Estudo de poeiras finas
Estudo CFD da recolha de poeiras e areias
- Auditoria do sítio e deteção de fontes
- Estudo de impacto
- Melhorar a higiene no local de trabalho
- Dimensionamento de sistemas de aspiração
- Garantir a eficiência da captura
- Otimização das redes de condutas de ar
- Sistema de extração de poeiras e fumos
- Captação de poeiras finas (clínquer)
- Cálculo das perdas de carga
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Dinâmica das poeiras transportadas pelo ar: origens, dispersão e questões ambientais
Poeiras no ar: origens naturais e humanas, questões de filtragem e controlo
As poeiras são partículas no ar com um diâmetro inferior a 1 .000 microns (1µm). Existem dois tipos de poeira na atmosfera:
- Deorigem natural pelo vento que desloca os grãos de lodo e de areia provenientes de pólenes, da erosão eólica, de esporos, de borrifos marinhos compostos de cloreto de sódio, etc.).
- Daatividade humana: indústria, aquecimento, transportes, agricultura (colheita), etc.
As poeiras finas têm um diâmetro inferior a 1 mícron.
Podem ser assimiladas a fumos, aerossóis e fumo.
Devido ao seu pequeno tamanho, podem ser difíceis de filtrar e controlar nos ambientes.
Factores que influenciam a dispersão de poeiras e o seu impacto no ambiente
A tendência das poeiras para se dispersarem e permanecerem em suspensão está diretamente ligada às propriedades intrínsecas dos materiais, tais como a sua composição (aluvial, eruptiva, calcária) e o seu teor de humidade, que pode variar em função da natureza hidrofóbica ou hidrofílica do material e das condições meteorológicas. Além disso, a forma das partículas pode também influenciar a sua capacidade de serem arrastadas pelo vento ou de se depositarem rapidamente. As características dominantes das poeiras são a sua natureza e o seu tamanho, expresso pela sua granulometria.
O gráfico seguinte mostra a distância percorrida por partículas que caem de uma altura de 9 m.
Efeitos das poeiras finas na saúde e no ambiente
O controlo das poeiras finas é um problema recorrente no sector industrial.
As poeiras podem danificar os produtos, prejudicar a qualidade e causar custos adicionais ou atrasos nos processos industriais.
As poeiras finas colocam muitos outros problemas, tanto para a saúde como para o ambiente.
O seu impacto na saúde depende da sua natureza: as poeiras minerais, como as poeiras de aço ou de betão, são mais nocivas do que as poeiras orgânicas.
As poeiras minerais podem afetar os sistemas respiratório e cardiovascular, penetrando nos pulmões e atingindo depois a corrente sanguínea.
Os trabalhadores industriais expostos diariamente a doses elevadas de poeiras finas no ar são mais propensos a problemas e irritações respiratórias, bem como a doenças graves como o cancro do pulmão. Do ponto de vista ambiental, as poeiras, que se deslocam a longas distâncias, poluem os solos e as massas de água, bem como a vegetação, com consequências nefastas para os ecossistemas.
Foram introduzidos regulamentos e normas para limitar as partículas finas no ar.
Os valores-limite para as partículas finas com um diâmetro inferior a 10 microns(PM10) são de 40 µg/m3 em média anual e os valores-limite para as partículas finas com um diâmetro inferior a 2,5 microns(PM2,5) são de 25 µg/m3 ao longo do ano.
De onde vem o pó fino?
As poeiras finas podem ocorrer em muitos sectores industriais como resultado das várias actividades que geram partículas em suspensão no ar:
- Indústria da madeira: serrar, lixar, aplainar, cortar
- Indústria metalúrgica: retificação, polimento, corte a laser, soldadura, fundição de metais.
- Indústria química: mistura, trituração, peneiração, secagem, pulverização de produtos.
- Indústria do papel e da impressão: corte, trituração, pulverização de tinta, manuseamento de papel.
- Indústria alimentar: trituração, mistura, cozedura, moagem, embalagem de produtos alimentares.
- Indústria da construção: demolição, perfuração, lixagem, corte, trituração.
- Exploração mineira: extração, trituração, moagem, peneiração.
Estas poeiras podem conter carvão, quartzo, chumbo, madeira, ferro, alumínio, cobre, zinco, níquel, etc.
Quanto maior for a produção, maiores serão as quantidades de poeiras emitidas.
Em segundo lugar, pode haver uma influência dos níveis de produção nos níveis de poeiras medidos em diferentes períodos.
Por conseguinte, o sector industrial exige a aplicação de medidas de controlo e de prevenção adequadas para limitar a formação e a dispersão de poeiras finas.
Uma quantidade significativa de poeiras provém do sector industrial, mas existem várias fontes.
O ar contém naturalmente partículas em suspensão denominadas aerossóis (erosão), complementadas por poeiras finas provenientes de outras actividades humanas (poeiras de combustão, poeiras do tráfego, etc.), que formam o ruído de fundo.
Factores que influenciam a dispersão de poeiras
Algumas poeiras finas têm maior probabilidade de acabar no ar ambiente.
A sua emissão depende de vários factores:
- A dimensão das partículas de poeira: quanto mais pequeno for o diâmetro das partículas, maior será a probabilidade de ficarem suspensas no ar e mais tempo aí permanecerão.
- A forma da poeira: uma partícula plana demora mais tempo a cair no solo do que uma partícula esférica (analogia com uma folha que se deposita lentamente no solo).
O diâmetro aeraúlico tem uma grande influência na velocidade de queda da partícula. - As propriedades do produto: quanto mais seco for, maior é a probabilidade de se difundir no ar (quando comprimido, por exemplo).
- Condições meteorológicas: o vento, a seca e a precipitação desempenham um papel importante nos níveis de poeira no local.
As condições mais desfavoráveis para a dispersão de poeiras são os terrenos planos, a ausência de vegetação, a baixa humidade e precipitação e os ventos fortes.
Simulação CFD de poeiras finas
A simulação CFD permiteestudar a aerodinâmica com precisão, possibilitando o rastreio de poeiras no ar e a sua difusão no espaço, bem como as suas interacções com estruturas e sistemas.
Por conseguinte, é possível prever o movimento de poeiras utilizando este ramo da engenharia CFD e conceber sistemas adequados para limitar a quantidade de poeiras num ambiente.
Efectuamos estudos de dimensionamento CFD àescala da fábrica oudo sistema. A nossa investigação permite-nos estudar variantes de conceção queoptimizam a recolha de poeiras, limitando assim a sua difusão no ar. A simulação da propagação de poeiras é uma disciplina específica da CFD que envolve as características físicas de poeiras finas ou aerossóis. Permite modelar o comportamento do ar e das partículas e prever a sua distribuição na zona estudada. O CFD também pode ser utilizado para determinar o tempo necessário para limitar a difusão de poeiras. Isto ajuda a minimizar os riscos para o pessoal e para a produção, encontrando soluções adequadas.
Soluções previstas pela EOLIOS
A EOLIOS é capaz de fornecer soluções para os problemas de poeiras finas em todos os processos estudados, tendo em conta todos os sistemas que compõem o processo.
Esta análise em grande escala é possível e única, graças ao CFD e ao know-how da EOLIOS.
Realizamos estudos internos em edifícios ou fábricas, bem como estudos externos à escala de uma cidade, de uma aglomeração, de um porto, etc. Também é possível estudar os fenómenos aeraúlicos de um determinado processo.
A nossa equipa pode ajudá-lo a verificar eotimizar os seus vários processos.
Para isso, podemos efetuar campanhas de medição no local para obter medições de emissão de poeiras.
Estes estudos preliminares permitem-nos verificar a taxa de partículas no ar e, por conseguinte, determinar a qualidade do ar no local.
O dimensionamento multicritério dos sistemas de recolha de poeiras pode então ser efectuado:
