CAMPO ELÉTRICO. LEI DE GAUSS

2. ETAPA 1 – CAMPO ELÉTRICO. LEI DE GAUSS.

2.1 Passo 1

Pesquisar em livros da área, revistas e jornais, ou sites da internet, noticias que envolvem explosões de fábricas que têm produtos que geram ou são a base de pó.

Através da pesquisa feita das empresas que trabalham com algum tipo de pó, necessita-se saber que uma atmosfera explosiva é quando a proporção pó no ar é tal que uma faísca proveniente de um circuito elétrico ou do aquecimento de um aparelho provocando assim a explosão.

Para ocorrer uma explosão de pó é preciso que ocorra os seguintes elementos e condições:

Combustível: é o pó em suspensão, de materiais inorgânicos e orgânicos.

Oxigênio: presente em operações industriais.

Concentração mínima de pó misturado no ar. É a quantidade de material em suspensão dentro de uma faixa passível de explodir, definida como Limites de Explosividade Superior e Inferior.

Pó seco: Quanto mais seco, mais fácil pode ocorrer a explosão.

Fonte de Ignição: gerada por um uma chama qualquer, uma faísca de solda, combustão espontânea, faíscas por fricção – atrito entre partes metálicas, ou riscos eletrostáticos inerentes do processo de produção ou de elementos do transporte pneumáticos.

Um Espaço Confinado: a maior parte das operações industriais se dá em espaços fechados. A poeira depositada ao longo do tempo nos mais diversos locais da planta industrial, quando agitada ou colocada em suspensão e na presença de uma fonte de ignição com energia suficiente para a primeira deflagração, poderá explodir de forma temporária ou permanente.

As explosões ocorrem com maior frequência nas unidades processadoras de trigo, milho, soja, cevada, assim como em processamento de particulados como açúcar, arroz, chá e cacau, onde as poeiras tenham propriedades combustíveis. Isto ocorre em pontos das instalações onde haja moagem, descarga, movimentação, transporte etc., desde que sem controle de exaustão e, obviamente existam os fatores desencadeantes. O armazenamento de grãos e farelos em barracões graneleiros também é fator de risco à explosão de pó

Segundo estatísticas, as principais fontes de ignição causadoras de acidentes com explosão de pó são:

 Faíscas mecânicas = 50%;

 Eletricidade estática, corte e solda, faíscas a arco = 35%;

 Sobreaquecimento = 15%.

Os principais equipamentos e/ou locais críticos ao surgimento destes acidentes são:

 Moinhos e trituradores = 40%;

 Elevadores = 35%;

 Transportadores = 35%

 Coletores de pó e silos = 15%;

 Secadores = 10%.

Nos últimos, anos no Brasil e no Mundo, houve varias explosões em diversos silos de armazenagens, terminais portuários, cervejarias e maltarias. Os resultados em alguns casos foram com mortes, feridos e destruição de Empresas.

Em Outubro 2001 houve uma explosão que causou 3 mortos no terminal de Toepfer no Porto de San Martin e em Novembro 2001, outra explosão destrói um terminal Portuário, em Paranaguá (PR). Esta vez sem mortos, porém com muitos danos.

Outras explosões recentes, com danos menores foram, a explosão no terminal de Punta Alvear, ao sul de Rosário em 2000, em General Lagos em 1999 e no Moinho Argentino na cidade de Buenos Aires, em 1995 com 3 mortos.

Explosões caracterizadas de Grande porte ocorreram na Argentina a pouco mais de 10 anos com a explosão do Porto de Genáro Garcia em Rosário com 10 mortos, e a maior tragédia foi nos silos da Junta Nacional de Granos no terminal portuária Nº 5 de Bahia Blanca com 23 mortos.

2.2 Passo 2

Supor que o pó (produto) de sua empresa esteja carregado negativamente e passando por um cano cilíndrico de plástico de raio R= 5,0 cm e que as cargas associadas ao pó estejam distribuídas uniformemente com uma densidade volumétrica ρ. O campo elétrico E aponta para o eixo do cilindro ou para longe do eixo? Justificar.

Resposta:

Aponta para o eixo do cilindro, pois de acordo com a Lei de Gauss a carga negativa faz com que o campo elétrico aponte para dentro do cilindro sentido ao eixo. Sendo assim o fluxo do campo elétrico também é negativo.

2.3 Passo 3

Escrever uma expressão, utilizando a Lei de Gauss, para o módulo do campo elétrico no interior do cano em função da distância r do eixo do cano. O valor de E aumenta ou diminui quando r aumenta? Justificar. Determinar o valor máximo de E e a que distância do eixo do cano esse campo máximo ocorre para ρ= 1,1 x 10-³ C/m³ (um valor típico).

Resposta:

Fórmula