CONTROLE DE
EMISSÕES
ATMOSFÉRICAS
Prof. Hermes Vazzoler Junior
CEFET-ES
PROMINP - Programa de Mobilização
da Indústria Nacional de Petróleo e
Gás Natural
PROBLEMÁTICA DA POLUIÇÃO
ATMOSFÉRICA
(1)
Fontes Poluidoras
(2)

Emissão de
contaminantes
Atmosfera
(3)

Transporte,
mistura e
transformação
química
Receptores
SISTEMA RESPIRATÓRIO:
ORGANISMO HUMANO
POLUENTES DO AR E EFEITOS
NO ORGANISMO HUMANO
Poluente
Possíveis efeitos sobre o organismo humano
Monóxido de carbono Interfere no transporte de oxigênio pelo sangue, combinandoCO
se com as moléculas de hemoglobina. É mortal a partir de
certos níveis de concentração.
Dióxido de enxofre
SO2
Provoca irritações freqüentes no aparelho respiratório, aumenta
o grau de incidência de enfermidades cardiovasculares,
modifica o ritmo respiratório e a pressão sangüínea, causa
bronquite.
Dióxido de
nitrogêneo NO2
Irrita os alvéolos, podendo se combinar no interior dos
pulmões com diversos compostos, formando em alguns casos
substâncias cancerígenas.
O3 e Hidrocarbonetos
oxigenados
Irritação dos olhos, estreitamento das vias respiratórias.
Materiais particulados As partículas com tamanho entre 0,1 e 5 µm alcançam os
brônquios. As menores que 0,1 µm tem alta probabilidade de
penetrar nos alvéolos, provocando assim danos graves a saúde
OBJETIVOS DO CONTROLE DAS
EMISSÕES ATMOSFÉRICAS
• PREVENÇÃO - Evitar que as
substâncias nocivas alcancem a
atmosfera ;
• PROTEÇÃO - Caso as ações de
prevenção falhem, busca-se evitar que
as substâncias nocivas atinjam o
homem e lhe proporcione danos.
PREVENÇÃO DA POLUIÇÃO
Os instrumentos típicos de prevenção da poluição,
para o uso sustentável dos recursos, são melhor
sintetizados pelas seguintes atividades, ordenadas
por prioridade:
Modelo
• Redução de poluição na fonte;
dos 4Rs
• Reuso;
• Reciclagem;
• Recuperação energética do resíduo.
PROTEÇÃO DA POLUIÇÃO
As atividades de proteção contra as emissões
atmosféricas consistem muitas vezes na aplicação
de medidas indiretas de controle da poluição do ar,
que consistem em evitar que ar poluído chegue ao
homem. Algumas dessas medidas são:
• Planejamento da ocupação das áreas urbanas;
• Projeto eficiente das dimensões das chaminés;
• Substituição de matérias-primas, combustíveis e
equipamentos tecnologicamente defasados;
• Operação e manutenção adequada dos
equipamentos produtivos.
EQUIPAMENTOS DE CONTROLE
DE EMISSÕES ATMOSFÉRICAS
• Os equipamentos de proteção ambiental
relacionados ao controle das emissões
atmosféricas são chamados popularmente
de “Filtros de Ar” ou “Coletores”.
• Os principais equipamentos de controle de
emissões atmosféricas são: Filtros de
Manga, Lavadores de Gases, Precipitadores
Eletrostáticos, Ciclones e Multiciclones,
Câmaras de Sedimentação e PósQueimadores de Gases.
Fatores de influencia na escolha do
coletor de poluentes atmosféricos
• Grau de purificação desejado;
• Concentração, tamanho e distribuição granulométrica
das partículas;
• Propriedades físicas dos contaminantes (viscosidade,
umidade e densidade);
• Propriedades químicas do contaminante;
• Condições do ar de transporte (temperatura, pressão e
umidade);
• Facilidade de limpeza e manutenção;
• Fatores econômicos.
EFICIÊNCIA GRAVIMÉTRICA
DE UM COLETOR
Massa de contaminante coletado

Massa de contaminante que entrano coletor
Ce  Cs

Ce
EXEMPLO 1: CÁLCULO DA
EFICIENCIA GRAVIMÉTRICA
Uma amostragem de dutos/chaminés foi realizada com o
objetivo de se determinar a eficiência gravimétrica de um
coletor de material particulado. A amostragem consistiu de
três coletas e os resultados obtidos estão ilustrados na
tabela abaixo. Calcule a eficiência média do coletor:
Concentração de entrada no
coletor
Concentração de saída no
coletor
Coleta 1
Coleta 2
Coleta 3
1210 g/Nm3
1370 g/Nm3
1150 g/Nm3
85 g/Nm3
92 g/Nm3
78 g/Nm3
EFICIÊNCIA GRAVIMÉTRICA
DE COLETORES EM SÉRIE
A eficiência total (T) de n coletores
distintos em série pode ser calculada como
T  1  (1  1 ).(1  2 ).(1  3 )...(1  n )
EXEMPLO 2: CÁLCULO DA
EFICIENCIA GRAVIMÉTRICA
O fabricante de um ciclone afirma que sua
eficiência é de no mínimo 72%, enquanto que um
outro fabricante afirma que a eficiência mínima do
filtro de mangas que ele produz é de 94%.
Assumindo que os fabricantes estão corretos em
suas afirmações, diga qual é a eficiência mínima
deste sistema, caso os coletores sejam montados
em série:
CÂMARAS DE SEDIMENAÇÃO
OU CÂMARAS GRAVITACIONAIS
• As Câmaras Gravitacionais fazem o uso da ação da
gravidade atuando sobre partículas carregadas pelo
fluxo de ar.
• Com o fim de se obter um tempo de permanência
adequado para a partícula ficar no interior da câmara,
deve-se procurar controlar a velocidade do ar
contaminado, de tal modo, que ele passe tão
lentamente quanto o possível para ocorrer a
decantação (deposição) do material particulado por
efeito da gravidade
CÂMARAS DE SEDIMENAÇÃO
OU CÂMARAS GRAVITACIONAIS
As vantagens deste
tipo de coletor sobre
os outros é que ele
pode ser facilmente
construído,
apresentando baixo
custo de fabricação e
de manutenção.
Como desvantagem,
ele necessita de uma
grande área livre.
CÂMARAS DE SEDIMENAÇÃO
OU CÂMARAS GRAVITACIONAIS
• De forma geral, as câmaras gravitacionais não
devem ser utilizadas para coletar partículas de
tamanho médio inferior a 100 µm.
• Outra questão importante, é que quando a
distribuição de tamanho do material particulado
contido no ar contaminado for muito grande, a
câmara gravitacional deve ser usada como um
pré-coletor.
CICLONES E MULTICICLONES
Os ciclones ou coletores
centrífugos são
equipamentos de coleta de
material particulado, cujo
mecanismo de ação á da
utilização da força
centrífuga que atua sobre as
partículas do próprio
contaminante.
CICLONES E MULTICICLONES
• Os ciclones possuem eficiência de coleta superior
a da câmara de sedimentação, contudo, seu custo
operacional e de aquisição é superior, mas
somente um pouco mais elevado;
• Os ciclones substituem as câmaras de
sedimentação com grande vantagem, tornando as
últimas raramente empregadas nas áreas
industriais próximas aos grandes centros urbanos.
CICLONES E MULTICICLONES
Esquema de um ciclone (esquerda) e uma fotografia real de conjunto de ciclones.
CICLONES E MULTICICLONES
Esquema de um muliciclone (esquerda) e
uma imagem tridimensional de um
multiciclone (acima).
FILTRO DE MANGAS
O processo de filtragem é um dos mais antigos
métodos de remoção de partículas de um fluxo de
ar contaminado, apresentado altas eficiências para
uma ampla gama de tamanhos de partículas.
FILTRO DE MANGAS
Com o uso, as
mangas dos filtros
de mangas começam
a se impregnar de
partículas,
reduzindo-se a
eficiência deste tipo
de coletor. Daí, a
necessidade de se
limpar
constantemente as
mangas.
FILTRO DE MANGAS
Uma das formas de se
limpar as mangas é
através de sacudidas,
que ocorrem por
intermédio de um
martelo acionado por
um motor elétrico
(método antigo, pouco
eficiente).
FILTRO DE MANGAS
O outro método de limpeza das
mangas é através de pulsos de ar
comprimido contra a corrente,
que é o modo mais confiável e
eficiente de limpeza.
FILTRO DE MANGAS
• Os filtros de manga são o modo mais barato de
coleta de contaminantes de pequena
granulometria;
• Em geral, os filtros de manga são montados em
série com um ciclone que o antecede,
produzindo assim, uma otimização no processo
de coleta (ciclone coleta partículas maiores e o
filtro de manga as maiores).
PRECIPITADORES
ELETROSTÁTICOS
Nestes coletores o ar contaminado com material
particulado é submetido a uma elevada diferença de
potencial elétrico, desta forma, as partículas se
ionizam e se depositam nas placas coletoras que
possuem sinal elétrico oposto ao delas.
PRECIPITADORES
ELETROSTÁTICOS
Para que a coleta de
contaminantes ocorra
por eletrostática, de
forma eficiente, o
poluente deve ser
susceptível a ionização,
pois materiais que não
responderem a estes
estímulos elétricos não
serão coletados pelas
placas.
PRECIPITADORES
ELETROSTÁTICOS
PRECIPITADORES
ELETROSTÁTICOS
O custo de um precipitador eletrostático industrial é bem
alto, e assim poucas empresas terão condições de fazer tal
investimento. Porém, ele apresenta uma série de
vantagens, entre elas podemos citar:
• Pequena perda de carga em comparação com a perda
encontrada nos filtros de mangas;
• Facilidade de limpeza das placas com vibração
(normalmente feitas por meio de marteletes mecânicos);
• Vida útil bastante longa;
• Capacidade de operarem com gases quentes.
LAVADORES DE GASES
São equipamentos coletores que usam a ação de
lavagem, ou seja, o gás contendo o contaminante
deve entrar em contato com o líquido lavador e
assim o contaminante se agregará ao líquido por
impactação inercial (caso o contaminantes sejam
partículas) ou por absorção (caso os contaminantes
sejam gasosos).
LAVADORES DE GASES
Lavador aplicado a captura de partículas por meio da impactação inercial.
LAVADORES DE GASES
Um outro sistema de lavagem consiste em
forçar o fluxo de ar contaminado para dentro
de um banho com líquido lavador. Esse liquido
trabalha como um absorvedor de
contaminantes, mantendo-o no banho.
LAVADORES DE GASES
QUEIMADORES DE GASES
Quando os contaminantes gasosos são perigosos
(reativos, combustíveis, nocivos) ou de forte odor,
e ainda, os lavadores de gases com líquidos
absorvedores não forem eficientes, a única solução
possível é efetuar a queima do contaminante, numa
caldeira por exemplo, e se produzir energia por
meio de uma turbina.
QUEIMADORES DE GASES
Caldeiras Industriais
Sistema de Queima de gases por meio de
uma Caldeira industrial
COMPARAÇÃO ENTRE OS
COLETORES DE CONTAMINANTES
TIPO
EFICIÊNCIA
CUSTO DE
AQUISIÇÃO
CUSTO
OPERACIONAL
Câmara de
Sedimentação
60%
1
1
Ciclone
85%
2
2
Torre de Lavagem
95%
6
6
Precipitador
eletrostático
99%
10
5
Filtro de Manga
(moderno)
99%
7
9
Escala de valor: 1 – menor valor, ...., 10 – maior valor.
ESCOLHA DO COLETOR
1) PADRÕES DE EMISSÃO
2) DETERMINAÇÃO DA EFICIÊNCIA MÍNIMA DE COLETA
3) LISTAR OS COLETORES QUE ATENDAM AOS ITENS 1 E 2.
4) CARACERIZAR O PROCESSO PRODUTIVO E SUAS CONDIÇÕES.
5) MENSURAR OS CUSTOS DE CONTROLE DE CADA OPÇÃO DE COLETOR.
6) ESCOLHER O COLETOR, TOMANDO COMO BASE AS INFORMAÇÕES
DOS ITENS 1 A 5.
MUITO
SUCESSO A
TODOS,
FIM!