Dissertativa — Em um depósito de solventes, a mão enluvada do operador pode ser aproximada por uma esfera…

Questão

Dissertativa — Em um depósito de solventes, a mão enluvada do operador pode ser aproximada por uma esfera condutora de raio R = 0,10 m carregada até V = 2,5×10^4 V. O ar tem campo de ruptura E_bd = 3,0×10^6 V/m. Estime se existe risco de centelhamento para uma distância d = 0,02 m até uma superfície aterrada; mostre cálculos físicos e proponha medidas individuais e coletivas para reduzir riscos à saúde e ao ambiente (ignição de vapores, contaminação).

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Cálculo: tensão crítica aproximada para ruptura em geometria esfera-plano pode ser estimada por V_bd ˜ E_bd·d. Com E_bd = 3,0×10^6 V/m e d = 0,02 m => V_bd ˜ 3,0×10^6 × 0,02 = 6,0×10^4 V. Como V = 2,5×10^4 V < V_bd, a descarga direta a 2 cm é improvável nas condições ideais. Verificação adicional: campo na superfície da esfera E_surface ˜ V/R = 2,5×10^4 V / 0,10 m = 2,5×10^5 V/m, também bem abaixo de E_bd = 3,0×10^6 V/m. No entanto, fatores reais (pontas/arestas, partículas, diminuição local de distância, baixa umidade, presença de vapores inflamáveis) reduzem o limiar de ruptura e aumentam o risco de centelhamento e ignição. Medidas físicas e práticas para reduzir risco: 1) equiparando potenciais (bonding) e aterrar superfícies metálicas e operadores; 2) uso de luvas e calçados condutivos, tapetes antiestáticos e pisos condutores; 3) controlar umidade relativa e evitar superfícies ásperas que concentrem campo; 4) limitar potencial máximo (descarga controlada via resistor de baixa corrente) e aumentar distâncias de separação; 5) armazenamento em recipientes condutivos e ventilação para reduzir concentração de vapores; 6) procedimentos operacionais e treinamento para evitar geração de cargas e permitir medição contínua de potencial. Essas ações combinam conceitos de potencial elétrico (V), campo elétrico (E = V/R) e limiar de ruptura do meio, mitigando riscos ambientais e à saúde.

Explicação

A resposta apresenta cálculos que comparam a tensão gerada pela esfera condutora com a tensão crítica para ruptura do ar, demonstrando que, sob condições ideais, o risco de centelhamento é baixo. Além disso, são abordados fatores reais que podem aumentar esse risco e são propostas medidas práticas para mitigá-lo, integrando conceitos de eletricidade e segurança. Essa abordagem abrangente garante a consideração de variáveis físicas e operacionais relevantes para a segurança no ambiente de trabalho.

Raio-X da questão

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