Dados Técnicos – Confinamento de Operações de Jateamento

Desde que foi desenvolvido, há mais de 100 anos, o processo de jateamento sempre demonstrou ser um recurso de alta eficiência e suas aplicações se multiplicaram rapidamente sendo absorvido, inclusive, pelos mais diversos setores industriais.
Entretanto, a tecnologia de aplicação era primitiva, apresentando três inconvenientes básicos:

– Poluição ambiental, criando problemas de empoeiramento da atmosfera que atingia e prejudicava prédios e até máquinas no seu interior, bem como a saúde dos operadores.

– Mesmo com o desenvolvimento de abrasivos mais eficientes e menos poluentes, seu uso era proibitivo pelas dificuldades de sua recuperação.

– Finalmente, mesmo recuperados, esses abrasivos iam gradativamente se contaminando, prejudicando a repetibilidade e a eficiência do processo.

As soluções foram surgindo e se aperfeiçoando durante um século de evolução, mudando radicalmente a imagem dos equipamentos de jateamento, antes relegados para os confins das fábricas, hoje encontrados em linhas de produção, lado a lado com sofisticados equipamentos mecânicos convencionais, satisfazendo plenamente as mais rigorosas exigências de segurança e de uniformidade de produção.
Operações a céu-aberto tendem a desaparecer completamente não só por pressões de órgãos de segurança oficiais ou internos das empresas como por razões econômicas quanto aos custos diretos, transportes e eficiência operacional.
A moderna concepção de um equipamento de jateamento sempre inclui, com maior ou menor sofisticação, os seguintes componentes:

1º) Confinamento da operação em si de jateamento

As partículas aceleradas (pistolas de sucção, bicos de pressão, turbinas, etc.) e as peças sobre as quais elas incidem, estão sempre confinadas em ambientes fechados como simples gabinetes ou grandes cabines em que os operadores também adentram-se nos ambientes.

2º) Recolhimento do abrasivo

São dispositivos por gravidade, mecânicos ou pneumáticos que recolhem e concentram os materiais em silos, fazendo-os retornar ao processo.

3º) Purificarodes de abrasivos

São dispositivos intermediários de maior ou menor complexidade conforme as exigências operacionais, que retiram dos materiais, após o jateamento, as contaminações removidas, o pó operacional e eventuais detritos maiores, devolvendo-os ao processo com constituição e granulometrias similares às iniciais.

4º) Sistemas de exaustão

Sua função principal é arrastar o pó dos ambientes confinados e separá-los dos abrasivos. Quando bem dimensionados, asseguram uma boa visibilidade interna e uma descompressão (pressão negativa) em todos os componentes do sistema, aumentando a segurança contra a fuga de pó para o ambiente externo.

5º) Coletores de pó

Separam o ar de exaustão do pó, retendo-o e devolvendo o primeiro purificado para a atmosfera.

A Jatomaq já desenvolveu um sem número de equipamentos para jateamento, adaptando-os aos materiais a serem empregados, às dimensões das peças, às quantidades envolvidas, à maior ou menor quantidade de pó gerado e às mais diversas peculiaridades de cada caso.
Entretanto, os componentes básicos, na grande maioria das soluções são sempre os mesmos e podem ser assim ilustrados:

1) GABINETES: São unidades de confinamento, manuais ou automáticas, em que o operador se mantém do lado de fora ou não participa da operação. Os sistemas mais comuns são:

1.1) Gabinetes com ventilação simples: A operação (pistola e peça) se processa dentro de uma câmara fechada. Um exaustor estabelece uma circulação de ar no interior, criando uma pressão negativa, que é uma garantia para um bom confinamento.
O material ejetado pela pistola sobre a peça cai no fundo do gabinete em forma de pirâmide invertida, concentrando-se no bico.
Daí retorna ao processo succionando pela pistola, estabelecendo uma reciclagem contínua.
A circulação do ar é orientada de cima para baixo e de maneira a atravessar o abrasivo com pó durante a sua queda para a tulha inferior. Com isso, a decantação do pó no ambiente é acelerada aumentado a visibilidade, bem como, ele é arrastado para fora, separando-se do abrasivo que retorna ao processo mais ou menos limpo. O volume e a velocidade do ar em circulação podem ser dimensionados para otimizar as condições de visibilidade interna e a eficiência de purificação do material.
O ar, antes de ser lançado na atmosfera, passa por um coletor de pó.
Essa solução é geralmente utilizada com pistola de sucção e aceita operar com a maioria dos abrasivos convencionais.

1.2) Gabinetes ciclonados: A exaustão é feita pelo fundo da tulha e a corrente de ar arrasta todo abrasivo contaminado para um ciclone.
É um dispositivo aerodinâmico que por centrifugação, retém partículas maiores separando-as do pó operacional. É um processo bem mais eficiente de purificação, mas em geral só é empregado com materais leves, como esferas de vidro ou cascas de noz e, mais raramente, com óxido de alumínio. O abrasivo retido se acumula em um silo inferior e daí retorna ao processo.
O exaustor é sempre montado posteriormente ao ciclone assegurando pressão negativa em todo o conjunto. O ar retorna à atmosfera purificado por um coletor de pó.

1.3) Gabinetes com bicos de pressão: Os bicos de pressão têm importantes aplicações peculiares. Eles exigem vasos pressurizados que, periodicamente devem ser carregados.
Os gabinetes também podem ser adaptados para usá-los.
No croquis, o vaso pressurizado está adapatado no fundo da tulha onde se acumula o abrasivo, parcialmente purificado pelo sistema de ventilação simples, pronto para recarregar o vaso.
Temos também um conjunto mais complexo, geralmente empregado quando se usa granalha de aço, que permite intercalar dispositivos mais eficientes de purificação do abrasivo. O elevador transporta o material e o descarrega, por gravidade no purificador. O abrasivo se acumula num silo sobre o tanque pressurizado. A alimentação do elevador pode ser feita por gravidade, ou em gabinetes maiores com o auxílio de roscas helicoidais ou outro tipo apropriado de transportador.
É importante observar que o exaustor está montado depois do coletor de pó que, por sua vez está ligado ao purificador do elevador e ao gabinete, o que assegura pressão negativa em todo o sistema impedindo, definitivamente, a fuga de pó para o ambiente externo.

1.4) Gabinetes com jato úmido: Pela sua própria natureza é um processo menos poluente que os a seco. Entretanto, alguns recursos como confinamento, exaustores, filtros de névoa, agitadores mecânicos, bombas resistentes à brasão, limpadores de pára-brisa, tanques de limpeza, etc, asseguram a retenção de toda a umidade e a proteção ambiental.

1.5) Gabinetes turbinados: Utilizam, basicamente, os mesmos recursos para confinamento, purificação e reciclagem dos abrasivos.
Exigem, naturalmente, capacidades bem mais elevadas e proteções contra a abrasão mais pesada.

2) CABINES: Define-se como cabines unidades de confinamento de operações de jateamento em que o operador trabalha em seu interior, protegido por capacetes e roupas especiais. Elas foram desenvolvidas para evitar as tradicionais operações a céu-aberto com areia acabando com o alto grau de poluição e permitindo o uso de abrasivos mais nobres, já que aceitam adaptações de sistemas de ventilação, reciclagem, purificação e filtragem de pó.
Apresentam ainda as vantagens de independerem das condições atmosféricas e de poderem ser montadas bem próximas ou até mesmo nas próprias linhas de condução.

2.1) Cabines propriamente ditas: São desenvolvidas conforme o tamanho máximo provável das peças, existindo unidades com 7 ou 8m³ ou com mais de 5000m³, para a indústria naval, geralmente.
Podem ser construídas em alvenaria ou metálicas estruturadas ou em módulos, o importante é que paredes e textos sejam contínuos, sem aberturas.

2.2) Ventilação: Em geral, com o auxílio de exaustores, é estabelecida uma circulação horizontal de ar que arrasta o pó em suspensão, no sentido longitudinal da cabine (menor sucção). O ar é succionado por meio de captores montados numa extremidade, entrando por aberturas protegidas com telas e escudos pela outra. Como nos gabinetes, a presença de uma pressão negativa interna também é importante.

2.3) Portas: As portas principais (serviço) e as auxiliares (jatista) têm que ter vedação hermética com guarnições de borracha. Muitas vezes as aberturas de entrada da ventilação estão nas próprias portas principais e os captores no fundo oposto.

2.4) Recolhimento do abrasivo: Existem vários sistemas para recolher o abrasivo que cai no piso da cabine para reconduzi-lo ao processo:

2.4.1) Varreção: É o processo mais simples e o que exige menor investimento. O piso é revestido com chapas lisas e o material durante um intervalo no jateamento, é arrastado manualmente ou com veículos apropriados para moegas ou roscas tranpostadoras instaladas lateralmente.

2.4.2) Roscas helicoidais: Nesse caso o piso é revestido integralmente com grades que não retém o abrasivo que é recolhido continuamente por calhas inferiores com roscas helicoidais, concentrando o material em um ou mais pontos.

2.4.3) Sistema de arraste: Sob o piso gradeado são montadas calhas rasas e planas e o material recolhido é arrastado por palhetas que se movem longitudinalmente com movimento alternado.

2.4.4) Sistema de sucção: Nesse caso, sob o piso gradeado são montadas calhas em “M” paralelas e o abrasivo é recolhido e tranportado por sucção. Tanto esse sistema como o anterior têm a vantagem de poderem ser montados diretamente sobre os pisos industriais, requerendo pouca ou nenhuma obra civil.

2.5) Purificação dos abrasivos: Da mesma forma que nos gabinetes, o material recolhido é levado para um sistema de purificação. Quando é usada a granalha de aço, que é o abrasivo mais comum em cabines, ela é transportada para o purificador por um meio de elevador de canecas. O material limpo de pó é peneirado, cai em silos, de onde retorna ao processo.
No caso de recolhimento por sucção, em geral empregado para materiais leves, são utilizados ciclones para recolher o material e separar impurezas de pó.
Em casos onde as exigências quanto a purificação são maiores, podem ser intercalados outros recursos como peneiras vibratórias e filtros magnéticos.

2.6) Coletores de pó: São sistemas indispensáveis para reter o pó arrastado pela ventilação antes de devolver o ar para a atmosfera. A captação de ar além de dentro da cabine deve succionar do elevador e do purificador criando, como já foi dito, pressão negativa em todo o sistema.

2.7) Cabines especiais: O atual desenvolvimento tecnológico permite uma ampla versatilidade no projeto de cabines, adaptando-as às mais diversas condições operacionais.

2.7.1) Cabines para a Indústria Naval ou Offshore: Teoricamente, não há limitações quanto às dimensões máximas com que pode ser construída uma cabine. Podem atingir, por exemplo, o volume de 3.000m³. Problemas como a movimentação de peças irregulares de grande porte e peso elevado, são resolvidos com engenhoso sistema de vários trilhos com carros livremente posicionados sob os seus pontos de apoio. Cada caso particular exige dispositivos especiais para a racionalização das condições operacionais.

2.7.2) Cabines para jateamento e pintura: O desenvolvimento de coletores de pó tipo multiciclone em substituição aos filtros de manga ou de cartuchos que não resistem às partículas de tinta e aos gases de solvente, abriu a possibilidade de utilização das cabines para o jateamento e para a pintura posterior reduzindo o tempo entre as duas operações e dispensando a movimentação das peças.

2.7.3) Cabines climatizadas: Para evitar, com segurança, a não contaminação de partes já jateadas e para garantir as exigências de temperaturas máximas requeridas pelas modernas tintas de proteção, podem ser adaptados às cabines completos sistemas de climatização que mantém a temperatura interna abaixo dos 26ºC e entre 45 e 50% de umidade relativa durante todos os processos de jateamento e pintura.
Nesse caso a pressão interna passa a ser positiva e o ar expelido é purificado quanto ao pó e aos gases de solventes por filtros especiais, antes de serem lançados na atmosfera.

2.7.4) Cabines para “shot peening”: Dispositivos para movimentação de peças como mesas ou eixos rolativos ou carros acionados, para movimentação de pistolas ou bicos de pressão, como temporizadores programáveis, enfim, com todos os dispositivos requeridos para operações repetitivas e impessoais, como as exigidas para “shot peening”, podem também ser adaptados a cabines de qualquer porte.