Atps Fisica 3

1. INTRODUÇÃO

Este trabalho tem por objetivo aplicar os cálculos físicos referentes à área de Eletrostática na análise de causas e riscos de explosões existentes nas indústrias alimentícias que trabalham com pós (açúcar, chocolate , farinha, café e etc.), indústrias farmacêuticas e nas indústrias que trabalham com grãos, como por exemplo, milho, soja e ração para animais.

Com os resultados obtidos será possível estabelecer medidas preventivas para diminuir os riscos citados anteriormente.

2. ETAPA 1

2.1. Passo 1

De acordo com as pesquisas realizadas, ficou claro que os riscos de explosões devido à nuvem de poeira causada em indústrias que trabalham com “pós” (café, açúcar, amido de milho e etc.) são maiores do que se imaginava. Segundo as fontes pesquisadas, basta apenas que uma determinada quantidade de concentração de pó no ar (entre 40g/m3 e 4000g/m3) seja necessária para atender um dos fatores de risco para que

2. venha ocorrer à explosão. Outros fatores contribuintes para que ocorra este fato são o tamanho das partículas (menores que 0,1 milímetros), umidade do ar inferior a 11%, energia de ignição entre 10 e 150 mJ (mili- Joules) e o próprio oxigênio presente no ar.

3. Satisfeitas todas essas condições o risco de acontecer um acidente é muito provável, uma vez que uma única partícula de pó aquecida por uma centelha de 150 mJ, por exemplo, é necessária para causar uma reação em cadeia das demais partículas, causando assim a explosão.

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5. Foto de uma explosão em uma indústria farmacêutica em 2003, nos EUA.

6. 2.2. Passo 2

7. Supor que o pó (produto) 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.

8. Segundo a definição de Campo Elétrico, quando a carga geradora do campo for negativa, o campo elétrico E criado por essa carga em um ponto irá apontar para a própria carga, e será chamado de Vetor Aproximação. Aplicando essa definição no problema descrito no Passo 2, logo o campo elétrico E produzido pela linha de cargas (no caso o pó dentro do cano

9. cilíndrico) ira apontar para o eixo do cilindro.

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17. 2.3. Passo 3

18. 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 do campo elétrico e a que distância do eixo do cano esse campo máximo ocorre para ρ= 1,1 x 10-3 C/m3 (um valor típico).

19. A Lei de Gauss diz o seguinte:

20. ,

21. onde Φ é o fluxo elétrico total, qenv é a carga que cria o campo elétrico responsável pelo fluxo elétrico e ε0 é a constante de permissividade elétrica do ambiente, que nesse caso possui valor igual a 8,85x10-12 C2/Nm2.

22. Mas no caso proposto pelo Passo 3, a carga envolvida é uma linha volumétrica e o exercício pede o valor do campo elétrico dentro do cano em função do raio do mesmo, logo a equação obtida será