Jaerton Santini.pdf - Universidade de Passo Fundo

UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA
CURSO URSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
Jaerton Santini
Filtro de mangas para o controle de emissões atmosféricas de
material particulado gerados no beneficiamento de mármore e
granitos.
Passo Fundo, 2011.

Jaerton Santini
Filtro de mangas para o controle de emissões atmosféricas de
material particulado gerados no beneficiamento de mármore e
granitos.
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao
curso de Engenharia Ambiental, como parte
dos requisitos exigidos para obtenção do título
de Engenheiro Ambiental.
Orientador: Prof. Vandré Barbosa Brião,
Doutor.
Passo Fundo, 2011.

TERMO DE APROVAÇÃO
Jaerton Santini
Filtro de mangas para o controle de emissões atmosféricas de
material particulado gerados no beneficiamento de mármore e
granitos.
Trabalho de Conclusão de Curso como requisito parcial para a obtenção do título de
Engenheiro Ambiental – Curso de Engenharia Ambiental da Faculdade de Engenharia e
Arquitetura da Universidade de Passo Fundo. Aprovado pela banca examinadora:
Orientador:_________________________
Vandré Barbosa Brião, Dr. Eng.
Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF
___________________________________
Marcelo Henkemeier, Dr. Eng.
Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF
___________________________________
Ricardo Salami Debastiani, Eng.
Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF
Passo Fundo, 30 de novembro de 2011.

DEDICATÓRIAS
Dedico este Trabalho:
A Deus pela vida e pelas pessoas
maravilhosas que Ele permitiu que cruzassem o
meu caminho.
Aos meus pais, Jaime e Leony que
compartilharam os meus ideais e os alimentaram,
que incomparavelmente compreenderam meus
anseios e me incentivaram para que, com
coragem, oragem, eu atingisse meus objetivos, fossem
quais fossem os obstáculos; aos meus irmãos e
minha sobrinha, pelo apoio dado a todo o
momento; ; e à minha namorada que mesmo
distante sempre se manteve ve ao meu lado, dedico
essa minha conquista com a mais profunda
admiração e respeito.

“Eu Eu sou dono do meu
destino, capitão da minha
alma.”
Nelson Mandela

AGRADECIMENTOS
Ao Professor orientador Vandré Barbosa Brião, pelo incentivo durante o
desenvolvimento de todo o meu trabalho, pelos ensinamentos, e pela amizade conquistada ao
longo do curso.
Aos Professores Marcelo He Hemkemeier kemeier e Ricardo Salami Debastiani Debastiani, por aceitarem
participar da banca.
Aos meus pais pelo grande apoio, ao longo de todo o curso.
Aos meus familiares que de uma forma ou de outra contribuíram com e eesta
conquista.
Aos Professores, funcionários e secretários da UPF.
A Universidade de Passo Fundo, pela disponibilidade da infra infra-estrutra.
Aos colegas e amigos, que de alguma forma ou de outra contribuíram para a
realização deste trabalho.

O Brasil é um dos cinco maiores produtores de rochas do mundo, sendo 80% da sua produção
exportada em matéria-prima prima bruta e com o desenvolvimento tecnológico na exploração de
rochas, o mercado está aquecido e tende a se expandir. Estima Estima-se se que hoje o país possua ccerca
de 10.000 empresas do setor de rochas, sendo aproximadamente 6.500 marmorarias,
responsáveis pelo acabamento final das rochas. As exportações no 1° trimestre de 2011
alcançaram um faturamento de U$$ 474,85 milhões no País. A exploração e beneficiament
beneficiamento
de rochas é a principal causadora da silicose, com exposição dos trabalhadores a ambientes de
trabalho sem os cuidados mínimos de segurança para a exposição ocupacional à sílica,
presente nos mármores e granitos. Assim, o objetivo deste trabalho foi cara caracterizar o material
particulado (M.P.) gerado em uma marmoraria, avaliar a eficiência de um filtro de mangas
piloto para controle do M.P M.P. e realizar o dimensionamento de um filtro de mangas para
controle do M.P. Com a realização dos ensaios foi determinado que o tamanho médio das
partículas respiráveis é de 2,92 µm. Estando situadas numa faixa de diâmetro considerada
crítica para a saúde do homem, pois as mesmas são inaladas pelo trato respiratório. A
avaliação do equipamento piloto apresentou uma eficiênci eficiência a de 99,9% no controle deste M.P M.P. e
ainda foi possível determinar o momento ideal para realização da limpeza do meio filtrante
com a análise da perda de carga e da variação da velocidade de filtração. Ao final realizou realizou-se
o dimensionamento do equipamento em escala industrial industrial.
Palavras-chave: ve: Material Particulado, Filtro de Mangas, Emissão Atmosférica, Pó de
mármore, Rochas ornamentais, Silicose.
RESUMO

Brazil is one of the five largest producers of stones in the world, with 80% of its production
exported as raw. With the technological development in the exploration of stones, trade is
growing and tends to expand. It is estimated that the country hás about 10,000 companies in
the Stone sector, with approximately 6,500 quarries, responsible for finishing the stones.
Exports in the first quarter uarter of 2011 reached about U$$ 474.85 million. The exploitation and
processing of stone is the main cause of silicosis, with exposure of workers to workplaces
without safety care for occupational exposure to silica, present in marble and granite. The
objective ective of this study was to characterize the particulate matter (PM) generated in a marble
quarrying, evaluate the efficiency of a bag filter pilot to control the PM and design a bag filter
to control PM. It was determined that the average size of aerosol particles is 2.92 micrometres
in diameter range considered critical to health, because they are inhaled through the
respiratory system. The evaluation of the bag filter pilot had an efficiency of 99.9% in the
control of the MP and still was possible to det determine ermine the ideal time to perform the cleaning of
the filter with the analysis of pressure drop and variation of the rate of filtration. Then, with
the design of equipment on industrial scale, all of the objectives of this work were achieved.
The evaluation of the pilot team had an efficiency of 99.9% in the control of the MP and still
was possible to determine the ideal time to perform the cleaning of the filter medium with the
analysis of pressure drop and variation of the rate of filtration. At the end we carried out the
design of the equipment on an industrial scale scale.
Keywords: Particulate Matter, Bag Filter, Air Emissions, marble powder, Ornamental Stones,
Silicosis.
ABSTRACT

LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura ura 1: Transformações técnicas e principais produtos da indústria de rochas ...................... 5
Figura 2: Evolução e projeção da produção e do intercâmbio mundial de rochas ornamentais e
de revestimento ................................
................................................................................................
.................................................... 8
Figura 3: Empresas do Setor de Rochas Operantes no Brasil ................................
.................................................. 11
Figura 4: Perfil da Produção Brasileira por tipo de Rocha ................................
....................................................... 12
Figura 5: Distribuição Regional da Produção Bruta de Rochas Ornamentais no Brasil .......... 13
Figura 6: Distribuição do Consumo Interno Aparente por Estados e Regiões ......................... 14
Figura 7: Exportações Mensais do Setor de Rochas Ornamentais Brasi Brasileiro leiro – US$ ............... 15
Figura 8: Exportações Mensais do Setor de Rochas Ornamentais Brasileiro – ton ................. 15
Figura 9: Importações acumuladas do setor de rochas – ton ................................
.................................................... 16
Figura 10: Tempo de deposição de partículas no solo partindo de uma altura de 1,65 m ....... 19
Figura 11: Representação resentação das principais regiões do trato respiratório ................................
..................................... 21
Figura 12: Filtro de mangas com sistema de limpeza por sacudimento (entr (entrada interna de ar)
................................................................
................................................................................................
........................................... 26
Figura 13: Filtro de mangas com sistema de limpeza por jato pulsante ................................
................................... 27
Figura 14: Filtro de mangas com entrada externa de ar poluído ................................
.............................................. 27
Figura 15: Comparação genérica entre mangas bem e mal dimensionadas ............................. 30
Figura 16: Preços relativos e aproximados entre os materiais das mangas .............................. 31
Figura 17: Peneiras utilizadas para o ensaio de granulometria ................................
................................................ 39
Figura 18: Filtro de mangas piloto utilizado nos testes laboratoriais ................................
....................................... 40
Figura 19: Leiaute do filtro de mangas utilizado ................................................................
...................................... 41
Figura 20: Microfotografia do M.P coletado no setor de polimento da marmoraria marmoraria................ 43
Figura gura 21: Régua utilizada para caracterização do M.P, ampliação de 20 x ............................ 43
Figura 22: Histograma de distribuição de frequência do M.P respirável ................................
................................. 44
Figura 23: Histograma de distribuição do M.P (pó de mármore) ................................
............................................. 45
Figura 24: Perda de carga ao longo da alimentação no filtro de mangas. ................................ 47
Figura 25: Velocidade do ar ao longo do processo de filtração ................................
............................................... 48
Figura 26: Ciclos de limpeza das mangas de filtração ................................
............................................................. 49
Figura 27: Sistema de exaustão da marmoraria no setor de polimento ................................
.................................... 51
Figura 28: Vista superior do filtro de mangas ................................................................
.......................................... 52
Figura 29: Vista lateral do filtro de mangas ................................................................
............................................. 53

LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Principais Produtores Mundiais de Rochas Ornamentais ................................
........................................... 9
Tabela 2: Principais Países Exportadores de Rochas Ornamentais ................................
............................................ 9
Tabela 3: Principais Importadores Mundiais de Rochas Ornamentais ................................
..................................... 10
Tabela 4: Eficiência fracionada de coletores de material particulado em função da distribuição
de tamanho das partículas (em porcentagens). ................................................................
.................................. 24
Tabela 5: Limitações e vantagens dos principais tipos de coletores de pó .............................. 28
Tabela 6: Temperatura atura de trabalho e agentes químicos agressivos ao material das mangas ... 32
Tabela 7: Diâmetro das peneiras utilizadas para o ensaio dde
e granulometria. ........................... 38
Tabela 8: Tamanho médio do M.P ................................................................
........................................................... 44
Tabela 9: Resultados do experimento de avaliação da eficiência do filtro de mangas piloto .. 46

LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Equipamentos para controle de material particulado. ................................
............................................. 23
Quadro 2: Velocidade recomendada para filtração com pulso de ar reverso ........................... 50

SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................
................................................................................................
............................................... 1
2 DESENVOLVIMENTO ................................................................................................
.................................. 4
2.1 Características cas gerais dos produtos e processos processos................................
........................................................... 4
2.2 Evolução da Produção Mundial e do Mercado Internacional ................................
...................................... 7
2.3 Produção Mundial ................................................................................................
........................................ 8
2.3.1 Principais Exportadores ................................................................
........................................................ 9
2.3.2 Principais Importadores ................................................................
........................................................ 9
2.4 O Setor de Rochas no Brasil ................................................................
...................................................... 10
2.5 Balanço das Exportações e Importações Brasileira de Rochas Ornamentais e de
Revestimentos Situação Atual ................................................................
............................................................... 14
2.5.1 Exportações ................................
................................................................................................
........................................ 14
2.5.2 Importações ................................
................................................................................................
........................................ 16
2.6 Marmorarias ................................
................................................................................................
............................................... 16
2.7 Materiais Particulados ................................................................................................
................................ 17
2.7.1 Poeiras ................................
................................................................................................
................................................ 18
2.7.2 Tamanho das Partículas ................................................................
...................................................... 18
2.7.3 Mecanismos de deposição das partículas ................................
........................................................... 19
2.7.4 Penetração e deposição das partículas no trato respiratório humano ................. 20
2.7.5 Poeira contendo sílica livre cristaliz cristalizada ................................
............................................................. 21
2.7.6 Limites de exposição ocupacional ................................................................
...................................... 22
2.8 Equipamentos de controle de poluição atmosférica atmosférica................................
................................................... 22
2.8.1 Seleção de Equipamentos de Controle de Poluição de Ar ................................
................................. 23
2.8.2 Fatores envolvidos ................................................................
.............................................................. 24
2.9 Filtros de Mangas ................................................................................................
....................................... 24
2.10 Velocidade de Filtração ................................................................
............................................................. 28
2.11 Escolha do Meio Filtrante ................................................................
.......................................................... 29
2.11.1 Parâmetros de qualidade ................................................................
..................................................... 32
3 Materiais e Métodos ................................................................................................
...................................... 36
3.1 Seleção da Marmoraria ................................................................
.............................................................. 36
3.1.1 Descrição do ambiente de trabalho da marmoraria ................................
............................................ 36
3.1.2 Fontes geradoras de poeira e localização dos pontos de trabalho ...................... 36
3.2 Coleta das Amostras de Poeira ................................................................
.................................................. 37

3.2.1 Coletas para medição dos tamanhos das partículas ................................
............................................ 37
3.3 Caracterização do material particulado ................................................................
...................................... 37
3.3.1 Microfotografia ................................................................................................
................................... 38
3.3.2 Peneiramento ................................................................................................
...................................... 38
3.4 Avaliação da eficiência do filtro de mangas piloto para o M.P ................................
................................. 39
3.4.1 Descrição do equipamento utilizado utilizado................................................................
................................... 40
3.5 Dimensionamento do filtro de mangas ................................................................
...................................... 42
4 Resultados e discussões ................................................................................................
................................. 43
4.1 Caracterização do material particulado ................................................................
...................................... 43
4.1.1 Microfotografia ................................................................................................
................................... 43
4.1.2 Peneiramento ................................................................................................
...................................... 44
4.2 Avaliação da eficiência do filtro de mangas piloto ................................
.................................................... 45
4.3 Dimensionamento do filtro de mangas ................................................................
...................................... 49
4.3.1 Escolha do tipo de limpeza ................................................................
................................................. 49
4.3.2 Escolha do meio filtrante ................................................................
.................................................... 50
4.3.3 Velocidade de Filtração ................................................................
...................................................... 50
4.3.4 Cálculo da área de filtração ................................................................
................................................ 50
4.3.5 Dimensionamento das mangas ................................................................
........................................... 52
5 CONCLUSÃO ................................
................................................................................................
............................................... 54
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................
..................................................... 55
APÊNDICE A/ANEXO A................................
................................................................................................
........................................ 58

1 INTRODUÇÃO
No Brasil, as atividades de exploração, beneficiamento e comercialização de rochas
ornamentais tiveram início na década de 40 quando as importações, especialmente de
mármores, foram suspensas por ocasião da Segunda Guerra Mundial, propiciando o
surgimento e o desenvolvimento de polos extrativistas e industriais pelo país.
Com participação de cerca de 5% da produção mundial de blocos de mármores e
granitos e com aproximadamente 6% do volume total das exportações mundiais, o Brasil esta
entre os cinco maiores produtores mundiais de rochas ornamentais e vem se consolidando
como exportador, sendo 80% de suas exportações em matéria matéria-prima prima bruta bruta.
O segmento possui registradas 300 empresas mineradoras e 25 empresas de
beneficiamento de blocos de mármore e granito com quase 1.600 teares e, ainda, 6.500
marmorarias responsáveis pelo trabalho de acabamento final e aplicação. Além dessas, cerca
de 510 empresas processam exportações. A mão de obra estimada é de 105.000 empregados
diretos em aproximadamente 10.000 empresas. O país conta com uma e eestrutura
de
desdobramento de rochas ornamentais equivalente a uma capacidade instalada da ordem de
2,3 milhões de toneladas por ano, sendo que a região sudeste detém cerca de 80% dessa
capacidade. Estima-se se que a atividade, movimenta cerca de US$ 2,1 bilhõ bilhões por ano,
considerando as atividades de comercialização do mercado interno e externo. (ABIROCHAS,
2011)
Segundo a ABIROCHAS (2011), as exportações brasileiras de rochas ornamentais
alcançaram faturamento de US$ 474,85 milhões no 11˚
˚ semestre de 2011, fren te ao 1˚ semestre
de 2010, registrou variação positiva de 3,78%. Poré Porém m o processo de exploração das rochas
ornamentais apresenta divers diversos problemas do ponto de vista ambiental. Podemos citar a
geração de poeiras e contaminação da água, dando ênfase para o controle do material
particulado (poeiras).
O material particulado é um dos problemas da poluição atmosférica, pois não apenas
pode causar desequilíbrio sequilíbrio como também pode vir a causar graves problemas blemas de saúde, devido
à substâncias ncias tóxicas que podem ter em sua composição. Identifica-se
a sílica como um
composto presente nas rochas ornamentais, sendo um dos s principais agentes causadores de
doenças do pulmão. A silicose é uma doença causada pela inalação de partículas de dióxido
de silício cristalino, que é um elemento encontrado amplamente nas rochas da crosta terrestre.
A silicose pode ser gerada por diversas atividades na indústria da construção. No
entanto, seus riscos podem ser reduzidos ou até mesmo eliminados/neutralizados por medidas
1

de controle no ambiente iente e no homem, ou seja, a utilização de equipamentos de proteção
coletiva e/ou individuais. De acordo com as normas brasileiras – NR’s 9 e 15, as empresas
devem identificar, quantificar e controlar estes agentes dentro de níveis considerados salubres.
A poeira pode ser definida como um grupo de partículas sólidas dispersas no ar
medindo de 0,1 a 25 micrômetros de diâmetro, liberadas durante os processos de trituração,
manejo, pulverização ou decomposição de materiais sólidos. As poeiras com diâmetr diâmetro de 0,5
a 10 micrômetros penetram facilmente no organismo através da respiração, podendo
permanecer nos alvéolos e bronquíolos após sua deposição no local.
As indústrias de rochas ornamentais em sua maioria são empresas de pequeno porte, o
que dificulta o investimento timento em sistemas de controle de emissão de material particulado.
Além disso, grande parte das indústrias se localizam em áreas urbanas ou muito próximas, o
que faz com que a população realize queixas a promotoria pública, blica, devido a grande
quantidade de poeiras oeiras geradas.
Com o avanço tecnológico atualmente é possível encontrar no mercado diversos
equipamentos para a remoção de materiais particulados do ar. Os filtros de manga são um
exemplo desses tipos de tecnologias. Outros equipamentos que também podem s sser
utilizados
são os ciclones, multiciclones, lavadores, precipitadores el eletrostáticos, etrostáticos, entre outros. Poré Porém
cada um possui uma maneira diferente de trabalho e utilização. A eficiência de coleta varia
muito de um equipamento para o outro conforme o tamanho das partículas, em alguns pode
chegar a 99,9% como é o caso dos filtros de manga.
O ciclone por não possuir uma alta eficiência de remoção de material particulado com
diâmetro inferior a 20 µm vem sendo utilizado principalmente como pré pré-coletor. Com isso o
ciclone não consegue atingir as legislações mais exigentes, necessitando de um segundo
sistema que coleta material com diâmetro inferior a 20 µm com eficiência. Geralmente o
segundo sistema de coleta é o filtro de manga, por ser relativamente barato, pou pouco sensível a
flutuação de vazão e possuir alta eficiência podendo chegar a 99,9% quando bem projetados.
Os filtros de manga possuem fácil operação, instalação e manutenção, possuem ainda
uma vida útil relativamente longa quando devidamente operado e inspe inspecionado. Os filtros de
manga por estes motivos são um dos equipamentos mais utilizados para a remoção de
materiais particulados do ar em indústrias. Devido a sua alta eficiência em coletar
praticamente todos os tamanhos de partículas partículas, pode ser utilizado sozinho. zinho.
Este trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência de remoção de material
particulado proveniente da indústria de mármores e granitos, de uma empresa situada na
região norte do Rio Grande do Sul, através do uso de filtro manga construído em escala de
2

laboratório oratório na Universidade de Passo Fundo. Busca Busca-se se também avaliar a influência da
velocidade de filtração, a caracterização do material, a perda de carga ao longo do processo de
filtração. Será realizado ainda, o dimensionamento de um sistema de filtro de mmangas
para a
empresa em estudo.
3

2 DESENVOLVIMENTO
2.1 Características gerais dos produtos e processos
O setor de rochas ornamentais tem características inerentes a uma indústria tradicional.
Trata-se se de uma atividade extrativa cujos traços mais marcantes são o processamento de
recursos naturais; a baixa intensidade tecnológica; a reduzida exigência em termos de escala
mínima de produção; o caráter exógeno da inovação tecnológica, pois ela costuma vir
incorporada nos equipamentos; e o fato da capacidade empreend empreendedora ra do dirigente ser um
fator crítico para a competiti tividade.
As rochas ornamentais e de revestimento, também chamadas de pedras naturais,
rochas lapídeas e rochas dimensionais, do ponto de vista comercial, são basicamente
classificadas em mármores e gra granitos. nitos. Estas duas categorias respondem por 90% da produção
mundial. Os demais tipos de rochas são quartzitos, serpentinitos, ardósias, pedra sabão e
basalto. (PEITER et al, 2001)
Os granitos são classificados como rochas sílicaticas e os mármores como rochas
carbonáticas. Na categoria de rocha carbonática metamorfizada, o mármore tem quase a
mesma aplicação que o granito. Possui como característica principal a durabilidade e a
nobreza, e apresenta como ponto fraco a baixa resistência a riscos e sensibilidade ao ataque
químico. Pela sua constituição geológica, os mármores dos países mediterrâneos são mais
nobres, e possuem uma massa fina e apresenta padrões cr cromáticos omáticos variados variados. (CHIODI, 2008)
As rochas ornamentais são utilizadas na indústria da construção civil como
revestimentos de pisos, paredes, colunas, pilares e soleiras. Fazem parte também de peças
isoladas, como tampos, bancadas, lápides e balcões, alem de edificações. Também podem
passar por um processo de torneamento para revestimentos em colunas. A utilização do
granito na construção civil em substituição a outros produtos vem crescendo ao longo dos
anos, devido a suas características apresentarem vant vantagens de uso, , durabilidade e resistência
além, da facilidade de limpeza e estética. Na Figura 1, apresentam-se
as transformações
técnicas pelas quais passam as rochas ornamentais até o produto final.
4

Figura 1: Transformações ttécnicas
e principais produtos da indústria de rochas
Fonte: Spínola(2003)
O primeiro rimeiro estágio da cadeia pr produtiva odutiva das rochas ornamentais é a extração da lavra de
blocos a céu aberto. O beneficiamento primário é ffeito
eito nas serrarias, compreende o corte dos
blocos em chapas com a utilização de equipamentos denominados como teares. Estima Estima-se que
para cada metro cúbico de pedra bruta seja gerado 30 m² de chapas, variando de acordo com a
espessura da chapa, tipo ipo e qualidade do material. O úúltimo
ltimo processo de transformação ocorre
nas marmorarias, que para atender a demanda do consumidor final, as marmorarias situam situam-se
na fase de corte que dá dimensões e detalhes de acordo com as especificações requeridas.
(Spínola, 2003)
5

O equipamento mais comum na serragem de granitos é a tear convencional,
constituído por multi lâminas. minas. No entanto este modelo de tear vem sendo substituído pelo tear
de lâminas minas diamantadas, sobretudo na serragem do mármore bege. Segundo Kurt Menchen
apud Spínola (2003), enquanto um tear convencional leva cem horas para serrar um bl bloco de
6 m³, o de laminas diamantadas iamantadas leva dez horas. Na mé média, , um tear convencional produz 1500
m² de chapas de mármore e o de lâminas diamantadas, de 6.000 a 8.000 m².
As chapas de mármores e as de granito, na maioria dos casos são polidas após a
serragem. m. No caso do mármore que apresenta uma superfície mais irregular se comparada
com os granitos, ocorre primeiramente o estucamento, processo no qual tem a função de
fechar os poros existentes na superfície com a utilização de resinas especiais. Após far far-se-á o
polimento para dar brilho e lustre ao material.
Encontra-se se no Brasil, especificamente no Espírito Santo, unidades de beneficiamento
de granito de altíssima produtividade, com maquinário de origem italiana. Sua produção
atinge um patamar de 1,1 mil m² de chapas por dia, e a sequência de maquinário é toda
automática.
2.1.1 Rochas Silicáticas (Granitos e Similares)
Para o setor r de rochas ornamentais e de re revestimento, vestimento, o termo granito designa um
amplo conjunto de rochas silicáticas, abrangendo monzonitos, granodioritos, charmockitos
charmockitos,
sienitos, dioritos, diabásios/basalto e os próprios granitos, geradas ppor
or fusão parcial ou total
de materiais crustais preexistentes.
A composição mineralógica desses granitos é definida por associações muito variáveis
de quartzo, feldspato, micas (biotita e muscovita), anfibólios, piroxênios e olivina. Alguns
desses constituintes intes podem estar ausentes em determinadas associações mineralógicas,
anotando-se se diversos outros minerais acessórios em proporções bem mais reduzidas. Quartzo,
feldspatos, micas, e anfibólios são os minerais dominantes nas rochas graníticas e granitoides.
A textura das rochas silica silicaticas ticas é determinada pela granulometria e hábito dos cristais,
e a estrutura definida pela distribuição desses cristais. Composição, textura e estrutura
representam, assim, parâmetros de muito interesse para a caracterização de g ggranitos
e sua
distinção dos mármores. (CHIODI, 2009)
2.1.2 Rochas Carbonáticas (Mármores, Travertinos e Calcários)
As principais rochas carbonáticas abrangem calcários e dolomitos, sendo os mármores
seus correspondentes metamórficos. Os calcários são rochas sedi sedimentares compostas
principalmente de calcita (CaCO (CaCO3), ), enquanto dolomitos são também rochas sedimentares
formadas, sobretudo, por dolomita (CaCO (CaCO3,Mg CO3).
6

Alguns outros minerais carbonáticos, notadamente a siderita (FeCO (FeCO3), ankerita
(Ca,MgFe(CO3)4) ) e a Magn Magnesita (MgCO3), ), estão frequentemente associados com calcários e
dolomitos, mas em geral em pequenas proporções. Os mármores são caracterizados pela
presença de minerais carbonáticos com graus variados de recristalização metamórfica. Argilo
minerais, (caulinita, ita, illita, clorita, smectita, etc.) e seus produtos metamórficos (sericita,
muscovita, flogopita, biotita, tremolita, actinolita, diopsídio, etc) constituem impurezas
comuns, tanto disseminadas quanto laminadas, nas rochas carbonaticas. (CHIODI, 2009)
Processos ocessos deposicionais, conduzidos por precipitação química e bioquímica direta de
carbonatos em ambientes de água doce, determinam a formação de rochas não fossilí fossilíferas e
bastante heterogêneas do tipo travertino e marga.
No setor de rochas ornamentais e de revestimento, o termo mármore é empregado para
designar todas as rochas carboná carbonáticas, ticas, metamórficas ou não, capazes de receber polimento e
lustro, o crescimento recente da participação relativa dos granitos foi, pelo menos em parte,
estéticos não tradicionais ais e possibilidades de paginação em pisos e fachadas.
2.2 Evolução da Produção Mundial e do Mercado Internacional
A produção mundial de rochas ornamentais e revestimento passou da década de 1920,
de 1,8 milhões de toneladas, para um patamar atual de 100 mil milhões hões t/ano. Cerca de 46 milhões
t de rochas brutas e beneficiadas foram comercializadas no mercado internacional em 2007,
destacando-se se que o notável crescimento do intercambio mundial caracterizou caracterizou-se as décadas
de 1980 e 1990 como a “nova idade da pedra” e, o setor de rochas como umas das mais
importantes áreas emergentes ergentes de negócios minero minero-indústriais. striais. Estima Estima-se que em âmbito
mundial o setor de rochas esteja movimentando atualmente o valor de US$ 80 a 100
bilhões/ano. (CHIODI, 2009)
A década de 2000 2000, foi marcada pelo crescente numero de feiras setoriais
internacionais, pela modernização das tecnologias, beneficiamento e acabamento, e pela
grande diversidade de produtos comerciais comerciais. . Com o estouro imobiliário americano e a
instalação da crise econômica mundia mundial, l, em 2008, nasceu um novo cenário, delineado pelo alto
corte no setor de crédito, e o aumento da concorrência entre os grandes exportadores, seguido
do aumento pela oferta, que devem favorecer o estabelecimento de barreiras comerciais.
Outra perspectiva iinteressante
nteressante está sendo orientada pela forte cobrança no setor
ambiental das atividades produtivas, determinando a conservação da energia utilizada e a
otimização das matérias primas. Diante deste cenário verifica-se se a crescente oferta e demanda
de tecnologias ias limpas para as atividades extrativistas e industriais. Montani (2007) estimou
7

que, no ano de 2025, a produção mundial de rochas ornamentais ultrapassará a casa dos 400
milhões t, correspondentes a quase 5 bilhões m² equivalentes/ano. ( (Figura Figura 22)
Figura 2: Evolução volução e projeção da produção e do intercâmbio mundial de rochas ornamentais e
de revestimento
Fonte: Montani (2007)
2.3 Produção Mundial
Segundo Montani (2008), a produção mundial estimada de rochas ornamentais, no ano
de 2007, totalizou ou 103,5 milhões t, correspondendo a cerca de 1,13 bilhões de m² de chapas
com 2 cm de espessura. Está produção envolveu 60,5 milhões t de rochas carbonáticas, 37,5
milhões t de rochas silicáticas e 5,5 milhões t de ardósias e outras rochas xistosas. Como
resultado do desenvolvimento de tecnologias mais adequadas para a lavra e beneficiamento de
materiais duros, a participação das rochas silicáticas no total da produção evoluiu de 10%, na
década de 1920, para cerca de 40% atualmente. Um dos principais respo responsáveis por esse
crescimento foi sem dúvida o Brasil que a partir da década de 1980 colocou centenas de
novos granitos no mercado internacional.
Conforme observado na Tabela 1, , a china foi a maior produtora mundial em 2007,
com 26,5 milhões t. Além de prin principal cipal produtora mundial, já desde o final da década de 1990
a China tornou-se se a maior exportadora de rochas processada e maior importadora de rochas
brutas. . O segundo maior produtor mundial é a Índia, com 13,0 milhões t em 2007. Seguem,
com uma produção ao redor de 8,0 milhões t, o Brasil, a Turquia e a Itália.
8

Tabela 1: Principais Produtores Mundiais de Rochas Ornamentais
Países
Mt
2002
% Mt
2003
% Mt
2004
% Mt
2005
% Mt
2006
% Mt
2007
%
China 14,00 20,80 17,50 23,30 18,00 22,20 20,00 23,50 22,50 24,20 26,50 25,60
Itália 8,00 11,90 7,85 11,00 7,65 9,40 7,50 8,80 7,65 8,20 7,75 7,50
Indía 6,50 9,60 8,50 11,30 9,50 11,70 10,00 11,70 11,50 12,40 13,00 12,60
Espanha 5,35 7,90 5,75 7,70 6,25 7,70 6,30 7,40 6,00 6,50 6,00 5,80
Irã 4,25 6,30 4,85 6,50 5,25 6,50 5,50 6,50 6,45 6,90 6,50 6,30
Brasil 2,75 4,10 3,20 4,30 4,00 4,90 4,50 5,30 5,50 5,90 5,75 5,60
Portugal 2,30 3,40 2,25 3,00 2,45 3,00 2,50 2,90 2,75 3,00 2,95 2,90
Turquia 2,50 3,70 3,25 4,30 4,20 5,20 4,75 5,60 6,20 6,70 8,00 7,70
EUA 2,00 3,00 2,25 3,00 2,30 2,80 2,40 2,80 2,25 2,40 2,00 1,90
Grécia 1,50 2,20 1,45 1,90 1,40 1,70 1,35 1,60 1,40 1,50 1,25 1,20
Egito
3,20 3,90 3,25 3,80 3,50 3,80 3,80 3,70
Outros 17,85 26,50 18,15 24,20 17,05 20,10 17,20 20,20 9,55 10,30 17,75 17,10
Total 67,50 100,00 75,00 100,00 81,28 100,00 85,25 100,00 92,75 100,00 103,50 100,00
Mt = milhões de toneladas. Fonte: (adaptado) Montani (2008)
2.3.1 Principais Exportadores
A china foi responsável por 25 % do total do volume físico das exportações mundiais
de rochas ornamentais em 2007 (9) e, em sequência, a Índia (12,1%), , Turquia (10,2%), Itália
(7,2%), Espanha (5,7%) e Brasil (5,4%). Percebe Percebe-se se que entre todos os países apresentados na
Tabela 2, , apenas o Brasil e a África do Sul apresentaram redução no volume físico de suas
exportações em 2007.
Tabela 2: Principais Países ses Exportadores de Rochas Ornamentais
Fonte: (adaptado) Montani (2008)
2.3.2 Principais Importadores
Na Tabela 3, são apresentados os principais países importadores, responsáveis por
60% do volume total físico das importações efetuadas em 2007. Nota Nota-se se que os 10 primeiros
9

foram responsáveis por cerca de 50% do total das importações, o que revela a grande
concentração de vendas em apenas poucos mercados.
Existem três perfis de mercados ou países importadores:
• Países importadores de rochas bruta brutas, , que as beneficiam para o atendimento do
mercado doméstico e para exportação, como a China e Itália.
• Países importadores de rrochas
ochas brutas e processadas, basicamente para
atendimento do mercado doméstico, como por exemplo, o Reino Unido,
Taiwan e Alemanha.
• Países principalmente importadores de rochas processadas, para atendimento
do mercado doméstico, como por exemplo, Japão, EUA e Coréia do Sul.
Tabela 3: Principais Importadores Mundiais de Rochas Ornamentais
Fonte: Montani (2008)
A China foi a maior importadora mundial em 2007, praticamente só adquirindo rochas
brutas, figurando em 2° lugar, os EUA, que quase só importam rochas processadas. Esses dois
países são também destacados pelo contínuo incremento de suas importações no perí período
considerado (2002 a 2007).
2.4 O Setor de Rochas no Brasil
Entre negócios relativos aos mercados interno e externo, o setor de rochas brasileiro já
está movimentando transações comerciais de US$ 4,1 bilhões/ano. Cerca de 11.300 empresas
integradas à cadeia a produtiva do setor, no Brasil, são responsáveis pela geração de
10

aproximadamente 140 mil empregos diretos e 420 mil empregos indiretos. Sendo cerca de
600 empresas deste setor exportadoras. (ABIROCHAS, 2008) A Figura 33,
apresenta as
empresas por setor de rochas operantes no Brasil em 2007.
Figura 3: Empresas do Setor de Rochas Operantes no Brasil
Fonte: ABIROCHAS (2008)
Segundo a ABIROCHAS (2008), são identificadas 18 aglomerações produtivas de
rochas ornamentais no Brasil, distribuídas por 80 municípios em 10 estados da Federação. A
maior parte desses arranjos produtivos está localizada na região sudeste, pela proximidade
geográfica com os principais polos de consumo, beneficiamento e exportação.
A produção brasileira de rochas ornamentais e dde
e revestimento totalizou cerca de 8,0
milhões de toneladas no ano de 2007. Essa produção envolveu uma grande quantidade de
rochas, , como granitos, mármores, quartzitos maciços e foliados, ardósias, pedra pedra-sabão,
metaconglomerados, calcários e outras, comerci comercializadas alizadas no mercado interno e externo. Ver
Figura 4.
11

Figura 4: Perfil da Produção Brasileira por tipo de Rocha
Fonte: ABIROCHAS (2008)
O Espírito Santo responde por quase 40% da produção de rochas no Brasil e concentra
cerca de 60% da capacida capacidade de de beneficiamento de blocos instalada. A Maior parte da
produção dos chamados granitos exóticos provém dos estados de Minas Gerais e Bahia.
Estima-se se que o Brasil tenha hoje uma capacidade instalada de serragem e polimento de 70
milhões m²/ano (granitos, , mármores e outras rochas extraídas em blocos). A Figura 5
apresenta a distribuição regional da produção bruta de rochas no Brasil no período de 2007.
12

Figura 5: Distribuição Regional da Produção Bruta de Rochas Ornamentais no Brasil
Fonte: ABIROCHAS (2008)
As rochas mais utilizadas no Brasil são as silicáticas, que abrangem granitos e suas
variedades. Seguem-se se os mármores, travertinos e limestones (rochas carbonáticas), as
ardósias e os quartzitos maciços e foliados. Sua preferência é dec decorrente orrente de diversos fatores,
ligados à disponibilidade das matérias matérias-primas, cultura de utilização, tendências de mercado,
parâmetros estéticos e qualificação físico físico-mecânica. mecânica. Segundo Chiodi (200 (2005), o mercado
imobiliário de alto padrão continua demandando ppreferencialmente
referencialmente mármores importados
para os ambientes internos, tendo tendo-se se cerca de 30 a 40 variedades de materiais italianos,
gregos, espanhóis, turcos e portugueses mais difundidos no país.
Para efeitos de cálculos expedidos, das 8,0 milhões de toneladas de rochas
ornamentais, produzidas no Brasil em 2007, 58% foram consumidas no mercado interno e
42% foram destinadas, como rochas brutas ou após beneficiamento, ao mercado externo.
Também em valores aproximados, transformando
transformando-se se a produção para o mercado iinterno
em
metros quadrados equivalentes de chapas, com 2 cm de espessura, o consumo brasileiro de
produtos foi de 56,7 milhões de m² em 2007, totalizando 58,3 milhões de m² se somados os
produtos rodutos importados.(ABIROCHAS, 2008)
Segundo Mello (2004), São Paulo é responsável, por quase 50% do consumo de
rochas no Brasil (Figura Figura 66),
seguindo-se se os estados do Rio de Janeiro e Minas Gerais.
Conjuntamente, os estados da Região Sudeste, incluindo incluindo-se o Espírito Santo, respondem por
aproximadamente 70 – 75% do consumo interno de rochas.
13

Figura 6: Distribuição do Consumo Interno Aparente por Estados e Regiões
Fonte: ABIROCHAS (2008)
2.5 Balanço das Exportações e Importações Brasileira de Rochas Ornamentais e de
Revestimentos Situação Atual
2.5.1 Exportações
As exportações brasileiras de rochas ornamentais e de revestimentos totalizaram US$
192 milhões no 1° trimestre de 2011. Esse faturamento foi gerado pela comercialização de
442.612,25 t de rochas brutas e processadas. Frente ao 1° trimestre de 2010 registr registrou-se
variação negativa de 2,19% no faturamento e de 6,79%, também negativa, no volume físico
dessas exportações.(ABIROCHAS, (ABIROCHAS, 2011)
As rochas processadas compuseram 74,88% do faturamento e 45,13% do volume
físico exportado. As rochas silicáticas brutas comp compuseram useram respectivamente 24,94% e 54,59%
e as rochas carbonáticas brutas apenas 0,18% e 0,29%. O faturamento e o volume físico das
vendas de rochas processadas recuaram respectivamente 6,10% e 11,41%, tendo tendo-se registrado
variação positiva de 11,80% e negativ negativa a de 2,69% no volume físico das exportações de rochas
silicáticas brutas, basicamente correspondentes a blocos de granito. (ABIROCHAS, 2011)
As exportações mensais evoluíram de US$ 48,8 milhões em janeiro, para 81,2 milhões
em março (Figura 7), ), avançando dde
e 123 mil t para 168 mil toneladas no mesmo período período,
14

como pode ser visto na Figura 8. . Os números do mês de março de 2011 são inferiores ao do
mês de março de 2010. (ABIROCHAS, 2011)
Figura 7: Exportações Mensais do Setor de Rochas Ornamentais Br Brasileiro asileiro – US$
Fonte: ABIROCHAS (2011)
Figura 8: Exportações Mensais do Setor de Rochas Ornamentais Brasileiro – ton
Fonte: ABIROCHAS (2011)
15

2.5.2 Importações
As importações brasileiras de materiais rochosos naturais somaram US$ 16,17 milhões
e 26.522,93 t (Figura 9) no 1° trimestre de 2011, marcando incremento de respectivamente
53,4% e 42,3% frente ao mesmo período de 2010. O preço médio das importações de
materiais naturais processados é inferior ao das exportações equivalentes, ou seja, nossa nossas
chapas polidas de granitos e mármores estão sendo exportadas por preços maiores que os das
chapas importadas.
Figura 9: Importações acumuladas do setor de rochas – ton
Fonte: ABIROCHAS (2011)
Parece cristalizar-se se a tendência de substituição da produção nacional pela importada,
o que conduzirá ao processo de desindustrialização do setor de rochas no Brasil.
2.6 Marmorarias
Marmorarias são instalações destinadas ao processamento de mármores, mas a aapesar
do
nome se trabalha com todo o tipo de rocha ornamental. As operações executadas nas
marmorarias são comumente o polimento, o lustre e o corte em tamanhos e formas definidos
pelo consumidor. Utiliza-se se o polimento para a remoção de possíveis riscos q qque
podem ter
sido causados durante o transporte ou corte final das chapas.
16

O processo de corte das chapas dá forma e dimensão final ao produto. Este é feito com
o uso de discos rotativos diamantados, acionados por cortadeiras, fresadoras ou furadeiras. O
acabamento cabamento final é realizado com o uso de fferramentas
erramentas abrasivas na forma de discos, lixas e
rebolos, movidos por lixadeiras, fresadoras e similares. Para o desenvolvimento destas
atividades existem riscos para os trabalhadores devidos a geração de poeiras. No acabamento
a seco, as operações mais perigosas são o desbaste e o lixamento, pois geram altas
concentrações de poeira. Em ambientes sem as medidas de controle adequadas a poeira pode
causar doenças respiratórias. Se essa poeira tiver sílica cristalina o problema é ainda mais
grave.
Segundo dados do Projeto Marmoristas, divulgados em dezembro de 2001, na
atividade de marmorarias o local onde a maior geração de poeiras é no setor de acabamento e
corte, sendo que o processo úmido é adotado no setor de corte em 87,4 % das marmorarias.
Mais de 90% das empresas não adotam ventilação exaustora para a remoção da poeira e mais
de 75 % não realizam lavagem diária do local de trabalho.
Com base nos dados disponíveis pela Fundação Jorge Duprat Figueiredo de Segurança
e Medicina do Trabalho (FUNDACENTRO), no Projeto Marmor rmoristas a maioria das
marmorarias é definida como microempresa. A principal característica desse tipo de empresa
é a estrutura administrativa enxuta e informal. O processo produtivo é realizado por meio do
trabalho árduo, visando o aumento da eficiência e controle de custos. É comum encontrar
instalações associadas à moradia do próprio empresário e a participação de vários membr membros da
família envolvidos no negó negócio. Em geral, são precárias ou inexistentes as iniciativas de Saúde
e Segurança no Trabalho (SST), pois essas empresas têm dificuldades para compreender as
exigências da legislação.
2.7 Materiais Particulados
Os materiais particulados também são chamados de aerodispersóides ou aerossóis e
são, por definição, partículas sólidas ou líquidas de tamanho bastante reduzido (entre 0,01 µm
a 100 µm), que se encontram suspensas no ar ou em um gás por um tempo suficiente para
serem observadas ou medidas medidas.
De acordo com a (FUNDACENTRO
FUNDACENTRO), aerodispersoide sólido é a partícula formada a
partir da ruptura mecânica de um material sólido seco, seja por corte, quebra quebra, usinagem,
fricção ou fundição e ainda por processos físico físico-químicos químicos de condensação, vaporização,
combustão, dando origem, por ex exemplo, emplo, às poeiras, às nevoas, neblinas e fumaças. Como foco
de interesse neste trabalho, destacam destacam-se se as poeiras que, segundo definição da norma brasileira
17

NBR 12.543 543 (ABNT, 1999), são aerossóis cuja fase dispersa é originada de um processo de
ruptura mecânica ica de um sólido. As partículas de uma poeira podem variar de tamanho desde
submicroscópicas até visíveis.
2.7.1 Poeiras
As poeiras são de particular interesse como contaminantes do ar de ambientes de
trabalho, uma vez que estão associadas a diversos tipos de ddoenças
oenças do sistema respiratório.
Podem reagir com os tecidos ou ser absorvidas por eles causando efeitos adversos à saúde.
Dependendo do tamanho, forma, propriedades químicas e densidade das partículas,
concentração de poeira no ar, tempo de exposição e out outros ros fatores, os efeitos à saúde podem
variar de uma simples irritação a uma doença fatal. (SANTOS, 2005)
Segundo Gabas (2008), uma das maneiras de se classificar as poeiras é através de suas
características básicas, que incluem forma, origem e tamanho. A forma orma da partícula é um
importante fator que influê nfluência ncia os processos de impactação e deposição inercial no sistema
respiratório e os projetos de instrumentos adequados para amostragem e análises de partículas.
A variedade de formas de particulados é muito grande rande são esféricas, cúbicas,
irregulares, com formato de flocos, fibras, cadeias, plaquetas, escamas, etc. A origem da
partícula pode ser classificada conforme sua origem em minerais (areia, argila, carvão),
animais (peles, couros, pelos) e vegetais (made (madeiras, iras, grãos, cereais). Já o tamanho das
partículas é de fundamental importância para determinar erminar o seu comportamento.
2.7.2 Tamanho das Partículas
Segundo Santos (2005), o comportamento das partículas está diretamente associado ao
tamanho das mesmas, tendo influencia sobre os mecanismos de deposição, espalhamento da
luz e os efeitos ocasionados a saúde dos expostos. Além disso, o tamanho influencia na
determinação dos equipamentos para controle e redução das concentrações de partículas no ar.
O tamanho o de uma partícula por ser definido tanto em termos lineares quanto em
termos bidimensionais e tridimensionais. Estudos de deposição no trato respiratório
relacionam-se se o mais próximo possível com o diâmetro aerodinâmico da partícula, já em
experimentos onde de são apresentados processos de transferência de calor, o diâmetro de área
superficial pode ser o mais adequado. (GABAS, 2008)
Para Gabas (2008), o tempo de suspensão depende diretamente do tamanho da
partícula, de seu peso especifico e da velocidade de mmovimentação
ovimentação do ar no ambiente
analisado. O comportamento das partículas no ambiente com fluxo contínuo no ar pode ser
18

visto na Figura 10, , onde nota nota-se se que as partículas menores permanecem mais tempo
suspensas no ar e, , portanto portanto, apresentam maior chance de serem erem medidas ou inaladas pelo
trabalhador.
Figura 10: Tempo de deposição de partículas no solo partindo de uma altura de 1,65 m
Fonte: ESTADOS UNIDOS (2007) et al., GABAS (2008)
2.7.3 Mecanismos de deposição das partículas
Os cinco mecanismo de depos deposição das partículas, las, segundo Santos (2005), são
sedimentação, impactação inercial, difusão, interceptação e deposição eletrostática.
a) Sedimentação
Estudos sobre aerodispersóides indicam que partículas com diâmetro aerodinâmico
maior que 50 µm não permanecem suspensas no ar por muito tempo, pois tendem a
sedimentar-se por influência ncia da gravidade gravidade. Entretanto, ntretanto, em condições especiais, partículas
maiores que 100 µm podem tornar tornar-se se suspensas, mas dificilmente permanecem no ar.
b) Impactação Inercial
A inércia de uma partícula, definida como sua tendência a resistir à mudança em sua
movimentação, é outro importante mecanismo de deposição. A partícula em movimento
através do ar mover-se-á á em linha reta, a menos que atue sobre ela uma força externa. Quand Quando
uma partícula é forçada a mudar de direção repentinamente, a inércia da partícula fará com
que ela continue em frente, em relação ao fluxo original, por certa distâ distância, antes que retome
a direção do fluxo.
c) Interceptação
Quando o fluxo de ar passa próximo a uma superfície coletora, pode ocorrer deposição
das partículas pelo processo de interceptação, partículas maiores arrastadas podem bater na
superfície coletora. Basta que a trajetória até a superfície seja menor que o raio da partícula.
19

d) Difusão
Neste este mecanismo, partículas suspensas em um meio gasoso são bombardeadas por
colisões com moléculas individuais do gás, provocando deslocamentos aleatórios das
partículas, conhecidos com difusão, fazendo com que elas permaneçam suspensas no ar por
longos períodos de tempo.
e) Deposição eletrostática
Este mecanismo de captura é relevante quando o meio filtrante apresenta cargas
eletrostáticas, podendo ocorrer à captura das mesmas por meio da ação eletrostática direta ou
por meio de indução elétrica preliminar e posterior atração.
2.7.4 Penetração e deposição das partículas no trato respiratório humano
Partículas pequenas o suficiente para estarem suspensas no ar podem ser inaladas pelo
nariz e pela boca. Entretanto Entretanto, a probabilidade de inalação depende do diâmetro da partícula, já
o comportamento da mesma no sistema respiratório é influ influenciado nciado por fatores fisiológicos e
fatores relacionados a partícula. De maneira abrangente, esses fatores levam em consideração
a natureza física e química da poeira, as condições de exp exposição osição e as características do
indivíduo duo exposto. (SANTOS, 2005)
Partículas depositadas nas vias aéreas superiores (lábios ou narinas), laringe e até
mesmo nos pulmões, tem potencial para causar danos à saúde. Para estudos as faixas ou
frações de tamanho de e maior interesse est estão ão divididas de modo a relacioná relacioná-las com o local de
deposição no trato respiratório cujas definições são apresentadas a seguir:
a) Particulado inalável
A fração inalável é aquela com diâmetro menor que 100 µm, capaz de entrar pelas
narinas nas e pela boca, penetrando no trato respiratório durante a inalação, podendo ficar retida
em qualquer lugar dele.
b) Particulado articulado torácico
A fração de particulado torácico é aquela constituída por partículas de diâmetro menor
que 25 µm, , capaz de passar pela laringe, podendo ficar retida nas regiões traqueobrônquica
(vias aéreas dos pulmões) e na região de troca de gases.
20

c) Particulado respirável
A fração respirável é constituída por partículas de diâmetro menor que 10 µm, também
conhecida como MP 10, que penetra e pode ficar retida na região de troca de gases ou região
pulmonar. Está fração respirável está associada com doenças fibrogênicas (como silicose) ou
enfisema pulmonar.
A Figura 11, ilustra as frações de particulados e as respect respectivas ivas regiões de deposição no
trato respiratório.
Figura 11:Representação Representação das principais regiões do trato respiratório
Fonte: BON (2006)
2.7.5 Poeira contendo sílica livre cristalizada
Devido a grande quantidade de materiais contendo quartzo, os traba trabalhadores são
expostos a concentrações de sílica cristalina na fração respirável em uma grande quantidade
de indústrias e ocupações, entre as quais se destaca o corte de rochas nas marmorarias. Para
Santos (2005), ), o risco de desenvolvimento de silicose em marmorarias está claramente
relacionado com a poeira respirável.
21

A silicose é um tipo de pneumiconiose causada pela inalação de poeiras contendo
sílica livre cristalizada. É uma doença pulmonar incurável, com evolução progressiva e
irreversível, pode levar evar de alguns anos a décadas para se manifestar, e progride mesmo após a
interrupção da exposição. (BRASIL, 2006)
A silicose é indiscutivelmente reconhecida como sendo uma doença ocupacional ocupacional,
sendo endo diagnosticado no mundo milhare milhares s de casos, a cada ano que passa. As partículas
menores que 10 µm podem penetrar nos alvéolos, de onde os macrófagos tentam removê removê-las.
Entretanto, as partículas de sílica livre cristalizada causam a quebra e morte dos macrófagos.
O tecido pulmonar reage pelo desenvolvimento de nódulos fibróticos e cicatrizes ao
redor das partículas de sílica retidas. A formação de grande número de cicatrizes após
exposição prolongada torna a superfície alveolar menos elástica, diminuindo a capacida capacidade
respiratória. (SANTOS, 2005)
2.7.6 Limites de exposição ocupacional
Os limites de Exposição Ocupacional (LEO) para poeiras contendo sílica cristalina
foram mudados ao longo do século XX em função da melhoria das técnicas de amostragem e
análise. O NIOSH estima ma que 1 em cada 100 trabalhadores desenvolverá alterações
radiológicas, durante uma vida laboral de 40 a 45 anos, com exposição a concentrações de
sílica cristalina respirável nos limit limites recomendados, ou seja o REL (Recommended Recommended Exposure
Limit), de 0,05 mg/m³, , baseado nos efeitos à saúde devido a exposição a sílica cristalina,
quartzo, tridimita e cristobalita, para reduzir o risco de desenvolvimento da silicose e outros
efeitos adversos à saúde.
No Brasil, os LEOs para sílica livre cristalizada são fixado fixados s por meio da Norma
Regulamentadora N° 15. (NR 15), ), “Limites de Tolerância para Poeiras Minerais”,
estabelecida pela Portaria N° 3.214 de 08 de junho de 1978. Este LEO foi baseado na
recomendação da ACGIH de 1974, que determinava o limite máximo de 1,0 mg/ mg/m³. Em 2000
a ACGIH, por considerar a sílica cristalina na forma de quartzo cancerígena, diminuiu o LEO
de 1,0 mg/m³ para 0,05 mg/m³ .
2.8 Equipamentos de controle de poluição atmosférica
Os equipamentos de controle são classificados primeiramente em função d ddo
estado
físico de poluente a ser considerado. Em seguida a classificação envolve diversos parâmetros
como mecanismo de controle, uso ou não de água ou outro líquido, etc. A seguinte
classificação é usual:
22

a) Equipamentos de ccontrole
de material particulado, ver Quadro 11.
Quadro 1: Equipamentos para controle de material particulado.
Coletores secos
• Coletores mecânicos inerciais e
gravitacionais
• Filtros iltros de mangas
• Coletores centrífugos (ex. ciclones)
• Precipitadores eletrostáticos secos
• Precipitadores dinâmicos secos
b) Equipamentos de controle de gases e vapores:
• Condensadores
• Absorvedores
• Incineradores com chama direta
• Incineradores catalíticos
• Processos especiais
Coletores úmidos
2.8.1 Seleção de Equipamentos de Controle de Poluição de Ar
• Lavadores com pré pré-atomização
(spray)
• Lavador com atomização pelo
A característica básica que influê influência ncia em primeira instância é a eficiência de coleta coleta,
necessária para enquadrar emissão da fonte nos padrões exigidos. A eficiência de coleta, para
todos os tipos de coletores letores de material particulado é dependente da distribuição do tamanho
das partículas presentes no gás a ser tratado. A Tabela 4, apresenta a eficiência de coleta para
diferentes tipos de coletores de material particulado em diferentes tamanhos.
gás
• Lavador do leite móvel
• Precipitadores eletrostáticos
úmidos
• Precipitadores dinâmicos úmidos
23

Tabela 4: Eficiência fracionada de coletores de material particulado em função da
distribuição de tamanho das partículas (em porcentagens).
Tipo de equipamento
Câmara de sedimentação
Ciclone de baixa pressão
Ciclone de alta pressão
Multiciclone
Filtro de mangas
Lavadores de média energia 80,0 90,0 98,0
Lavador Venturi
Precipitador eletroestático 97,0 99,0 99,5
Torre de spray
Fonte: Lisboa (2007)
2.8.2 Fatores envolvidos
Os fatores envolvidos na escolha de um equipamento de controle técnica e
economicamente viável são:
Caracterização do Problema
Possíveis Soluções:
• Métodos diretos
• Métodos indiretos
• Combinação de dois ou mais métodos
• Característica de cada alternativa
Aspectos econômicos de cada alternativa
Custo anualizado
2.9 Filtros de Mangas
Diâmetro (µm)
0 →5 5 → 10 10 → 20 20 → 50 >50
7,5 22,0 43,0
12,0 33,0 57,0
40,0 79,0 92,0
25,0 54,0 74,0
99,0 100,0 100,0
95,0 99,5 100,0
90,0 96,0 98,0
80,0 90,0
82,0 91,0
95,0 97,0
95,0 98,0
100,0 100,0
100,0 100,0
100,0 100,0
100,0 100,0
100,0 100,0
A utilização de filtros de mangas para limpeza do ar é datada de 5000 anos atrás,
desde o Egito antigo. Nesta época, usavam usavam-se se sacos traçados sobre a cabeça e amarrados ao
redor do pescoço para proteger contra a exposição ao pó do dióxido de chumbo. Leonardo da
Vinci defendia o uso de panos molhados (wetting cloth) sobre a boca e o nariz, visando a
melhoria na respiração (filtração). A primeira patente relativa de um filtro de mangas consta
de 1852, nos Estados Unidos, onde onde, um simples projeto de manga para a recuperação de
24

fumaças de óxido de zinco foi patenteado. Com o desenvol desenvolvimento vimento de fibras sintéticas em
meados do século passado, ocorreu a fabricação de tecidos de alta qualidade e, assi assim, os
filtros de tecido entraram na era moderna (MYCOCK, ROCHA et al., 2010).
Os filtros de mangas são os sistemas mais comumente utilizados. Sua utilização se dá
não só para o controle da
industrial. rial. O princípio de funcionamento de um filtro de mangas é simples. Trata Trata-se da
passagem da mistura gasosa que contém partículas através de um tecido, sendo que o gás
atravessa os poros do tecido e as partículas partículas, na sua maioria, ficam retidas na sua super superfície,
que de tempos em tempo tem que ser retiradas para evitar uma camada muito espessa, o que
dificultará a passagem do gás (aumento da perda de carga). No começo do processo de
filtragem a coleta se inicia com a colisão das partículas contra as fibras d ddo
meio filtrante e sua
posterior aderência às mesmas. À medida que o processo continua a camada de partículas
coletadas vai aumentando tornando tornando-se então, o meio de coleta. . Em determinado momento,
torna-se se necessária a remoção das partículas coletadas, a fim m de impedir a redução da
eficiência do processo.
Os mecanismos envolvidos na coleta de partículas em filtros de mangas são
principalmente a impactação inercial, a difusão, a atração eletrostática e a força gravitacional
e secundariamente, a intercepção. O filtro de mangas são equipamentos enquadrados na
categoria dos de alta eficiência de coleta, chegando a alguns casos, a valores maiores que
99,9%.
poluição do ar, mas também como parte integrante do processo
Os filtros de mangas tem forma de saco alongado, tubular, segundo egundo o mecanismo de
limpeza das mangas os filtr filtros os de mangas podem ser classificados da seguinte maneira:
• Sacudimento mecânico: neste método, o pó é removido por agitação mecânica,
horizontal ou vertical; o sacudimento mecânico não tem muito êxito quando o
material particulado consiste de partículas ade aderentes, rentes, pois a agitação excessiva
pode fazer com que as mangas girem o se soltem dos ganchos de sustentação.
A Figura 12 12, apresenta esenta que o ar penetra pela parte interna, quando a boca do
saco fica embaixo, e sai deixando as impurezas do lado de dentro.
25

Figura 12: Filtro de mangas com sistema de limpeza por sacudimento (entrada interna de ar)
Fonte: Lisboa, (2007)
• Ar reverso: neste caso, as partículas se desprendem do tecido pela inversão no
sentido do fluxo do ar. É mais utilizado quando operado com baixas vazões.
• Jato pulsante de ar comprimido comprimido: : é o sistema mais utilizado e relação aos
demais comumente, omumente, um tubo de Venturi aco acoplado plado ao topo de cada manga gera
um jato de ar que percorre toda a extensão da manga, expandindo expandindo-a e fazendo
com que a camada aderida ao tecido se desprenda do mesmo, ver Figura 13.
Neste tipo de filtro o ar normalmente penetra pela parte interna, como a Figura
14, o ar poluído é empurrado de fora pra dentro, deixando o MP aderido a
parede externa do saco. Para que não ocorra estrangulamento dos sacos os
mesmo possuem uma estrutura metálica de suporte.
Este último ltimo tipo de limpeza é o que tem sido mais utili utilizado atualmente, pois
apresenta a vantagem de exigir uma área de filtragem menor que os que
utilizam por sacudimento mecânico ou ar reverso, possibilitando limpeza
contínua e automática das mangas.
26

Figura 13: Filtro de mangas com sistema de limpeza por jato pulsante
Fonte: Lisboa, (2007)
Figura 14:Filtro Filtro de mangas com entrada externa de ar poluído
Fonte: Lisboa, (2007)
27

A Tabela 5, , apresenta uma comparação entre os tipos de limpezas do filtro de mangas
relacionando com diferentes parâmetros parâmetros.
Tabela 5: Limitações e vantagens dos principais tipos de coletores de pó
Parâmetro Ciclone Precipitador
Eletrostático
Eficiência De 70 a 90% Superior a 98% Superior a 99,99%
Emissão Maior que 150
mg/m³
De 75 a 150 mg/m³ Menor que 50 mg/m³
Tamanho da
partícula retida
Maior que 10 µm Maior que 0,001 µm Maior que 0,1 µm
Custo de
investimento
Baixo
Alto Médio
Custo de
manutenção
Baixo
Alto Médio
Custo de
operação
Baixo
Principio de Decantação
operação forçada do pó por
inércia
Características Pode sofrer
elevada abrasão
pelo pó ou
corrosão pelo gás;
Baixa eficiência
para pós finos
(

filtração reduzem a área de filtração requerida, diminuindo o custo inicial, operacional e de
manutenção dos filtros.
Rocha (2010), estudando a remoção de tortas em diferentes materiais particulados, e
com três velocidades de filtração de 6, 9 e 11 cm/s, concluiu que a resistência específica d dda
torta aumenta com a velocidade de filtração para todos os materiais estudados e que a
porosidade da torta diminui com o aumento da velocidade de filtração para a rocha fosfática.
2.11 Escolha do Meio Filtrante
A escolha do meio filtrante a ser utilizado depe dependerá nderá das características do gás
transportador (temperatura, umidade, alcalinidade e acidez), das características das partículas
a serem filtradas (concentração, distribuição de tamanhos, abrasividade) do tipo de limpeza a
ser utilizado, do custo e da disp disponibilidade do mercado. Os filtros de mangas são de elevada
eficiência para poeiras acima de 0,1 µm e são usados na captação de poeira de moagem,
mistura e pesagem de grãos de cereais, moagem de pedra, argila e minerais, trituração de
cimento, limpeza por abrasão, etc.
Considerando um filtro corretamente selecionado, dimensionado e operado, a sua
otimização pode ser feita pela correta especificação das mangas filtrantes, ou seja,
maximização de sua vida útil. Contudo, para avaliação correta do tempo de tro troca de uma
manga necessita-se se conhecer os conceitos da vida útil e durabilidade do elemento filtrante filtrante.
A vida útil é o tempo econômico da manga, durante o qual são atendidas as exigências
técnicas de emissão e eficiência de limpeza. A durabilidade consiste no tempo de uso total da
manga até a ocorrência de furo, rasgo ou entupimento completo. Usualmente a durabilidade
de uma manga é maior que a sua vida útil. A Figura 15, apresenta o comparativo entre as
mangas bem e mal dimensionadas.
29

Figura 15: Comparação genérica entre mangas bem e mal dimensionadas
Fonte: Pacheco (2002).
Conforme a Figura 15 15, verifica-se se que a manga de baixa qualidade apresenta alta
emissão, aos 8 meses e a manga corretam corretamente ente especificada, aos 24 meses. A vida útil da
manga errada rrada é cerca de 3 vezes menor. Após a sua vida útil, esta manga inicia um processo
de entupimento, acompanhado pela crescente emissão, até a ocorrência de algum rasgo em
torno de 3 anos de uso. Ressalta Ressalta-se se que independente da durabilidade das mangas seja ela de 3
anos (incorreta) e 5 anos (correta), o tempo de troca dever ser estabelecido conforme a vida
útil para que o custo das mangas seja minimizado.
Uma manga filtrante falha quando se verifica uma excessiva emissão ou entupimento.
A emissão deve ser verificada rificada semanalmente através de um opacímetro ou detector de
particulado, enquanto o entupimento deve ser verificado diaria diariamente te pela medição de Perda
de Carga do filtro, com manômetro diferencial tipo coluna d´água ou digital. A propósito
perda de carga é a diferença de pressão entre as câmaras suja e limpa do filtro de mangas.
A faixa de perda de cargo do filtro em operação normal está em torno de ±10% da
perda de carga do projeto. Para exemplificar, se a perda de carga do projeto for de 150mmCA
(milímetros ros de coluna d´água) o filtro deve ser regulado para operar entre 135 à 165 mmCA.
Já a emissão máxima do filtro normalmente é definida pelo órgão local de controle do meio
ambiente, sendo de 50 mg/m³ em geral.
30

A diferença de preço entre diversos materiais atualmente disponíveis é função das
diferenças de temperatura máxima de trabalho, resistência química, resistência à abrasão de
cada material, sem falar na disponibilidade ou não de fabrica fabricante nte nacional ( (Figura 16).
Figura 16: Preços relativos e aproximados entre os materiais das mangas
Fonte: Pacheco (2002).
Como se observa na Tabela 6, , a seleção do material é basicamente função da
temperatura e da composição química dos gases a serem filtrados, não obstante, as
propriedades físico-químicas químicas do pó também devem ser consideradas.
31

Tabela 6: Temperatura de trabalho e agentes químicos agressivos ao material das mangas
Sigla Material
PP Polipropileno
PA Poliamida
AC Poliocrilonitrila
copolímero
DT Poliocrilonitrila
homopolímero
PE Poliéster
NO m-Aramida
PPS Polifenilsulfeto
PI Poliimida aromática
PTFE Politetrafluoretileno
l= resiste bem; s = resistência moderada; n = baixa resistência
Fonte: adaptado de Pacheco (2002).
2.11.1 Parâmetros de qualidade
Fibra – recobre a tela de sustentação por cima e por baixo. Como o material
mais econômico é o poliéster, ele é o mais utilizado para a maioria dos
processos filtrantes.
A diferença de preço entre os diversos materiais atualmente disponíveis ( (Figura 16) é
função das as diferenças de temperatura máxima de trabalho, resistência químic química, resistência a
abrasão de cada material, sem falar na disponibilidade ou não de fabricante nacional nacional.
Tela de Sustentação – confere ao meio filtrante a resistência mecânica ao jato
pulsante e e a capacidade de retenção de pó. Situações on onde existe elevado
esforço forço mecânico juntamente com pó pós s muitos finos exigem uma tela com alta
eficiência.
Nome
Comercial
a) Qualidade do fio da ttela
– Multifilamento é considerado o fio de maior
resistência mecânica do mercado, tanto que é o fio utilizado pela ind indústria de
pneumáticos como “alma” dos pneus radiais, sua resistência mecânica e baixo
alongamento de ruptura fazem com que a manga tenha uma estabilidade
dimensional excelente, tanto no momento da limpeza, como no moment momento do
trabalho de filtragem.
Temp.
Trab.
H2O O2 SO2 NO2
- 90 °C l l l l
Nylon 110 °C n l n l
Acrílico 110 °C s l n s
Dralon T 120 °C l l n s
- 150 °C n l n l
Nomex,
Conex
Rylon,
Procon
180 °C n s n l
190 °C l n s n
P84 240 °C s n n n
Teflon 250 °C l l l l
Alcalis Solventes
l n
l s
n l
n l
n l
n l
l l
l l
l l
b) Gramatura da tela - considerar a qualidade que compõe o fio de tela é muito
importante, no entanto, o peso em g/m² da tela do item diretamente ligado ao
32

custo do material. Telas leves resultam consequentemente em materiais mais
baratos e em resistências mecânicas mais baixas. Uma gramatura de tela
equivalente a 30% da gramatura de feltro pode ser considerada adequada.
c) Material da tela - O uso de baixas gramaturas resulta em menor vida útil da
manga, pois a resistência à abrasão é menor e a permeabilidade ao ar é maior.
Problema dos mais graves é a alta emissão de particulados que os feltros de
baixo peso (g/m²) apresentam. Por isso, é recomendável que as mangas
utilizadas para jato pulsante, por exemplo, tenham 550 g/m² para ofere oferecer uma
boa resistência à abrasão e retenção de particulado.
d) Gramatura do Feltro – considerar a qualidade que compõe o fio da tela é
muito importante, no entanto, o peso em g/m² da tela é um item diretamente
ligado ao ccusto
do material. Telas leves resultam m consequentemente em
materiais mais baratos e em resistências mecânicas mais baixas. Uma
gramatura de tela equivalente a 30% da gramatura do feltro pode ser
considerada adequada.
e) Material da tela – em geral, é recomendável que seja o mesmo da fibra,
contudo, do, podem existir aplicações muito específicas onde a mesclagem de
materiais diferentes resulta numa manga com maior vida útil que a de cada
material isoladamente.
f) Gramatura do feltro – o uso de baixas gramaturas resulta em menor vida útil
da manga pois a resistência a abrasão é menor e a permeabilidade ao ar é
maior. Problema dos mais graves é a alta emissão de particulados que os feltros
de baixo peso (g/m²) apresentam. Por isso, é recomendável que as mangas
utilizadas para jato pulsante, por exemplo, te tenham nham 550 g/m² para oferecer uma
boa resistência à abrasão e retenção de particulado.
g) Permeabilidade ao ar – elevada permeabilidade ao ar na manga não é
recomendável. Pois há uma tendência de penetração excessiva de pó,
resultando em maior emissão e em entu entupimento pimento precoce, verificado pela
elevação da perda de carga para valores acima de 180 mmCA. Além disso,
uma permeabilidade muito alta, resulta em menor perda de carga no sistema,
aumentando assim, a velocidade das partículas e o atrito entro o pó e a manga manga.
Com isso, a vida útil do elemento filtrante será consideravelmente menor.
h) Acessórios
– são acessórios a cordoalha de cobre (ou aço) para
descarregamento da eletricidade estática e os siste sistemas mas de fixação das mangas,
33

como anel de feltro, anel de vedação, aanel
nel arame ou anel aço aço-mola. Contudo, o
mais crítico é o anel aço aço-mola, mola, cujo projeto depende intrinsecamente do
diâmetro do furo do espelho, onde a manga é encaixada, e de sua variação.
Recomenda-se
se que esse furo tenha uma variação máxima de ± 0,3 mm.
i) Espessura – se a espessura do feltro for reduzida demais, a manga pode sofrer
rasgos precoces devido a abrasão do pó. Isso é consequência direta do menor
peso (g/m²) do feltro.
j) Encolhimento na temperatura de trabalho – se a manga não for termofixada
para sua temperatura mperatura de trabalho, Ela irá encolher mais que 1% (valor máximo
tolerável). Ao encolher durante o trabalho de filtração, a manga ficará justa
demais a gaiola, o que compromete sua limpeza pelo não destacamento do pó
pela ação do jato de ar comprimido. A perda de carga aumentará
progressivamente, independentemente dos ajustes na pressão ou na frequência
de limpeza. Desta forma, ocorrerá a saturação do elemento filtrante de forma
rápida e irreversível.
k) Tração de ruptura – o componente responsável pela resis resistência à tração da
manga assim como pelo alongamento, é a tela de sustentação do feltro que
compõe a manga. A tração de ruptura diminui no decorrer do uso da manga
devido a fadiga mecânica proporcionada pelo jato de ar comprimido. Portanto,
quanto maior fo for r o seu valor inicial, maior será o tempo de uso da manga antes
dela atingir a resistência mínima. Verifica Verifica-se se que telas de sustentação
constituídas com fios multifilamento possuem uma taxa de fadiga menor que
as constituídas com fios de fibra cortada.
l) Alongamento ngamento – um excessivo alongamento de ruptura resulta em esga esgarçamento
da manga no decorrer dos meses de uso. Dessa forma, assim como no caso do
encolhimento, a alteração dimensional da manga comprometerá sua limpeza,
podendo inclusive, gerar rasgos pela ffricção
ricção excessiva da manga folgada com a
sua gaiola. Um valor de alongamento até 35% é satisfatório para operação
normal no filtro de mangas.
m) Dimensões – o correto dimensionamento da manga é fundamental para sua
eficiência de filtração e de li limpeza. Contudo, dado o grande nú número de
padrões dimensionais dos fabricantes de equipamentos, a confusão entre as
medidas nominais x reais, o sistema de unidades métrico x inglês, reserva a
34

possibilidade de acerto somente aos fabricantes de mangas com grande temp tempo
de atuação no mercado.
n) Tratamentos – são opções para a especificação básica da manga. Os
tratamentos químicos são responsáveis pelo aumento da durabilidade da manga
à frente da abrasão (antiabrasivo) ou facilidade de limpeza em condições
úmidas (tratamen (tratamento antiaderente). Este último pode proporcionar uma
diminuição da intensidade de limpeza (frequência de pulsos).
o) Acabamentos – é o acabamento que o feltro recebe para tornar a superfície da
manga mais lisa. Proporciona ao filtro baixa perda de carga, máxim máxima vazão de
gás e, portanto, máxima captação/recuperação de particulado. É fundamental
que ele esteja localizado, pelo menos, na face que receberá o pó, caso
contrario, a manga pode entupir em menos de 3 meses.
35

3 Materiais e Métodos todos
Este capítulo apresenta a descrição dos procedimentos experimentais, métodos e
instrumentos utilizados para a coleta, preparação e caracterização do material particulado,
bem como a descrição das etapas realizadas para obtenção dos resultados.
3.1 Seleção da Marmoraria
O critério para seleção da marmoraria levou em consideração a execução de atividades
consideradas como representativas das situações de trabalho mais comuns na maioria das
marmorarias do país e a existência de algum tipo de iniciativa de implantação de medida de
controle de caráter coletivo para a redução da exposição à poeira.
A marmoraria foi visitada para observação e obtenção de informações complementares
sobre métodos, organização de trabalho e processos utilizados durante as atividades típicas
desse ramo de atividade. e. A partir de observações preliminares foram planejadas as estratégias
de amostragem adequadas para as coletas destinadas às medições dos tamanhos das partículas
suspensas no ar.
3.1.1 Descrição do ambiente de trabalho da marmoraria
A marmoraria selecionada pa para ra a realização deste trabalho apresenta construções de
alvenaria com paredes de blocos de cimento e telhado metálico e de fibro fibro-cimento, sustentado
por vigas de concreto armado. As paredes apresentam pequenas janelas de vidros fixos para
aumentos da iluminação nação natural, por porém m a frestas de ventilação no alto das paredes, quase
junto ao telhado. As ferramentas manuais mais utilizadas no setor de acabamento são a
lixadeira manual elétrica, a serra manual elétrica e o esmeril reto.
Os trabalhadores do setor de acabamento a seco utilizam máscaras descartáveis como
proteção contra a poeira, que pod podem ter sua qualidade comprometida se não foram trocadas
periodicamente. . No setor de corte são utilizados aventais de plástico e botas de bor borracha como
proteção contra a umidade.
3.1.2 Fontes geradoras de poeira e localização dos pontos de trabalho
As principais fontes geradoras de poeira são as lixadeiras manuais. O movimento de
vai-e-vem vem lateral e vertical, característico do acabamento das bordas e superfícies das rochas,
propicia o espalhamento da poeira em direção às vias respiratórias dos trabalhadores que
manuseiam a ferramenta e em direção aos colegas de trabalho que executam suas atividades
36

nas proximidades. A marmoraria apresenta segregação entre o setor de corte (úmido) e
acabamento (seco), o que diminui o risco de exposição ocupacional dos trabalh trabalhadores dos
demais setores, porém quando os trabalhadores do setor de corte circulam pelo setor de
acabamento a seco para levar peças cortadas ou oorientar
rientar os colegas quanto à montagem das
peças compostas, , podem se expor a estes pontos de geração de M.P.
3.2 Coleta das Amostras de Poeira
A partir da observação do ambiente e do processo de trabalho foi definido o local para
coleta das amostras para caract caracterização da poeira, definiu-se se então o setor de acabamento a
seco. Os trabalhadores desse setor estão, indiscutivelmente, expostos à maior quantidade de
poeira, devido à posição típica de trabalho diretamente sobre as ferramentas elétricas manuais.
Sem a implantação mplantação de medidas de controle, ou a adoção insuficiente dessas medidas,
os trabalhadores de outros setores ou atividades, como os do setor de corte, ajudantes gerais e
encarregados, também estão expostos a essa poeira que se espalha por todo o ambiente ambiente.
Assim sendo, foi coletado amostras no principal setor produtivo da empresa
(acabamento), de maneira a determinar o tamanho característico stico das partículas presentes nas
atividades da marmoraria.
3.2.1 Coletas para medição dos tamanhos das partículas
Para a medição dos tamanhos das partículas presentes no ar do ambiente de trabalho
foi realizado a amostragem para analise por microscopia, que representa a técnica de
referência clássica para medição de tamanhos de partícula.
Essas amostras foram coletadas junto aos trabalhadores durante a execução de suas
tarefas. O amostrador utilizado foi um recipiente Becker de 1 L, que foi posicionado sobre a
bancada de trabalho, o mais próximo possível dos trabalhadores, , de maneira que fossem
coletadas as partículas possíve possíveis is de serem inaladas, durante o dia de trabalho. As coletas
foram realizadas em dias
semana.
3.3 Caracterização do material particulado
A caracterização do material particulado coletado foi feita de duas formas
microfotografia para a poeira respirável e o peneiramento para o pó de varrição utilizado para
avaliação da eficiência do filtro de mangas.
normais de produção da empresa durante três dias alternados da
37

3.3.1 Microfotografia
Para o desenvolvimento deste estudo, foi realizada a microscopia para a aquisição de
imagens digital das partículas coletadas do ar, com o auxilio de um microscópio Olympus,
Modelo BX 50, localizado o no laboratório de microscopia, do Instituto de Ciências Biológicas
da Universidade de Passo Fundo.
A técnica de microscopia fornece a oport oportunidade unidade de observação da forma das
partículas analisadas e requerem somente uma quantidade muito pequena de amostra. Cerca
de 1 grama de M.P. foi colocado em uma llâmina
mina de vidro e adicionado algumas gotas de óleo.
Sobre o material foi disposto uma llâmina
de e vidro e levado para visualização no microscópio
em aumento de 1000 vezes.
A possibilidade de medição direta do tamanho linear das partículas faz da microscopia
a técnica primária de medição, servindo como referê referência ncia para medições realizadas por
instrumentos os automáticos, portanto, uma lâ lâmina mina graduada com suas respectivas escalas foi
utilizada para medir o tamanho das partículas.
3.3.2 Peneiramento
Foi realizado o peneiramento do pó de varrição para a caracterização do material
particulado mais grosseiro, ro, antes da utilização do mesmo nos experimentos realizados no
filtro de mangas. Os experimentos foram realizados no laboratório de Operações Unitárias, da
Faculdade de Engenharia dde
Alimentos, da Universidade de Passo Fundo (UPF).
Foram utilizadas 6 pene peneiras iras com diferentes tamanhos, classificadas conforme a
ABNT/ASTM para o ensaio de granulometria, conforme a Tabela 7.
Tabela 7: Diâmetro das peneiras utilizadas para o ensaio de granulometria.
Diâmetro ( mm)
0,500
0,425
0,354
0,250
0,149
0,125
0,074
Mesh (ABNT/ASMT)
32
35
42
60
100
115
200
38

A Figura 17, apresenta as peneiras utilizadas para o ensaio de granulometria
granulometria.
Figura 17: Peneiras utilizadas para o ensaio de granulometria
Foram colocados 150 gramas de M.P M.P. na primeira peneira, iniciando iniciando-se assim o
peneiramento da amostra. A final do peneiramento foi realizada a pesagem do material retido
em cada peneira, e então calculado a porcentagem retida e o tamanho médio das partículas.
O tamanho médio das partículas foi calculado através da equação 1.
Na equação 1:
DS = tamanho das partículas (µm)
dx = Fração mássica retida
dy = Diâmetro da peneira (µm)
3.4 Avaliação da eficiência do filtro de mangas piloto para o M.P
(1)
Para avaliar r o comportamento do sistema de filtro de mangas mangas, para o material em
estudo foi utilizado o equipamento disponível no laboratório de Operações Unitárias da
Engenharia de Alimentos, conforme Figura 18.
39

Figura 18: Filtro de mangas piloto utilizado nos te testes laboratoriais
3.4.1 Descrição do equipamento utilizado
Os ensaios foram realizados em batelada com a inserção de amostras de 100 g de
material particulado, , para que fosse possível avaliar a perda de carga ( (∆p), a influência da
velocidade de filtração (V) e a fração mássica retida pelo filtro de mangas mangas. A Figura 19,
apresenta o leiaute do equipamento utilizado.
40

Figura 19:Leiaute Leiaute do filtro de mangas utilizado
O equipamento é
Aeromack), e um manômetro de tubo em “U” para que seja possível avaliar a perda de carga
ao longo do processo de filtração. O sistema utilizado para limpeza das mangas é por pulso de
ar reverso, com o auxilio de um compressor de ar instalado no laboratório da Engenharia de
Alimentos.
A velocidade de filtração foi medida com o auxílio lio de um anemômetro digital na saída
do ventilador centrífugo, medida no início cio do processo e ao final de cada amostra inserida no
filtro, sendo possível avaliar a influência da velocidade du durante rante todo o processo de filtração filtração.
O material filtrante é um tecido de Feltro de Poliéster com densidade de 450g/m², nas
dimensões de 60 x 300 mm, totalizando uma área de 0,11 m²/manga. O equipamento é
composto por 16 mangas totalizando uma área útil de ffiltração
iltração de 1,76 m² m². Como apresentado
por Pacheco (2002), , o material utilizado para confecção das mangas tem boa resistência ao
M.P. proposto.
Foram realizados 10 testes consecutivos com amostras de 100 g, totalizando 1 kg de
M.P. A passagem gem do material pa particulado succionado ionado pelo ventilador centr centrífuga aconteceu do
interior das mangas para o exterior, sendo o material retido coletado no coletor de M MM.P
para
posterior pesagem. Com o auxílio de um meio poroso composto de glicerina glicerina, foi realizado a
amostragem do o material que passou pelo meio filtrante através da a pesagem do mesmo ao final
de cada amostragem.
composto por um ventilador centrifugo (modelo VCE 2 –
41

Ao o final dos ensaios foi possível avaliar a eficiência do filtro de mangas mangas, a perda de
carga e a variação da velocidade de filtração filtração, sendo possível determinar ar o momento ideal para
a limpeza das mangas s sem acarretar na diminuição da eficiência do processo processo.
3.5 Dimensionamento do filtro de mangas
Para o dimensionamento do filtro de mangas foi realizada a caracterização do material
particulado conforme o item 3.3, a determinação do tipo de limpeza a ser usado no
equipamento e o meio filtrante. A velocidade de exaustão será baseada no catálogo fornecido
pelo fabricante dos exaustores já utilizados na marmoraria, e com o auxí auxílio de um
anemômetro digital com medições nno
local. Através da equação 2 foi determinada a vazão de
ar.
Sendo:
Q= vazão de ar (m³/s)
Vat= = velocidade do ar na seção transversal do sistema de exaustão (m/s)
Ad= = área da seção transversal do sistema de exaustão (m²)
A área de filtração ção necessária para o processo foi calculada com a relação da
velocidade de filtração, definida pela equação 3.
f = Vazão de ar das mangas (3)
A relação f foi obtida em refer referências de acordo com o material ial particulado a ser tratado,
e, conhecido “f” ” e a vazão de ar, obtêm-se na equação 2 a área de filtração necessária. Através
da área de filtração necessária é realizado o dimensionamento das mangas.
(2)
42

4 Resultados e discussões
4.1 Caracterização do material par particulado
4.1.1 Microfotografia
A caracterização do tamanho médio das partículas aconteceu após a realização de
microfotografias com o auxilio de um microscópio digital, como pode ser visto na Figura 20.
Figura 20:Microfotografia Microfotografia do M.P coletado no setor de polimento da marmoraria
A contagem do tamanho médio das partículas aconteceu com o auxilio de uma régua
graduada conforme a Figura 21 21. Foram utilizadas s 15 microfotografias para a caracterização do
M.P, (apêndice A).
Figura 21: Régua utilizada para caracterização do M.P, ampliação de 100 1000 x
43

Foram medidas 141 partículas, apresentando um tamanho médio de 2,92 µm, com um
desvio padrão de 1,74 µmm.
Demonstrando que o M.P apresenta-se se dentro de um faixa de
tamanho heterogênea, , entre 0,5 a 10 micrômetros. A Figura 22, apresent apresenta o histograma de
distribuição de frequência do M.P respirável.
Figura 22: Histograma de distribuição de frequência do M.P respirável
4.1.2 Peneiramento
Os resultados do peneiramento foram obti obtidos dos através de ensaios de laboratório. A
Tabela 8, apresenta os resultados obtidos após o peneiramento e a abertura em mm das
peneiras utilizadas no ensaio.
Tabela 8: Tamanho médio do M.P
Abertura em mm
0,500
0,425
0,354
0,250
0,149
0,125
0,074
Fundo
Fração Mássica Retida % Retida
0,00166 0,1658
0,00256 0,25561
0,00345 0,34542
0,66287 66,2867
0,24677 24,677
0,03786 3,78584
0,01575 1,57513
0,02908 2,90846
44

O tamanho médio das partículas amostradas no peneiramento se manteve na faixa de
150 a 250 µm, , mas com uma fração de aproximadamente 5 % de partículas menores que 100
µm. O que demonstra a necessidade da instalação de filtros de mangas para a remoção desta
porcentagem de M.P na marmoraria.
A Figura 23, apresenta o histograma de distribuição com a porcentagem retida em
cada malha da peneira. Destaque para a fração que ficou depositada no fundo do recipiente,
sendo de aproximadamente 3%, com tamanho menor que 70 µm.
Figura 23:Histograma Histograma de distribuição do M.P (pó de mármore)
4.2 Avaliação da eficiência do filtro de mangas piloto
Os resultados obtidos nos experimentos realizados em laboratório para avaliação da
eficiência do filtro de mangas pode ser visto na Tabela 9, a seguir.
45

Tabela 9: Resultados do experimento de avaliação da eficiência do filtro de mangas pilo piloto
Experimento Amostral (pó de mármore)
Amostra Massa (kg) M. . Acum (kg) M. Pa (g) V. Inicial (m/s) P Carga (mm)
1 0,1 0,1 0,224 13,5 2
2 0,1 0,2 0,129 13 5
3 0,1 0,3 0,157 12,5 7,5
4 0,1 0,4 0 12,5 11
5 0,1 0,5 0 12,5 15
6 0,1 0,6 0 12,4 18
7 0,1 0,7 0 12,3 21
8 0,1 0,8 0 12,2 25
9 0,1 0,9 0 11,9 28
10 0,1
1 0 11,5 32
Massa Total
1 0,51
Eficiência de coleta (ε (ε)
Legenda
M. Acum = Massa Acumulado
M.Pa = Massa que Passou
V. Inicial = Velocidade Inicial
P. Carga = Perda de carga
99,949%
Nota-se se que o experimento realizado apresentou uma eficiência de 99,9% para o M.P
proposto, apresentando um aumento contínuo na perda de carga ao longo do processo de
filtração, demonstrando neste caso que a formação da torta de filtração provoca o aumento da
perda de carga. O comportamento da velocidade de filtração foi inversamente proporcional a
perda de carga, com o aumento da torta torta, ocorre a diminuição da velocidade do ar.
A Figura 24, apresenta o comportamento da perda de carga durante a alimentação da
massa a ser filtrada.
46

Perda de Carga (mm H2O)
Figura 24: Perda de carga ao longo da alimentação no filtro de mangas.
O teste realizado mostrou que para a massa alimentada a perda de carga foi crescendo
gradualmente durante todo o experimento, foram adicionados 10 amostras com 100 g cada,
totalizando uma massa acumulada de 1 kg kg. Nota-se que a partir da sétima amostragem, ou
seja, massa de 0,7 kg, o equipamento teve um aumento considerável na perda de carga o que
pode ter sido causado pela colmatação do M.P no meio filtrante, formando a torta de filtração.
Em testes realizados com outro tipo de M.P, proveniente da indústria de ração
Kochenborger (2011), mostrou que o equipamento não suporta pressão à uma massa maior
que 2 kg, e que a perda de carga teve um crescimento constante até o rompimento das
mangas.
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0,1 0,2
Perda de Carga
Para a velocidade do ar o comportamento não foi muito diferente da perda de carga
como pode ser visto na Figura 25 25. A velocidade idade diminui ao longo da filtração devido a
colmatação das partículas no meio filtrante, e no mesmo ponto da perda de carga teve uma
considerável diminuição na velocidade de filtração.
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Massa Alimentada (kg)
47

Figura 25: Velocidade do ar ao longo do processo de filtração
Em relação à Tabela 99,
apresentada anteriormente nota-se se que ouve uma pequena
fração de partículas que atravessaram o meio filtrante na fase inicial do experimento, o que
pode ter ocorrido pela alta velocidade do ar, e também pelas mangas estarem limpas, sem
material colmatado, que diminui a eficiência do processo de filtração. Esta torta não deve
ficar muito espessa, pois pode levar ao rompimento das mangas devido a alta pressão e até
mesmo quando a velocidade do ar for muito alta pode ocasionar na passagem de M.P muit muito
fino.
O comportamento ideal de ciclos de filtração considera uma compactação inalterável
da torta de filtração, com fluxos e concentrações de pó constantes, bem como limpezas
uniformes do meio filtrante filtrante. Isso leva a ciclos uniformes, cujo tempo de filtra filtração é idêntico ao
do filtro virgem. Nesse caso, o aumento da queda de pressão residual deve deve-se à incorporação
irreversível de partículas no interior do meio filtrante ou à permanência de uma fina camada
de pó, com espessura uniforme, após a regeneração do meio filtrante. A Figura 26, ilustra o
comportamento de funcionamento descrito para limpeza do meio filtrante.
48

Figura 26: Ciclos de limpeza das mangas de filtração
Fonte: Santos (2010)
Para o M.P estudado o no laboratório laboratório, o momento ideal para que seja feita a limpeza dos
meios filtrantes, deve ocorrer quando a perda de carga ( (∆p) ) estiver acima de 20 mmH mmH2O.
4.3 Dimensionamento do filtro de mangas
O dimensionamento do filtro de man mangas gas para a marmoraria tem como objetivo
principal al a redução do material particulado suspenso no ar, que é causador de impactos a
saúde dos trabalhadores e também ao controle da poluição do ar liberado para a atmosfera.
4.3.1 Escolha do tipo de limpeza
A limpeza do meio filtrante será realizada através do pu pulso lso de ar, que segundo
COOPER (2002) é o que demanda a menor área filtrante, sendo, portanto o mais compacto
consumindo menos material material, e consequentemente é o sistema coletor de pó mais econômico
da série de sistemas de limpeza. Este sistema foi escolhido, além m de ser o mais econômico,
porque a empresa já apresenta em suas instalações um compressor de ar, o que facilita toda a
instalação do equipamento. É o tipo de limpeza que tem sido mais utilizado ultimamente em
relação aos demais.
49

4.3.2 Escolha do meio filt filtrante
O material selecionado para a filtração foi o tecido de feltro de Poliester, com
densidade de 450 g/m², que apresenta características que suportam temperaturas até 150 °C, °C,e
também é o material que tem o menor custo em relação aos demais meios filtran filtrantes, conforme
citado por Pacheco (2002).
4.3.3 Velocidade de Filtração
O dimensionamento da área filtrante depende da velocidade de filtração (razão vazão
de gás/área filtrante) recomendada para o caso específico. A velocidade depende do tipo de
partícula a ser coletada, da sua concentração, do material filtrante e do sistema de limpeza.
Para limpeza por pulso de ar reverso com meio filtrante do ti tipo po feltro, os valores variam de
0,3 m.min -1 a 5 m.min -1 . Estes valores baixos justificam justificam-se se pelo fato do M.P apresen apresentar
partículas com tamanhos muito pequenos.
A velocidade de filtração é recomendada, pela prática, para cada tipo de poluente.
Como podemos ver no Quadro 2, a velocidade recomendada a para a limpeza com jato de ar, é
de 8 pés/min. . Utilizamos a bauxita como parâmetro, por ser uma substância muito parecida
com o pó de mármore.
Quadro 2: Velocidade recomendada para filtração com pulso de ar reverso
Fonte: Pacheco (2002)
4.3.4 Cálculo lculo da área de filtração
A área de filtração terá como base de cálculo a velocidade do ar, no sistema de
exaustão do ar poluído. Com base nos exaustores instalados na empresa, (Figura 27), e com o
auxílio de um anemômetro digital a velocidade do ar do sistema de exaustão foi determinado.
50

Figura 27: Sistema de exaustão da marmoraria no setor de polimento
A velocidade do ar encontrada no sistema de exaustão foi de 4,6 m/s m/s, sendo o diâmetro
do exaustor de 400 mm.
equação 2:
Onde,
Portanto a vazão de ar do sistema de exaustão da empresa é de definida finida pela fórmula da
Q= vazão de ar (m³/s)
Vat= = velocidade do ar na seção transversal do sistema de exaustão (m/s)
Ad= = área da seção transversal do sistema de exaustão (m²)
Portanto:
Sendo, no entanto a vazão de:
A área filtrante será encontrada a partir da equação 3:
51

4.3.5 Dimensionamento das mangas
As mangas utilizadas devemm
possuir as seguintes dimensões:
D = 5 pol x 0,0254 m = 0,127 m
L = 1,5 m
Onde,
D = Diâmetro da manga
L = Comprimento da manga
Portanto, a área de filtração será definida pela seguinte equação:
O número mero de mangas necessário para a filtração do ar contaminado será:
Sendo neste caso adotado o valor de 25 mangas.
A Figura 28 e Figura 29 apresentam um escopo do filtro de mangas dimensionado para a
marmoraria.
Figura 28: Vista superior do filtro de mangas
52

Figura 29: Vista lateral do filtro de mangas
Com base nas informações obtidas através dos cálculos de dimensionamento do filtro de
mangas o equipamento poderá ser construído e instalado, onde deve atender as necessidades
da empresa em contribuir com o controle das emissões atmosféricas e com a saúde dos
trabalhadores expostos a poeira.
53

5 CONCLUSÃO
Com o presente trabalho foi possível alcançar os objetivos, concluindo concluindo-se que o
material particulado caracterizad caracterizado o na marmoraria, apresenta um tamanho característico
considerado de alto risco aos trabalhadores expostos.
A microscopia do M.P M.P. respirável apresentou um tamanho médio de 2,92 µm µm, sendo
aproximadamente 80% do total do M.P M.P. situando-se entre 0 e 5 µm. . O tamanho médio do
M.P. de varrição situou-se se na faixa de 150 a 250 µm, mas apresentou uma fração de
aproximadamente 5% de partículas menores que 100 µm, podendo odendo ser considerada como
M.P. respirável. Isto demonstrou a necessidade de instalação de um sist sistema de controle de
M.P., , neste caso o filtro de mangas.
O M.P. possui uma fácil remoção para o modelo de equipamento testado, inclusive
para o meio filtrante, apresentando uma eficiência de 99,9%.
Foi possível ainda, avaliar a perda de carga durante o proc processo esso de filtração e a variação
da velocidade. Para a massa assa total alimentada de 0,7 kg no equipamento piloto piloto, tive-se uma
elevação na perda de carga apresentado o momento ideal para a limpeza do meio filtrante,
evitando o rompimento das mangas.
A velocidade de filtração do ar, à medida que aumentava o tamanho da torta de
filtração com a colmatação do M.P no meio filtrante, apresentou uma constante declividade,
sendo considerada mais significativa no momento inicial dos experimentos (até 0,2 kg M.P) e
no momento nto em que obtivemos uma considerável elevação na perda de carga ( (0,7 kg M.P),
situando-se se na faixa de 10 m/s m/s.
A partir destes estudos foi possível dimensionar o equipamento ideal para ser instalado
na marmoraria, em prol do controle da emissão do M.P lanç lançado ado na atmosfera, reduzindo
assim, a exposição ocupacional dos trabalhadores e do meio ambiente em geral.
54

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APÊNDICE A
58

Apêndice A: Microfotografia do MM.P.
coletado na marmoraria