13 bandeira

 

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

Clique em um link abaixo para visualizar a tabela no contexto do artigo.

1. Composição de baterias comuns
2. Fabrico: electrodomésticos

figuras

Aponte para uma miniatura para ver a legenda da figura, clique para ver a figura no contexto do artigo.

ELA020F1ELA030F1ELA030F2ELA030F3ELA060F1

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.

 

Voltar

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

ELA020F1

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:

Positiva:        

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.

       

      Voltar

      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.

       

      Voltar

      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.

       

      Voltar

      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.

       

      Voltar

      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.

                       

                      Voltar

                      Quarta-feira, 16 Março 2011 19: 21

                      Questões ambientais e de saúde pública

                      Os principais problemas ambientais associados à fabricação de aparelhos e equipamentos elétricos envolvem a poluição e o tratamento dos materiais descartados durante os processos de fabricação, juntamente com a reciclagem, sempre que possível, do produto completo ao final de sua vida útil.

                      Baterias

                      A exaustão de ar contaminado com ácido, álcali, chumbo, cádmio e outros materiais potencialmente nocivos para a atmosfera e a poluição da água pela fabricação de baterias devem ser evitadas tanto quanto possível e, quando isso não for possível, devem ser monitoradas para garantir o cumprimento da legislação pertinente.

                      O uso de baterias pode gerar problemas de saúde pública. O vazamento de baterias de chumbo-ácido ou alcalinas pode resultar em queimaduras do eletrólito. A recarga de grandes baterias de chumbo-ácido pode produzir gás hidrogênio, um risco de incêndio e explosão em áreas fechadas. A liberação de cloreto de tionila ou dióxido de enxofre de grandes baterias de lítio pode envolver exposição a dióxido de enxofre, névoa de ácido clorídrico, queima de lítio e assim por diante, e causou pelo menos uma fatalidade (Ducatman, Ducatman e Barnes 1988). Isso também pode ser um perigo durante a fabricação dessas baterias.

                      Os fabricantes de baterias tornaram-se conscientes da crescente preocupação ambiental com o descarte de baterias que contêm metais pesados ​​tóxicos, colocando-as em aterros sanitários ou incinerando-as com outros tipos de lixo. O vazamento de metais tóxicos de depósitos de lixo ou, alternativamente, escapando das chaminés de incineradores de lixo pode resultar na contaminação da água e do ar. Os fabricantes, portanto, reconheceram a necessidade de reduzir o teor de mercúrio das baterias, em particular, dentro dos limites permitidos pela tecnologia moderna. A campanha pela eliminação do mercúrio começou antes da legislação introduzida na União Européia, a Diretriz de Baterias da CE.

                      A reciclagem é outra maneira de lidar com a poluição ambiental. As baterias de níquel-cádmio podem ser recicladas com relativa facilidade. A recuperação do cádmio é muito eficiente e é reutilizado na construção de baterias de níquel-cádmio. Posteriormente, o níquel será utilizado na indústria siderúrgica. A economia inicial sugeria que a reciclagem de baterias de níquel-cádmio não era rentável, mas espera-se que os avanços na tecnologia melhorem a situação. As células de óxido de mercúrio, que são cobertas pela Diretiva de Baterias da CE, têm sido usadas principalmente em aparelhos auditivos e estão sendo substituídas normalmente por baterias de lítio ou zinco-ar. As células de óxido de prata são recicladas, principalmente pela indústria joalheira, devido ao valor do teor de prata.

                      Ao reciclar materiais nocivos, deve-se ter cuidado semelhante ao exercido durante os processos de fabricação. Durante a reciclagem de baterias de prata, por exemplo, os trabalhadores podem ser expostos a vapor de mercúrio e óxido de prata.

                      O reparo e a reciclagem de baterias de chumbo-ácido podem resultar não apenas em envenenamento por chumbo entre os trabalhadores e, às vezes, em suas famílias, mas também em extensa contaminação por chumbo do meio ambiente (Matte et al. 1989). Em muitos países, particularmente no Caribe e na América Latina, as placas de bateria de carro de chumbo são queimadas para produzir óxido de chumbo para esmaltes de cerâmica.

                      Fabricação de cabos elétricos

                      A fabricação de cabos elétricos tem três principais fontes de poluição: vapores de solventes, liberação potencial de diisocianato de tolueno da fabricação de fios esmaltados e emissões ambientais durante a fabricação de materiais usados ​​em cabos. Tudo isso requer controles ambientais apropriados.

                      Fabricação de lâmpadas e tubos elétricos

                      As principais preocupações ambientais aqui são o descarte de resíduos e/ou reciclagem de lâmpadas contendo mercúrio e o descarte de PCBs dos reatores de lâmpadas fluorescentes. A fabricação de vidro também pode ser uma fonte significativa de emissão de óxidos de nitrogênio na atmosfera.

                      Eletrodomésticos

                      Como a indústria de eletrodomésticos é, em grande parte, uma indústria de montagem, as questões ambientais são mínimas, com a maior exceção sendo tintas e solventes usados ​​como revestimentos de superfície. Medidas padrão de controle de poluição devem ser instituídas de acordo com os regulamentos ambientais.

                      A reciclagem de aparelhos elétricos envolve a separação do equipamento recuperado em diferentes materiais, como cobre e aço macio, que podem ser reutilizados, o que é discutido em outra parte deste enciclopédia.

                       

                      Voltar

                      " ISENÇÃO DE RESPONSABILIDADE: A OIT não se responsabiliza pelo conteúdo apresentado neste portal da Web em qualquer idioma que não seja o inglês, que é o idioma usado para a produção inicial e revisão por pares do conteúdo original. Algumas estatísticas não foram atualizadas desde a produção da 4ª edição da Enciclopédia (1998)."

                      Conteúdo

                      Eletrodomésticos e Referências de Equipamentos

                      Ducatman, AM, BS Ducatman e JA Barnes. 1988. Perigo de bateria de lítio: Implicações antiquadas de planejamento de novas tecnologias. J Occup Med 30:309–311.

                      Executivo de Saúde e Segurança (HSE). 1990. Fibras Minerais Sintéticas. Nota de Orientação Executiva EH46. Londres: HSE.

                      Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC). 1992. Monografias sobre a Avaliação de Riscos Carcinogênicos para Humanos, vol. 54. Lyon: IARC.

                      Matte TD, JP Figueroa, G Burr, JP Flesch, RH Keenlyside e EL Baker. 1989. Exposição ao chumbo entre trabalhadores de baterias de chumbo-ácido na Jamaica. Amer J Ind Med 16:167–177.

                      McDiarmid, MA, CS Freeman, EA Grossman e J Martonik. 1996. Resultados do monitoramento biológico para trabalhadores expostos ao cádmio. Amer Ind Hyg Assoc J 57:1019–1023.

                      Roels, HA, JP Ghyselen, E Ceulemans e RR Lauwerys. 1992. Avaliação do nível admissível de exposição ao manganês em trabalhadores expostos à poeira de dióxido de manganês. Brit J Ind Med 49:25–34.

                      Telesca, DR. 1983. Uma Pesquisa de Sistemas de Controle de Riscos à Saúde para Uso e Processamento de Mercúrio. Relatório nº CT-109-4. Cincinnati, OH: NIOSH.

                      Wallis, G, R Menke e C Chelton. 1993. Teste de campo no local de trabalho de um respirador de meia máscara de pressão negativa descartável (3M 8710). Amer Ind Hyg Assoc J 54:576-583.