especficos e distintos. O segundo baseado na

diferena de ndice de refrao. O mtodo mais novo utiliza semicondutores quemudam de resistncia e, portanto, sua condutividade eltrica na presena de certos

gases.

O ltimo mtodo utiliza as propriedades reativas dos gases e qumicos que causam

modificao na cor desses qumicos proporcionalmente concentrao dos gases.


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5.3.4 Controlede Gases

Uma vez identificado o gs contaminante, sua fonte localizada e sua taxa de

liberao determinada, o engenheiro se confronta com o problema do controle.

Tcnicas de controle variam desde diluio por simples ventilao at sistemas

complexos de drenagem. A tcnica escolhida depender da fonte de gs (rocha,

detonao, motor, etc) e da natureza da ocorrncia (liberao contnua ou

intermitente, fonte mvel ou esttica). As tcnicas normalmente adotadas, em sua

ordem de preferncia, esto listadas a seguir:

Preveno: procedimento adequado na detonao, ajuste e manuteno de motores

de CI, etc;

Remoo: drenagem antes da lavra, exausto local, infuso de gua antes da lavra;Absoro: reao qumica em condicionadores de motores de CI, spray de soluo

ar-gua na detonao;

Diluio: diluio local por ventilao auxiliar, diluio pelo fluxo de ar principal,

diluio local por difusores ou sprays dgua,

Isolamento: vedao de reas de trabalho abandonadas ou reas de fogo, restrio

na detonao.

NR 22.24.24. - No caso de minas grisutosas ou com ocorrncia de gases txicos,

explosivos ou inflamveis o controle da sua concentrao deve ser feito a cadaturno, nas frentes de trabalho em operao e nos pontos importantes da ventilao.

5.3.5 Limites de Tolerncia

Threshold limit values, TLV, so valores utilizados como indicador de toxicidade de

alguns gases. So valores de concentrao que, sob determinadas condies, no

apresentam riscos de sade para quase todos os trabalhadores que se expemdiariamente ao gs em questo. Threshold limit values - Time weighted average

(TLV-TWA) a concentrao a qual quase todo trabalhador pode se expor durante

oito horas por dia (quarenta horas por semana) sem apresentar efeitos adversos.

Threshold limit values - short term exposure limit (TLV-STEL) a concentrao

mxima a que um trabalhador pode se expor, durante at quinze minutos, sem

apresentar qualquer irritao, mudana nos tecidos (crnica ou irreversvel) ou


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narcose suficiente para aumentar tendncia a acidentes ou diminuir eficincia no

trabalho. Threshold limit values - Ceiling (TLV-C) a concentrao que no deve ser

excedida nunca, nem mesmo instantaneamente. A Tabela 4 resume as

caractersticas de cada um dos gases mencionados.

Tabela 3: Caractersticas dos gases

5.3.6 Poeira

Poeira a segunda categoria de contaminantes do ar de maior preocupao naminerao. Disperso de partculas slidas e lquidas, de tamanho microscpico, em

um meio gasoso, chamada aerossol. Apesar de nem toda poeira precisar estar

suspensa para ser nociva, as que causam danos pulmonares so as que existem

como aerossol. Todo material suspenso em uma mina subterrnea se comporta de

maneira similar e apresenta os seguintes princpios bsicos:


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a) Partculas de poeira, de conseqncia combustvel ou patolgica, so

predominantemente menores que 10 m. Aquelas menores que 5 m so

classificadas como respirveis;

b) Partculas maiores que 10 m no tendem a permanecer muito tempo em

suspenso em correntes de ar, a menos que haja altas velocidades. Essas

partculas, entretanto, no so to preocupantes;

c) Poeira de mina tem um tamanho caracterstico entre 0,5 a 3 m;

d) Reatividade qumica cresce com o decrscimo do tamanho;

e) Poeiras menores que 10 m, srias para a higiene do ar, no tm peso

significativo ou inrcia, portanto podem ficar indefinidamente suspensos na

atmosfera;

f) O controle da poeira fina (menor que 10 m) suspensa no ar requer um controleda corrente de ar. Esse o princpio bsico do controle de poeira.

Poeira pode ser classificada de acordo com seus efeitos fisiolgicos ou suas

propriedades explosivas:

a) Poeira fibrognica (nociva ao sistema respiratrio): slica (quartzo, cherts);

silicatos (asbestos, talco, mica, silimanita); fumaas de metal (quase todos); minrio

de berlio; minrio de estanho; minrio de ferro (alguns); carvo (antracito,betuminoso);

b) Poeira carcinognica: radnio; asbestos; arsnio;

c) Poeira incmoda (pequenas adversidades): gipsito, caulim, calcrio;

d) Poeiras txicas (venenosas aos rgos e tecidos do corpo): minrios de berlio,

arsnio, chumbo, rdio, trio, cromo, vandio, mercrio, cdmio, antimnio, selnio,

mangans, tungstnio, nquel e prata (principalmente xidos e carbonatos);

e) Poeiras radioativas (prejudicial devido s radiaes alfa e beta): minrios de

urnio, rdio e trio;f) Poeiras explosivas (combustvel quando em suspenso): poeiras metlicas

(magnsio, alumnio, zinco, estanho e ferro); carvo (linhito); minrios sulfetados;

poeiras orgnicas;

5.3.7 Composio


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Na classificao da poeira quanto ao grau de dano patolgico, a composio

mineralgica mais importante que a qumica e propriedades qumicas so mais

importantes que as fsicas.

Por exemplo: slica livre apresenta maior reatividade qumica nos pulmes que a

slica combinada; j no caso do asbesto, o efeito mecnico mais importante; nas

poeiras txicas a principal varivel a solubilidade. Misturas de poeiras so

imprevisveis.

5.3.8 Concentrao

Depois da composio, a concentrao o fator mais importante. Poeiras nocivas

devem estar presentes em concentraes acima de 0,5 mg/m3

para gerar danos aospulmes. Algumas poeiras txicas ou radioativas, entretanto, podem ser prejudiciais

em menores concentraes (menos que 0,2 mg/m3).

5.3.9 Tamanho das Partculas

Poeiras finas so mais perigosas fisiologicamente porque sua rea especfica e,

portanto, sua reatividade qumica muito grande, em proporo a seu peso.

Danos pulmonares ocorrem devido a poeiras respirveis (menores que 5 m); e amaioria das minas apresenta tamanho mdio de poeira menores que esse valor.

5.3.10Tempo de Exposio

Normalmente, doenas como a silicose, se manifestam depois de 20 ou 30 anos de

exposio. Danos por radiao ocorrem entre 10 e 20 anos de exposio.

5.3.11Susceptibilidade Individual

Um fator que influncia a sade ocupacional a seletividade humana. Atualmente,

trabalhadores passam por exames pr-admissionais e problemas potenciais so

diagnosticados antes que ocorram efetivamente. Existem amplas evidncias de que


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o cigarro apresenta um efeito sinergtico, aumentando a probabilidade de se contrair

uma doena respiratria.

5.3.12Controle da Poeira

O controle de poeira feito atravs de perfurao a mido; o uso de sistemas de

exausto da poeira; medio da concentrao de poeira no ambiente de trabalho;

molhar os locais a serem detonados antes e depois da detonao, bem como o

material desmontado; pulverizao em locais com formao de p; proteo

individual com uso de mscaras contra p.

Preveno de acordo com a NR 22:

22.29 - Preveno de Exploso de Poeiras Inflamveis em Minas Subterrneas de

Carvo

22.29.1 - As minas subterrneas de carvo devem identificar as fontes de gerao

de poeiras tomando as medidas preventivas cabveis para reduzir o risco de

inflamao de poeiras e a propagao da chama.

22.29.1.1 - As medidas preventivas sero implantadasprincipalmente nos seguinteslocais:

a) frentes de lavra;

b) pontos de transferncia;

c) pontos de carregamento de minrio em correias transportadoras e

d)onde existam fontes de ignio.

22.29.1.2 -As medidas preventivas sero:

a) nas frentes de lavra: umidificao das operaes que possam gerar poeiras;

b) nos pontos de transferncia e nos pontos de carregamento: umidificao;neutralizao com material inerte ou lavagem peridica em intervalos de tempo a

serem determinados para cada local, das paredes, teto e lapa e

c) nos locais onde existam fontes de ignio: isolamento da fonte umidificao ou

neutralizao com material inerte.


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5.4 Temperatura e Umidade

Alm da qualidade do ar que inclui o controle de gases txicos ou explosivos e

poeira, outro fator para o condicionamento do ar o controle da temperatura e

umidade.

Para o controle da temperatura e umidade em uma mina subterrnea necessria a

aplicao de alguns mtodos para aquecer, esfriar, umidificar e desumidificar.

5.4.1 Processos de Transferncia de Calor

Existem vrios processos para transferncia de calor, entre eles esto:

Refrigerao e resfriamento evaporativo so processos de transferncia de calor

de um local para outro. Estes processos utilizam fluidos re frigerantes.

O objetivo do fluido refrigerante absorver o calor de uma fonte.

A amnia utilizada como fluido refrigerante devido ao seu baixo custo, sendo

empregada na superfcie. Nas minas subterrneas podem ser empregados freon,

gua gelada entre outros refrigerantes.

A torre de resfriamento outro processo que utiliza um aparelho de troca de calor

com lquidos frios, geralmente gua.

Outros sistemas so o cooling coil, o spray e o shell-and-tube.

5.4.2 Psicometria

O psicmetro um aparelho que serve para avaliar a quantidade de vapor contida

na atmosfera.

O controle do processo de temperatura e umidade feito utilizando propriedades

psicomtricas.

As propriedades psicomtricas como presso de vapor, umidade especfica, grau de

saturao, volume especfico entre outros so encontrados em tabelas e grficos

psicomtricos.


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5.5Controle da Quantidade

H uma relao que determina a quantidade de ventilao necessria para diluir o ar

perigoso em uma mina subterrnea. Esta relao a seguinte:

g

g

BTLV

TLVQQ

)1.(

Onde:

Qg: a taxa de contaminante;

Bg: a concentrao do contaminante;

TLV, Threshold Limit Values: o valor limite para concentrao do contaminante.

Outra relao que determina a quantidade de ar necessria nos locais de trabalho

quando se conhece a velocidade do ar (V) e a rea (A) a seguinte:

Q = V*A

De acordo com a NR 22, as quantidades de ar devem obedecer a alguns critrios

que esto relacionados abaixo.

22.24.6 - Nos locais onde pessoas estiverem transitando ou trabalhando, aconcentrao de oxignio no ar no deve ser inferior a dezenove por cento em

volume.

22.24.7 - A vazo de ar necessria em minas de carvo, para cada frente de

trabalho, deve ser de, no mnimo, seis metros cbicos por minuto por pessoa.

22.24.7.1 - A vazo de ar fresco em galerias de minas de carvo constitudas pelos

ltimos travesses arrombados deve ser de, no mnimo, duzentos e cinqenta

metros cbicos por minuto.

22.24.7.2 - Em outras minas, a quantidade do ar fresco nas frentes de trabalho deveser de, no mnimo, dois metros cbicos por minuto por pessoa.

22.24.7.3 - No caso da utilizao de veculos e equipamentos a leo diesel, a vazo

de ar fresco na frente de trabalho deve ser aumentada em trs e meio metros

cbicos por minuto para cada cavalo-vapor de potncia instalada.


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22.24.7.3.1 - No caso de uso simultneo de mais de um veculo ou equipamento a

diesel, em frente de desenvolvimento, dever ser adotada a seguinte frmula para o

clculo da vazo de ar fresco na frente de trabalho:

QT = 3,5 ( P1 + 0,75 x P2 + 0,5 x Pn ) [ m/min]

Onde: QT= vazo total de ar fresco em metros cbico por minuto

P1= potncia em cavalo-vapor do equipamento de maior potncia em operao

P2 = potncia em cavalo-vapor do equipamento de segunda maior potncia em

operao

Pn= somatrio da potncia em cavalo-vapor dos demais equipamentos em operao

22.24.7.3.2 - No caso de desenvolvimento, sem uso de veculos ou equipamentos a

leo diesel, a vazo de ar fresco dever se dimensionada razo de quinze metros

cbicos por minuto por metro quadrado da rea da frente em desenvolvimento.

22.24.8 - Em outras minas e demais atividades subterrneas a vazo de ar fresco

nas frentes de trabalho ser dimensionada de acordo com o disposto no Quadro II,

prevalecendo a vazo que for maior.

Determinao da vazo de ar fresco conforme disposto no item 22.24.8a) Clculoda vazo de ar fresco em funo do nmero mximo de pessoas ou

mquinas com motores a combusto a leo diesel

QT= Q1x n1+ Q2x n2[m/min]

Onde:

QT= vazo total de ar fresco em m3/min

Q1 = quantidade de ar por pessoa em m3/min(em minas de carvo =6,0 m3/min; em outras minas = 2,0 m3/min)

n1= nmero de pessoas no turno de trabalho

Q 2 = 3,5 m3/ min/cv (cavalo-vapor) dos motores a leo diesel

n2= nmero total de cavalo-vapor dos motores a leo diesel em operao

b) Clculo da vazo de ar fresco em funo do consumo de explosivos


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QT = 0,5 x A [m/min] / t

Onde:

QT = vazo total de ar fresco em m3/min

A = quantidade total em quilogramas de explosivos empregados por desmonte

t = tempo de aerao (reentrada) da frente em minutos

c) Clculo da vazo de ar fresco em funo da tonelagem mensal desmontada

QT = q x T [m/min]

Onde:

QT = vazo total de ar fresco em m3/min

q = vazo de ar em m3/minuto para 1.000 toneladas desmontadas por ms

(mnimo de 180 m3/minuto/1.000 toneladas por ms)

T = produo em toneladas desmontadas por ms.

Quando se define a quantidade de ar nos locais de trabalho necessrio criar uma

diferena de presso na mina para que se inicie o fluxo. Em minas modernas, o fluxode ar funo apenas dos ventiladores, considerando que a ventilao natural,

quando existe, no suficiente para assegurar a quantidade de ar necessria

mina.


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6 CIRCUITOS BSICOS DE VENTILAO

Alm da ventilao natural, existem outros dois circuitos de ventilao: ventilao

principal e ventilao secundria.

1 - Circuito principal: Utiliza os ventiladores principais que iro forar o ar atravs do

circuito de ventilao. Este circuito formado por galerias de entrada de ar, galerias

de retorno de ar impuro, e os tapumes, paredes, portas, pontes e reguladores que

completam o sistema.

2- Circuito secundrio: Utiliza os ventiladores, dutos e exaustores que transportam o

ar nos painis, nas frentes de trabalho.

O circuito principal de ventilao tem como funo conduzir o ar novo at as frentes

de trabalho mais distantes na quantidade suficiente para atender as necessidades,

deve-se levar em considerao que para isso ser necessrio superar as

resistncias ao deslocamento do ar atravs das galerias e nos obstculos como

mquinas, obstrues por entupimento de galerias. Quanto maior for a resistncia

ao deslocamento do ar menor ser a quantidade de ar impulsionada pelo

ventilador.Outra funo do circuito principal a exausto do ar impuro e p das

frentes de lavra, retornando pela galeria de reconhecimento e saindo pelo poo.

A respeito do circuito secundrio, este apresenta como funo a conduo atravs

de dutos do ar puro e refrigerado pela plantas at as frentes de trabalho. Este ar que

conduzido ser utilizado na respirao do homem, di luio dos gases e diminuio

da temperatura.Sua outra funo a exausto do p presente nas frentes de lavra.

6.1Portas de Ventilao

O circuito principal de ventilao um canal contnuo formado por galerias

escavadas pelo desenvolvimento ou mesmo nos painis, como as galerias so

ligadas uma nas outras por travessas, para formar o tal canal, as travessas devem

ser fechadas com cortinas, tapumes ou paredes. Para permitir o acesso de um canal

para outro em alguns locais so colocadas s portas.

Porque emalgumastravessias existem duas ou maisportas?


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Nos locais onde a presso do ar muito alta, como prximo aos ventiladores

principais, a abertura de uma porta provoca um curto circuito entre o canal de

entrada e o canal de sada, perdendo-se uma quantidade muito grande de ar.

Nestes casos usam-se duas ou mais portas desta forma quando se abre uma, h

pelo menos outra fechada evitando o curto circuito.

Por isto nunca se deve abrir duas portas ao mesmo tempo. Para diminuir a presso

exercida pelo ventilador nas portas, usamos janelas de descompresso nas

mesmas, com isto, voc far menos esforo para abri-la. No podemos esquecer

que estas janelas de descompresso devem ficar fechadas depois da passagem

pelas portas, seno iro ocorrer fugas de ar e seus colegas que trabalham nas

galerias mais distantes iro sofrer com a deficincia de ar. Abrir a janela de

descompresso e olhar se a outra porta est fechada, caso esteja passandopessoas esperar que aporta se feche s ento abrir a primeira porta.

Puxar ou empurrar a porta com cuidado fechando vagarosamente a mesma para

que esta no bata evitando danific-la.

No caso do descumprimento dessas instrues a mina ficar passvel dos seguintes

problemas:

No caso de uma porta aberta, um buraco aberto na parede,a quebrae o abandono

de um caminho ou material que obstrua a passagem de ar. Isso poder ocasionar

uma piora nas condies de trabalho de um colega que esteja atuando nas galeriasmais distantes, pela falta de oxignio, pelo aumento da temperatura, pelo aumento

da poeira.

Portanto, necessrio que as instrues sejam seguidas corretamente uma vez que

mau uso dos equipamentos de ventilao pode acarretar consequncias

gravssimas. Casosejam constatadas condies anormais no sistema de ventilao

essas devem ser comunicadas ao setor de ventilao imediatamente.

6.2 Circuitos

Os circuitos de ventilao so semelhantes aos circuitos eltricos. As leis

desenvolvidas pelo fsico Kirchhoff so aplicadas no circuito de ventilao assim

como a Lei de Ohm e a Equao de Atkinson. H duas formas bsicas nos

caminhos do ar em um sistema de ventilao e uma combinao das mesmas.


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6.2.1 Em srie

Nestes circuitos a quantidade de ar que flui em caminhos diferentes amesma.

Quando h dois resistores ligados em srie, tem-se, conforme mostrado na figura

abaixo.

Em um sistema de ventilao um circuito em srie definido como um circuito onde

os diferentes trechostenham a mesma quantidade de ar fluindo.

Fig. 1: Modelo de circuitos conectados em srie

Req= Ra+ Rb

Qeq= Qa= Qb

Peq= Pa+ Pb

6.2.2 Em paralelo

Nestes circuitos os caminhos percorridos pelo ar so conectados em paralelo e a

vazo do ar dividida entre os caminhos.


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Segundo Halliday et all (1996), dois elementos de um circuito associado em paralelo

pode-se passar por apenas um elemento e o escoamento da carga dividido entre

os dois elementos a uma mesma diferena de potencial.

Figura 1: Circuito em paralelo

1 = 1 + 1

vReq vRa vRb

Peq= Pa= Pb

Qeq = Qa+ Qb

6.3Fluxo de ar em um circuito

Existe uma proporcionalidade entre a diferena de presso e quantidade de fluxo de

ar. A ventilao possui uma lei bsica de proporcionalidade, sendo:

H a Q2

Onde:

H a diferena de presso

Q o fluxo de ar ou vazo do ar.

Atravs de um grfico pode-se solucionar alguns problemas de ventilao em minas,

fixando a presso em funo da quantidade do fluxo de ar. Relacionando-se estes


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dados com as caractersticas dos ventiladores, obtem-se o ponto ideal de operao

da mina.

Determina-se um ponto da curva assumindo um fluxo de ar e calculando a presso.

A relao entre a vazo do ar e a presso em diferentes pontos, dada pela

equao:

(H1/ H2) = (Q1/ Q2)2 H2= H1. (Q2/ Q1)2

A proporcionalidade vista entre a presso e a quantidade de fluxo de ar, pode ser

expressa incluindo uma constante devido resistncia R encontrada no caminho do

fluxo de ar. Esta proporcionalidade representada pela equao:

H = R.Q2

A resistncia R, calculada em N. s/ m8, obtida segundo a expresso:

R = [K. P.(L + Le)] / A3

Onde

Kcoeficiente de frico (N.s2

/m4

) obtido por tabelas ou empiricamente;P permetro do duto (m);

A rea da seo do duto (m2);

L o comprimento do duto (m);

Le o incremento do tamanho do caminho do ar devido s perdas pelo shock loss

(m).

O shock loss causado pela troca de direo do fluxo de ar, da rea do duto e

alguma obstruo, constituindo entre 10 e 30 % das perdas de presso em um

sistema de ventilao.Em sistemas de ventilao so possveis combinaes de caminhos do ar, em srie

ou paralelo. Equivalente a estas combinaes duas leis desenvolvidas pelo fsico

Kirchhoffpara circuitos eltricos so utilizadas em circuitos de ventilao: a Primeira

e Segunda Lei de Kirchhoff:

A Primeira Lei de Kirchhoff (Lei dos Ns): "Em qualquer n, a soma das correntes

que o deixam igual soma das correntes que chegam at ele".


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Observe na figura abaixo, que i1 +i2 = i3.

Figura 2: Representao da 1 lei de Kirchhoff

Segunda Lei de Kirchhoff(Lei da Malhas):

A soma algbrica das variaes do potencial, encontrada em todos os pontos ao

longo de um percurso completo do circuito, deve ser igual a zero. (Lei das Malhas)

Observe na abaixoao lado que Va+ eir iR= Va eir iR= 0.

Figura 3:Circuito eltrico


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7 DETERMINANDO OS VENTILADORES E A CAPACIDADE DOS SISTEMAS

7.1 Comparando Ventiladores em umSistema de Ventilao

Curvas de trabalho caractersticas de ventiladores so fornecidas pelos fabricantes.

Destas curvas podem ser retiradas importantes informaes. Em poucos minutos o

projetista pode obter o correto ventilador para a mina comparando curvas

caractersticas de vrios ventiladores. A capacidade do ventilador deve ser

compatvel com sua utilizao. Um ventilador muito pequeno pode no fornecer a

presso e volume necessrios, um ventilador muito grande desperdia energia

eltrica, pois o sistema inadequado ao seu rendimento.

Um ventilador pode ser relacionadoa um dado sistema de ventilao atravs de sua

curva caracterstica. As curvas mostram a relao entre as cargas impostas sobre oventilador e o rendimento em termos de volume de ar por unidade de tempo.

Quando a carga aumenta, o rendimento diminui. Primeiramente, a carga sobre o

ventilador devida ao atrito entre o ar e os condutos de ar. A carga a energia

necessria para superar a contrapressode um duto de ventilao ou corrente de ar

na mina.

A figura abaixo ilustra a curva caracterstica e a curva de potncia de um ventilador

Joy A10A 37.3 kW. 743 mm Axivane. Este ventilador permite um nico ajuste na p

e por isso apresenta apenas uma curva caracterstica.

Figura 4: Curva Caracterstica e Curva de Potncia de um ventilador Joy A10A 37.3 kW 743mm

Axivane.


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Na primeira curva, para uma dada presso o ventilador produz certaquantidade de

ar. O ponto de operao o ponto em que a capacidade do ventilador exatamente

aquela exigida por uma determinada presso e conduto de ar. A linha tracejada na

curva indica uma regio de ineficincia de operao. A depresso no grfico

representa uma regio onde no se deve operar o ventilador, pois alm de causar

um elevado consumo de energia eltrica podedanificar o ventilador.

Na segunda curva mostrada a quantidade de energia consumida para uma

determinada taxa de rendimento do ventilador. O ponto de interseo entre a vertical

do ponto de operao e a curva de potncia representa a energia consumida, que

pode ser lida estendo uma horizontal at o lado esquerdo do grfico. A linha

tracejada nesta curva representa a regio onde o ventilador est operando em

condies de ineficincia.Nem todos os ventiladores comportam-se como o mostrado na figura 1. A lguns

ventiladores possuem vrios ajustes na p e cada ajuste tem sua prpria curva

caracterstica e curva de potncia. Para ilustrar este fato, a figura 1.2 mostra o

grfico de um ventilador Joy 14.9 kW, que possui dimetro da p de 641 mm,

dimetro do eixo de 445 mm e velocidade de rotao de 3450 rpm. No grfico as

linhas contnuas so as curvas caractersticas e as linhas tracejadas as curvas de

potncia.

Os diferentes ajustes de p permitem que o ventilador seja adaptado para uma largasrie de aplicaes, com algumas limitaes referentes a energia, pois no se pode

ajustar a p de forma que a exigncia de energia seja maior que a capacidade do

motor (em kW) e tamanho do motor, pois existe uma limitao para o tamanho fsico

do motor que pode ser instalado dentro de uma carcaa.

A curva de ajuste mximo para instalao do motor internamente est representada

no grfico. O grfico no mostra a regio de ineficincia, embora esta regio possa

existir, pois tornaria o grfico muito confuso.


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Figura5: Curvas Caractersticas e Curvas de Potncia para o Ventilador Joy 14.9 kW.

7.2Instalao de Mltiplos Ventiladores

Quando grandes volumes e altas presses de ar so exigidos, mais de um ventilador

pode ser necessrio para atingir o rendimento desejado. Os dois principais tipos de

instalao de mltiplos ventiladores so conhecidos como sistemas em srie esistemas em paralelo.

Ventiladores em Srie:Colocando dois ou mais ventiladores em srie permite que

a presso total desenvolvida por um seja somada a presso total desenvolvida pelos

outros. O primeiro ventilador gera uma presso at certo nvel, o segundo adiciona

sua presso e a presso total a soma de cada presso individual.

O mesmo acontece para cada ventilador em srie. Dobrando a presso para cada

ventilador em srie no significa que o fluxo ser dobrado, embora o fluxo sejamaior

que o fluxo produzido por um nico ventilador. A figura seguinte mostra o ponto deoperao para dois ventiladores combinados em srie.


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Figura7: Curva de presso combinada sobreposta a curva caracterstica de dois ventiladores em

srie no ajuste n 12.

O ajuste de p timo obtido traando a curva caracterstica para cada ajuste. O

ponto de operao timo ser aquele que produzir o melhor rendimento e que no

ultrapasse o limite de energia de cada ventilador. Este resultado pode ser obtido

observando as curvas de ajuste de p n 10 e 8 ilustradas na figura abaixo.

Figura 6: Curva de presso combinada sobreposta a curva caracterstica de dois ventiladores em

srie nos ajuste n 10 e 8.


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Arranjos diferentes de diferentes ventiladores devem ser investigados para se ter a

melhor opo para instalao do sistema de ventilao.

Existe uma dificuldade para instalao de ventiladores em srie em um duto quando

estes so separados por uma longa distncia. Primeiro, os ventiladores no podem

ser colocados na direo do fluxo nos dutos, a menos que os dutos sejam de

tubulaes de metal rgido. Se um ventilador a favor do fluxo for iniciado antes de

um ventilador contra o fluxo, a tubulao entre os ventiladores ser submetida a um

vcuo suficiente para causar o colapso do duto. Isto pode ser evitado iniciando os

ventiladores na seqncia apropriada e pela instalao de um bypass mecnico que

impea a formao do vcuo.

A maneira mais segura de usar ventiladores em srie, se interruptores no so

fornecidos, coloc-los costas com costas. O nico inconveniente deste arranjo que a presso total necessria para superar o atrito no duto deve ser desenvolvida

em um nico ponto, criando mais altas presses no duto que aquela criada se os

ventiladores estivessem espaados ao longo do duto. Presses mais elevadas

causam danos a tubulao e conseqente perda de volume de ar, necessitando

reparos mais freqentes se a eficincia necessita ser mantida. Por outro lado este

sistema permite que adies no comprimento do duto sejam feitas sem maiores

problemas.

Teoricamente, os ventiladores no precisam ter a mesma capacidade para seremcolocados em srie. A figura abaixo mostra as curvas caractersticas para dois

ventiladores com capacidades diferentes. A curva do ventilador menor est ilustrada

nos ajuste de p n 12 e 10. Para o ajuste n12 o ventilador no pode ser usado ,

poissua curva intercepta a curva do ventilador maior na rea de depresso, onde o

ventilador no pode ser operado. O ajuste n10 permite a utilizao do arranjo, no

entanto importante notar que, se a curva de presso interceptar a curva

caracterstica a esquerda da rea sombreada o ventilador maior no deve ser

operado, e se interceptar a curva caracterstica a direita da rea sombreada, elainterceptara apenas a curva do ventilador maior, e o menor no contribuir em nada

no sistema. O ideal que a curva de presso intercepte as curvas caractersticas

passando pela rea sombreada, que a regio de possvel operao em srie.

Ventiladores em Paralelo: Como a mina comea a estender-se ao longo do corpo

de minrio, torna-se altamente difcil usar dutos para ventilar galerias ativas a partir

do shaft de ventilao central. Isto particularmente verdadeiro quando no existe


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um nvel inferior desenvolvido como um retorno fechado para o ar da mina. Onde o

nvel inferior existe para drenagem, transporte e ventilao so relativamente fceis

induzir um fluxo de ar dentro da mina pelo shaft central atravs do posicionamento

de um ventilador principal de alta capacidade entre os nveis da mina e o nvel

inferior.O nico problema com este tipo de arranjo manter o desenvolvimento do

nvel inferior.

Minas que no tem um nvel inferior separado devem contar com furos de sonda

para a ventilao primria. Como o custo de tais furos varia de acordo com o

dimetro do furo, os menores furos sero escolhidos. Como desejvel produzir a

maior quantidade de fluxo possvel, muitas minas subterrneas tm empregado

arranjos de trs ventiladores lado a lado. Neste tipo de aplicao os ventiladores so

colocados em paralelo, isto , cada ventilador responsvel por uma poro dofluxo total.

A figura abaixo ilustra as curvas caractersticas para um nico ventilador, para dois e

trs ventiladores em paralelo. Considerando que a passagem de ar feita por dutos

de mesmo dimetro e mesma profundidade, mas com os fatores de atrito diferentes.

Observando a interseo da curva de menor K com a curva caracterstica possvel

notar que o rendimento cresce com o aumento do nmero de ventiladores, no

entanto, o aumento de rendimento provoca um aumento do consumo de energia,

desta forma podemos observar na tabela seguinte que a razo entrerendimento/consumo de energia cai com o aumento do nmero de ventiladores. A

situao semelhante para a curva com maior K, a nica variao est no fato de

dois ventiladores apresentarem maior rendimento do que trs, isto acontece porque

a curva do furo intercepta a curva de trs ventiladores na regio imprpria para

operao.

importante ressaltar que, independente do nmero de ventiladores e do tipo de

sistema, o principal investigar todas as possibilidades e avaliar qual a situao

tima para o sistema de ventilao.


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Figura 7: Operao caracterstica para dois arranjos de ventiladores paralelos.


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8 OPERANDO O SISTEMA DE VENTILAO

8.1Ventiladores

Basicamente, existemdois tipos de ventiladores: centrfugos e axiais.

Os ventiladores centrfugos so aqueles em que o ar levado para o interior do

conjunto rotor e palhetas e liberado radialmente armao. Vrios ventiladores tm

este conjunto rotor/palhetas que se assemelham a um rotor de um motor de induo,

consistindo de vrias pequenas lminas curvas.

Os ventiladores axiais so classificados em dois tipos, e ambos consistem de um

conjunto rotor/palhetas em uma carcaa cilndrica com lminas aerodinmicas para

causar fluxo de ar atravs de um ventilador em uma direo axial. A diferena entre

os dois tipos que no ventilador axial de hlice existem hlices estacionrias parafortalecer o fluxo de ar e recuperar alguma energia rotativa, concedendo esta para o

ar pelo movimento das lminas.

8.1.1 Ventiladores centrfugos

Os ventiladores centrfugos operam como bombas de ar. A base rotativa da roda, orotor ou o conjunto rotor/palhetas transmite trabalho ao ar, concedendo a este ar

energia esttica e cintica em propores diferentes dependendo do tipo de

ventilador, ou seja, um tipo de converso de energia rotativa dinmica em energia

axial e/ou radial dinmica. As figuras abaixo mostram ventiladores centrfugos

usadosem um projetode ventilao.

Na maioria dos casos, no dimensionamento de ventiladores devem-se desconsiderar

os efeitos de compresso do ar. Esta considerao feita considerando o

desempenho do ventilador bem como sua aplicao.Existem duas aes separadas e independentes que geram presso em um

ventilador centrfugo: a fora centrfuga devido rotao do ar, e a energia cintica

concedida medida que o ar parte da extremidade das lminas. A quantidade de

energia cintica desenvolvida depende basicamente da velocidade tangencial das

lminas (Vt), enquanto que a energia centrfuga (esttica) funo do aumento da

velocidade tangencia do ar (Va) entrando e saindo o conjunto rotor/palheta. O


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trabalho realizado sobre o ar no ventilador proporcional velocidade tangencial,

sendo que nenhum trabalho necessrio para produzir a velocidade radial.

As variveis a serem consideradas para o dimensionamento de ventiladores

centrfugos so: curvatura das lminas, nmero de lminas, forma das lminas,

profundidade radial das lminas, comprimento axial das lminas, entradas (nmero,

forma e tamanho), dimetro do rotor, largura do ventilador, carcaa, hlices

principais e exposio e afastamento do conjunto rotor/palhetas.

Figura 10: Modelo de Ventilador Centrfugo.

Abaixo esto descritos alguns modelos de ventiladores Centrfugos:

a) Centrfugo, ps para trs - Possui duas importantes vantagens: 1 -apresenta

maior eficincia e auto-limitao de potncia. Isso significa que, se o ventiladorest sendo usado em sua mxima potncia, o motor no ser sobrecarregado

por mudanas de sistema de dutos. um ventilador de alta eficincia e

silencioso, se trabalhar num ponto adequado.


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Figura 11: Centrfugo com ps para trs

b)Centrfugo, ps radiais - Um ventilador robusto, para movimentar efluentes com

grande carga de poeira, poeiras pegajosas e corrosivas. Apresenta menores

possibilidades de "afogar", sendo usado para trabalhos mais pesados. A

eficincia desse tipo de ventilador baixa, e seu funcionamento, barulhento.

Figura 12: Centrfugo com ps radiais.

c) Centrfugo, ps para frente - Mais eficiente, possuimaior capacidade de

exaustoa baixas velocidades, e no adequado para trabalhos de alta presso

nem para altas cargas de poeira, apresentando problemas freqentes de corroso,

se mal utilizado.


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Figura 13: Centrfugo com ps para frente

8.1.2 Ventiladores axiais

O princpio bsico para um ventilador axial que a produo de presso para

promover a acelerao tangencial para o ar, quando este atravessa o rotor do

ventilador. Qualquer fora centrfuga gerada pequena e a prtica diz que pode ser

desprezvel em situaes reais. As figuras abaixo mostram ventiladores axiais

usados emum projeto de ventilao.

A energia de rotao deve ser convertida em fluxo linear de energia e a diferena de

presso esttica do ar deixa o conjunto rotor/palheta. Esta troca difcil de

acontecer, mas essencial para a eficincia do equipamento. Hlices guias na

carcaa seguintes as palhetas so mais efetivas na converso de energia rotativa, e

a maior parte dos ventiladores axiais so do tipo com hlice, e no tubulares.

O ventilador de hlice (Figura 11) consiste em uma hlice montada numaarmao

de controle de fluxo, com o motor apoiado por suportes normalmente presos

estrutura dessa armao. O ventilador projetado para movimentar o ar de um

espao fechado a outro a presses estticas relativamente baixas. O tipo de

armao e posio da hlice tem influncia decisiva no desempenho do ar eeficincia do prprio ventilador.


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Figura 14: Ventilador de Hlice

Abaixo esto alguns modelos de ventiladores axiais, bem como suas vantagens e

desvantagens.

a) Axial Propulsor. tipo mais barato para mover grandes volumes de ar a baixas

presses, sendo freqentemente utilizado para circulao de ar ambiente.

Figura 15:Axial Propulsor

b)Axial Comum - Possui ampla calota central, que possibilita sua utilizao a

presses mais elevadas. freqentemente usado em ventilao de minas

subterrnease, em algumas ocasies, em indstrias. Nesse tipo de ventilador, a

forma das ps muito importante, e eles no devem ser usados onde haja risco de

eroso e corroso.

Figura 16:Axial Comum


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c) Tubo-axial:Trata-se de um propulsor, com ps mais grossas mais largas,

colocado dentro de um tubo, o que permite direta conexo como dutos.

Figura 17:Tubo axial

8.2Aplicao dos ventiladores no sistema de ventilao

Quando um ventilador encontra uma resistncia, uma condio de equilbrio

conhecida como ponto de operao (operating point) existe quando a diferena de

presso desenvolvida pelo ventilador encontra exatamente a curva de perda de

presso da mina, e induz um fluxo de ar igual capacidade do ventilador.

Os ventiladores trabalham sozinhos com outros geradores de presso como o fluxo

natural de ar ou outros equipamentos de ventilao. Quando um ventilador trabalhasomente com uma fonte de presso, o ponto de operao determinado pela curva

caracterstica do ventilador e pela curva caracterstica do sistema de ventilao

natural da mina.

A diferena de presso necessria para induzir um fluxo de ar em um sistema varia

com aresistncia da mina e a quantidade de fluxo definida pela relao bsica:

H = R.Q2

Devido s perdas do sistema causadas por um fluxo tm de ser exatamente igual

diferena de presso que causa o fluxo, somente uma combinao de diferena de

presso e vazo ir satisfazer as condies, e esta combinao conhecida como o

ponto de operao do ventilador. Este ponto pode ser graficamente determinado


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plotando a curva caracterstica da mina com a curva caracterstica do ventilador, e a

interseo destas curvas nos d o ponto de operao como mostra a Fig. 28.

importante mencionar que este ponto definido somente se as condies de

operao da mina permanecerem constantes. Se a resistncia, ventilao natural,

velocidade do ventilador, densidade do ar, ou qualquer outra varivel mudar, a

condio de equilbrio no mais existir, e novas curvas devero ser plotadas.

A maioria dos ventiladores so dimensionados para operar satisfatoriamente, com

segurana e economia somente em uma rea prxima ao ponto de operao

determinado, conhecida como variao de operao.

8.3Instalao de sistema de ventilaoPara instalao de qualquer sistema de ventilao necessrio um projeto com

especificaes de instalao e operao do ventilador principal e de emergncia,

contendo no mnimo:

Ventilao principal e de emergncia;

Entradas aspirantes protegidas;

No permitir a recirculao do ar;

Possuir sistema independente e alternativo de energia.

O sistema deve possuir um medidor de presso e que contenha alarme para o caso

de paralisao.

No caso de falta de energia para o sistema de ventilao deve-se providenciar a

retirada de todo pessoal que esteja no interior da mina.

Os ventiladores que so instalados nas frentes com presena de gases explosivos

devem ser prova de exploso.

8.4Ventilao auxiliar

Galerias de desenvolvimento com mais de 10m de avano devem ser possuir

ventilao auxiliar. Os ventiladores/exaustores auxiliares utilizados em srie devem

ter o primeiro na corrente principal.


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A ventilao no pode ser desligada nas frentes que contenham trabalhadores,

exceto para o caso de manuteno.

proibida a ventilao utilizando somente ar comprimido, salvo em emergncias ou

se o mesmo tiver passado por algum processo de purificao.

O ar de descarga das perfuratrizes no considerado ar de ventilao.

8.5Controle da ventilao

Para controle da ventilao medies mensais de velocidade, vazo, temperatura de

bulbo seco e mido devem ser realizados, contemplando no mnimo, entradas da

ventilao, frentes de lavra e desenvolvimento e o ventilador principal.Minas com presena de grisu, gases txicos, explosivos ou inflamveis, o controle

de concentrao deve ser feito a cada turno nas frentes de trabalho em operao e

em outros pontos importantes da ventilao.

As estaes de medio devem ser instaladas ao longo do percurso do ar,

localizado antes e depois das ramificaes das galerias. Junto s estaes devem

ser afixados quadros com os resultados obtidos nas medies.

Sempre que ocorrerem mudanas na corrente principal deve ser realizada rigorosa

inspeo no sistema.

8.6Equipamentos de Ventilao Mecnica

A ventilao natural nem sempre suficiente para manter condies seguras de

operao em mina subterrnea. Por esta razo grandes gastos so necessrios

para a compra de ventiladores, equipamentos associados e materiais.

8.6.1 Tubos Acoplados aos Ventiladores

Sistemas de ventilao primrios so aqueles que trazem o ar de fora da mina para

dentro da mina e expelem o ar usado para fora. O nmero de ventilador

Monografia - Ventilação de Mina Subterrânea

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