Facilitar a implementação de medidas de segurança em relação a fenômenos elétricos e magnéticos fábrica de área na indústria de alimentos

Calcular a diferença de potencial elétrico entre o eixo do cano e a parede interna para uma

densidade volumétrica dO desafio é investigar o que pode ocasionar a explosão de uma fábrica na área de

indústria alimentícia e promover medidas de segurança do empreendimento em relação aos

fenômenos elétricos e magnéticos, comparada com o estudo de caso de uma fábrica de

chocolate que é relatado por meio do seu Livro-texto e está relatado abaixo.

“O mistério do chocolate em pó. Explosões provocadas por descargas elétricas

(centelhas) constituem um sério perigo nas indústrias com pós muito finos. Uma dessas

explosões aconteceu em uma fabrica de biscoitos na década de 1970. Os operários

costumavam esvaziar os sacos de chocolate em pó que chegavam à fabrica em uma bandeja,

na qual o material era transportado através de canos de plástico até o silo onde era

armazenado. No meio desse percurso duas condições para que uma explosão ocorresse

foram satisfeitas: (1° condição) o módulo do campo elétrico ultrapassou 3,0 x 106 N/C,

produzindo uma ruptura dielétrica do ar; (2° condição) a energia da centelha resultante

ultrapassou 150 mJ, fazendo com que o pó explodisse.

Como parte também da investigação da explosão ocorrida na fábrica de biscoitos, o

potencial elétrico dos operários foi medido enquanto esvaziavam sacos de chocolate em pó

em uma bandeja, produzindo uma nuvem de pó de chocolate. ”

Fonte: HALLIDAY, David; RESNICK, Robert. Física II. 1a ed. Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e

Científicos, 2009.

Objetivo do desafio

O desafio é promover medidas de segurança quanto aos fenômenos elétricos e

magnéticos numa fábrica na área de indústria alimentícia, comparada com o estudo de caso

Engenharia de Produção – 3ª Série - Física III

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acima, de acordo com as informações dadas em cada etapa. Este desafio é importante para

que o aluno adquira uma sólida base conceitual dos fatores necessários para a elaboração de

projeto, capacitando o aluno a aplicar a teoria estudada em sala de aula para o

desenvolvimento de projetos.

ETAPA 1 (tempo para realização: 05 horas)

Aula-tema: Campo Elétrico. Lei de Gauss.

Essa atividade é importante para compreender a ação e a distância entre duas

partículas sem haver uma ligação visível entre elas e entender os efeitos dessa partícula

sujeita a uma força criada por um campo elétrico no espaço que as cerca.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Pesquisar em livros da área, revistas e jornais, ou sites da internet, notícias que envolvem

explosões de fábricas que têm produtos que geram ou são a base de pó.

Sites sugeridos para pesquisa

• Explosão De Pó Em Unidades Armazenadoras E Processadoras De Produtos Agrícolas

E Seus Derivados Estudo De Caso. 2005. Disponível em:

<https://docs.google.com/file/d/0Bx50NPmVz1UwUGcyMUExS3FlRnM/edit>.

Acesso em: 20 abr. 2012.

• Explosões. Disponível em:

<https://docs.google.com/file/d/0Bx50NPmVz1UwNkVMM0NNeTlmOHc/edit>.

Acesso em: 20 abr. 2012.

• Atmosferas explosivas de pós: Todo cuidado é pouco. Disponível em:

<https://docs.google.com/file/d/0Bx50NPmVz1UwU0d0cU13dFlsVlE/edit>.

Acesso em: 20 abr. 2012.

Passo 2 (Equipe)

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 r . O campo elétrico E aponta

para o eixo do cilindro ou para longe do eixo? Justificar.

Passo 3 (Equipe)

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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 r = 1,1 x 10-3 C/m3 (um valor típico).

Passo 4 (Equipe)

Verificar a possibilidade de uma ruptura dielétrica do ar, considerando a primeira condição,

ou seja, o campo calculado no passo anterior poderá produzir uma centelha? Onde?

ETAPA 2 (tempo para realização: 05 horas)

Aula-tema: Potencial Elétrico. Capacitância.

Essa atividade é importante para compreender