aula13 - Curso Mestre Marceneiro

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MESTRE MARCENEIRO
PÓ E CAVACOS
Como já foi constatado na aula sobre Saúde e Segurança na Marcenaria depois
do ruído o ponto que mais incomoda os funcionários de uma indústria moveleira é
o pó. E apesar deste incômodo é realmente surpreendente o quanto esse assunto
ainda é desprezado.
Em todas as operações onde madeira ou placas derivadas da madeira são
desintegrados, surgem o pó e os cavacos. Convém eliminá-los imediatamente já
no local onde os mesmos surgem, pois:
 Aumentam os riscos de acidentes;
 Eventualmente prejudicam o bom funcionamento das máquinas (especialmente
quando se trata de complexos e centros de usinagem);
 Aumentam o risco de incêndio e explosão; e
 São prejudiciais à saúde.


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EXAUSTÃO
Esquema operacional de um equipamento de exaustão
Um equipamento de exaustão trabalha de acordo com os seguintes princípios:
 Coleta de pó e cavacos junto às máquinas;
 Exaustão através dos correspondentes ventiladores;
 Remoção por meio de tubulações flexíveis e rígidas;
 Separação do ar da remoção;
 Filtragem do ar de remoção e desvio para a atmosfera;
 Armazenagem dos cavacos e pó.


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EXAUSTÃO
Esquema operacional de um equipamento de exaustão
Filtros

Tubulação

Válvula
Ventilador
Máquina de
usinagem de
madeira

Recipiente
coletor


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Exaustão individual
Ela só é usada quando houver uma máquina que precisa de uma exaustão
muito forte, então entra em ação um sistema individual (por exemplo, uma
plaina de 4 faces com 4 até 9 eixos de ferramentas). Para pequenas empresas
com poucas máquinas existe um equipamento de aspiração móvel, que em
cada caso é ligado na própria máquina com a qual se está operando no
momento.
Nesses pequenos equipamentos móveis de aspiração deve-se prestar atenção
para que se trate de um equipamento de ar limpo, pois ele se encontra em
áreas da empresa.


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Exaustão individual - Equipamentos de alta pressão
Em equipamentos de alta pressão os ventiladores estão
situados entre as máquinas beneficiadoras de madeira e o
removedor de pó ou o equipamento filtrante. O ventilador
aspira o ar poluído com cavacos e pó, que em seguida é
impelido contra o equipamento filtrante.
Os equipamentos de alta pressão são de construção simples
e por isso são baratos! O tipo de construção mais comum
apresenta o saco de filtro do lado de cima e o saco de
cavacos do lado de baixo. O ar bruto infla os sacos de filtro e
o saco coleta os cavacos. A desvantagem desse esquema é
que a alta pressão no interior do filtro impele o pó para fora,
de modo que ao menor vazamento, esse sai do removedor de
pó ou do equipamento filtrante e se assenta novamente na
área.


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Exaustão individual - Equipamentos de baixa pressão
Em equipamentos de ar limpo (ou de baixa pressão) o
ventilador está situado atrás do filtro. O ar carregado com pó
e cavacos é aspirado e limpo por meio do filtro antes de
passar pelo ventilador. A caixa do removedor de pó ou do
equipamento filtrante estão sob baixa pressão, por isso os
equipamentos de ar limpo também são chamados de
equipamentos de baixa pressão. O esquema só funciona com
um filtro completo. Em vazamentos o ar do ambiente é
aspirado na área de filtragem, como forma de compensação
de pressão, portanto, não há como algum pó escapar. Porém,
é de se esperar que esse sistema seja o mais caro!


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Exaustão central
Trata-se de equipamento mais usado,
principalmente em pequenas empresas.
Todas as máquinas são ligadas a um único
sistema de exaustão com ventilador. Os
investimentos são bem menores, se
comparados a outros sistemas e como
desvantagem surgem custos operacionais
mais altos.
E para que haja uma boa aspiração
devem ser fechadas as tubulações das
máquinas que não estiverem operando.


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Exaustão em grupo
Na exaustão em grupo as máquinas a serem
aspiradas são reunidas em grupo de
aspiração, baseados em aspetos técnicos de
produção e de espaço. Nesse esquema cada
grupo recebe um ventilador baseado no
rendimento de exaustão necessário.
Os custos de investimento estão acima dos da
exaustão central, mas em compensação os
custos operacionais são menores, pois os
tamanhos dos ventiladores podem ser
adequados às necessidades ou então grupos
inteiros de máquinas podem ser desligados.


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Componentes de um equipamento de exaustão
Num equipamento cada processo de aspiração é calculado individualmente,
de acordo com a realidade de cada empresa. Isso fica condicionado a uma
coleta exata das diversas condições nas máquinas, além das velocidades e
quantidades de ar prescritas pelo fabricante.
Isso exige também um cálculo preciso das quantidades necessárias de ar
para os diversos ventiladores, além das resistências dos tubos e outros.
Para exaustões em grupo é preciso fazer um bom planejamento de quais
máquinas devem ser reunidas e como será feito, para que os caminhos dos
tubos sejam os mais curtos possíveis. Com isso reduz-se as resistências e o
tempo de equipamento ligado.


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Componentes de um equipamento de exaustão
Coletor de cavacos ou coifa
Geralmente o fabricante da máquina já prevê captadores
de cavacos ideais, inclusive os bocais de exaustão. Esse
captador deve recolher aparas e o pó diretamente junto à
ferramenta da máquina. Devem ser evitados grandes
cortes transversais, pois esses reduzem bastante o
resultado da aspiração.

-


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Componentes de um equipamento de exaustão
Coletor de cavacos ou coifa
Em virtude das
construções de máquinas
estarem alteradas,
calcula-se hoje nos bocais
de aspiração a
velocidade de ar de cerca
24 m/s para máquinas
padrão e cerca de 30 m/s
para centros de
usinagem.
coifas

-


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Conexões flexíveis
É a ligação entre o sistema de exaustão rígido e a
máquina por uma mangueira flexível. Isso se mostra
especialmente necessário quando as máquinas
assim exigem (como centros de usinagem ou
mesmo a coifa superior de uma serra circular).
Essa conexão flexível deve ser verificada
constantemente para que haja uma vedação
perfeita, do contrário deverá ser trocada para que
seja garantido um rendimento ideal de aspiração.


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Tubulação rígida de transporte de cavacos
Essas tubulações consistem geralmente de placas
galvanizadas e é fabricado como tubo quadrado ou
tubular. Tubos individuais saem das diversas
máquinas para a saída principal e essa leva então
para a respectiva área coletiva, por exemplo, silo de
cavacos.
Para esses tubos de transporte geralmente calculase uma velocidade de ar de 20–24 m/s.
Evidentemente esses tubos tem que ser instalados por profissionais e serem
completamente vedados. Pois, cada vazamento reduz o resultado de
aspiração. Em geral as tubulações seguem sob o telhado e são suspensas na
construção do próprio telhado.


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Tubulação rígida de transporte de cavacos
A tubulação aérea tem algumas vantagens, tais como:
• Rápida adaptação numa alteração do processo de produção
• Fácil adaptação na instalação de novas máquinas
• Fácil controle visual das tubulações em caso de defeitos
A colocação em canais de chão não é recomendável, pois acarreta altos
custos. Além disso, alterações como descritas acima, praticamente só são
possíveis envolvendo altos custos. Antes da entrada nos ventiladores devem
ser previstos coletores de refugos de madeira.


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Ventilador
O ventilador se constitui na peça central e decisiva de qualquer equipamento de
aspiração. Sua eficiência é decisiva para a capacidade e a viabilidade
econômica de um equipamento de exaustão.
O rendimento do ventilador é formado pela resistência de todo o equipamento,
como:
• Velocidade e quantidade de ar exigida;
• Número de máquinas a serem aspiradas;
• Fator de simultaneidade (princípio de que nem todas as máquinas estão em
operação permanente)
• Comprimento e corte transversal das tubulações
• Arcos, cotovelos, bifurcações
• Resistência do Ciclone e/ou do equipamento filtrante


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Ventilador
Diante destes parâmetros deduz-se que somente uma empresa técnica ou um
profissional especializado podem ser responsáveis pelo dimensionamento de
um equipamento de exaustão.
São conhecidos 2 tipos de acionamento: em ventiladores menores os motores
estão acoplados diretamente ao eixo do ventilador e nos maiores recomendase um acionamento de correia trapezoidal.

Ventilador com acionamento de
correia trapezoidal (transmissão
indireta)

Ventilador com acionamento
direto (transmissão direta)


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Ventilador
Isso permite uma adaptação quando o equipamento
aspirador for ampliado. Pela troca das polias pode-se alterar
facilmente as relações de transmissão e se adaptar a nova
capacidade.
Como os ventiladores representam uma considerável fonte
de barulho, eles não devem de maneira nenhuma ser
colocados nas áreas de produção. Geralmente eles são
colocados próximos a silos, sobre o telhado (isolamento
acústico) ou numa área especial. Para minimizar a
transmissão de vibrações sobre peças ou tubulações
conectadas, são necessárias medidas para o amortecimento
de oscilações, como amortecedor de oscilações na área de
base.


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Silo
O silo pode ser de construção de alvenaria, cilíndrica ou quadrada. De maneira
nenhuma o silo deve ser cônico na base, supondo que assim o esvaziamento
seria mais fácil. Serragens e cavacos não são escoáveis como os cereais e
iriam dificultar o esvaziamento.
Na parte superior devem ser previstas áreas de alívio de
pressão (vedadas contra pó) para preservar a construção do
silo de danos num incêndio ou explosão.
O lugar de instalação depende da realidade local e deveria
ser escolhido de tal maneira que as tubulações pudessem
ser mantidas tão curtas quanto possível – portanto, na
lateral do prédio e próximo das máquinas a serem
aspiradas.


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Silo - Áreas de alívio de pressão
Pó de madeira forma com o ar uma mistura
explosiva, que por meio de faíscas ou peças
quentes de metal, pode causar uma explosão.
Como a alta pressão que surge, pode levar a
destruição do silo e essa alta pressão tem que ser
desviada para evitar maiores danos. Geralmente
essas superfícies de alívio são dispostas nas
paredes do silo e trancadas pelo lado de fora e são
na verdade folhas metálicas que no momento de
uma explosão serão projetadas para fora, fazendo
com que a pressão diminua.

Áreas de alívio de pressão


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Diâmetros das tubulações e volumes de ar para algumas máquinas
Diâmetro do tubulação
Ø em mm

Máquinas
Plaina desempenadeira < 630mm
Plaina desengrossadeira > 630mm
Tupia de mesa
Serra circular Esquadrejadeira
Serra pendular
Lixadeira de fita
Lixadeira de canto
Seccionadora vertical de placas
Respigadeira

Máquina de instalação de ferragens
Tupia superior de mesa
Furadeira horizontal
Lixadeira circular
Serra de fita

140
160
encima:
120
embaixo:
100
encima: 80
embaixo:
120
120
esquerdo 160
direito
100
esquerdo 100
direito
100
140
encima
80
embaixo
120
sulco
140
120
120
120
100
120

Volume de ar necessário
em m³/h
1.110
1.450
1.450
1.110
820
2.260
1.110
1.110
2.260

820
820
820
570
820

Valores de referência para quantidades e volumes de ar nas máquinas de beneficiamento de madeira


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Tabela para cálculo de secção transversal de tubulação (m²) e deslocamento de ar
Exemplo: Diâmetro de tubo = 160 mm, secção transversal de tubo (área circular) = 0,0201 m², deslocamento de ar à 22 m/s no
tubo = 1.592 m³/h
Diâmetro
nominal
Ø [mm]

Corte
transversal de
tubulação
[m²]

Velocidade do
ar no tubo
[m/s]

16

18

20

22

24

26

28

30

60

0,0028

V=[m³/h]

163

183

203

224

244

265

285

305

63

0,0031

V=[m³/h]

179

202

224

247

269

292

314

336

80

0,0050

V=[m³/h]

289

326

362

398

434

470

506

543

100

0,0079

V=[m³/h]

452

509

565

622

678

735

791

848

120

0,0113

V=[m³/h]

651

732

814

895

977

1.058

1.139

1.221

125

0,0123

V=[m³/h]

707

795

883

971

1.060

1.148

1.236

1.325

140

0,0154

V=[m³/h]

886

997

1.108

1.219

1.392

1.440

1.551

1.662

160

0,0201

V=[m³/h]

1.158

1.302

1.447

1.592

1.736

1.881

2.026

2.170


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO
Proteção contra incêndio
Os sistemas de transporte e o depósito para pó e
cavacos naturalmente representam um risco maior
de incêndio. Por isso deve-se prever os
respectivos dispositivos para extinção.
Explosões de pó só podem ocorrer se as
condições estiverem presentes na mesma hora e
no mesmo local:
• Pó fino incendiável espalhado
• Oxigênio
• Mistura de ar e pó capaz de explodir, dentro dos
limites de explosão
• Fonte inflamável


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SISTEMAS DE EXAUSTÃO

Um equipamento de exaustão se constitui num
sistema complexo, além de ser um investimento
considerável.
Muitos componentes tem que ser calculados de
maneira exata e serem coordenados entre si. Isso só
pode ser feito por uma empresa ou profissional
qualificado.
Pela ameaça de explosão e incêndio o equipamento
de exaustão representa um grande potencial de
perigo. Portanto, não é suficiente colocar qualquer
ventilador e ligá-lo a alguns tubos. É necessário
planejamento e conhecimento técnico.


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BIBLIOGRAFIA

• NUTSCH, Wolfgang; ECKHARD, Martin; EHRMAN, Walter; NESTLE, Hans,
NUTSCH, Torsten; SCHULTZ, Peter. Holzttechnik fachkunde. Stuttgart:
Verlag, Lehrmittel, 1995.
• FAILENSCHMID, Steffen; WEBER, Patrick. : Aufbau und organisation
einer betriebsberatung für die brasilianische möbelindustrie. Fachschule
für holztechnik Stuttgart - Facharbeit, 2008.