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Categorias crianças

81. Aparelhos e equipamentos elétricos

81. Aparelhos e equipamentos elétricos (7)

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81. Aparelhos e equipamentos elétricos

Editor de Capítulo: NA Smith


Conteúdo

Tabelas e Figuras

Perfil Geral
NA Smith

Fabricação de baterias de chumbo-ácido
Barry P. Kelley

Baterias
NA Smith

Fabricação de cabos elétricos
David A. O'Malley

Fabricação de lâmpadas e tubos elétricos
Albert M. Zielinski

Fabricação de eletrodomésticos elétricos
NA Smith e W. Klost

Questões ambientais e de saúde pública
Pittman, Alexandre

Tabelas

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1. Composição de baterias comuns
2. Fabrico: electrodomésticos

figuras

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82. Indústria de processamento e trabalho de metais

82. Indústria de processamento de metais e metalurgia (14)

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82. Indústria de processamento e trabalho de metais

Editor de Capítulo: Michael McCann


Conteúdo

Tabelas e Figuras

Perfil Geral

Operações de fundição e refino

Fundição e Refino
Pekka Roto

Fundição e Refino de Cobre, Chumbo e Zinco

Fundição e Refino de Alumínio
Bertram D. Dinman

Fundição e refino de ouro
ID Gadaskina e LA Ryzik

Processamento de metais e trabalho de metais

Fundições
Franklin E. Mirer

Forjamento e Estampagem
Roberto M. Parque

Soldagem e Corte Térmico
Philip A. Platcow e GS Lyndon

Tornos
Toni Retsch

Retificação e polimento
K. Welinder

Lubrificantes Industriais, Fluidos Metalúrgicos e Óleos Automotivos
Richard S. Kraus

Tratamento de superfície de metais
JG Jones, JR Bevan, JA Catton, A. Zober, N. Fish, KM Morse, G. Thomas, MA El Kadeem e Philip A. Platcow

Recuperação de Metal
Melvin E. Cassady e Richard D. Ringenwald, Jr.

Questões Ambientais no Acabamento de Metais e Revestimentos Industriais
Stewart Forbes

Tabelas

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1. Entradas e saídas para fundição de cobre
2. Entradas e saídas para fundição de chumbo
3. Entradas e saídas para fundição de zinco
4. Entradas e saídas para fundição de alumínio
5. Tipos de fornos de fundição
6. Entradas de materiais de processo e saídas de poluição
7. Processos de soldagem: Descrição e perigos
8. Resumo dos perigos
9. Comandos para alumínio, por operação
10. Comandos para cobre, por operação
11. Comandos para chumbo, por operação
12. Controles para zinco, por operação
13. Controles para magnésio, por operação
14. Controles para mercúrio, por operação
15. Controles para níquel, por operação
16. Controles de metais preciosos
17. Controles para cádmio, por operação
18. Controles para selênio, por operação
19. Controles para cobalto, por operação
20. Controles para estanho, por operação
21. Controles para titânio, por operação

figuras

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84. Vidro, Cerâmica e Materiais Relacionados

84. Vidro, Cerâmica e Materiais Relacionados (3)

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84. Vidro, Cerâmica e Materiais Relacionados

Editores de Capítulo: Joel Bender e Jonathan P. Hellerstein


Conteúdo

Tabelas e Figuras

Vidro, Cerâmica e Materiais Relacionados
Jonathan P. Hellerstein, Joel Bender, John G. Hadley e Charles M. Hohman

     Estudo de Caso: Fibras Ópticas
     George R. Osborne

     Estudo de caso: gemas sintéticas
     golfinho manjericão

Tabelas

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1. Constituintes típicos do corpo
2. Processos de fabricação
3. Aditivos químicos selecionados
4. Uso de refratários pela indústria nos EUA
5. Riscos potenciais de saúde e segurança
6. Lesões e doenças ocupacionais não fatais

figuras

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85. Indústria de Impressão, Fotografia e Reprodução

85. Indústria de impressão, fotografia e reprodução (6)

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85. Indústria de Impressão, Fotografia e Reprodução

Editor do capítulo: David Richardson


Conteúdo

Tabelas e Figuras

Impressão e Publicação
Gordon C. Miller

Serviços de Reprodução e Duplicação
Robert W. Kilpper

Problemas de saúde e padrões de doenças
Barry R. Friedlander

Visão geral das questões ambientais
Daniel R. Inglês

Laboratórios fotográficos comerciais
David Richardson

Tabelas

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1. Exposições na indústria de impressão
2. Imprimindo riscos de mortalidade comercial
3. Exposição química no processamento

figuras

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86. Carpintaria

86. Carpintaria (5)

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86. Carpintaria

Editor do Capítulo: Jon Parish


Conteúdo

Tabelas e Figuras

Perfil Geral
Debra Osinsky

Processos de Carpintaria
Jon K. Paróquia

Máquinas de Roteamento
Bata Wegmüller

Máquinas de aplainar madeira
Bata Wegmüller

Efeitos na saúde e padrões de doenças
Leon J. Warshaw

Tabelas

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1. Variedades de madeira venenosas, alergênicas e biologicamente ativas

figuras

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Quarta-feira, 16 Março 2011 18: 51

Perfil Geral

Visão geral do setor

O equipamento elétrico inclui um amplo campo de dispositivos. Seria impossível incluir informações sobre todos os itens de equipamento e, portanto, este capítulo será limitado à cobertura de produtos de algumas das principais indústrias. Numerosos processos estão envolvidos na fabricação de tais equipamentos. Este capítulo discute os perigos que podem ser encontrados por pessoas que trabalham na fabricação de baterias, cabos elétricos, lâmpadas elétricas e equipamentos elétricos domésticos em geral. Concentra-se em equipamentos elétricos; equipamento eletrônico é discutido em detalhes no capítulo Microeletrônica e semicondutores.

Evolução da Indústria

A descoberta pioneira da indução eletromagnética foi fundamental para o desenvolvimento da vasta indústria elétrica atual. A descoberta do efeito eletroquímico levou ao desenvolvimento de baterias como meio de alimentação de equipamentos elétricos a partir de fontes portáteis de energia utilizando sistemas de corrente contínua. À medida que foram inventados dispositivos que dependiam da energia da rede elétrica, foi necessário um sistema de transmissão e distribuição de eletricidade, o que levou à introdução de condutores elétricos flexíveis (cabos).

As primeiras formas de iluminação artificial (ou seja, arco de carbono e iluminação a gás) foram substituídas pela lâmpada de filamento (originalmente com filamento de carbono, exibida por Joseph Swan na Inglaterra em janeiro de 1879). A lâmpada de filamento desfrutaria de um monopólio sem precedentes em aplicações domésticas, comerciais e industriais antes da eclosão da Segunda Guerra Mundial, momento em que a lâmpada fluorescente foi introduzida. Outras formas de iluminação de descarga, todas dependentes da passagem de uma corrente elétrica através de um gás ou vapor, foram posteriormente desenvolvidas e têm uma variedade de aplicações no comércio e na indústria.

Outros aparelhos elétricos em muitos campos (por exemplo, audiovisual, aquecimento, cozimento e refrigeração) estão sendo constantemente desenvolvidos, e o alcance de tais dispositivos está aumentando. Isso é tipificado pela introdução da televisão via satélite e do fogão de micro-ondas.

Embora a disponibilidade e acessibilidade de matérias-primas tenham um efeito significativo sobre o desenvolvimento das indústrias, a localização das indústrias não foi necessariamente determinada pela localização das fontes de matéria-prima. As matérias-primas são muitas vezes processadas por terceiros antes de serem utilizadas na montagem de aparelhos e equipamentos elétricos.

Características da Força de Trabalho

As habilidades e conhecimentos possuídos por aqueles que trabalham na indústria agora são diferentes daqueles possuídos pela força de trabalho nos anos anteriores. Os equipamentos utilizados na produção e fabricação de baterias, cabos, lâmpadas e eletrodomésticos são altamente automatizados.

Em muitos casos, aqueles que estão atualmente envolvidos na indústria precisam de treinamento especializado para realizar seu trabalho. O trabalho em equipe é um fator significativo na indústria, pois muitos processos envolvem sistemas de linha de produção, onde o trabalho de indivíduos depende do trabalho de outros.

Um número cada vez maior de processos de fabricação envolvidos na produção de aparelhos elétricos depende de alguma forma de informatização. É necessário, portanto, que a força de trabalho esteja familiarizada com as técnicas de informática. Isso pode não apresentar nenhum problema para a força de trabalho mais jovem, mas os trabalhadores mais velhos podem não ter nenhuma experiência anterior com computadores e é provável que precisem ser treinados novamente.

Importância econômica da indústria

Alguns países se beneficiam mais do que outros da indústria de aparelhos e equipamentos elétricos. A indústria tem importância econômica para os países de onde são obtidas as matérias-primas e aqueles em que os produtos finais são montados e/ou construídos. A montagem e a construção ocorrem em muitos países diferentes.

As matérias-primas não têm disponibilidade infinita. Equipamentos descartados devem ser reutilizados sempre que possível. No entanto, os custos envolvidos na recuperação das partes de equipamentos descartados que podem ser reutilizados podem ser proibitivos.

 

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Quarta-feira, 16 Março 2011 20: 28

Fundição e Refino

Adaptado da 3ª edição, Enciclopédia de Saúde e Segurança Ocupacional.

Na produção e refino de metais, componentes valiosos são separados de materiais inúteis em uma série de diferentes reações físicas e químicas. O produto final é metal contendo quantidades controladas de impurezas. A fundição e refino primários produzem metais diretamente de concentrados de minério, enquanto a fundição e refino secundários produzem metais a partir de sucata e resíduos de processos. A sucata inclui pedaços de peças metálicas, barras, torneados, chapas e fios que estão fora da especificação ou desgastados, mas que podem ser reciclados (consulte o artigo “Recuperação de metais” neste capítulo).

Visão geral dos processos

Duas tecnologias de recuperação de metal são geralmente usadas para produzir metais refinados, pirometalúrgico e hidrometalúrgico. Os processos pirometalúrgicos usam calor para separar os metais desejados de outros materiais. Esses processos usam diferenças entre potenciais de oxidação, pontos de fusão, pressões de vapor, densidades e/ou miscibilidade dos componentes do minério quando fundidos. As tecnologias hidrometalúrgicas diferem dos processos pirometalúrgicos porque os metais desejados são separados de outros materiais usando técnicas que capitalizam as diferenças entre as solubilidades dos constituintes e/ou propriedades eletroquímicas em soluções aquosas.

Pyrometallurgy

 Durante o processamento pirometálico, um minério, após ser beneficiado (concentrado por trituração, moagem, flutuação e secagem), é sinterizado ou torrado (calcinado) com outros materiais, como pó de manga e fundente. O concentrado é então fundido, ou derretido, em um alto-forno para fundir os metais desejados em um lingote derretido impuro. Este lingote então passa por um terceiro processo pirometálico para refinar o metal até o nível de pureza desejado. Cada vez que o minério ou ouro é aquecido, são criados resíduos. A poeira da ventilação e os gases do processo podem ser capturados em um filtro de mangas e descartados ou devolvidos ao processo, dependendo do teor de metal residual. O enxofre no gás também é capturado e, quando as concentrações ficam acima de 4%, pode ser transformado em ácido sulfúrico. Dependendo da origem do minério e de seu teor de metais residuais, vários metais, como ouro e prata, também podem ser produzidos como subprodutos.

A torrefação é um importante processo pirometalúrgico. A torrefação de sulfatação é usada na produção de cobalto e zinco. Sua finalidade é separar os metais para que possam ser transformados em uma forma solúvel em água para posterior processamento hidrometalúrgico.

A fundição de minérios sulfídicos produz um concentrado de metal parcialmente oxidado (mate). Na fundição, o material sem valor, geralmente ferro, forma uma escória com o material fundente e é convertido em óxido. Os metais valiosos adquirem a forma metálica na etapa de conversão, que ocorre em fornos de conversão. Este método é usado na produção de cobre e níquel. Ferro, ferrocromo, chumbo, magnésio e compostos ferrosos são produzidos pela redução do minério com carvão e um fundente (calcário), sendo o processo de fundição geralmente realizado em forno elétrico. (Veja também o Siderurgia capítulo.) A eletrólise de sal fundido, usada na produção de alumínio, é outro exemplo de um processo pirometalúrgico.

A alta temperatura necessária para o tratamento pirometalúrgico de metais é obtida pela queima de combustíveis fósseis ou pela reação exotérmica do próprio minério (por exemplo, no processo de fusão rápida). O processo de fundição instantânea é um exemplo de processo pirometalúrgico de economia de energia no qual o ferro e o enxofre do concentrado de minério são oxidados. A reação exotérmica acoplada a um sistema de recuperação de calor economiza muita energia para a fundição. A alta recuperação de enxofre do processo também é benéfica para a proteção ambiental. A maioria das fundições de cobre e níquel construídas recentemente usa esse processo.

Hidrometalurgia

Exemplos de processos hidrometalúrgicos são lixiviação, precipitação, redução eletrolítica, troca iônica, separação por membrana e extração por solvente. A primeira etapa dos processos hidrometalúrgicos é a lixiviação de metais valiosos de materiais menos valiosos, por exemplo, com ácido sulfúrico. A lixiviação é muitas vezes precedida de pré-tratamento (por exemplo, torrefação com sulfatação). O processo de lixiviação geralmente requer alta pressão, adição de oxigênio ou altas temperaturas. A lixiviação também pode ser realizada com eletricidade. Da solução de lixiviação, o metal desejado ou seu composto é recuperado por precipitação ou redução usando diferentes métodos. A redução é realizada, por exemplo, na produção de cobalto e níquel com gás.

A eletrólise de metais em soluções aquosas também é considerada um processo hidrometalúrgico. No processo de eletrólise, o íon metálico é reduzido ao metal. O metal está em uma solução de ácido fraco da qual precipita nos cátodos sob a influência de uma corrente elétrica. A maioria dos metais não ferrosos também pode ser refinada por eletrólise.

Freqüentemente, os processos metalúrgicos são uma combinação de processos piro e hidrometalúrgicos, dependendo do concentrado de minério a ser tratado e do tipo de metal a ser refinado. Um exemplo é a produção de níquel.

Perigos e sua prevenção

A prevenção de riscos à saúde e de acidentes na indústria metalúrgica é principalmente uma questão educacional e técnica. Os exames médicos são secundários e têm apenas um papel complementar na prevenção de riscos para a saúde. A troca harmoniosa de informações e a colaboração entre os departamentos de planejamento, linha, segurança e saúde ocupacional da empresa proporcionam o resultado mais eficiente na prevenção de riscos à saúde.

As melhores e menos dispendiosas medidas preventivas são aquelas tomadas na fase de planejamento de uma nova planta ou processo. No planejamento de novas instalações de produção, os seguintes aspectos devem ser levados em consideração, no mínimo:

  • As fontes potenciais de contaminantes do ar devem ser fechadas e isoladas.
  • O projeto e a localização do equipamento de processo devem permitir fácil acesso para fins de manutenção.
  • Áreas nas quais um perigo súbito e inesperado pode ocorrer devem ser monitoradas continuamente. Avisos de advertência adequados devem ser incluídos. Por exemplo, áreas nas quais a exposição a arsina ou cianeto de hidrogênio pode ser possível devem estar sob monitoramento contínuo.
  • A adição e o manuseio de produtos químicos venenosos devem ser planejados de modo que o manuseio manual possa ser evitado.
  • Dispositivos de amostragem de higiene ocupacional pessoal devem ser usados ​​para avaliar a exposição real do trabalhador individual, sempre que possível. O monitoramento fixo regular de gases, poeiras e ruídos fornece uma visão geral da exposição, mas tem apenas um papel complementar na avaliação da dose de exposição.
  • No planeamento do espaço, devem ser tidos em conta os requisitos de futuras alterações ou extensões do processo para que os padrões de higiene ocupacional da fábrica não se deteriorem.
  • Deve haver um sistema contínuo de treinamento e educação para o pessoal de segurança e saúde, bem como para capatazes e trabalhadores. Os novos trabalhadores, em particular, devem ser completamente informados sobre os riscos potenciais à saúde e como evitá-los em seus próprios ambientes de trabalho. Além disso, o treinamento deve ser feito sempre que um novo processo for introduzido.
  • Práticas de trabalho são importantes. Por exemplo, a falta de higiene pessoal comendo e fumando no local de trabalho pode aumentar consideravelmente a exposição pessoal.
  • A gestão deve ter um sistema de monitoramento de saúde e segurança que produza dados adequados para a tomada de decisões técnicas e econômicas.

 

A seguir estão alguns dos perigos e precauções específicos encontrados na fundição e refino.

Lesões

A indústria de fundição e refino tem uma taxa mais alta de lesões do que a maioria das outras indústrias. As fontes dessas lesões incluem: respingos e derramamentos de metal fundido e escória resultando em queimaduras; explosões de gás e explosões de contato de metal fundido com água; colisões com locomotivas em movimento, vagões, pontes rolantes e outros equipamentos móveis; quedas de objetos pesados; quedas de altura (por exemplo, ao acessar a cabine de um guindaste); e lesões por escorregões e tropeções por obstrução de pisos e passagens.

As precauções incluem: treinamento adequado, equipamentos de proteção individual (EPI) adequados (por exemplo, capacetes, sapatos de segurança, luvas de trabalho e roupas de proteção); bom armazenamento, limpeza e manutenção do equipamento; regras de trânsito para equipamentos em movimento (incluindo rotas definidas e um sistema eficaz de sinalização e alerta); e um programa de proteção contra quedas.

HEAT

Doenças causadas por estresse térmico, como insolação, são um risco comum, principalmente devido à radiação infravermelha de fornos e metal fundido. Isso é especialmente um problema quando o trabalho extenuante deve ser feito em ambientes quentes.

A prevenção de doenças causadas pelo calor pode envolver telas de água ou cortinas de ar na frente dos fornos, resfriamento pontual, cabines fechadas com ar-condicionado, roupas de proteção térmica e roupas refrigeradas a ar, permitindo tempo suficiente para aclimatação, intervalos de trabalho em áreas frias e um suprimento adequado de bebidas para consumo frequente.

Perigos químicos

A exposição a uma ampla variedade de poeiras, vapores, gases e outros produtos químicos perigosos pode ocorrer durante as operações de fundição e refino. A trituração e moagem do minério, em particular, pode resultar em alta exposição à sílica e poeiras de metais tóxicos (por exemplo, contendo chumbo, arsênico e cádmio). Também pode haver exposição à poeira durante as operações de manutenção do forno. Durante as operações de fundição, os vapores de metal podem ser um grande problema.

As emissões de poeira e fumaça podem ser controladas por enclausuramento, automação de processos, ventilação de exaustão local e de diluição, umedecimento de materiais, manuseio reduzido de materiais e outras alterações de processo. Onde estes não são adequados, a proteção respiratória seria necessária.

Muitas operações de fundição envolvem a produção de grandes quantidades de dióxido de enxofre a partir de minérios de sulfeto e monóxido de carbono de processos de combustão. A diluição e a ventilação de exaustão local (LEV) são essenciais.

O ácido sulfúrico é produzido como subproduto das operações de fundição e é usado no refino eletrolítico e na lixiviação de metais. A exposição pode ocorrer tanto ao líquido quanto às névoas de ácido sulfúrico. Proteção para a pele e olhos e LEV são necessários.

A fundição e o refino de alguns metais podem apresentar riscos especiais. Exemplos incluem carbonila de níquel no refino de níquel, fluoretos na fundição de alumínio, arsênico na fundição e refino de cobre e chumbo e exposições a mercúrio e cianeto durante o refino de ouro. Esses processos requerem suas próprias precauções especiais.

Outros perigos

O brilho e a radiação infravermelha de fornos e metal fundido podem causar danos aos olhos, incluindo catarata. Óculos adequados e protetores faciais devem ser usados. Altos níveis de radiação infravermelha também podem causar queimaduras na pele, a menos que roupas de proteção sejam usadas.

Altos níveis de ruído de minério de britagem e moagem, sopradores de descarga de gás e fornos elétricos de alta potência podem causar perda de audição. Se a fonte do ruído não puder ser fechada ou isolada, devem ser usados ​​protetores auriculares. Um programa de conservação auditiva, incluindo testes audiométricos e treinamento, deve ser instituído.

Riscos elétricos podem ocorrer durante processos eletrolíticos. As precauções incluem manutenção elétrica adequada com procedimentos de bloqueio/sinalização; luvas, roupas e ferramentas isoladas; e interruptores de circuito de falha de aterramento onde necessário.

O levantamento manual e o manuseio de materiais podem causar lesões nas costas e nas extremidades superiores. Auxiliares mecânicos de elevação e treinamento adequado em métodos de elevação podem reduzir esse problema.

Poluição e Proteção Ambiental

Emissões de gases irritantes e corrosivos como dióxido de enxofre, sulfeto de hidrogênio e cloreto de hidrogênio podem contribuir para a poluição do ar e causar corrosão de metais e concreto dentro da usina e no ambiente ao redor. A tolerância da vegetação ao dióxido de enxofre varia de acordo com o tipo de floresta e solo. Em geral, as árvores perenes toleram concentrações mais baixas de dióxido de enxofre do que as decíduas. As emissões de partículas podem conter partículas não específicas, fluoretos, chumbo, arsênico, cádmio e muitos outros metais tóxicos. O efluente de águas residuais pode conter uma variedade de metais tóxicos, ácido sulfúrico e outras impurezas. Os resíduos sólidos podem ser contaminados com arsênico, chumbo, sulfetos de ferro, sílica e outros poluentes.

A gestão da fundição deve incluir avaliação e controle das emissões da planta. Este é um trabalho especializado que deve ser realizado apenas por pessoal totalmente familiarizado com as propriedades químicas e toxicidade dos materiais descartados dos processos da planta. O estado físico do material, a temperatura na qual ele sai do processo, outros materiais no fluxo de gás e outros fatores devem ser considerados ao planejar medidas para controlar a poluição do ar. Também é desejável manter uma estação meteorológica, manter registros meteorológicos e estar preparado para reduzir a produção quando as condições climáticas forem desfavoráveis ​​para a dispersão dos efluentes das chaminés. Viagens de campo são necessárias para observar o efeito da poluição do ar em áreas residenciais e agrícolas.

O dióxido de enxofre, um dos principais contaminantes, é recuperado como ácido sulfúrico quando presente em quantidade suficiente. Caso contrário, para atender aos padrões de emissão, o dióxido de enxofre e outros resíduos gasosos perigosos são controlados por depuração. As emissões de partículas são comumente controladas por filtros de tecido e precipitadores eletrostáticos.

Grandes quantidades de água são usadas em processos de flotação, como concentração de cobre. A maior parte desta água é reciclada de volta para o processo. Os rejeitos do processo de flotação são bombeados como lama para as lagoas de sedimentação. A água é reciclada no processo. A água de processo que contém metais e a água da chuva são limpas em estações de tratamento de água antes de serem descartadas ou recicladas.

Os resíduos da fase sólida incluem escórias de fundição, lamas de purga da conversão de dióxido de enxofre em ácido sulfúrico e lamas de represamentos de superfície (por exemplo, lagoas de sedimentação). Algumas escórias podem ser reconcentradas e devolvidas às fundições para reprocessamento ou recuperação de outros metais presentes. Muitos desses resíduos de fase sólida são resíduos perigosos que devem ser armazenados de acordo com os regulamentos ambientais.

 

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Quarta-feira, 16 Março 2011 18: 52

Fabricação de baterias de chumbo-ácido

O primeiro projeto prático de uma bateria de chumbo-ácido foi desenvolvido por Gaston Planté em 1860, e a produção continuou a crescer constantemente desde então. As baterias automotivas representam o maior uso da tecnologia chumbo-ácido, seguidas pelas baterias industriais (stand-by power e tração). Mais da metade da produção mundial de chumbo vai para baterias.

O baixo custo e a facilidade de fabricação das baterias de chumbo-ácido em relação a outros pares eletroquímicos devem garantir a continuidade da demanda por esse sistema no futuro.

A bateria de chumbo-ácido possui um eletrodo positivo de peróxido de chumbo (PbO2) e um eletrodo negativo de chumbo esponjoso (Pb) de alta área superficial. O eletrólito é uma solução de ácido sulfúrico com gravidade específica na faixa de 1.21 a 1.30 (28 a 39% em peso). Na descarga, ambos os eletrodos se convertem em sulfato de chumbo, conforme mostrado abaixo:

Processo de Fabricação

O processo de fabricação, que é mostrado no fluxograma do processo (figura 1), é descrito a seguir:

Figura 1. Processo de fabricação da bateria de chumbo-ácido

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Fabricação de óxido: O óxido de chumbo é fabricado a partir de pigs de chumbo (massas de chumbo de fornos de fundição) por um dos dois métodos - um Barton Pot ou um processo de moagem. No processo Barton Pot, o ar é soprado sobre o chumbo derretido para produzir um fino fluxo de gotículas de chumbo. As gotículas reagem com o oxigênio do ar para formar o óxido, que consiste em um núcleo de chumbo com revestimento de óxido de chumbo (PbO).

No processo de moagem, chumbo sólido (que pode variar em tamanho de pequenas bolas a porcos completos) é alimentado em um moinho rotativo. A ação de queda do chumbo gera calor e a superfície do chumbo oxida. À medida que as partículas rolam no tambor, as camadas superficiais de óxido são removidas para expor mais chumbo limpo para oxidação. A corrente de ar transporta o pó para um filtro de mangas, onde é coletado.

Produção da grade: As grades são produzidas principalmente por fundição (automática e manual) ou, particularmente para baterias automotivas, expansão de liga de chumbo forjada ou fundida.

Colando: A pasta de bateria é feita misturando o óxido com água, ácido sulfúrico e uma variedade de aditivos proprietários. A pasta é prensada à máquina ou à mão na rede da grade e as placas geralmente são secas rapidamente em um forno de alta temperatura.

As placas coladas são curadas armazenando-as em fornos sob condições cuidadosamente controladas de temperatura, umidade e tempo. O chumbo livre na pasta converte-se em óxido de chumbo.

Formação, corte de chapas e montagem: As placas da bateria passam por um processo de formação elétrica de duas maneiras. Na formação do tanque, as placas são carregadas em grandes banhos de ácido sulfúrico diluído e uma corrente direta é passada para formar as placas positivas e negativas. Após a secagem, as placas são cortadas e montadas, com separadores entre elas, em caixas de baterias. Placas de polaridade semelhante são conectadas soldando-se as alças da placa.

Na formação de jarros, as placas são formadas eletricamente após serem montadas em caixas de baterias.

Riscos e controles de saúde ocupacional

Conduzir

O chumbo é o principal perigo para a saúde associado à fabricação de baterias. A principal via de exposição é a inalação, mas a ingestão também pode representar um problema se não for dada atenção suficiente à higiene pessoal. A exposição pode ocorrer em todas as fases da produção.

A fabricação de óxido de chumbo é potencialmente muito perigosa. As exposições são controladas pela automatização do processo, afastando assim os trabalhadores do perigo. Em muitas fábricas, o processo é operado por uma pessoa.

Na fundição em grade, as exposições aos vapores de chumbo são minimizadas pelo uso de ventilação de exaustão local (LEV) junto com o controle termostático de potes de chumbo (as emissões de fumos de chumbo aumentam acentuadamente acima de 500 C). A escória contendo chumbo, que se forma no topo do chumbo fundido, também pode causar problemas. A escória contém uma grande quantidade de poeira muito fina e deve-se ter muito cuidado ao descartá-la.

As áreas de colagem resultaram tradicionalmente em altas exposições ao chumbo. O método de fabricação geralmente resulta em respingos de pasta de chumbo no maquinário, no chão, aventais e botas. Esses respingos secam e produzem poeira de chumbo no ar. O controle é obtido mantendo o piso permanentemente úmido e frequentemente esfregando os aventais com esponja.

A exposição ao chumbo em outros departamentos (conformação, corte e montagem de chapas) ocorre por meio do manuseio de chapas secas e empoeiradas. As exposições são minimizadas pelo LEV juntamente com o uso adequado de equipamentos de proteção individual.

Muitos países têm legislação em vigor para limitar o grau de exposição ocupacional, e existem padrões numéricos para os níveis de chumbo no ar e no sangue.

Um profissional de saúde ocupacional é normalmente contratado para coletar amostras de sangue de trabalhadores expostos. A frequência dos exames de sangue pode variar de anual para trabalhadores de baixo risco a trimestral para aqueles em departamentos de alto risco (por exemplo, colagem). Se o nível de chumbo no sangue de um trabalhador exceder o limite legal, o trabalhador deve ser removido de qualquer exposição de trabalho ao chumbo até que o chumbo no sangue caia para um nível considerado aceitável pelo médico.

A amostragem de ar para chumbo é complementar ao teste de chumbo no sangue. A amostragem pessoal, em vez da estática, é o método preferido. Um grande número de amostras de chumbo no ar geralmente é necessário devido à variabilidade inerente nos resultados. O uso dos procedimentos estatísticos corretos na análise dos dados pode fornecer informações sobre as fontes de chumbo e fornecer uma base para melhorias no projeto de engenharia. A amostragem regular de ar pode ser usada para avaliar a eficácia contínua dos sistemas de controle.

As concentrações permitidas de chumbo no ar e as concentrações de chumbo no sangue variam de país para país e atualmente variam de 0.05 a 0.20 mg/m3 e 50 a 80 mg/dl, respectivamente. Há uma tendência contínua de queda nesses limites.

Além dos controles normais de engenharia, outras medidas são necessárias para minimizar a exposição ao chumbo. Não deve comer, fumar, beber ou mascar chiclete em qualquer área de produção.

Instalações adequadas para lavagem e troca devem ser fornecidas para permitir que roupas de trabalho sejam mantidas em uma área separada de roupas e calçados pessoais. Instalações de lavagem/chuveiro devem estar localizadas entre as áreas limpas e sujas.

Ácido sulfúrico

Durante o processo de formação, o material ativo nas placas é convertido em PbO2 no eletrodo positivo e Pb no eletrodo negativo. À medida que as placas ficam totalmente carregadas, a corrente de formação começa a dissociar a água no eletrólito em hidrogênio e oxigênio:

Positivo:        

Negativo:      

A gaseificação gera névoa de ácido sulfúrico. A erosão dentária já foi uma característica comum entre os trabalhadores das áreas de formação. As empresas de baterias tradicionalmente empregam os serviços de um dentista, e muitas continuam a fazê-lo.

Estudos recentes (IARC 1992) sugeriram uma possível ligação entre exposições a névoas de ácido inorgânico (incluindo ácido sulfúrico) e câncer de laringe. A pesquisa continua nesta área.

O padrão de exposição ocupacional no Reino Unido para névoa de ácido sulfúrico é de 1 mg/m3. As exposições podem ser mantidas abaixo deste nível com o LEV instalado sobre os circuitos de formação.

A exposição da pele ao ácido sulfúrico líquido corrosivo também é motivo de preocupação. As precauções incluem equipamentos de proteção individual, lava-olhos e chuveiros de emergência.

Talco

O talco é usado em certas operações de fundição manual como agente de desmoldagem. A exposição prolongada ao pó de talco pode causar pneumoconiose, e é importante que o pó seja controlado por ventilação adequada e medidas de controle do processo.

Fibras minerais artificiais (MMFs)

Os separadores são usados ​​em baterias de chumbo-ácido para isolar eletricamente as placas positivas das negativas. Vários tipos de materiais têm sido usados ​​ao longo dos anos (por exemplo, borracha, celulose, cloreto de polivinila (PVC), polietileno), mas, cada vez mais, separadores de fibra de vidro estão sendo usados. Esses separadores são fabricados a partir de MMFs.

Um risco aumentado de câncer de pulmão entre os trabalhadores foi demonstrado nos primeiros dias da indústria de lã mineral (HSE 1990). No entanto, isso pode ter sido causado por outros materiais cancerígenos em uso na época. É prudente, no entanto, garantir que qualquer exposição a MMFs seja reduzida ao mínimo por meio de fechamento total ou LEV.

Stibina e arsina

Antimônio e arsênico são comumente usados ​​em ligas de chumbo, e estibina (SbH3) ou arsina (AsH3) pode ser produzido em certas circunstâncias:

    • quando uma célula recebe sobrecarga excessiva
    • quando a escória de uma liga de chumbo-cálcio é misturada com a escória de uma liga de chumbo-antimônio ou chumbo-arsênico. As duas escórias podem reagir quimicamente para formar estibide de cálcio ou arsenieto de cálcio que, em umedecimento subsequente, pode gerar SbH3 ou AsH3.

       

      A estibina e a arsina são gases altamente tóxicos que agem destruindo os glóbulos vermelhos. Controles rigorosos do processo durante a fabricação da bateria devem evitar qualquer risco de exposição a esses gases.

      Riscos físicos

      Uma variedade de perigos físicos também existe na fabricação de baterias (por exemplo, ruído, metal derretido e respingos de ácido, perigos elétricos e manuseio manual), mas esses riscos podem ser reduzidos por meio de controles apropriados de engenharia e processo.

      Problemas ambientais

      O efeito do chumbo na saúde das crianças tem sido extensivamente estudado. Portanto, é muito importante que as liberações ambientais de chumbo sejam reduzidas ao mínimo. Para fábricas de baterias, as emissões atmosféricas mais poluentes devem ser filtradas. Todos os resíduos do processo (geralmente uma pasta contendo chumbo ácido) devem ser processados ​​em uma estação de tratamento de efluentes para neutralizar o ácido e eliminar o chumbo da suspensão.

      Desenvolvimentos futuros

      É provável que haja restrições crescentes ao uso de chumbo no futuro. No sentido ocupacional, isso resultará em uma crescente automação de processos para que o trabalhador seja afastado do perigo.

       

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      Quarta-feira, 16 Março 2011 20: 59

      Fundição e Refino de Cobre, Chumbo e Zinco

      Adaptado da EPA 1995.

      Cobre

      O cobre é extraído tanto em minas a céu aberto quanto em minas subterrâneas, dependendo do teor do minério e da natureza do depósito de minério. O minério de cobre normalmente contém menos de 1% de cobre na forma de minerais sulfetados. Uma vez que o minério é entregue acima do solo, ele é triturado e moído até a finura do pó e depois concentrado para processamento posterior. No processo de concentração, o minério moído é misturado com água, são adicionados reagentes químicos e o ar é soprado através da pasta. As bolhas de ar se ligam aos minerais de cobre e são então retiradas do topo das células de flotação. O concentrado contém entre 20 e 30% de cobre. Os rejeitos, ou minerais de ganga, do minério caem no fundo das células e são removidos, desidratados por espessadores e transportados como uma pasta para uma lagoa de rejeitos para disposição. Toda a água utilizada nessa operação, proveniente dos espessadores de desaguamento e da lagoa de rejeitos, é recuperada e reciclada de volta ao processo.

      O cobre pode ser produzido pirometalurgicamente ou hidrometalurgicamente, dependendo do tipo de minério usado como carga. Os concentrados de minério, que contêm sulfeto de cobre e minerais de sulfeto de ferro, são tratados por processos pirometalúrgicos para produzir produtos de cobre de alta pureza. Os minérios de óxido, que contêm minerais de óxido de cobre que podem ocorrer em outras partes da mina, juntamente com outros resíduos oxidados, são tratados por processos hidrometalúrgicos para produzir produtos de cobre de alta pureza.

      A conversão de cobre do minério para metal é realizada por fundição. Durante a fundição, os concentrados são secos e alimentados em um dos vários tipos diferentes de fornos. Lá, os minerais de sulfeto são parcialmente oxidados e derretidos para produzir uma camada de fosco, uma mistura de sulfeto de ferro e cobre e escória, uma camada superior de resíduos.

      O fosco é posteriormente processado por conversão. A escória é retirada do forno e armazenada ou descartada em pilhas de escória no local. Uma pequena quantidade de escória é vendida para lastro ferroviário e granalha de jateamento. Um terceiro produto do processo de fundição é o dióxido de enxofre, um gás que é coletado, purificado e transformado em ácido sulfúrico para venda ou uso em operações de lixiviação hidrometalúrgica.

      Após a fundição, o mate de cobre é alimentado em um conversor. Durante este processo, o mate de cobre é despejado em um recipiente cilíndrico horizontal (aproximadamente 10×4 m) equipado com uma fileira de tubos. Os tubos, conhecidos como tuyères, projetam-se no cilindro e são usados ​​para introduzir ar no conversor. Cal e sílica são adicionadas ao mate de cobre para reagir com o óxido de ferro produzido no processo para formar a escória. Sucata de cobre também pode ser adicionada ao conversor. O forno é girado de modo que as tuyères fiquem submersas e o ar é soprado no mate fundido, fazendo com que o restante do sulfeto de ferro reaja com o oxigênio para formar óxido de ferro e dióxido de enxofre. Em seguida, o conversor é girado para despejar a escória de silicato de ferro.

      Depois que todo o ferro é removido, o conversor é girado de volta e recebe um segundo sopro de ar durante o qual o restante do enxofre é oxidado e removido do sulfeto de cobre. O conversor é então girado para despejar o cobre fundido, que neste ponto é chamado de cobre blister (assim chamado porque, se for permitido solidificar neste ponto, ele terá uma superfície irregular devido à presença de oxigênio gasoso e enxofre). O dióxido de enxofre dos conversores é coletado e alimentado no sistema de purificação de gás junto com o do forno de fundição e transformado em ácido sulfúrico. Devido ao seu teor residual de cobre, a escória é reciclada de volta para o forno de fundição.

      O cobre blister, contendo um mínimo de 98.5% de cobre, é refinado em cobre de alta pureza em duas etapas. A primeira etapa é o refino a fogo, no qual o blister de cobre fundido é despejado em um forno cilíndrico, de aparência semelhante a um conversor, onde primeiro ar e depois gás natural ou propano são soprados através do fundido para remover o último enxofre e qualquer oxigênio residual do cobre. O cobre fundido é então despejado em uma roda de fundição para formar ânodos suficientemente puros para o eletrorrefino.

      No eletrorrefino, os ânodos de cobre são carregados em células eletrolíticas e espaçados com folhas iniciais de cobre, ou cátodos, em um banho de solução de sulfato de cobre. Quando uma corrente direta passa pela célula, o cobre é dissolvido do ânodo, transportado através do eletrólito e depositado novamente nas folhas iniciais do cátodo. Quando os cátodos atingiram espessura suficiente, eles são removidos da célula eletrolítica e um novo conjunto de folhas iniciais é colocado em seu lugar. As impurezas sólidas nos ânodos caem no fundo da célula como um lodo, onde são coletadas e processadas para a recuperação de metais preciosos, como ouro e prata. Este material é conhecido como lodo anódico.

      Os cátodos removidos da célula eletrolítica são o produto primário do produtor de cobre e contêm 99.99% de cobre. Estes podem ser vendidos para fábricas de fio-máquina como cátodos ou processados ​​posteriormente em um produto chamado haste. Na fabricação de hastes, os cátodos são fundidos em um forno de cuba e o cobre fundido é despejado em uma roda de fundição para formar uma barra adequada para laminação em uma haste contínua de 3/8 de polegada de diâmetro. Este produto de haste é enviado para fábricas de arame, onde é extrudado em vários tamanhos de fio de cobre.

      No processo hidrometalúrgico, os minérios oxidados e os resíduos são lixiviados com ácido sulfúrico do processo de fundição. A lixiviação é realizada no local, ou em pilhas especialmente preparadas, distribuindo o ácido pelo topo e permitindo que ele penetre no material onde é coletado. O solo sob as almofadas de lixiviação é revestido com um material plástico impermeável e à prova de ácido para evitar que o licor de lixiviação contamine o lençol freático. Uma vez que as soluções ricas em cobre são coletadas, elas podem ser processadas por um dos dois processos - o processo de cimentação ou o processo de extração por solvente/eletroextração (SXEW). No processo de cimentação (que raramente é usado hoje), o cobre na solução ácida é depositado na superfície da sucata em troca do ferro. Quando cobre suficiente foi cimentado, o ferro rico em cobre é colocado na fundição junto com os concentrados de minério para recuperação de cobre por meio da rota pirometalúrgica.

      No processo SXEW, a solução de lixiviação prenhe (PLS) é concentrada por extração por solvente, que extrai cobre, mas não impurezas metálicas (ferro e outras impurezas). A solução orgânica carregada de cobre é então separada do lixiviado em um tanque de decantação. Ácido sulfúrico é adicionado à mistura orgânica prenhe, que remove o cobre em uma solução eletrolítica. O lixiviado, contendo o ferro e outras impurezas, é devolvido à operação de lixiviação onde seu ácido é utilizado para posterior lixiviação. A solução de tira rica em cobre é passada para uma célula eletrolítica conhecida como célula eletrolítica. Uma célula de extração eletrolítica difere de uma célula de eletrorrefino porque usa um ânodo permanente e insolúvel. O cobre em solução é então banhado em um cátodo de folha inicial da mesma maneira que no cátodo em uma célula de eletrorrefinação. O eletrólito sem cobre é devolvido ao processo de extração por solvente, onde é usado para retirar mais cobre da solução orgânica. Os catodos produzidos a partir do processo de extração eletrolítica são então vendidos ou transformados em varetas da mesma forma que os produzidos a partir do processo de eletrorrefinação.

      As células de extração eletrolítica também são usadas para a preparação de folhas de partida para os processos de eletrorrefinação e extração eletrolítica, depositando o cobre em cátodos de aço inoxidável ou titânio e, em seguida, removendo o cobre banhado.

      Perigos e sua prevenção

      Os principais riscos são a exposição a poeiras de minério durante o processamento e fundição do minério, vapores metálicos (incluindo cobre, chumbo e arsênico) durante a fundição, dióxido de enxofre e monóxido de carbono durante a maioria das operações de fundição, ruído das operações de britagem e moagem e de fornos, estresse térmico de fornos e ácido sulfúrico e perigos elétricos durante processos eletrolíticos.

      As precauções incluem: LEV para poeira durante as operações de transferência; exaustão local e ventilação de diluição para dióxido de enxofre e monóxido de carbono; um programa de controle de ruído e proteção auditiva; roupas de proteção e escudos, pausas para descanso e fluidos para estresse térmico; e LEV, EPI e precauções elétricas para processos eletrolíticos. A proteção respiratória é comumente usada para proteção contra poeira, fumaça e dióxido de enxofre.

      A Tabela 1 lista poluentes ambientais para várias etapas na fundição e refino de cobre.

      Tabela 1. Entradas de materiais de processo e saídas de poluição para fundição e refino de cobre

      Processo

      entrada de material

      Emissões de ar

      Resíduos de processo

      Outros resíduos

      concentração de cobre

      Minério de cobre, água, reagentes químicos, espessantes

       

      Águas residuais de flotação

      Rejeitos contendo resíduos minerais, como calcário e quartzo

      lixiviação de cobre

      Concentrado de cobre, ácido sulfúrico

       

      lixiviado descontrolado

      Resíduos de lixiviação

      fundição de cobre

      Concentrado de cobre, fluxo silicioso

      Dióxido de enxofre, material particulado contendo arsênico, antimônio, cádmio, chumbo, mercúrio e zinco

       

      Polpa/lodo de purga de usina ácida, escória contendo sulfetos de ferro, sílica

      conversão de cobre

      Cobre fosco, sucata de cobre, fluxo silicioso

      Dióxido de enxofre, material particulado contendo arsênico, antimônio, cádmio, chumbo, mercúrio e zinco

       

      Polpa/lodo de purga de usina ácida, escória contendo sulfetos de ferro, sílica

      Refino eletrolítico de cobre

      Blister de cobre, ácido sulfúrico

         

      Slimes contendo impurezas como ouro, prata, antimônio, arsênico, bismuto, ferro, chumbo, níquel, selênio, enxofre e zinco

       

      Conduzir

      O processo primário de produção de chumbo consiste em quatro etapas: sinterização, fundição, escória e refino pirometalúrgico. Para começar, uma matéria-prima compreendendo principalmente concentrado de chumbo na forma de sulfeto de chumbo é alimentada em uma máquina de sinterização. Outras matérias-primas podem ser adicionadas, incluindo ferro, sílica, fluxo de calcário, coque, soda, cinza, pirita, zinco, soda cáustica e particulados recolhidos de dispositivos de controle de poluição. Na máquina de sinterização, a matéria-prima de chumbo é submetida a jatos de ar quente que queimam o enxofre, criando dióxido de enxofre. O material de óxido de chumbo existente após este processo contém cerca de 9% do seu peso em carbono. O sínter é então alimentado junto com coque, vários materiais reciclados e de limpeza, calcário e outros agentes fundentes em um alto-forno para redução, onde o carbono atua como combustível e funde ou derrete o material de chumbo. O chumbo fundido escoa para o fundo do forno onde se formam quatro camadas: “speiss” (o material mais leve, basicamente arsênico e antimônio); “mate” (sulfureto de cobre e outros sulfuretos metálicos); escória de alto-forno (principalmente silicatos); e barras de chumbo (98% de chumbo, em peso). Todas as camadas são então drenadas. O speiss e o matte são vendidos para fundições de cobre para recuperação de cobre e metais preciosos. A escória de alto-forno que contém zinco, ferro, sílica e cal é armazenada em pilhas e parcialmente reciclada. As emissões de óxido de enxofre são geradas nos altos-fornos a partir de pequenas quantidades de sulfeto de chumbo residual e sulfatos de chumbo no sinter feed.

      O lingote de chumbo bruto do alto-forno geralmente requer tratamento preliminar em caldeiras antes de passar pelas operações de refino. Durante a escória, o lingote é agitado em uma caldeira de escória e resfriado um pouco acima do ponto de congelamento (370 a 425°C). Uma escória, composta de óxido de chumbo, juntamente com cobre, antimônio e outros elementos, flutua até o topo e se solidifica acima do chumbo derretido.

      A escória é removida e alimentada em um forno de escória para recuperação dos metais úteis não chumbo. Para melhorar a recuperação do cobre, o lingote de chumbo com escória é tratado pela adição de materiais contendo enxofre, zinco e/ou alumínio, diminuindo o teor de cobre para aproximadamente 0.01%.

      Durante a quarta etapa, o lingote de chumbo é refinado usando métodos pirometalúrgicos para remover quaisquer materiais restantes não-chumbo vendáveis ​​(por exemplo, ouro, prata, bismuto, zinco e óxidos metálicos como antimônio, arsênico, estanho e óxido de cobre). O chumbo é refinado em uma chaleira de ferro fundido em cinco estágios. Antimônio, estanho e arsênico são removidos primeiro. Em seguida, o zinco é adicionado e o ouro e a prata são removidos da escória de zinco. Em seguida, o chumbo é refinado por remoção a vácuo (destilação) do zinco. O refino continua com a adição de cálcio e magnésio. Esses dois materiais se combinam com o bismuto para formar um composto insolúvel que é retirado da chaleira. Na etapa final, soda cáustica e/ou nitratos podem ser adicionados ao chumbo para remover quaisquer vestígios remanescentes de impurezas metálicas. O chumbo refinado terá uma pureza de 99.90 a 99.99% e pode ser misturado com outros metais para formar ligas ou pode ser fundido diretamente em formas.

      Perigos e sua prevenção

      Os principais perigos são a exposição a poeiras de minério durante o processamento e fundição do minério, vapores metálicos (incluindo chumbo, arsênico e antimônio) durante a fundição, dióxido de enxofre e monóxido de carbono durante a maioria das operações de fundição, ruído das operações de moagem e britagem e de fornos e estresse térmico das fornalhas.

      As precauções incluem: LEV para poeira durante as operações de transferência; exaustão local e ventilação de diluição para dióxido de enxofre e monóxido de carbono; um programa de controle de ruído e proteção auditiva; e roupas e escudos de proteção, pausas para descanso e fluidos para estresse por calor. A proteção respiratória é comumente usada para proteção contra poeira, fumaça e dióxido de enxofre. O monitoramento biológico para chumbo é essencial.

      A Tabela 2 lista poluentes ambientais para várias etapas na fundição e refino de chumbo.

      Tabela 2. Entradas de materiais de processo e saídas de poluição para fundição e refino de chumbo

      Processo

      entrada de material

      Emissões de ar

      Resíduos de processo

      Outros resíduos

      Sinterização de chumbo

      Minério de chumbo, ferro, sílica, fluxo de calcário, coque, soda, cinza, pirita, zinco, soda cáustica, poeira de despoluição

      Dióxido de enxofre, material particulado contendo cádmio e chumbo

         

      fundição de chumbo

      Sinter de chumbo, coque

      Dióxido de enxofre, material particulado contendo cádmio e chumbo

      Efluentes de lavagem de plantas, água de granulação de escória

      Escória contendo impurezas como zinco, ferro, sílica e cal, sólidos de represamento de superfície

      escória de chumbo

      Barras de chumbo, carbonato de sódio, enxofre, pó de manga, coque

         

      Escória contendo impurezas como cobre, sólidos de represamento de superfície

      refino de chumbo

      lingote de escória de chumbo

           

       

      zinco

      O concentrado de zinco é produzido pela separação do minério, que pode conter apenas 2% de zinco, do estéril por britagem e flotação, um processo normalmente realizado no local de mineração. O concentrado de zinco é então reduzido a zinco metálico de duas maneiras: pirometalurgicamente por destilação (retorta em um forno) ou hidrometalurgicamente por eletroextração. Este último responde por aproximadamente 80% do refino total de zinco.

      Quatro estágios de processamento são geralmente usados ​​no refino hidrometalúrgico de zinco: calcinação, lixiviação, purificação e separação eletrolítica. A calcinação, ou torrefação, é um processo de alta temperatura (700 a 1000 °C) que converte o concentrado de sulfeto de zinco em um óxido de zinco impuro chamado calcino. Os tipos de torradores incluem fornalha múltipla, suspensão ou leito fluidizado. Em geral, a calcinação começa com a mistura de materiais contendo zinco com carvão. Esta mistura é então aquecida, ou torrada, para vaporizar o óxido de zinco que é então removido da câmara de reação com o fluxo de gás resultante. A corrente de gás é direcionada para a área da manga (filtro) onde o óxido de zinco é capturado na poeira da manga.

      Todos os processos de calcinação geram dióxido de enxofre, que é controlado e convertido em ácido sulfúrico como subproduto comercializável do processo.

      O processamento eletrolítico da calcina dessulfurizada consiste em três etapas básicas: lixiviação, purificação e eletrólise. A lixiviação refere-se à dissolução da calcina capturada em uma solução de ácido sulfúrico para formar uma solução de sulfato de zinco. A calcina pode ser lixiviada uma ou duas vezes. No método de lixiviação dupla, a calcina é dissolvida em uma solução levemente ácida para remover os sulfatos. A calcina é então lixiviada uma segunda vez em uma solução mais forte que dissolve o zinco. Esta segunda etapa de lixiviação é, na verdade, o início da terceira etapa de purificação porque muitas das impurezas de ferro saem da solução, assim como o zinco.

      Após a lixiviação, a solução é purificada em duas ou mais etapas pela adição de pó de zinco. A solução é purificada à medida que a poeira força a precipitação de elementos deletérios para que possam ser filtrados. A purificação é geralmente realizada em grandes tanques de agitação. O processo ocorre em temperaturas que variam de 40 a 85°C e pressões que variam de atmosférica a 2.4 atmosferas. Os elementos recuperados durante a purificação incluem o cobre como um bolo e o cádmio como um metal. Após a purificação, a solução está pronta para a etapa final, eletroextração.

      A eletroextração de zinco ocorre em uma célula eletrolítica e envolve a execução de uma corrente elétrica de um ânodo de liga de chumbo-prata através da solução aquosa de zinco. Este processo carrega o zinco suspenso e o força a se depositar em um cátodo de alumínio que é imerso na solução. A cada 24 a 48 horas, cada célula é desligada, os cátodos revestidos de zinco são removidos e enxaguados, e o zinco removido mecanicamente das placas de alumínio. O concentrado de zinco é então derretido e fundido em lingotes e geralmente chega a 99.995% de pureza.

      As fundições eletrolíticas de zinco contêm até várias centenas de células. Uma parte da energia elétrica é convertida em calor, o que aumenta a temperatura do eletrólito. As células eletrolíticas operam em faixas de temperatura de 30 a 35°C à pressão atmosférica. Durante a extração eletrolítica, uma parte do eletrólito passa por torres de resfriamento para diminuir sua temperatura e evaporar a água coletada durante o processo.

      Perigos e sua prevenção

      Os principais riscos são a exposição a poeiras de minério durante o processamento e fundição do minério, vapores metálicos (incluindo zinco e chumbo) durante o refino e torrefação, dióxido de enxofre e monóxido de carbono durante a maioria das operações de fundição, ruído das operações de britagem e moagem e de fornos, estresse térmico de fornos e ácido sulfúrico e perigos elétricos durante processos eletrolíticos.

      As precauções incluem: LEV para poeira durante as operações de transferência; exaustão local e ventilação de diluição para dióxido de enxofre e monóxido de carbono; um programa de controle de ruído e proteção auditiva; roupas de proteção e escudos, pausas para descanso e fluidos para estresse térmico; e LEV, EPI e precauções elétricas para processos eletrolíticos. A proteção respiratória é comumente usada para proteção contra poeira, fumaça e dióxido de enxofre.

      A Tabela 3 lista os poluentes ambientais para várias etapas na fundição e refino de zinco.

      Tabela 3. Entradas de materiais de processo e saídas de poluição para fundição e refino de zinco

      Processo

      entrada de material

      Emissões de ar

      Resíduos de processo

      Outros resíduos

      calcinação de zinco

      minério de zinco, coque

      Dióxido de enxofre, material particulado contendo zinco e chumbo

       

      Pasta de purga de usina ácida

      lixiviação de zinco

      Calcina de zinco, ácido sulfúrico, calcário, eletrólito gasto

       

      Águas residuais contendo ácido sulfúrico

       

      purificação de zinco

      Solução de ácido de zinco, pó de zinco

       

      Águas residuais contendo ácido sulfúrico, ferro

      Torta de cobre, cádmio

      eletroextração de zinco

      Zinco em ácido sulfúrico/solução aquosa, ânodos de liga de chumbo-prata, cátodos de alumínio, carbonato de bário ou estrôncio, aditivos coloidais

       

      ácido sulfúrico diluído

      Limos/lamas de células eletrolíticas

       

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      Quarta-feira, 16 Março 2011 18: 57

      Baterias

      O termo bateria refere-se a uma coleção de indivíduos células, que pode gerar eletricidade através de reações químicas. As células são classificadas como primário or secundário. Nas células primárias, as reações químicas que produzem o fluxo de elétrons não são reversíveis e, portanto, as células não são facilmente recarregadas. Por outro lado, as células secundárias devem ser carregadas antes de serem usadas, o que é obtido pela passagem de uma corrente elétrica pela célula. As células secundárias têm a vantagem de muitas vezes poderem ser recarregadas e descarregadas repetidamente durante o uso.

      A bateria primária clássica de uso diário é a célula seca Leclanché, assim chamada porque o eletrólito é uma pasta, não um líquido. A célula Leclanché é caracterizada pelas baterias cilíndricas usadas em lanternas, rádios portáteis, calculadoras, brinquedos elétricos e similares. Nos últimos anos, as baterias alcalinas, como a célula de dióxido de zinco-manganês, tornaram-se mais prevalentes para esse tipo de uso. Pilhas em miniatura ou “botão” são usadas em aparelhos auditivos, computadores, relógios, câmeras e outros equipamentos eletrônicos. A célula de óxido de prata-zinco, a célula de mercúrio, a célula de zinco-ar e a célula de lítio-dióxido de manganês são alguns exemplos. Veja a figura 1 para uma visão em corte de uma bateria miniatura alcalina típica.

      Figura 1. Vista em corte da bateria alcalina em miniatura

      ELA030F1

      A clássica bateria secundária ou de armazenamento é a bateria de chumbo-ácido, amplamente utilizada na indústria de transportes. As baterias secundárias também são usadas em usinas de energia e na indústria. Ferramentas recarregáveis, alimentadas por bateria, escovas de dente, lanternas e similares são um novo mercado para células secundárias. As células secundárias de níquel-cádmio estão se tornando mais populares, especialmente em células de bolso para iluminação de emergência, partida a diesel e aplicações estacionárias e de tração, onde a confiabilidade, longa vida útil, capacidade de recarga frequente e desempenho em baixa temperatura superam seu custo extra.

      As baterias recarregáveis ​​em desenvolvimento para uso em veículos elétricos utilizam sulfeto de lítio-ferroso, zinco-cloro e sódio-enxofre.

      A Tabela 1 apresenta a composição de algumas baterias comuns.

      Tabela 1. Composição de baterias comuns

      Tipo de bateria

      Eletrodo negativo

      Eletrodo positivo

      Eletrólito

      células primárias

      célula seca Leclanché

      zinco

      Dióxido de manganês

      Água, cloreto de zinco, cloreto de amônio

      Alcalino

      zinco

      Dióxido de manganês

      Hidróxido de potássio

      Mercúrio (célula de Ruben)

      zinco

      óxido de mercúrio

      Hidróxido de potássio, óxido de zinco, água

      Prata

      zinco

      Óxido de prata

      Hidróxido de potássio, óxido de zinco, água

      Lítio

      Lítio

      Dióxido de manganês

      Clorato de lítio, LiCF3SO3

      Lítio

      Lítio

      Dióxido de enxofre

      Dióxido de enxofre, acetonitrila, brometo de lítio

         

      Cloreto de Tionilo

      Cloreto de alumínio e lítio

      Zinco no ar

      zinco

      Oxygen

      Óxido de zinco, hidróxido de potássio

      Células secundárias

      Chumbo ácido

      Conduzir

      Dióxido de chumbo

      ácido sulfúrico diluído

      Níquel-ferro (bateria Edison)

      Ferro

      Óxido de níquel

      Hidróxido de potássio

      níquel-cádmio

      Hidróxido de cádmio

      hidróxido de níquel

      Hidróxido de potássio, possivelmente hidróxido de lítio

      prata-zinco

      Pó de zinco

      Óxido de prata

      Hidróxido de potássio

       

      Processos de fabricação

      Embora existam diferenças claras na fabricação dos diferentes tipos de baterias, existem vários processos comuns: pesagem, moagem, mistura, compressão e secagem dos ingredientes constituintes. Nas modernas fábricas de baterias, muitos desses processos são fechados e altamente automatizados, usando equipamentos selados. Portanto, a exposição aos diversos ingredientes pode ocorrer durante a pesagem e carregamento e durante a limpeza do equipamento.

      Em fábricas de baterias mais antigas, muitas das operações de moagem, mistura e outras são feitas manualmente, ou a transferência de ingredientes de uma etapa do processo para outra é feita manualmente. Nesses casos, o risco de inalação de poeiras ou contato da pele com substâncias corrosivas é alto. As precauções para operações de produção de poeira incluem fechamento total e manuseio mecanizado e pesagem de pós, ventilação de exaustão local, limpeza diária com esfregona e/ou aspiração e uso de respiradores e outros equipamentos de proteção individual durante as operações de manutenção.

      O ruído também é um perigo, uma vez que as máquinas de compressão e de embalagem são barulhentas. Métodos de controle de ruído e programas de conservação auditiva são essenciais.

      Os eletrólitos em muitas baterias contêm hidróxido de potássio corrosivo. O invólucro e a proteção da pele e dos olhos são precauções indicadas. Também podem ocorrer exposições a partículas de metais tóxicos, como óxido de cádmio, mercúrio, óxido de mercúrio, níquel e compostos de níquel e lítio e compostos de lítio, que são usados ​​como anodos ou catodos em determinados tipos de baterias. A bateria de armazenamento de chumbo-ácido, às vezes chamada de acumulador, pode envolver riscos consideráveis ​​de exposição ao chumbo e é discutida separadamente no artigo “Fabricação de bateria de chumbo-ácido”.

      O metal de lítio é altamente reativo, portanto as baterias de lítio devem ser montadas em um ambiente seco para evitar que o lítio reaja com o vapor de água. O dióxido de enxofre e o cloreto de tionila, usados ​​em algumas baterias de lítio, são perigosos para as vias respiratórias. O gás hidrogênio, usado em baterias de níquel-hidrogênio, apresenta risco de incêndio e explosão. Estes, assim como os materiais em baterias recém-desenvolvidas, exigirão precauções especiais.

      Células Leclanché

      As pilhas secas Leclanché são produzidas conforme a figura 2. A mistura do eletrodo positivo ou cátodo é composta de 60 a 70% de dióxido de manganês, sendo o restante composto por grafite, negro de acetileno, sais de amônio, cloreto de zinco e água. Dióxido de manganês seco e finamente moído, grafite e preto de acetileno são pesados ​​e alimentados em um moedor-misturador; eletrólito contendo água, cloreto de zinco e cloreto de amônio é adicionado, e a mistura preparada é prensada em uma prensa manual de comprimidos ou aglomerante. Em certos casos, a mistura é seca em estufa, peneirada e umedecida novamente antes de ser comprimida. Os comprimidos são inspecionados e embalados em máquinas alimentadas à mão depois de endurecer por alguns dias. Os aglomerados são então colocados em bandejas e embebidos em eletrólito, estando agora prontos para a montagem.

      Figura 2. Produção da bateria Leclanché

      ELA030F2

      O ânodo é a caixa de zinco, que é preparada a partir de blocos de zinco em uma prensa quente (ou chapas de zinco são dobradas e soldadas na caixa). Uma pasta gelatinosa orgânica composta por amidos de milho e farinha embebidos em eletrólito é misturada em grandes cubas. Os ingredientes são geralmente despejados em sacos sem pesagem. A mistura é então purificada com lascas de zinco e dióxido de manganês. Cloreto de mercúrio é adicionado ao eletrólito para formar um amálgama com o interior do recipiente de zinco. Esta pasta formará o meio condutor ou eletrólito.

      As células são montadas despejando automaticamente a quantidade necessária de pasta gelatinosa nas caixas de zinco para formar um revestimento de manga interna no recipiente de zinco. Em alguns casos, as caixas recebem um acabamento cromado pelo vazamento e esvaziamento de uma mistura de ácido crômico e clorídrico antes da adição da pasta gelatinosa. O aglomerado de cátodo é então colocado em posição no centro da caixa. Uma haste de carbono é colocada centralmente no cátodo para atuar como coletor de corrente.

      A célula de zinco é então selada com cera derretida ou parafina e aquecida com uma chama para dar uma melhor vedação. As células são então soldadas para formar a bateria. A reação da bateria é:

      2MnO2 + 2NH4Cl + Zn → ZnCl2 + H2O2 + Mn2O3

      Os trabalhadores podem estar expostos ao dióxido de manganês durante a pesagem, carregamento do misturador, moagem, limpeza do forno, peneiramento, prensagem manual e embalagem, dependendo do grau de automação, invólucro hermético e exaustão local. Na prensagem manual e no envoltório úmido, pode haver exposição à mistura úmida, que pode secar e produzir pó inalável; pode ocorrer dermatite devido à exposição ao eletrólito levemente corrosivo. Medidas de higiene pessoal, luvas e proteção respiratória para operações de limpeza e manutenção, balneários e armários separados para roupas de trabalho e de rua podem reduzir esses riscos. Conforme mencionado acima, riscos de ruído podem resultar da embalagem e da prensa de comprimidos.

      A mistura é automática durante a fabricação da pasta gelatinosa, e a única exposição é durante a adição dos materiais. Durante a adição de cloreto de mercúrio à pasta gelatinosa, existe o risco de inalação e absorção pela pele e possível intoxicação por mercúrio. LEV ou equipamento de proteção individual é necessário.

      Também é possível a exposição a derramamentos de ácido crômico e ácido clorídrico durante a cromagem e exposição a fumaças de soldagem e fumaças do aquecimento do composto de vedação. Mecanização do processo de cromagem, uso de luvas e LEV para selagem a quente e soldagem são precauções adequadas.

      Baterias de níquel-cádmio

      Atualmente, o método mais comum de fabricação de eletrodos de níquel-cádmio é depositando o material do eletrodo ativo diretamente em um substrato ou placa de níquel sinterizado poroso. (Veja a figura 3.) A placa é preparada pressionando uma pasta de pó de níquel sinterizado (geralmente feito pela decomposição de carbonil de níquel) na grade aberta de chapa de aço perfurada niquelada (ou gaze de níquel ou gaze de aço niquelado) e depois sinterização ou secagem em estufa. Essas placas podem então ser cortadas, pesadas e cunhadas (comprimidas) para fins específicos ou enroladas em espiral para células domésticas.

      Figura 3. Produção de baterias de níquel-cádmio

      ELA030F3

      A placa sinterizada é então impregnada com solução de nitrato de níquel para o eletrodo positivo ou nitrato de cádmio para o eletrodo negativo. Essas placas são enxaguadas e secas, imersas em hidróxido de sódio para formar hidróxido de níquel ou hidróxido de cádmio e lavadas e secas novamente. Normalmente, o próximo passo é imergir os eletrodos positivo e negativo em uma grande célula temporária contendo 20 a 30% de hidróxido de sódio. Ciclos de carga-descarga são executados para remover as impurezas e os eletrodos são removidos, lavados e secos.

      Uma forma alternativa de fazer eletrodos de cádmio é preparar uma pasta de óxido de cádmio misturada com grafite, óxido de ferro e parafina, que é moída e finalmente compactada entre rolos para formar o material ativo. Isso é então pressionado em uma tira de aço perfurada móvel que é seca, às vezes comprimida e cortada em placas. Lugs podem ser anexados nesta fase.

      As próximas etapas envolvem a montagem da célula e da bateria. Para baterias grandes, os eletrodos individuais são montados em grupos de eletrodos com placas de polaridade oposta intercaladas com separadores de plástico. Esses grupos de eletrodos podem ser aparafusados ​​ou soldados entre si e colocados em um invólucro de aço niquelado. Mais recentemente, invólucros de bateria de plástico foram introduzidos. As células são preenchidas com uma solução eletrolítica de hidróxido de potássio, que também pode conter hidróxido de lítio. As células são então montadas em baterias e aparafusadas. As células de plástico podem ser cimentadas ou coladas juntas. Cada célula é conectada com um conector de chumbo à célula adjacente, deixando um terminal positivo e negativo nas extremidades da bateria.

      Para baterias cilíndricas, as placas impregnadas são montadas em grupos de eletrodos enrolando os eletrodos positivo e negativo, separados por um material inerte, em um cilindro apertado. O cilindro do eletrodo é então colocado em uma caixa de metal niquelado, o eletrólito de hidróxido de potássio é adicionado e a célula é selada por soldagem.

      A reação química envolvida na carga e descarga de baterias de níquel-cádmio é:

      A maior exposição potencial ao cádmio ocorre no manuseio do nitrato de cádmio e sua solução durante a fabricação da pasta de pó de óxido de cádmio e manuseio dos pós ativos secos. A exposição também pode ocorrer durante a recuperação de cádmio de placas de sucata. O gabinete e a pesagem e mistura automatizadas podem reduzir esses perigos durante as etapas iniciais.

      Medidas semelhantes podem controlar a exposição a compostos de níquel. A produção de níquel sinterizado a partir de carbonila de níquel, embora feita em máquinas seladas, envolve exposição potencial a carbonila de níquel extremamente tóxica e monóxido de carbono. O processo requer monitoramento contínuo para vazamentos de gás.

      O manuseio de potássio cáustico ou hidróxido de lítio requer ventilação adequada e proteção pessoal. A soldagem gera fumaça e requer LEV.

      Efeitos na saúde e padrões de doenças

      Os perigos mais sérios para a saúde na fabricação tradicional de baterias são as exposições ao chumbo, cádmio, mercúrio e dióxido de manganês. Os perigos do chumbo são discutidos em outras partes deste capítulo e enciclopédia. O cádmio pode causar doenças renais e é cancerígeno. Verificou-se que a exposição ao cádmio era generalizada nas fábricas de baterias de níquel-cádmio dos EUA, e muitos trabalhadores tiveram que ser removidos clinicamente sob as disposições do Padrão de Cádmio da Administração de Segurança e Saúde Ocupacional devido aos altos níveis de cádmio no sangue e na urina (McDiarmid et al. 1996) . O mercúrio afeta os rins e o sistema nervoso. A exposição excessiva ao vapor de mercúrio foi demonstrada em estudos de várias fábricas de baterias de mercúrio (Telesca 1983). As exposições ao dióxido de manganês demonstraram ser altas na mistura e manuseio de pós na fabricação de células secas alcalinas (Wallis, Menke e Chelton 1993). Isso pode resultar em déficits neurofuncionais em trabalhadores de bateria (Roels et al. 1992). As poeiras de manganês podem, se absorvidas em quantidades excessivas, levar a distúrbios do sistema nervoso central semelhantes à síndrome de Parkinson. Outros metais preocupantes incluem níquel, lítio, prata e cobalto.

      Queimaduras na pele podem resultar da exposição a soluções de cloreto de zinco, hidróxido de potássio, hidróxido de sódio e hidróxido de lítio usadas nos eletrólitos das baterias.

       

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      Quarta-feira, 16 Março 2011 21: 05

      Fundição e Refino de Alumínio

      Visão geral do processo

      A bauxita é extraída por mineração a céu aberto. Os minérios mais ricos são usados ​​como extraídos. Os minérios de menor teor podem ser beneficiados por britagem e lavagem para remoção de resíduos de argila e sílica. A produção do metal compreende duas etapas básicas:

      1. Refinação. Produção de alumina a partir da bauxita pelo processo Bayer no qual a bauxita é digerida a alta temperatura e pressão em uma solução forte de soda cáustica. O hidrato resultante é cristalizado e calcinado no óxido em um forno ou calcinador de leito fluidizado.
      2. Redução. Redução de alumina a alumínio metálico virgem pelo processo eletrolítico Hall-Heroult utilizando eletrodos de carbono e fluxo de criolita.

       

      O desenvolvimento experimental sugere que no futuro o alumínio pode ser reduzido ao metal por redução direta do minério.

      Existem atualmente dois tipos principais de células eletrolíticas de Hall-Heroult em uso. O chamado processo de “pré-cozimento” utiliza eletrodos fabricados conforme indicado abaixo. Em tais fundições, a exposição a hidrocarbonetos policíclicos normalmente ocorre nas instalações de fabricação de eletrodos, especialmente durante misturadores e prensas de conformação. As fundições que utilizam a célula do tipo Soderberg não requerem instalações para a fabricação de ânodos de carbono cozidos. Em vez disso, a mistura de coque e aglutinante de piche é colocada em tremonhas cujas extremidades inferiores são imersas na mistura de banho de criolita-alumina fundida. À medida que a mistura de piche e coque é aquecida pelo banho de metal fundido e criolita dentro da célula, essa mistura transforma-se em uma massa de grafite dura no local. Hastes de metal são inseridas na massa anódica como condutores para um fluxo elétrico de corrente contínua. Essas hastes devem ser substituídas periodicamente; ao extraí-los, quantidades consideráveis ​​de voláteis de breu de alcatrão de hulha são liberadas no ambiente da cela. A esta exposição são adicionados os voláteis de piche gerados à medida que o cozimento da massa de piche-coque prossegue.

      Na última década, a indústria tendeu a não substituir ou a modificar as instalações de redução do tipo Soderberg existentes como consequência do perigo carcinogênico demonstrado que elas apresentam. Além disso, com a crescente automação das operações das células de redução – particularmente a troca de ânodos, as tarefas são mais comumente executadas em guindastes mecânicos fechados. Consequentemente, as exposições dos trabalhadores e o risco de desenvolver os distúrbios associados à fundição de alumínio estão diminuindo gradualmente nas instalações modernas. Por outro lado, naquelas economias em que o investimento de capital adequado não está prontamente disponível, a persistência de processos de redução operados manualmente continuarão a apresentar os riscos de distúrbios ocupacionais (veja abaixo) anteriormente associados às usinas de redução de alumínio. De fato, essa tendência tenderá a se agravar em operações mais antigas e não melhoradas, especialmente à medida que envelhecem.

      Fabricação de eletrodos de carbono

      Os eletrodos necessários para a redução eletrolítica pré-cozimento a metal puro são normalmente feitos por uma instalação associada a esse tipo de planta de fundição de alumínio. Os ânodos e cátodos são mais freqüentemente feitos de uma mistura de coque derivado de petróleo moído e piche. O coque é primeiro moído em moinhos de bolas, depois transportado e misturado mecanicamente com o piche e finalmente fundido em blocos em prensas de moldagem. Esses blocos de ânodo ou cátodo são aquecidos em um forno a gás por vários dias até que formem massas de grafite duras com essencialmente todos os voláteis sendo expulsos. Finalmente, eles são fixados em hastes de anodo ou serrados para receber as barras de cátodo.

      Deve-se notar que o piche usado para formar tais eletrodos representa um destilado derivado do carvão ou do alcatrão de petróleo. Na conversão deste alcatrão em piche por aquecimento, o produto final de piche evaporou essencialmente todos os seus compostos inorgânicos de baixo ponto de ebulição, por exemplo, SO2, bem como compostos alifáticos e compostos aromáticos de um e dois anéis. Assim, tal piche não deve apresentar os mesmos perigos em seu uso como carvão ou alcatrões de petróleo, uma vez que essas classes de compostos não devem estar presentes. Existem algumas indicações de que o potencial carcinogênico desses produtos de piche pode não ser tão grande quanto a mistura mais complexa de alcatrões e outros voláteis associados à combustão incompleta do carvão.

      Perigos e sua prevenção

      Os perigos e medidas preventivas para os processos de fundição e refino de alumínio são basicamente os mesmos encontrados na fundição e refino em geral; no entanto, os processos individuais apresentam certos perigos específicos.

      Mineração

      Embora referências esporádicas ao “pulmão de bauxita” ocorram na literatura, há poucas evidências convincentes de que tal entidade exista. Entretanto, a possibilidade da presença de sílica cristalina nos minérios de bauxita deve ser considerada.

      Processo Bayer

      O uso extensivo de soda cáustica no processo Bayer apresenta riscos frequentes de queimaduras químicas na pele e nos olhos. A descalcificação de tanques por martelos pneumáticos é responsável por exposição severa a ruídos. Os perigos potenciais associados à inalação de doses excessivas de óxido de alumínio produzido neste processo são discutidos abaixo.

      Todos os trabalhadores envolvidos no processo da Bayer devem estar bem informados sobre os perigos associados ao manuseio da soda cáustica. Em todos os locais de risco, devem ser previstos lava-olhos e bacias com água corrente e chuveiros dilúvios, com avisos explicando seu uso. Deve ser fornecido EPI (por exemplo, óculos, luvas, avental e botas). Chuveiros e acomodações com armários duplos (um armário para roupas de trabalho e outro para roupas pessoais) devem ser fornecidos e todos os funcionários devem ser incentivados a se lavar bem no final do turno. Todos os trabalhadores que manuseiam metal fundido devem receber viseiras, respiradores, luvas, aventais, braceletes e polainas para protegê-los contra queimaduras, poeira e fumaça. Os trabalhadores empregados no processo de baixa temperatura de Gadeau devem receber luvas e roupas especiais para protegê-los dos vapores de ácido clorídrico liberados quando as células são iniciadas; lã provou ter uma boa resistência a esses vapores. Respiradores com cartuchos de carvão ou máscaras impregnadas de alumina oferecem proteção adequada contra vapores de piche e flúor; máscaras de poeira eficientes são necessárias para proteção contra poeira de carbono. Trabalhadores com exposição mais severa a poeira e fumaça, particularmente nas operações de Soderberg, devem receber equipamento de proteção respiratória com suprimento de ar. Como o trabalho mecanizado da sala de cubas é realizado remotamente a partir de cabines fechadas, essas medidas de proteção se tornarão menos necessárias.

      redução eletrolítica

      A redução eletrolítica expõe os trabalhadores ao potencial de queimaduras na pele e acidentes devido a respingos de metal fundido, distúrbios de estresse térmico, ruído, riscos elétricos, criolita e vapores de ácido fluorídrico. As células de redução eletrolítica podem emitir grandes quantidades de poeiras de flúor e alumina.

      Nas oficinas de fabricação de eletrodos de carbono, deve-se instalar equipamento de ventilação exaustora com filtros de mangas; O fechamento do equipamento de moagem de piche e carbono minimiza ainda mais a exposição a piche aquecido e pó de carbono. Verificações regulares das concentrações de poeira atmosférica devem ser feitas com um dispositivo de amostragem adequado. Exames radiológicos periódicos devem ser realizados em trabalhadores expostos a poeira, e estes devem ser acompanhados de exames clínicos quando necessário.

      Para reduzir o risco de manuseio do piche, o transporte desse material deve ser o mais mecanizado possível (por exemplo, caminhões-pipa aquecidos podem ser usados ​​para transportar o piche líquido para as fábricas onde ele é bombeado automaticamente para tanques de piche aquecido). Exames regulares da pele para detectar eritema, epitelioma ou dermatite também são prudentes, e proteção extra pode ser fornecida por cremes de barreira à base de alginato.

      Os trabalhadores que realizam trabalho a quente devem ser instruídos antes do início do tempo quente a aumentar a ingestão de líquidos e salgar muito a comida. Eles e seus supervisores também devem ser treinados para reconhecer distúrbios induzidos pelo calor incipientes em si mesmos e em seus colegas de trabalho. Todos os que aqui trabalham devem ser treinados para tomar as devidas providências necessárias para prevenir a ocorrência ou progressão dos distúrbios do calor.

      Trabalhadores expostos a altos níveis de ruído devem ser fornecidos com equipamentos de proteção auditiva, como protetores auriculares, que permitem a passagem de ruído de baixa frequência (para permitir a percepção de ordens), mas reduzem a transmissão de ruído intenso de alta frequência. Além disso, os trabalhadores devem passar por exame audiométrico regular para detectar perda auditiva. Finalmente, o pessoal também deve ser treinado para dar ressuscitação cardiopulmonar a vítimas de choque elétrico.

      O potencial para respingos de metal fundido e queimaduras graves é comum em muitos locais em plantas de redução e operações associadas. Além de roupas de proteção (por exemplo, manoplas, aventais, polainas e viseiras), o uso de roupas sintéticas deve ser proibido, pois o calor do metal fundido faz com que essas fibras aquecidas derretam e adiram à pele, intensificando ainda mais as queimaduras cutâneas.

      Indivíduos que usam marcapassos cardíacos devem ser excluídos de operações de redução devido ao risco de arritmias induzidas por campos magnéticos.

      Outros efeitos na saúde

      Os perigos para os trabalhadores, a população em geral e o meio ambiente resultantes da emissão de gases, fumaças e poeiras contendo flúor devido ao uso do fluxo de criolita foram amplamente relatados (ver tabela 1). Em crianças que vivem nas proximidades de fundições de alumínio mal controladas, foram relatados graus variáveis ​​de manchas nos dentes permanentes se a exposição ocorreu durante a fase de desenvolvimento do crescimento dos dentes permanentes. Entre os trabalhadores de fundição antes de 1950, ou onde o controle inadequado de efluentes de flúor continuou, graus variáveis ​​de fluorose óssea foram observados. O primeiro estágio dessa condição consiste em um simples aumento da densidade óssea, particularmente acentuado nos corpos vertebrais e na pelve. À medida que o flúor é mais absorvido pelo osso, a calcificação dos ligamentos da pelve é vista em seguida. Finalmente, no caso de exposição extrema e prolongada ao flúor, observa-se calcificação das estruturas paravertebrais e outras estruturas ligamentares, bem como das articulações. Embora este último estágio tenha sido visto em sua forma severa em plantas de processamento de criolita, tais estágios avançados raramente ou nunca foram vistos em trabalhadores de fundição de alumínio. Aparentemente, as alterações radiológicas menos graves nas estruturas ósseas e ligamentares não estão associadas a alterações da função arquitetônica ou metabólica do osso. Por práticas de trabalho apropriadas e controle ventilatório adequado, os trabalhadores em tais operações de redução podem ser facilmente impedidos de desenvolver qualquer uma das alterações de raios-x anteriores, apesar de 25 a 40 anos de tal trabalho. Finalmente, a mecanização das operações da sala de cubas deve minimizar, se não eliminar totalmente, quaisquer perigos associados ao flúor.

      Tabela 1. Entradas de materiais de processo e saídas de poluição para fundição e refino de alumínio

      Processo

      entrada de material

      Emissões de ar

      Resíduos de processo

      Outros resíduos

      refino de bauxita

      Bauxita, hidróxido de sódio

      Partículas cáusticas/água
      vapor

       

      Resíduo contendo silício, ferro, titânio, óxidos de cálcio e soda cáustica

      Clarificação e precipitação de alumina

      Pasta de alumina, amido, água

       

      Águas residuais contendo amido, areia e soda cáustica

       

      calcinação de alumina

      hidrato de alumínio

      Partículas e vapor de água

         

      Eletrolítico primário
      fundição de alumínio

      Alumina, ânodos de carbono, células eletrolíticas, criolita

      Flúor - tanto gasoso quanto particulado, dióxido de carbono, dióxido de enxofre, monóxido de carbono, C2F6 ,CF4 e carbonos perfluorados (PFC)

       

      Potliners gastos

       

      Desde o início dos anos 1980, uma condição semelhante à asma foi definitivamente demonstrada entre trabalhadores em salas de cubas de redução de alumínio. Essa aberração, conhecida como asma ocupacional associada à fundição de alumínio (OAAAS), é caracterizada por resistência variável ao fluxo de ar, hiperresponsividade brônquica ou ambas, e não é precipitada por estímulos fora do local de trabalho. Seus sintomas clínicos consistem em pieira, aperto no peito e falta de ar e tosse não produtiva, que geralmente duram algumas horas após as exposições de trabalho. O período latente entre o início da exposição ao trabalho e o início da OAAAS é altamente variável, variando de 1 semana a 10 anos, dependendo da intensidade e do caráter da exposição. A condição geralmente melhora com a remoção do local de trabalho após as férias e assim por diante, mas se tornará mais frequente e grave com exposições contínuas ao trabalho.

      Embora a ocorrência dessa condição tenha sido correlacionada com as concentrações de flúor na sala de cubas, não está claro se a etiologia do distúrbio surge especificamente da exposição a esse agente químico. Dada a complexa mistura de poeiras e vapores (por exemplo, fluoretos particulados e gasosos, dióxido de enxofre, além de baixas concentrações de óxidos de vanádio, níquel e cromo), é mais provável que tais medições de fluoretos representem um substituto para essa mistura complexa de vapores, gases e particulados encontrados em salas de cubas.

      Atualmente, parece que essa condição faz parte de um grupo cada vez mais importante de doenças ocupacionais: a asma ocupacional. O processo causal que resulta nesse distúrbio é determinado com dificuldade em um caso individual. Sinais e sintomas de OAAAS podem resultar de: asma pré-existente baseada em alergia, hiperresponsividade brônquica inespecífica, síndrome de disfunção reativa das vias aéreas (RADS) ou asma ocupacional verdadeira. O diagnóstico desta condição é atualmente problemático, exigindo história compatível, presença de limitação variável do fluxo aéreo ou, na sua ausência, produção de hiperresponsividade brônquica induzida farmacologicamente. Mas se o último não for demonstrável, esse diagnóstico é improvável. (No entanto, esse fenômeno pode eventualmente desaparecer depois que o distúrbio desaparece com a remoção das exposições de trabalho.)

      Uma vez que esse distúrbio tende a se tornar progressivamente mais grave com a exposição contínua, os indivíduos afetados geralmente precisam ser removidos das exposições de trabalho contínuas. Embora os indivíduos com asma atópica preexistente devam inicialmente ser impedidos de entrar em celas com redução de alumínio, a ausência de atopia não pode prever se essa condição ocorrerá após exposições no trabalho.

      Existem atualmente relatórios sugerindo que o alumínio pode estar associado à neurotoxicidade entre os trabalhadores envolvidos na fundição e soldagem deste metal. Foi claramente demonstrado que o alumínio é absorvido pelos pulmões e excretado na urina em níveis superiores ao normal, particularmente em trabalhadores de celas de redução. No entanto, grande parte da literatura sobre os efeitos neurológicos em tais trabalhadores deriva da presunção de que a absorção de alumínio resulta em neurotoxicidade humana. Consequentemente, até que tais associações sejam mais reprodutivelmente demonstráveis, a conexão entre o alumínio e a neurotoxicidade ocupacional deve ser considerada especulativa neste momento.

      Devido à necessidade ocasional de gastar mais de 300 kcal/h durante a troca de ânodos ou realizar outro trabalho extenuante na presença de criolita fundida e alumínio, distúrbios de calor podem ser observados durante os períodos de clima quente. Tais episódios são mais prováveis ​​de ocorrer quando o clima inicialmente muda das condições moderadas para quentes e úmidas do verão. Além disso, as práticas de trabalho que resultam em troca acelerada de ânodo ou emprego em dois turnos de trabalho sucessivos durante o tempo quente também predispõem os trabalhadores a tais distúrbios de calor. Trabalhadores inadequadamente aclimatados ao calor ou fisicamente condicionados, cuja ingestão de sal é inadequada ou que têm doenças intercorrentes ou recentes são particularmente propensos ao desenvolvimento de exaustão pelo calor e/ou cãibras de calor durante a execução de tarefas tão árduas. A insolação ocorreu, mas raramente entre os trabalhadores da fundição de alumínio, exceto entre aqueles com alterações de saúde predisponentes conhecidas (por exemplo, alcoolismo, envelhecimento).

      Foi demonstrado que a exposição aos aromáticos policíclicos associados à respiração de fumaça e partículas de piche coloca o pessoal da célula de redução do tipo Soderberg, em particular, em risco excessivo de desenvolver câncer de bexiga; o excesso de risco de câncer é menos bem estabelecido. Presume-se que os trabalhadores em fábricas de eletrodos de carbono, onde misturas de coque e alcatrão aquecidos, também corram esse risco. No entanto, depois que os eletrodos foram cozidos por vários dias a cerca de 1,200 °C, os compostos aromáticos policíclicos são praticamente totalmente queimados ou volatilizados e não estão mais associados a esses ânodos ou cátodos. Portanto, as células de redução que utilizam eletrodos pré-cozidos não mostraram tão claramente apresentar um risco indevido de desenvolvimento desses distúrbios malignos. Outras neoplasias (por exemplo, leucemia não granulocítica e câncer cerebral) foram sugeridas em operações de redução de alumínio; no presente, tais evidências são fragmentárias e inconsistentes.

      Nas proximidades das células eletrolíticas, o uso de quebra-crosta pneumático nas salas de cubas produz níveis de ruído da ordem de 100 dBA. As células de redução eletrolítica são operadas em série a partir de uma fonte de alimentação de baixa tensão e alta amperagem e, consequentemente, os casos de choque elétrico geralmente não são graves. No entanto, na casa de força, no ponto onde a alimentação de alta tensão se une à rede de conexão em série da sala de cubas, podem ocorrer acidentes graves com choque elétrico, principalmente porque a alimentação elétrica é uma corrente alternada de alta tensão.

      Como as preocupações com a saúde foram levantadas em relação às exposições associadas a campos de energia eletromagnética, a exposição dos trabalhadores dessa indústria foi questionada. Deve-se reconhecer que a energia fornecida às células de redução eletrolítica é de corrente contínua; portanto, os campos eletromagnéticos gerados nas salas de cubas são principalmente do tipo campo estático ou estacionário. Tais campos, em contraste com os campos eletromagnéticos de baixa frequência, mostram ainda menos facilmente que exercem efeitos biológicos consistentes ou reprodutíveis, tanto experimental quanto clinicamente. Além disso, os níveis de fluxo dos campos magnéticos medidos nas salas de células atuais são comumente encontrados dentro dos valores-limite provisórios atualmente propostos para campos magnéticos estáticos, sub-rádio frequência e campos elétricos estáticos. A exposição a campos eletromagnéticos de frequência ultrabaixa também ocorre em plantas de redução, especialmente nas extremidades dessas salas adjacentes às salas de retificação. No entanto, os níveis de fluxo encontrados nas salas de cubas próximas são mínimos, bem abaixo dos padrões atuais. Finalmente, evidências epidemiológicas coerentes ou reprodutíveis de efeitos adversos à saúde devido a campos eletromagnéticos em usinas de redução de alumínio não foram demonstradas de forma convincente.

      Fabricação de eletrodos

      Trabalhadores em contato com vapores de piche podem desenvolver eritema; a exposição à luz solar induz fotossensibilização com aumento da irritação. Casos de tumores cutâneos localizados ocorreram entre trabalhadores de eletrodos de carbono onde era praticada higiene pessoal inadequada; após a excisão e a mudança de emprego, geralmente não há mais disseminação ou recorrência. Durante a fabricação do eletrodo, quantidades consideráveis ​​de pó de carbono e piche podem ser geradas. Nos casos em que tais exposições à poeira foram graves e inadequadamente controladas, houve relatos ocasionais de que os fabricantes de eletrodos de carbono podem desenvolver pneumoconiose simples com enfisema focal, complicada pelo desenvolvimento de lesões fibróticas maciças. Tanto a pneumoconiose simples quanto a complicada são indistinguíveis da condição correspondente de pneumoconiose dos mineiros. A moagem do coque em moinhos de bolas produz níveis de ruído de até 100 dBA.

      Nota do editor: A indústria de produção de alumínio foi classificada como uma causa conhecida do Grupo 1 de cânceres humanos pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC). Uma variedade de exposições foi associada a outras doenças (por exemplo, “asma de sala de cubas”) que são descritas em outras partes deste enciclopédia.

       

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      Quarta-feira, 16 Março 2011 19: 06

      Fabricação de cabos elétricos

      Os cabos vêm em uma variedade de tamanhos para diferentes usos, desde cabos de energia de supertensão que transportam energia elétrica a mais de 100 kilovolts, até cabos de telecomunicações. No passado, estes últimos utilizavam condutores de cobre, mas estes foram substituídos por cabos de fibra ótica, que transportam mais informações em um cabo muito menor. Entre eles estão os cabos gerais usados ​​para fins de fiação residencial, outros cabos flexíveis e cabos de energia com tensões inferiores às dos cabos de supertensão. Além disso, existem cabos mais especializados, como cabos com isolamento mineral (usados ​​onde sua proteção inerente contra queimaduras em um incêndio é crucial - por exemplo, em uma fábrica, em um hotel ou a bordo de um navio), fios esmaltados (usados ​​como enrolamentos para motores), fios de ouropel (usados ​​na conexão encaracolada de um aparelho de telefone), cabos de fogão (que historicamente usavam isolamento de amianto, mas agora usam outros materiais) e assim por diante.

      Materiais e Processos

      Condutores

      O material mais comum usado como condutor em cabos sempre foi o cobre, devido à sua condutividade elétrica. O cobre tem que ser refinado para alta pureza antes de ser transformado em um condutor. O refino de cobre a partir de minério ou sucata é um processo de duas etapas:

      1. refino de fogo em um grande forno para remover impurezas indesejadas e fundir um ânodo de cobre
      2. refino eletrolítico em uma célula elétrica contendo ácido sulfúrico, a partir do qual o cobre muito puro é depositado no cátodo.

       

      Nas fábricas modernas, os cátodos de cobre são fundidos em um forno de cuba e fundidos e laminados continuamente em barras de cobre. Essa haste é estirada até o tamanho necessário em uma máquina de trefilação, puxando o cobre através de uma série de matrizes precisas. Historicamente, a operação de trefilação era realizada em um local central, com muitas máquinas produzindo fios de diferentes tamanhos. Mais recentemente, fábricas autônomas menores têm sua própria operação de trefilação menor. Para algumas aplicações especializadas, o condutor de cobre é revestido com um revestimento de metal, como estanho, prata ou zinco.

      Condutores de alumínio são usados ​​em cabos de energia aéreos, onde o peso mais leve mais do que compensa a condutividade inferior em comparação com o cobre. Os condutores de alumínio são feitos espremendo um lingote aquecido de alumínio através de uma matriz usando uma prensa de extrusão.

      Condutores metálicos mais especializados utilizam ligas especiais para uma aplicação específica. Uma liga de cádmio-cobre foi usada para catenárias aéreas (o condutor aéreo usado em uma ferrovia) e para o fio de ouropel usado em um aparelho de telefone. O cádmio aumenta a resistência à tração em comparação com o cobre puro e é usado para que a catenária não ceda entre os suportes. A liga de cobre-berílio também é usada em certas aplicações.

      As fibras ópticas, constituídas por um filamento contínuo de vidro de alta qualidade óptica para transmissão de telecomunicações, foram desenvolvidas no início dos anos 1980. Isso exigia uma tecnologia de fabricação totalmente nova. Tetracloreto de silício é queimado dentro de um torno mecânico para depositar dióxido de silício em um molde. O dióxido de silício é convertido em vidro por aquecimento em atmosfera de cloro; em seguida, é desenhado no tamanho certo e uma camada protetora é aplicada.

      Isolamento

      Muitos materiais de isolamento têm sido usados ​​em diferentes tipos de cabos. Os tipos mais comuns são os materiais plásticos, como PVC, polietileno, politetrafluoretileno (PTFE) e poliamidas. Em cada caso, o plástico é formulado para atender a uma especificação técnica e é aplicado na parte externa do condutor usando uma máquina de extrusão. Em alguns casos, podem ser adicionados materiais ao composto plástico para uma aplicação específica. Alguns cabos de energia, por exemplo, incorporam um composto de silano para reticulação do plástico. Nos casos em que o cabo vai ser enterrado no solo, é adicionado um pesticida para evitar que os cupins comam o isolamento.

      Alguns cabos flexíveis, especialmente aqueles em minas subterrâneas, usam isolamento de borracha. Centenas de diferentes compostos de borracha são necessários para atender a diferentes especificações, e é necessária uma instalação especializada em compostos de borracha. A borracha é extrudada no condutor. Também deve ser vulcanizado passando por um banho de sal de nitrito quente ou por um líquido pressurizado. Para evitar que os condutores adjacentes isolados com borracha grudem, eles são puxados através de pó de talco.

      O condutor dentro de um cabo pode ser enrolado com um isolante como papel (que pode ter sido embebido em óleo mineral ou sintético) ou mica. Uma bainha externa é então aplicada, normalmente por extrusão de plástico.

      Dois métodos de fabricação de cabos com isolamento mineral (MI) foram desenvolvidos. No primeiro, um tubo de cobre tem vários condutores sólidos de cobre inseridos nele, e o espaço entre eles é preenchido com um pó de óxido de magnésio. Todo o conjunto é então puxado para baixo através de uma série de matrizes até o tamanho necessário. A outra técnica envolve a soldagem contínua de uma espiral de cobre em torno de condutores separados por pó. Em uso, a bainha de cobre externa de um cabo MI é a conexão de aterramento e os condutores internos conduzem a corrente. Embora nenhuma camada externa seja necessária, alguns clientes especificam uma bainha de PVC por razões estéticas. Isso é contraproducente, pois a principal vantagem do cabo MI é que ele não queima, e uma bainha de PVC anula um pouco essa vantagem.

      Nos últimos anos, o comportamento dos cabos em incêndios tem recebido atenção crescente por dois motivos:

      1. A maioria das borrachas e plásticos, os materiais de isolamento tradicionais, emitem grandes quantidades de fumaça e gases tóxicos em um incêndio e, em vários incidentes de incêndio de alto perfil, essa foi a principal causa de morte.
      2. Depois que um cabo é queimado, os condutores tocam e fundem o circuito e, portanto, a energia elétrica é perdida. Isso levou ao desenvolvimento de compostos de baixo teor de fumaça e fogo (LSF), tanto para materiais de plástico quanto de borracha. Deve-se perceber, no entanto, que o melhor desempenho em um incêndio sempre será obtido de um cabo MI.

       

      Vários materiais especializados são usados ​​para determinados cabos. Os cabos de supertensão são preenchidos com óleo para propriedades de isolamento e resfriamento. Outros cabos usam uma graxa de hidrocarboneto conhecida como MIND, vaselina ou uma bainha de chumbo. Os fios esmaltados são normalmente feitos revestindo-os com um esmalte de poliuretano dissolvido em cresol.

      Fabricação de cabos

      Em muitos cabos, os condutores isolados individuais são torcidos juntos para formar uma configuração particular. Várias bobinas contendo os condutores individuais giram em torno de um eixo central à medida que o cabo é puxado pela máquina, em operações conhecidas como encalhe e disposição.

      Alguns cabos precisam ser protegidos contra danos mecânicos. Muitas vezes isso é feito por trança, onde um material é entrelaçado em torno do isolamento externo de um cabo flexível, de modo que cada fio se cruze repetidamente em espiral. Um exemplo de tal cabo trançado (pelo menos no Reino Unido) é o usado em ferros elétricos, onde fios têxteis são usados ​​como material trançado. Em outros casos, o fio de aço é usado para o trançado, onde a operação é referida como blindagem.

      operações auxiliares

      Cabos maiores são fornecidos em tambores de até alguns metros de diâmetro. Tradicionalmente, os tambores são de madeira, mas têm sido usados ​​tambores de aço. Um tambor de madeira é feito pregando madeira serrada usando uma máquina ou uma pistola de pregar pneumática. Um conservante de cobre-cromo-arsênico é usado para evitar que a madeira apodreça. Cabos menores geralmente são fornecidos em uma bobina de papelão.

      A operação de unir as duas pontas dos cabos, conhecida como junção, pode muito bem ter que ser realizado em um local remoto. A junta não só deve ter uma boa conexão elétrica, mas também deve ser capaz de suportar futuras condições ambientais. Os compostos de junta usados ​​são geralmente resinas acrílicas e incorporam compostos de isocianato e sílica em pó.

      Os conectores de cabo são comumente feitos de latão em tornos automáticos que os fabricam a partir de barras. As máquinas são resfriadas e lubrificadas usando uma emulsão água-óleo. Os clipes de cabo são feitos por máquinas de injeção de plástico.

      Perigos e sua Prevenção

      O perigo à saúde mais difundido em toda a indústria de cabo é o ruído. As operações mais ruidosas são:

      • desenho do fio
      • trança
      • a refinaria de fogo de cobre
      • vazamento contínuo de hastes de cobre
      • fabricação de tambores de cabo.

       

      Níveis de ruído superiores a 90 dBA são comuns nessas áreas. Para trefilação e trançamento, o nível geral de ruído depende do número e localização das máquinas e do ambiente acústico. O layout da máquina deve ser planejado para minimizar a exposição a ruídos. Caixas acústicas cuidadosamente projetadas são os meios mais eficazes de controlar o ruído, mas são caras. Para a refinaria de fogo de cobre e lingotamento contínuo de varetas de cobre as principais fontes de ruído são os queimadores, que devem ser projetados para baixa emissão de ruído. No caso da fabricação de tambores de cabo, as pistolas de pregos operadas pneumaticamente são a principal fonte de ruído, que pode ser reduzida diminuindo a pressão da linha de ar e instalando silenciadores de exaustão. A norma da indústria na maioria dos casos acima, no entanto, é fornecer proteção auditiva aos trabalhadores nas áreas afetadas, mas tal proteção será mais desconfortável do que o normal devido aos ambientes quentes na refinaria de cobre e vazamento contínuo de hastes de cobre. Audiometria regular também deve ser realizada para monitorar a audição de cada indivíduo.

      Muitos dos riscos de segurança e sua prevenção são os mesmos de muitas outras indústrias manufatureiras. No entanto, alguns perigos especiais são apresentados por algumas máquinas de fabricação de cabos, na medida em que possuem numerosas bobinas de condutores girando em torno de dois eixos ao mesmo tempo. É essencial garantir que as proteções da máquina estejam travadas para evitar que a máquina opere, a menos que as proteções estejam posicionadas para impedir o acesso a nips em movimento e outras peças rotativas, como grandes tambores de cabos. Durante o rosqueamento inicial da máquina, quando pode ser necessário permitir o acesso do operador dentro da proteção da máquina, a máquina deve ser capaz de se mover apenas alguns centímetros por vez. Arranjos de intertravamento podem ser obtidos por meio de uma chave exclusiva que abre a proteção ou deve ser inserida no console de controle para permitir sua operação.

      Uma avaliação do risco de partículas voadoras - por exemplo, se um fio quebrar e se soltar - deve ser feita.

      As proteções devem, preferencialmente, ser projetadas para impedir fisicamente que tais partículas atinjam o operador. Quando isso não for possível, proteção ocular adequada deve ser fornecida e usada. As operações de trefilação são frequentemente designadas como áreas onde a proteção para os olhos deve ser usada.

      Condutores

      Em qualquer processo de metal quente, como uma refinaria de fogo de cobre ou hastes de cobre fundidas, a água deve ser evitada de entrar em contato com o metal fundido para evitar uma explosão. Carregar o forno pode resultar na fuga de vapores de óxido de metal no local de trabalho. Isso deve ser controlado usando ventilação de exaustão local eficaz sobre a porta de carregamento. Da mesma forma, as passagens pelas quais o metal fundido passa do forno para a máquina de fundição e a própria máquina de fundição precisam ser controladas adequadamente.

      O principal perigo na refinaria eletrolítica é a névoa de ácido sulfúrico formada em cada célula. As concentrações no ar devem ser mantidas abaixo de 1 mg/m3 por ventilação adequada para evitar irritação.

      Ao fundir hastes de cobre, um risco adicional pode ser apresentado pelo uso de placas de isolamento ou mantas para conservar o calor ao redor da roda de fundição. Os materiais cerâmicos podem ter substituído o amianto em tais aplicações, mas as próprias fibras cerâmicas devem ser manuseadas com muito cuidado para evitar exposições. Esses materiais tornam-se mais friáveis ​​(isto é, quebram-se facilmente) após o uso, quando são afetados pelo calor, e a exposição a fibras respiráveis ​​transportadas pelo ar resulta de seu manuseio.

      Um perigo incomum é apresentado na fabricação de cabos de alimentação de alumínio. Uma suspensão de grafite em óleo pesado é aplicada ao aríete da prensa de extrusão para evitar que o tarugo de alumínio grude no aríete. Como o aríete está quente, parte desse material é queimado e sobe para o espaço do telhado. Desde que não haja nenhum operador de ponte rolante nas proximidades e que os ventiladores de teto estejam instalados e funcionando, não deve haver risco para a saúde dos trabalhadores.

      Fabricar ligas de cobre-cádmio ou ligas de cobre-cádmio pode apresentar altos riscos para os funcionários envolvidos. Como o cádmio ferve bem abaixo do ponto de fusão do cobre, vapores de óxido de cádmio gerados recentemente serão gerados em grandes quantidades sempre que o cádmio for adicionado ao cobre fundido (o que deve ser para fazer a liga). O processo pode ser realizado com segurança apenas com um projeto muito cuidadoso da ventilação de exaustão local. Da mesma forma, a fabricação da liga de cobre-berílio requer grande atenção aos detalhes, uma vez que o berílio é o mais tóxico de todos os metais tóxicos e possui os limites de exposição mais rigorosos.

      A fabricação de fibras ópticas é uma operação altamente especializada e de alta tecnologia. Os produtos químicos usados ​​têm seus próprios perigos especiais, e o controle do ambiente de trabalho requer o projeto, instalação e manutenção de LEV complexos e sistemas de ventilação de processo. Esses sistemas devem ser controlados por dampers de controle monitorados por computador. Os principais perigos químicos são de cloro, cloreto de hidrogênio e ozônio. Além disso, os solventes usados ​​para limpar as matrizes devem ser manuseados em cabines de exaustão, e o contato da pele com as resinas à base de acrilato usadas para revestir as fibras deve ser evitado.

      Isolamento

      As operações de composição de plástico e de borracha apresentam perigos particulares que devem ser adequadamente controlados (consulte o capítulo Indústria de Borracha). Embora a indústria de cabos possa usar compostos diferentes de outras indústrias, as técnicas de controle são as mesmas.

      Ao serem aquecidos, os compostos plásticos desprenderão uma mistura complexa de produtos de degradação térmica, cuja composição dependerá do composto plástico original e da temperatura a que está submetido. Na temperatura normal de processamento de extrusoras de plástico, os contaminantes transportados pelo ar geralmente são um problema relativamente pequeno, mas é prudente instalar ventilação no espaço entre a cabeça da extrusora e o bebedouro usado para resfriar o produto, principalmente para controlar a exposição ao ftalato plastificantes comumente usados ​​em PVC. A fase da operação que pode justificar uma investigação mais aprofundada é durante uma transição. O operador deve ficar sobre o cabeçote extrusor para remover o composto plástico ainda quente e, em seguida, passar o novo composto (e no chão) até que apenas a nova cor saia e o cabo esteja centralizado no cabeçote extrusor. Pode ser difícil projetar LEV eficaz durante esta fase, quando o operador está tão próximo do cabeçote da extrusora.

      O politetrafluoretileno (PTFE) tem seu próprio risco especial. Pode causar febre de fumaça de polímero, que apresenta sintomas semelhantes aos da gripe. A condição é temporária, mas deve ser evitada controlando adequadamente as exposições ao composto aquecido.

      O uso da borracha na fabricação de cabos tem apresentado um nível de risco menor do que outros usos da borracha, como na indústria de pneus. Em ambas as indústrias, o uso de um antioxidante (Nonox S) contendo β-naftilamina, até sua retirada em 1949, resultou em casos de câncer de bexiga até 30 anos depois naqueles que haviam sido expostos antes da data de retirada, mas nenhum em aqueles empregados depois de 1949 apenas. A indústria de cabos, no entanto, não experimentou o aumento da incidência de outros tipos de câncer, principalmente de pulmão e estômago, observados na indústria de pneus. O motivo é quase certo que na fabricação de cabos as máquinas de extrusão e vulcanização são fechadas, e a exposição dos funcionários a vapores e pó de borracha era geralmente muito menor do que na indústria de pneus. Uma exposição de preocupação potencial em fábricas de cabos de borracha é o uso de talco. É importante garantir que apenas a forma não fibrosa do talco (isto é, aquela que não contém nenhuma tremolita fibrosa) seja usada e que o talco seja aplicado em uma caixa fechada com exaustão local.

      Muitos cabos são impressos com marcações de identificação. Onde impressoras de jato de vídeo modernas são usadas, o risco à saúde é quase certamente insignificante devido às quantidades muito pequenas de solvente utilizadas. Outras técnicas de impressão, no entanto, podem resultar em exposições significativas a solventes, seja durante a produção normal ou, mais comumente, durante as operações de limpeza. Sistemas de exaustão adequados devem, portanto, ser usados ​​para controlar tais exposições.

      Os principais perigos da fabricação de cabos MI são exposição à poeira, ruído e vibração. Os dois primeiros são controlados por técnicas padrão descritas em outro lugar. A exposição à vibração ocorreu no passado durante estampagem, quando uma ponta era formada na extremidade do tubo montado por inserção manual em uma máquina com martelos rotativos, para que a ponta pudesse ser inserida na máquina de trefilação. Mais recentemente, este tipo de máquina de estampagem foi substituído por máquinas pneumáticas, o que eliminou tanto a vibração quanto o ruído gerado pelo método mais antigo.

      A exposição ao chumbo durante o revestimento de chumbo deve ser controlada pelo uso de LEV adequado e pela proibição de comer, beber e fumar em áreas susceptíveis de serem contaminadas com chumbo. O monitoramento biológico regular deve ser realizado por meio da análise de amostras de sangue quanto ao teor de chumbo em um laboratório qualificado.

      O cresol utilizado na fabricação dos fios esmaltados é corrosivo e apresenta odor característico em baixíssimas concentrações. Parte do poliuretano é termicamente degradado nos fornos de esmaltação para liberar tolueno diisocianato (TDI), um potente sensibilizador respiratório. Um bom LEV é necessário em torno dos fornos com pós-combustores catalíticos para garantir que o TDI não polua a área circundante.

      operações auxiliares

      Articulação as operações apresentam perigos para dois grupos distintos de trabalhadores – os que as fabricam e os que as utilizam. A fabricação envolve o manuseio de um pó fibrogênico (sílica), um sensibilizador respiratório (isocianato) e um sensibilizador da pele (resina acrílica). O LEV eficaz deve ser usado para controlar adequadamente as exposições dos funcionários, e luvas adequadas devem ser usadas para evitar o contato da pele com a resina. O principal perigo para os usuários dos compostos é a sensibilização da pele à resina. Isso pode ser difícil de controlar, pois o articulador pode não ser capaz de evitar totalmente o contato com a pele e, muitas vezes, estará em um local remoto, longe de uma fonte de água para fins de limpeza. Um limpador de mãos sem água é, portanto, essencial.

      Perigos ambientais e sua prevenção

      Em geral, a fabricação de cabos não resulta em emissões significativas fora da fábrica. Há três exceções a esta regra. A primeira é que a exposição aos vapores de solventes usados ​​para impressão e outros fins é controlada pelo uso de sistemas LEV que descarregam os vapores na atmosfera. Essas emissões de compostos orgânicos voláteis (VOCs) são um dos componentes necessários para formar a poluição fotoquímica e, portanto, estão sob pressão crescente das autoridades reguladoras em vários países. A segunda exceção é a liberação potencial de TDI da fabricação de arame esmaltado. A terceira exceção é que, em vários casos, a fabricação das matérias-primas utilizadas nos cabos pode resultar em emissões ambientais se não forem tomadas medidas de controle. As emissões de partículas metálicas de uma refinaria de cobre e da fabricação de ligas cádmio-cobre ou berílio-cobre devem ser canalizadas para sistemas de filtro de mangas adequados. Da mesma forma, quaisquer emissões de partículas de compostos de borracha devem ser canalizadas para uma unidade de filtro de mangas. As emissões de particulados, cloreto de hidrogênio e cloro da fabricação de fibras ópticas devem ser canalizadas para um sistema de filtro de mangas seguido de um lavador de soda cáustica.

       

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      Quarta-feira, 16 Março 2011 21: 06

      Fundição e refino de ouro

      Adaptado da 3ª edição, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

      A mineração de ouro é realizada em pequena escala por garimpeiros individuais (por exemplo, na China e no Brasil) e em grande escala em minas subterrâneas (por exemplo, na África do Sul) e a céu aberto (por exemplo, nos Estados Unidos).

      O método mais simples de mineração de ouro é o garimpo, que envolve encher um prato circular com areia ou cascalho contendo ouro, segurando-o sob uma corrente de água e girando-o. A areia mais clara e o cascalho são gradualmente lavados, deixando as partículas de ouro próximas ao centro da panela. A mineração de ouro hidráulica mais avançada consiste em direcionar um poderoso fluxo de água contra o cascalho ou areia contendo ouro. Isso desintegra o material e o lava através de comportas especiais nas quais o ouro se deposita, enquanto o cascalho mais leve é ​​lançado. Para a mineração fluvial, são utilizadas dragas elevadoras, que consistem em barcos de fundo chato que utilizam uma corrente de pequenos baldes para recolher o material do fundo do rio e esvaziá-lo em um recipiente de peneiramento (trommel). O material é girado no trommel enquanto a água é direcionada para ele. A areia contendo ouro afunda através de perfurações no trommel e cai em mesas vibratórias para maior concentração.

      Existem dois métodos principais para a extração de ouro do minério. Esses são os processos de amalgamação e cianetação. O processo de amalgamação baseia-se na capacidade do ouro de se ligar ao mercúrio metálico para formar amálgamas de consistências variadas, do sólido ao líquido. O ouro pode ser facilmente removido do amálgama por destilação do mercúrio. Na amalgamação interna, o ouro é separado dentro do aparelho de britagem ao mesmo tempo em que o minério é triturado. O amálgama removido do aparelho é lavado de qualquer mistura com água em tigelas especiais. Em seguida, o mercúrio restante é pressionado para fora do amálgama. Na amalgamação externa, o ouro é separado fora do aparelho de trituração, em amalgamadores ou comportas (uma mesa inclinada coberta com folhas de cobre). Antes que o amálgama seja removido, mercúrio fresco é adicionado. O amálgama purificado e lavado é então prensado. Em ambos os processos, o mercúrio é removido do amálgama por destilação. O processo de fusão é raro hoje, exceto na mineração de pequena escala, devido a preocupações ambientais.

      A extração de ouro por meio de cianetação baseia-se na capacidade do ouro de formar um sal duplo estável KAu(CN) solúvel em água2 quando combinado com cianeto de potássio em associação com oxigênio. A polpa resultante da britagem do minério de ouro é composta por partículas cristalinas maiores, conhecidas como areias, e partículas amorfas menores, conhecidas como silte. A areia, por ser mais pesada, é depositada no fundo do aparelho e permite a passagem de soluções (incluindo lodo). O processo de extração de ouro consiste em alimentar minério finamente moído em uma cuba de lixiviação e filtrar uma solução de potássio ou cianeto de sódio através dela. O lodo é separado das soluções de cianeto de ouro pela adição de espessantes e por filtração a vácuo. A lixiviação em pilha, na qual a solução de cianeto é derramada sobre uma pilha nivelada de minério triturado grosseiramente, está se tornando mais popular, especialmente com minérios de baixo teor e rejeitos de minas. Em ambos os casos, o ouro é recuperado da solução de cianeto de ouro pela adição de pó de alumínio ou zinco. Em uma operação separada, o ácido concentrado é adicionado em um reator de digestão para dissolver o zinco ou alumínio, deixando para trás o ouro sólido.

      Sob a influência do ácido carbônico, da água e do ar, bem como dos ácidos presentes no minério, as soluções de cianeto se decompõem e liberam o gás cianeto de hidrogênio. Para evitar isso, adiciona-se álcali (cal ou soda cáustica). O cianeto de hidrogênio também é produzido quando o ácido é adicionado para dissolver o alumínio ou o zinco.

      Outra técnica de cianetação envolve o uso de carvão ativado para remover o ouro. Espessantes são adicionados à solução de cianeto de ouro antes da suspensão com carvão ativado para manter o carvão em suspensão. O carvão contendo ouro é removido por triagem e o ouro extraído usando cianeto alcalino concentrado em solução alcoólica. O ouro é então recuperado por eletrólise. O carvão pode ser reativado por torrefação e o cianeto pode ser recuperado e reutilizado.

      Tanto a amalgamação quanto a cianetação produzem metal que contém uma quantidade considerável de impurezas, o teor de ouro puro raramente excedendo 900 por mil de finura, a menos que seja refinado eletroliticamente para produzir um grau de finura de até 999.8 por mil e mais.

      O ouro também é recuperado como subproduto da fundição de cobre, chumbo e outros metais (ver o artigo “Fundição e refino de cobre, chumbo e zinco” neste capítulo).

      Perigos e sua prevenção

      O minério de ouro que ocorre em grandes profundidades é extraído por mineração subterrânea. Isso requer medidas para prevenir a formação e propagação de poeira em minas. A separação de ouro de minérios de arsênico dá origem à exposição de trabalhadores de minas ao arsênico e à poluição do ar e do solo com poeira contendo arsênico.

      Na extração de ouro com mercúrio, os trabalhadores podem ser expostos a altas concentrações de mercúrio no ar quando o mercúrio é colocado ou removido das comportas, quando o amálgama é purificado ou prensado e quando o mercúrio é removido por destilação; envenenamento por mercúrio foi relatado entre trabalhadores de amalgamação e destilação. O risco de exposição ao mercúrio na fusão tornou-se um problema sério em vários países do Extremo Oriente e da América do Sul.

      Nos processos de amalgamação, o mercúrio deve ser colocado nas comportas e a amálgama removida de forma a garantir que o mercúrio não entre em contacto com a pele das mãos (utilizando pás com cabos longos, vestuário de protecção impermeável ao mercúrio e em breve). O processamento do amálgama e a retirada ou prensagem do mercúrio também devem ser o mais mecanizados possível, sem possibilidade de contato das mãos com o mercúrio; o processamento da amálgama e a destilação do mercúrio devem ser efectuados em instalações separadas e isoladas em que as paredes, tectos, pavimentos, aparelhos e superfícies de trabalho sejam revestidos com material que não absorva mercúrio ou os seus vapores; todas as superfícies devem ser limpas regularmente para remover todos os depósitos de mercúrio. Todas as instalações destinadas a operações que envolvam o uso de mercúrio devem ser equipadas com exaustão geral e local. Esses sistemas de ventilação devem ser particularmente eficientes em locais onde o mercúrio é destilado. Os estoques de mercúrio devem ser mantidos em recipientes metálicos hermeticamente fechados sob um exaustor especial; os trabalhadores devem receber os EPIs necessários para o trabalho com mercúrio; e o ar deve ser monitorado sistematicamente nas instalações utilizadas para fusão e destilação. Também deve haver acompanhamento médico.

      A contaminação do ar por cianeto de hidrogênio em plantas de cianetação depende da temperatura do ar, ventilação, volume de material sendo processado, concentração das soluções de cianeto em uso, qualidade dos reagentes e número de instalações abertas. O exame médico de trabalhadores em fábricas de extração de ouro revelou sintomas de intoxicação crônica por cianeto de hidrogênio, além de alta frequência de dermatite alérgica, eczema e pioderma (doença inflamatória aguda da pele com formação de pus).

      A organização adequada da preparação de soluções de cianeto é particularmente importante. Se a abertura de tambores contendo sais de cianeto e a alimentação desses sais em cubas de dissolução não for mecanizada, pode haver contaminação substancial por pó de cianeto e gás de cianeto de hidrogênio. As soluções de cianeto devem ser alimentadas através de sistemas fechados por bombas dosadoras automáticas. Em plantas de cianetação de ouro, o grau correto de alcalinidade deve ser mantido em todos os aparelhos de cianetação; além disso, o aparelho de cianetação deve ser hermeticamente selado e equipado com LEV apoiado por ventilação geral adequada e monitoramento de vazamento. Todos os aparelhos de cianetação e as paredes, pisos, áreas abertas e escadas das instalações devem ser cobertos com materiais não porosos e limpos regularmente com soluções alcalinas fracas.

      O uso de ácidos para quebrar o zinco no processamento do lodo de ouro pode liberar cianeto de hidrogênio e arsina. Estas operações devem, portanto, ser realizadas em locais especialmente equipados e separados, com o uso de exaustores locais.

      Fumar deve ser proibido e os trabalhadores devem ter instalações separadas para comer e beber. Equipamentos de primeiros socorros devem estar disponíveis e devem conter material para remover imediatamente qualquer solução de cianeto que entre em contato com o corpo dos trabalhadores e antídotos para envenenamento por cianeto. Os trabalhadores devem receber roupas de proteção individual impermeáveis ​​a compostos de cianeto.

      Efeitos ambientais

      Há evidências de exposição ao vapor de mercúrio metálico e metilação do mercúrio na natureza, particularmente onde o ouro é processado. Em um estudo de água, assentamentos e peixes de áreas de mineração de ouro no Brasil, as concentrações de mercúrio em partes comestíveis de peixes consumidos localmente ultrapassaram em quase 6 vezes o nível brasileiro recomendado para consumo humano (Palheta e Taylor 1995). Em uma área contaminada da Venezuela, os garimpeiros têm usado mercúrio para separar o ouro da areia aurífera e dos pós de rocha há muitos anos. O alto nível de mercúrio no solo superficial e nos sedimentos de borracha da área contaminada constitui um sério risco ocupacional e de saúde pública.

      A contaminação de águas residuais por cianeto também é uma grande preocupação. As soluções de cianeto devem ser tratadas antes de serem liberadas ou devem ser recuperadas e reutilizadas. Emissões de gás cianeto de hidrogênio, por exemplo, no reator de digestão, são tratadas com um purificador antes de serem expelidas pela chaminé.

       

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      Quarta-feira, 16 Março 2011 19: 10

      Fabricação de lâmpadas e tubos elétricos

      As lâmpadas consistem em dois tipos básicos: lâmpadas de filamento (ou incandescentes) e lâmpadas de descarga. Os componentes básicos de ambos os tipos de lâmpadas incluem vidro, vários pedaços de arame de metal, um gás de enchimento e geralmente uma base. Dependendo do fabricante da lâmpada, esses materiais são fabricados internamente ou podem ser obtidos de um fornecedor externo. O fabricante típico de lâmpadas fará suas próprias lâmpadas de vidro, mas poderá comprar outras peças e vidros de fabricantes especializados ou de outras empresas de lâmpadas.

      Dependendo do tipo de lâmpada, uma variedade de vidros pode ser usada. Lâmpadas incandescentes e fluorescentes normalmente usam um vidro de cal sodada. As lâmpadas de temperatura mais alta usarão um vidro de borosilicato, enquanto as lâmpadas de descarga de alta pressão usarão quartzo ou cerâmica para o tubo de arco e vidro de borosilicato para o envelope externo. O vidro com chumbo (contendo aproximadamente 20 a 30% de chumbo) é normalmente usado para vedar as extremidades das lâmpadas.

      Os fios usados ​​como suportes ou conectores na construção da lâmpada podem ser feitos de uma variedade de materiais, incluindo aço, níquel, cobre, magnésio e ferro, enquanto os filamentos são feitos de tungstênio ou liga de tungstênio-tório. Um requisito crítico para o fio de suporte é que ele deve corresponder às características de expansão do vidro onde o fio penetra no vidro para conduzir a corrente elétrica para a lâmpada. Freqüentemente, fios condutores de várias partes são usados ​​nesta aplicação.

      As bases (ou tampas) são normalmente feitas de latão ou alumínio, sendo o latão o material preferido quando o uso externo é necessário.

      Lâmpadas de filamento ou incandescentes

      Lâmpadas de filamento ou incandescentes são o tipo de lâmpada mais antigo ainda fabricado. Eles recebem o nome da maneira como essas lâmpadas produzem sua luz: através do aquecimento de um filamento de fio a uma temperatura alta o suficiente para fazê-lo brilhar. Embora seja possível fabricar uma lâmpada incandescente com quase qualquer tipo de filamento (as primeiras lâmpadas usavam carbono), hoje a maioria dessas lâmpadas usa um filamento feito de metal de tungstênio.

      lâmpadas de tungstênio. A versão doméstica comum dessas lâmpadas consiste em um bulbo de vidro envolvendo um filamento de fio de tungstênio. A eletricidade é conduzida ao filamento por fios que sustentam o filamento e se estendem pelo suporte de vidro que é selado à lâmpada. Os fios são então conectados à base de metal, com um fio soldado no ilhó central da base e o outro conectado ao invólucro rosqueado. Os arames de sustentação são de composição especial, para que tenham as mesmas características de dilatação do vidro, evitando vazamentos quando as lâmpadas esquentam durante o uso. O bulbo de vidro é normalmente feito de vidro de cal, enquanto o suporte de vidro é de vidro com chumbo. O dióxido de enxofre é freqüentemente usado na preparação da montagem. O dióxido de enxofre atua como um lubrificante durante a montagem da lâmpada de alta velocidade. Dependendo do projeto da lâmpada, o bulbo pode envolver um vácuo ou pode usar um gás de enchimento de argônio ou algum outro gás não reativo.

      As lâmpadas deste design são vendidas com lâmpadas de vidro transparente, lâmpadas foscas e lâmpadas revestidas com uma variedade de materiais. Lâmpadas foscas e revestidas com um material branco (geralmente argila ou sílica amorfa) são usadas para reduzir o brilho do filamento encontrado nas lâmpadas transparentes. As lâmpadas também são revestidas com uma variedade de outros revestimentos decorativos, incluindo cerâmica colorida e lacas na parte externa das lâmpadas e outras cores, como amarelo ou rosa, na parte interna da lâmpada.

      Embora o formato doméstico típico seja o mais comum, as lâmpadas incandescentes podem ser feitas em vários formatos de bulbo, incluindo tubulares, globos e refletores, bem como em vários tamanhos e potências, desde subminiatura até grandes lâmpadas de palco/estúdio.

      lâmpadas halógenas de tungstênio. Um problema no projeto da lâmpada de filamento de tungstênio padrão é que o tungstênio evapora durante o uso e se condensa na parede de vidro mais fria, escurecendo-a e reduzindo a transmissão de luz. Adicionar um halogênio, como brometo de hidrogênio ou brometo de metila, ao gás de enchimento elimina esse problema. O halogênio reage com o tungstênio, evitando que ele se condense na parede de vidro. Quando a lâmpada esfria, o tungstênio se deposita novamente no filamento. Como essa reação funciona melhor em pressões de lâmpada mais altas, as lâmpadas de tungstênio-halogênio geralmente contêm gás em várias atmosferas de pressão. Normalmente, o halogênio é adicionado como parte do gás de enchimento da lâmpada, geralmente em concentrações de 2% ou menos.

      As lâmpadas de tungstênio-halógeno também podem usar lâmpadas feitas de quartzo em vez de vidro. As lâmpadas de quartzo podem suportar pressões mais altas do que as feitas de vidro. As lâmpadas de quartzo apresentam um perigo potencial, no entanto, uma vez que o quartzo é transparente à luz ultravioleta. Embora o filamento de tungstênio produza relativamente pouco ultravioleta, a exposição prolongada a curta distância pode produzir vermelhidão da pele e causar irritação nos olhos. Filtrar a luz através de uma tampa de vidro reduzirá bastante a quantidade de ultravioleta, além de fornecer proteção contra o quartzo quente no caso de a lâmpada se romper durante o uso.

      Perigos e Precauções

      No geral, os maiores perigos na produção de lâmpadas, independentemente do tipo de produto, são devidos aos perigos de equipamentos automatizados e ao manuseio de lâmpadas e lâmpadas de vidro e outros materiais. Cortes no vidro e golpes no equipamento operacional são as causas mais comuns de acidentes; problemas de manuseio de materiais, como movimentos repetitivos ou lesões nas costas, são de particular preocupação.

      A solda de chumbo é freqüentemente usada nas lâmpadas. Para lâmpadas usadas em aplicações de alta temperatura, soldas contendo cádmio podem ser usadas. Em operações automatizadas de montagem de lâmpadas, a exposição a ambas as soldas é mínima. Onde for feita solda manual, como em reparos ou operações semiautomáticas, as exposições ao chumbo ou cádmio devem ser monitoradas.

      As exposições potenciais a materiais perigosos durante a fabricação de lâmpadas diminuíram consistentemente desde meados do século XX. Na fabricação de lâmpadas incandescentes, um grande número de lâmpadas anteriormente eram gravadas com ácido fluorídrico ou soluções de sais de bifluoreto para produzir uma lâmpada fosca. Isso foi amplamente substituído pelo uso de um revestimento de argila de baixa toxicidade. Embora não seja completamente substituído, o uso de ácido fluorídrico foi bastante reduzido. Essa mudança reduziu o risco de queimaduras na pele e irritação pulmonar devido ao ácido. Os revestimentos cerâmicos coloridos usados ​​na parte externa de alguns produtos de lâmpadas continham anteriormente pigmentos de metais pesados, como chumbo, cádmio, cobalto e outros, além de usar uma frita de vidro de silicato de chumbo como parte da composição. Nos últimos anos, muitos dos pigmentos de metais pesados ​​foram substituídos por corantes menos tóxicos. Nos casos em que os metais pesados ​​ainda são usados, uma forma de menor toxicidade pode ser usada (por exemplo, cromo III em vez de cromo VI).

      Filamentos de tungstênio enrolados continuam a ser feitos envolvendo o tungstênio em torno de um molibdênio ou um fio de mandril de aço. Uma vez que a bobina foi formada e sinterizada, os mandris são dissolvidos usando ácido clorídrico (para o aço) ou uma mistura de ácido nítrico e sulfúrico para o molibdênio. Devido às potenciais exposições ácidas, este trabalho é feito rotineiramente em sistemas de capota ou, mais recentemente, em dispersores totalmente fechados (especialmente onde está envolvida a mistura nítrico/sulfúrico).

      Os gases de enchimento usados ​​nas lâmpadas de tungstênio-halogênio são adicionados às lâmpadas em sistemas totalmente fechados com pouca perda ou exposição. O uso de brometo de hidrogênio apresenta seus próprios problemas devido à sua natureza corrosiva. A LEV deve ser fornecida e a tubulação resistente à corrosão deve ser usada para os sistemas de fornecimento de gás. O fio de tungstênio toriado (geralmente 1 a 2% de tório) ainda é usado em alguns tipos de lâmpadas. No entanto, há pouco risco do tório na forma de fio.

      O dióxido de enxofre deve ser cuidadosamente controlado. A LEV deve ser usada onde quer que o material seja adicionado ao processo. Detectores de vazamento também podem ser úteis em áreas de armazenamento. O uso de cilindros de gás menores de 75 kg é preferível a recipientes maiores de 1,000 kg devido às possíveis consequências de uma liberação catastrófica.

      A irritação da pele pode ser um perigo potencial tanto dos fluxos de solda quanto das resinas usadas no cimento de base. Alguns sistemas de cimento de base usam paraformaldeído em vez de resinas naturais, resultando em exposição potencial ao formaldeído durante a cura do cimento de base.

      Todas as lâmpadas usam um sistema químico de “gettering”, no qual um material é revestido no filamento antes da montagem. O objetivo do getter é reagir e eliminar qualquer umidade residual ou oxigênio na lâmpada após a lâmpada ser selada. Getters típicos incluem nitreto de fósforo e misturas de pós metálicos de alumínio e zircônio. Embora o coletor de nitreto de fósforo seja bastante benigno em uso, o manuseio de pós metálicos de alumínio e zircônio pode ser um risco de inflamabilidade. Os getters são aplicados úmidos em um solvente orgânico, mas se o material for derramado, os pós metálicos secos podem ser inflamados por fricção. Incêndios em metais devem ser extintos com extintores especiais Classe D e não podem ser combatidos com água, espuma ou outros materiais usuais. Um terceiro tipo de getter inclui o uso de fosfina ou silano. Esses materiais podem ser incluídos no enchimento de gás da lâmpada em baixa concentração ou podem ser adicionados em alta concentração e “flash” na lâmpada antes do enchimento de gás final. Ambos os materiais são altamente tóxicos; se usado em alta concentração, sistemas totalmente fechados com detectores de vazamento e alarmes devem ser usados ​​no local.

      Lâmpadas e Tubos de Descarga

      As lâmpadas de descarga, modelos de baixa e alta pressão, são mais eficientes em termos de luz por watt do que as lâmpadas incandescentes. As lâmpadas fluorescentes têm sido usadas há muitos anos em edifícios comerciais e têm encontrado uso cada vez maior em casa. Recentemente, versões compactas da lâmpada fluorescente foram desenvolvidas especificamente para substituir a lâmpada incandescente.

      As lâmpadas de descarga de alta pressão têm sido usadas há muito tempo para grandes áreas e iluminação pública. Versões de baixa voltagem desses produtos também estão sendo desenvolvidas.

      Lâmpadas fluorescentes

      As lâmpadas fluorescentes recebem o nome do pó fluorescente usado para revestir o interior do tubo de vidro. Este pó absorve a luz ultravioleta produzida pelo vapor de mercúrio usado na lâmpada e a converte e reemite como luz visível.

      O vidro usado nesta lâmpada é semelhante ao usado nas lâmpadas incandescentes, usando vidro de cal para o tubo e vidro com chumbo para os suportes em cada extremidade. Duas famílias diferentes de fósforo estão em uso atualmente. Os halofosfatos, baseados em cloro-fluorofosfato de cálcio ou estrôncio, são os fósforos mais antigos, sendo amplamente utilizados no início dos anos 1950, quando substituíram os fósforos baseados em silicato de berílio. A segunda família de fósforo inclui fósforos feitos de terras raras, normalmente incluindo ítrio, lantânio e outros. Esses fósforos de terras raras normalmente têm um espectro de emissão estreito, e uma mistura deles é usada - geralmente um fósforo vermelho, um azul e um verde.

      Os fósforos são misturados com um sistema aglutinante, suspensos em uma mistura orgânica ou em uma mistura de água/amônia e revestidos no interior do tubo de vidro. A suspensão orgânica usa acetato de butila, acetato de butila/nafta ou xileno. Devido às regulamentações ambientais, as suspensões à base de água estão substituindo as de base orgânica. Depois que o revestimento é aplicado, ele é seco no tubo e o tubo é aquecido a uma temperatura alta para remover o aglutinante.

      Uma montagem é anexada a cada extremidade da lâmpada. O mercúrio é agora introduzido na lâmpada. Isso pode ser feito de diversas formas. Embora em algumas áreas o mercúrio seja adicionado manualmente, a forma predominante é automática, com a lâmpada montada vertical ou horizontalmente. Em máquinas verticais, a haste de montagem em uma das extremidades da lâmpada é fechada. Em seguida, o mercúrio é jogado na lâmpada de cima, a lâmpada é preenchida com argônio a baixa pressão e a haste de montagem superior é selada, vedando completamente a lâmpada. Nas máquinas horizontais, o mercúrio é introduzido por um lado, enquanto a lâmpada é exaurida pelo outro lado. O argônio é novamente adicionado à pressão adequada e ambas as extremidades da lâmpada são seladas. Depois de vedadas, as tampas ou bases são adicionadas às extremidades e os fios condutores são então soldados ou soldados aos contatos elétricos.

      Duas outras formas possíveis de introduzir vapor de mercúrio podem ser usadas. Em um sistema, o mercúrio está contido em uma tira impregnada de mercúrio, que libera o mercúrio quando a lâmpada é ligada pela primeira vez. No outro sistema, é utilizado mercúrio líquido, mas contido em uma cápsula de vidro que é acoplada ao suporte. A cápsula é rompida após a lâmpada ter sido selada e esgotada, liberando o mercúrio.

      As lâmpadas fluorescentes compactas são versões menores da lâmpada fluorescente padrão, às vezes incluindo o reator eletrônico como um componente integral da lâmpada. As fluorescentes compactas geralmente usam uma mistura de fósforos de terras raras. Algumas lâmpadas compactas incorporam um iniciador de brilho contendo pequenas quantidades de materiais radioativos para ajudar a iniciar a lâmpada. Esses iniciadores de brilho normalmente usam criptônio-85, hidrogênio-3, promécio-147 ou tório natural para fornecer o que é chamado de corrente escura, o que ajuda a lâmpada a iniciar mais rapidamente. Isso é desejável do ponto de vista do consumidor, onde o cliente deseja que a lâmpada ligue imediatamente, sem piscar.

      Perigos e precauções

      A fabricação de lâmpadas fluorescentes passou por um número considerável de mudanças. O uso inicial de fósforo contendo berílio foi descontinuado em 1949, eliminando um risco respiratório significativo durante a produção e uso do fósforo. Em muitas operações, as suspensões de fósforo à base de água substituíram as suspensões orgânicas no revestimento das lâmpadas fluorescentes, reduzindo a exposição dos trabalhadores e também a emissão de VOCs para o meio ambiente. As suspensões à base de água envolvem alguma exposição mínima à amônia, particularmente durante a mistura das suspensões.

      O mercúrio continua sendo o material de maior preocupação durante a fabricação de lâmpadas fluorescentes. Embora as exposições sejam relativamente baixas, exceto ao redor das máquinas de exaustão, há potencial para exposição significativa dos trabalhadores estacionados ao redor da máquina de exaustão, dos mecânicos que trabalham nessas máquinas e durante as operações de limpeza. Equipamentos de proteção individual, como macacão e luvas para evitar ou limitar a exposição e, quando necessário, proteção respiratória, devem ser usados, especialmente durante as atividades de manutenção e limpeza. Um programa de monitoramento biológico, incluindo urinálise de mercúrio, deve ser estabelecido para os locais de fabricação de lâmpadas fluorescentes.

      Os dois sistemas de fósforo atualmente em produção utilizam materiais considerados de toxicidade relativamente baixa. Embora alguns dos aditivos aos fósforos originais (como bário, chumbo e manganês) tenham limites de exposição estabelecidos por várias agências governamentais, esses componentes geralmente estão presentes em porcentagens relativamente baixas nas composições.

      As resinas de fenol-formaldeído são usadas como isolantes elétricos nas tampas das lâmpadas. O cimento inclui tipicamente resinas naturais e sintéticas, que podem incluir irritantes da pele, como hexametileno-tetramina. O equipamento automatizado de mistura e manuseio limita o potencial de contato com a pele desses materiais, limitando assim o potencial de irritação da pele.

      Lâmpadas de mercúrio de alta pressão

      As lâmpadas de mercúrio de alta pressão incluem dois tipos semelhantes: as que usam apenas mercúrio e as que usam uma mistura de mercúrio e uma variedade de haletos metálicos. O design básico das lâmpadas é semelhante. Ambos os tipos usam um tubo de arco de quartzo que conterá o mercúrio ou a mistura de mercúrio/haleto. Este tubo de arco é então colocado em uma capa externa de vidro borosilicato rígido e uma base de metal é adicionada para fornecer contatos elétricos. A capa externa pode ser transparente ou revestida com um material difusor ou um fósforo para modificar a cor da luz.

      lâmpadas de mercúrio contêm apenas mercúrio e argônio no tubo de arco de quartzo da lâmpada. O mercúrio, sob alta pressão, gera luz com alto teor de azul e ultravioleta. O tubo de arco de quartzo é completamente transparente à luz ultravioleta e, caso a capa externa seja quebrada ou removida, é uma poderosa fonte de luz ultravioleta que pode produzir queimaduras na pele e nos olhos das pessoas expostas. Embora o design típico da lâmpada de mercúrio continue a funcionar se a capa externa for removida, os fabricantes também oferecem alguns modelos com design fundido que parará de funcionar se a capa for quebrada. Durante o uso normal, o vidro de borosilicato do invólucro externo absorve uma alta porcentagem da luz ultravioleta, de modo que a lâmpada intacta não representa um perigo.

      Devido ao alto teor de azul do espectro da lâmpada de mercúrio, o interior do invólucro externo é frequentemente revestido com um fósforo, como o fosfato de vanadato de ítrio ou fósforo vermelho intensificador semelhante.

      Lâmpadas de iodetos metálicos também contêm mercúrio e argônio no tubo de arco, mas adicionam haletos metálicos (normalmente uma mistura de sódio e escândio, possivelmente com outros). A adição de halogenetos metálicos aumenta a emissão de luz vermelha da lâmpada, produzindo uma lâmpada com um espectro de luz mais equilibrado.

      Perigos e precauções

      Além do mercúrio, os materiais potencialmente perigosos usados ​​na produção de lâmpadas de mercúrio de alta pressão incluem os materiais de revestimento usados ​​nos envelopes externos e os aditivos de haletos usados ​​nas lâmpadas de haletos metálicos. Um material de revestimento é um difusor simples, o mesmo usado em lâmpadas incandescentes. Outro é um fósforo de correção de cor, vanadato de ítrio ou fosfato de vanadato de ítrio. Embora semelhante ao pentóxido de vanádio, o vanadato é considerado menos tóxico. A exposição aos materiais haletos normalmente não é significativa, uma vez que os haletos reagem no ar úmido e devem ser mantidos secos e sob uma atmosfera inerte durante o manuseio e uso. Da mesma forma, embora o sódio seja um metal altamente reativo, ele também precisa ser manuseado sob uma atmosfera inerte para evitar a oxidação do metal.

      lâmpadas de sódio

      Atualmente são produzidos dois tipos de lâmpadas de sódio. As lâmpadas de baixa pressão contêm apenas sódio metálico como fonte de emissão de luz e produzem uma luz altamente amarela. As lâmpadas de sódio de alta pressão usam mercúrio e sódio para gerar uma luz mais branca.

      Lâmpadas de sódio de baixa pressão têm um tubo de vidro, que contém o sódio metálico, dentro de um segundo tubo de vidro.

      Lâmpadas de sódio de alta pressão contêm uma mistura de mercúrio e sódio dentro de um tubo de arco de cerâmica de alumina de alta pureza. Além da composição do tubo de arco, a construção da lâmpada de sódio de alta pressão é essencialmente a mesma das lâmpadas de mercúrio e de iodetos metálicos.

      Perigos e precauções

      Existem poucos perigos únicos durante a fabricação de lâmpadas de sódio de alta ou baixa pressão. Em ambos os tipos de lâmpadas, o sódio deve ser mantido seco. O sódio metálico puro reagirá violentamente com a água, produzindo gás hidrogênio e calor suficiente para causar ignição. O sódio metálico deixado no ar reagirá com a umidade do ar, produzindo uma camada de óxido no metal. Para evitar isso, o sódio geralmente é manuseado em um porta-luvas, sob atmosfera de nitrogênio seco ou argônio. Para locais que fabricam lâmpadas de sódio de alta pressão, são necessárias precauções adicionais para lidar com o mercúrio, semelhantes aos locais que fabricam lâmpadas de mercúrio de alta pressão.

      Questões ambientais e de saúde pública

      A eliminação de resíduos e/ou a reciclagem de lâmpadas contendo mercúrio é uma questão que tem recebido um alto grau de atenção em muitas áreas do mundo nos últimos anos. Embora, na melhor das hipóteses, seja uma operação “empatada” do ponto de vista de custo, atualmente existe tecnologia para recuperar o mercúrio de lâmpadas fluorescentes e de descarga de alta pressão. Atualmente, a reciclagem de materiais de lâmpadas é descrita com mais precisão como recuperação, uma vez que os materiais de lâmpadas raramente são reprocessados ​​e usados ​​na fabricação de novas lâmpadas. Normalmente, as peças de metal são enviadas para revendedores de sucata. O vidro recuperado pode ser usado para fazer fibra de vidro ou blocos de vidro ou usado como agregado em cimento ou pavimentação asfáltica. A reciclagem pode ser a alternativa de baixo custo, dependendo da localização e disponibilidade de reciclagem e opções de descarte de resíduos perigosos ou especiais.

      Os reatores usados ​​em instalações de lâmpadas fluorescentes continham anteriormente capacitores que usavam PCBs como dielétrico. Embora a fabricação de reatores contendo PCB tenha sido descontinuada, muitos dos reatores mais antigos ainda podem estar em uso devido à sua longa expectativa de vida. A eliminação dos balastros contendo PCB pode ser regulamentada e pode exigir a eliminação como um resíduo especial ou perigoso.

      A fabricação de vidro, particularmente vidros de borosilicato, pode ser uma fonte significativa de NOx emissão para a atmosfera. Recentemente, oxigênio puro em vez de ar tem sido usado com queimadores a gás como meio de reduzir o NOx emissões.

       

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      Quarta-feira, 16 Março 2011 19: 12

      Fabricação de eletrodomésticos elétricos

      Adaptado da 3ª edição, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

      A indústria de eletrodomésticos é responsável pela fabricação de uma ampla variedade de equipamentos, incluindo aparelhos projetados para áudio-visual, cozimento, aquecimento, preparação de alimentos e armazenamento (refrigeração). A produção e fabricação de tais aparelhos envolvem muitos processos altamente automatizados que podem ter riscos associados à saúde e padrões de doenças.

      Processos de fabricação

      Os materiais utilizados na fabricação de eletrodomésticos podem ser classificados em:

        1. metais que são usados ​​tipicamente para condutores elétricos em cabos e estrutura e/ou armação de aparelhos
        2. dielétricos ou materiais isolantes usados ​​para prevenção de contato acidental com equipamentos elétricos energizados
        3. tintas e acabamentos
        4. produtos quimicos.

               

              Exemplos dos materiais incluídos nas quatro categorias referidas são apresentados na tabela 1.

              Tabela 1. Exemplos de materiais utilizados na fabricação de eletrodomésticos

              Metais

              Dielétricos

              Tintas/acabamentos

              produtos quimicos

              Aço

              Materiais inorgânicos (por exemplo, mica)

              Tintas

              Ácidos

              alumínio

              Plásticos (por exemplo, PVC)

              Lacas

              Alcalis

              Conduzir

              Caucho

              Vernizes

              solventes

              Cádmio

              Materiais silício-orgânicos

              Tratamentos resistentes à corrosão

               

              Mercúrio

              Outros polímeros (por exemplo, nylon)

                 

              Nota: Chumbo e mercúrio são cada vez menos comuns na fabricação de eletrodomésticos

              Os materiais utilizados na indústria de eletrodomésticos devem atender a requisitos rigorosos, incluindo a capacidade de suportar o manuseio provável em operação normal, a capacidade de resistir à fadiga do metal e a capacidade de não ser afetado por quaisquer outros processos ou tratamentos que possam tornar o aparelho é perigoso de usar imediatamente ou após um longo período de tempo.

              Muitas vezes, os materiais utilizados na indústria são recebidos na fase de montagem do eletrodoméstico, já tendo passado por vários processos de fabricação, cada um dos quais provavelmente com seus próprios perigos e problemas de saúde. Os detalhes desses perigos e problemas são considerados nos capítulos apropriados em outras partes deste Enciclopédia.

              Os processos de fabricação variam de produto para produto, mas em geral seguirão o fluxo de produção mostrado na figura 1. Este gráfico também mostra os perigos associados aos diferentes processos.

              Figura 1. Sequência e perigos do processo de fabricação

              ELA060F1

              Questões de saúde e segurança

              Incêndio e Explosão

              Muitos dos solventes, tintas e óleos isolantes usados ​​na indústria são substâncias inflamáveis. Esses materiais devem ser armazenados em locais frescos e secos, de preferência em um prédio à prova de fogo separado da instalação de produção. Os recipientes devem ser claramente rotulados e as diferentes substâncias bem separadas ou armazenadas conforme exigido por seus pontos de inflamação e sua classe de risco. No caso de materiais isolantes e plásticos, é importante obter informações sobre as características de combustibilidade ou fogo de cada nova substância utilizada. O zircônio em pó, que agora é usado em quantidades significativas na indústria, também apresenta risco de incêndio.

              As quantidades de substâncias inflamáveis ​​emitidas dos armazéns devem ser mantidas no mínimo necessário para a produção. Quando líquidos inflamáveis ​​estão sendo decantados, cargas de eletricidade estática podem se formar e, consequentemente, todos os recipientes devem ser aterrados. Dispositivos de extinção de incêndio devem ser fornecidos e o pessoal do local de armazenamento instruído sobre seu uso.

              A pintura de componentes geralmente é realizada em cabines de pintura especialmente construídas, que devem possuir equipamentos de exaustão e ventilação adequados que, quando utilizados com equipamentos de proteção individual (EPI), criem um ambiente de trabalho seguro.

              Durante a soldagem, precauções especiais contra incêndio devem ser tomadas.

              Acidentes

              O recebimento, armazenamento e expedição de matérias-primas, componentes e produtos acabados podem ocasionar acidentes envolvendo tropeções e quedas, queda de objetos, empilhadeiras e outros. O manuseio manual de materiais também pode criar problemas ergonômicos que podem ser aliviados pela automação sempre que possível.

              Uma vez que vários processos diferentes são empregados na indústria, os riscos de acidentes variam de loja para loja na fábrica. Durante a produção de componentes, haverá riscos de máquinas no uso de máquinas-ferramentas, prensas mecânicas, máquinas de moldagem por injeção de plásticos e assim por diante, e a proteção eficiente das máquinas é essencial. Durante a galvanoplastia, devem ser tomadas precauções contra respingos de produtos químicos corrosivos. Durante a montagem de componentes, o movimento constante de componentes de um processo para outro significa que o perigo de acidentes devido ao transporte na fábrica e equipamentos de manuseio mecânico é alto.

              O teste de qualidade não dá origem a nenhum problema especial de segurança. No entanto, o teste de desempenho requer precauções especiais, pois os testes geralmente são realizados em aparelhos semi-acabados ou não isolados. Durante o teste elétrico, todos os componentes ativos, condutores, terminais e instrumentos de medição devem ser protegidos para evitar contato acidental. O local de trabalho deve ser protegido, a entrada de pessoas não autorizadas proibida e avisos de advertência afixados. Em áreas de testes elétricos, é particularmente aconselhável o fornecimento de interruptores de emergência, devendo os interruptores estar em posição de destaque para que em caso de emergência todos os equipamentos possam ser imediatamente desenergizados.

              Para testar aparelhos que emitem raios X ou contêm substâncias radioativas, existem regulamentos de proteção contra radiação. Um supervisor competente deve ser responsabilizado pela observância dos regulamentos.

              Existem riscos especiais no uso de gases comprimidos, equipamentos de soldagem, lasers, instalações de impregnação, equipamentos de pintura por spray, fornos de recozimento e têmpera e instalações elétricas de alta tensão.

              Durante todas as atividades de reparo e manutenção, programas adequados de bloqueio/sinalização são essenciais.

              Perigos para a saúde

              As doenças ocupacionais associadas à fabricação de equipamentos elétricos domésticos são relativamente baixas em número e normalmente não são consideradas graves. Tais problemas que existem são tipificados por:

                • o desenvolvimento de problemas de pele devido ao uso de solventes, óleos de corte, endurecedores usados ​​com resina epóxi e bifenilos policlorados (PCBs)
                • o aparecimento de silicose devido à inalação de sílica no jateamento (embora a areia esteja sendo cada vez mais substituída por agentes de jateamento menos tóxicos, como corindo, granalha de aço ou granalha)
                • problemas de saúde devido à inalação de vapores de solventes em pintura e desengorduramento e envenenamento por chumbo devido ao uso de pigmentos de chumbo, esmaltes, etc.
                • níveis variáveis ​​de ruído produzidos durante os processos.

                       

                      Sempre que possível, solventes altamente tóxicos e compostos clorados devem ser substituídos por substâncias menos perigosas; sob nenhuma circunstância benzeno ou tetracloreto de carbono devem ser empregados como solventes. O envenenamento por chumbo pode ser superado pela substituição de materiais ou técnicas mais seguras e pela aplicação rigorosa de procedimentos de trabalho seguros, higiene pessoal e supervisão médica. Onde houver perigo de exposição a concentrações perigosas de contaminantes atmosféricos, o ar do local de trabalho deve ser monitorado regularmente e medidas apropriadas, como a instalação de um sistema de exaustão, devem ser tomadas quando necessário. O risco de ruído pode ser reduzido pelo isolamento de fontes de ruído, pelo uso de materiais de absorção de som nas salas de trabalho ou pelo uso de proteção auditiva individual.

                      Engenheiros de segurança e médicos industriais devem ser chamados no estágio de projeto e planejamento de novas fábricas ou operações, e os riscos de processos ou máquinas devem ser eliminados antes que os processos sejam iniciados. Isso deve ser seguido por inspeção regular de máquinas, ferramentas, instalações, equipamentos de transporte, aparelhos de combate a incêndio, oficinas e áreas de teste e assim por diante.

                      A participação do trabalhador no esforço de segurança é essencial, e os supervisores devem garantir que o equipamento de proteção individual esteja disponível e usado sempre que necessário. Atenção especial deve ser dada ao treinamento de segurança de novos trabalhadores, uma vez que eles representam uma proporção relativamente alta de acidentes.

                      Os trabalhadores devem receber um exame médico pré-colocação e, onde houver a possibilidade de exposição perigosa, exame periódico conforme necessário.

                      Muitos processos na produção de componentes individuais envolverão a rejeição de materiais residuais (por exemplo, “cavacos” de chapas ou barras de metal), e o descarte de tais materiais deve estar de acordo com os requisitos de segurança. Além disso, se tais resíduos do processo não puderem ser devolvidos ao produtor ou fabricante para reciclagem, seu descarte subsequente deve ser feito por processos aprovados para evitar a poluição ambiental.

                       

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