p>ISU Extension Pub # AEN-175
Autor: Thomas H. Greiner, Engenheiro de Extensão Agrícola
Departamento de Engenharia Agrícola e de Biosistemas, Universidade Estadual de Iowa.
Setembro, 1997
p>CARBONO MONOXIDE POISONING
Verificação para Combustão Completap>Os combustíveis fósseis contêm carbono (C) e hidrogénio (H). Durante a combustão completa o carbono e o hidrogénio combinam-se com o oxigénio (O2) para produzir dióxido de carbono (CO2) e água (H2O). Durante a combustão incompleta, parte do carbono não é completamente oxidado produzindo fuligem ou monóxido de carbono (CO). A combustão incompleta utiliza o combustível de forma ineficiente e o monóxido de carbono produzido é um risco para a saúde.
Uma chama de gás devidamente concebida, ajustada e mantida produz apenas pequenas quantidades de monóxido de carbono, sendo 400 partes por milhão (ppm) o máximo permitido nos produtos de combustão. A maioria dos queimadores produz muito menos, sendo típicos entre 0 e 50 ppm. Durante a combustão incompleta, as concentrações de monóxido de carbono podem atingir níveis superiores a 7.000 ppm. Mesmo uma pequena quantidade de derrame em estruturas ocupadas de aparelhos que produzem grandes quantidades de CO é um risco para a saúde e pode ser uma ameaça para a vida.
Inflamação incompleta ocorre devido a:
* Mistura insuficiente de ar e combustível.
* Insuficiente fornecimento de ar à chama.
* Tempo insuficiente para queimar.
* Resfriamento da temperatura da chama antes da combustão estar completa.
Razões típicas para combustão incompleta em aparelhos de aquecimento residenciais incluem:
* Sistemas de ventilação bloqueados.
* Passagens de chama bloqueadas em aparelhos de aquecimento.
* Persiana de ar no queimador não aberta suficientemente.
* Orifícios de gás demasiado grandes ou demasiado pequenos (normalmente demasiado grandes).
* Pressão de gás colector demasiado alta ou baixa (normalmente demasiado alta).
* Ferrugem, escala, ou fuligem no queimador.
* Queimador instalado incorrectamente.
* Chama a incidir sobre superfície fria.
* Insuficiente ar de combustão para o aparelho.
* Downdrafting do sistema de ventilação.
* Falha do ventilador de potência ou dos ventiladores de tiragem induzida.
* Perda de integridade do permutador de calor (fissurado, ferrugento, ou buracos no permutador de calor).
* Perturbação física da chama (i.e, fortes correntes de ar que sopram sobre a chama.)
Para reduzir os riscos de envenenamento por CO, obter e seguir cuidadosamente todas as recomendações dos fabricantes para inspecção e manutenção. São recomendados os seguintes passos adicionais para a manutenção e inspecção de aparelhos de aquecimento a gás:
1. Inspeccionar visualmente o queimador e a chama, procurando ferrugem, fuligem, descoloração, e cor ou padrão anormal da chama.
2. Verificar visualmente o aparelho de aquecimento para detectar indícios de propagação da chama, downdrafting, e derrame. Fios queimados, fuligem, ferrugem, escala, e “rastreio” de produtos de combustão são sinais de problemas.
3. Verificar o sistema de ventilação para uma concepção adequada, integridade, e rascunho.
4. Verificar a adequação do ar de combustão e do ar de maquilhagem.
5. Verificar se o sistema de ventilação funciona na “pior das hipóteses” de despressurização da habitação.
6. Verificar se as passagens de gases no aparelho estão bloqueadas ou restringidas – limpar se necessário.
7. Inspeccionar visualmente o permutador de calor para verificar a integridade.
8. Verificar as pressões do gás do colector utilizando um manómetro e ajustar se necessário.
9. Verificar o caudal de gás para o aparelho (em aparelhos medidores).
10. Medir o CO em produtos de combustão utilizando um analisador electrónico de CO com visor digital.
Etapas adicionais que ajudam a determinar a causa de um problema de monóxido de carbono num aparelho de aquecimento incluem:
11. Verificar a combustão adequada utilizando um analisador de combustão com capacidade para medir monóxido de carbono e conteúdo de oxigénio.
12. Determinar áreas de fuga e diferenças de pressão na estrutura e sistema de ventilação utilizando uma porta de ventilador e um micromanómetro.
13. Verificar o tamanho adequado do orifício de gás.
14. Monitorizar continuamente as concentrações de monóxido de carbono na estrutura.
InSPECÇÃOVISUAL DA ABASTECIMENTO
Inspecção visual do queimador revelará problemas óbvios, incluindo ferrugem, escala, ou fuligem. As rupturas óbvias do padrão da chama ou a cor imprópria indicam um problema de combustão. Infelizmente, a inspecção visual NÃO é suficiente para verificar uma combustão adequada. Os queimadores que produzem EXTREMELHAMENTE altas concentrações de monóxido de carbono podem queimar azul. Pelo contrário, os queimadores que produzem pouco monóxido de carbono podem queimar amarelo.
Monóxido de carbono é um gás incolor, inodoro, insípido, não irritante e altamente venenoso em baixas concentrações. Como não é possível determinar com fiabilidade se um queimador está a produzir monóxido de carbono em excesso visualmente, recomenda-se a utilização de um analisador electrónico de monóxido de carbono com visor digital. A American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers, Inc. declara “É desejável através da utilização de indicadores adequados determinar se o monóxido de carbono está ou não presente nos gases de combustão” (ASHRAE Handbook, pg 26.3). A utilização de um instrumento para medir as concentrações de monóxido de carbono no exterior, no interior da estrutura, e nos produtos de combustão é fundamental para assegurar que o aparelho de aquecimento está a funcionar em segurança.
p>Queimador de Chama de Azul
Cor da Chama: Azul
Pode ser ou alto ou baixo CO, nenhum método visual fiável para determinar a produção de CO.
Cor da Chama: Amarelo
Usualmente indica alta produção de CO. Uma causa – abertura de ar primária insuficiente.p>Queimador de chama amarelo
Cor da chama: Azul
Combustão não é como concebido, Pode ser alto ou baixo CO, nenhum método visual fiável de determinação da produção de CO
Cor da chama: Amarelo
Pode ser alto ou baixo CO, depende de ar secundário adequado para combustão completa, nenhum método visual fiável de determinação da produção de CO.
PRODUÇÃO DE MONÓXIDO DE CARBONO
Concepção do queimador e da câmara de combustão afecta a quantidade de monóxido de carbono produzido. Os métodos de redução da produção de monóxido de carbono incluem o fornecimento de ar em excesso, o aumento da temperatura da câmara do queimador, e o fornecimento de uma grande zona de combustão. Os produtos de combustão não queimados continuarão a ser oxidados numa câmara de combustão quente com excesso de ar. Infelizmente, o excesso de ar, as altas temperaturas e as grandes zonas de combustão reduzem a eficiência e aumentam os custos.
Acções simples, tais como colocar uma frigideira num fogão de cozinha ou soprar o ar de um ventilador através de um queimador não ventilado pode aumentar a produção de monóxido de carbono. A oxidação dos gases de combustão pára quando os gases quentes colidem com a frigideira ou são arrefecidos pelo ar do ventilador. Qualquer monóxido de carbono ainda não oxidado será libertado na sala.
Ajuste do queimador afecta a quantidade de CO produzido. A insuficiência de ar do queimador primário aumenta a produção de CO. As entradas de ar restritas produzem frequentemente uma perturbação notável da chama e uma mudança de azul para amarelo.
Outra causa de insuficiência de ar primário e combustão incompleta é o excesso de fluxo de gás para o queimador. O excesso de fluxo de gás raramente produz uma perturbação perceptível da chama ou mudança de cor. O excesso de fluxo de gás pode ser causado por excesso de pressão de gás ou por orifícios de gás sobredimensionados. Os reguladores de gás podem falhar, sair do ajuste, não ser correctamente operados no campo para a altitude, ou ser ajustados para cima por técnicos de campo para aumentar a produção de calor. A queima excessiva é especialmente perigosa porque:
* Pode ocorrer produção elevada de CO.
* Produz-se calor em excesso que pode danificar os permutadores de calor.
* Produzem-se produtos de combustão em excesso que podem exceder a capacidade dos exaustores e sistemas de ventilação dos aparelhos de aquecimento.
* A chama pode continuar a queimar azul, não dando nenhuma indicação visual óbvia do problema.
Fabricantes de fornos a ar quente tipicamente exigem a verificação do fluxo de gás e da pressão do gás no arranque inicial e não permitem uma queima excessiva. Para encontrar e corrigir problemas causados pelo excesso de fluxo de gás é importante verificar o fluxo de gás, a pressão do gás, o dimensionamento dos orifícios, e as concentrações de monóxido de carbono nos produtos de combustão.
FERRAMENTAS NA TROCA DE AQUECIMENTO
Furos grandes num permutador de calor são perigosos. O ar forçado através de orifícios pelo ventilador em circulação aumenta a produção de CO ao interromper a chama. O fluxo de ar aumenta a quantidade de produtos de combustão que se derramam nos alojamentos ao interromper o fluxo de ar através da chaminé de ventilação do aparelho. Na maioria dos fornos de tiragem natural e de tiragem induzida, a alta pressão no lado do ventilador do permutador de calor impede que os produtos de combustão fluam directamente para o ar de circulação. Normalmente, os produtos de combustão entram na casa devido a falha ou derramamento da ventilação. Em fornos de ventilação e de combustão por impulso, altas pressões no lado da combustão podem forçar os produtos de combustão a entrar directamente através de orifícios no ar circulante e na casa. Os produtos de combustão contêm grandes quantidades de monóxido de carbono e vapor de água, o que pode sufocar as chamas ou levar ao aumento da ferrugem e corrosão do permutador de calor. A propagação das chamas ocorre em casos graves.
Furos nos permutadores de calor podem ser encontrados por observação directa, utilizando espelhos ou desmontando a unidade. Algumas unidades de combustão seladas por ventilação directa podem ser testadas selando a entrada e saída e testando a pressão. Foram usadas bombas de fumo, rastreio de odores e sprays de sal, mas não foram totalmente aceitáveis. A Associação Americana do Gás desenvolveu um método de teste de permutador de calor utilizando gases marcadores, que determinaram ser mais fiáveis e precisos. A observação da perturbação da chama quando o ventilador do forno se liga revelará grandes furos. A medição do monóxido de carbono em produtos de combustão usando analisadores de CO revela combustão incompleta causada pelo fluxo de ar através de furos.
Gases de combustão devem ser amostrados antes da diluição do exaustor. Nos aparelhos de caldeiraria natural, as passagens de chaminé (câmaras) no topo do aparelho podem normalmente ser alcançadas, com uma sonda, através do desviador de caldeiraria ou da campânula. No caso de equipamento com vários queimadores e passagens de combustão separadas (câmaras), cada queimador deve ser verificado separadamente, inserindo a sonda na parte superior de cada câmara. É importante inserir a sonda a uma distância suficiente nas câmaras de combustão para garantir que os produtos de combustão não diluídos estejam a ser amostrados. As unidades de combustão seladas podem frequentemente ser amostradas mais facilmente na saída de escape exterior. Os locais que não permitem uma leitura precisa dos gases de combustão incluem: o perímetro do exaustor (isto representará ar da sala), directamente acima da chama (a amostragem aqui pode dar uma leitura elevada errada), e nas saídas de ar do forno (que contêm uma amostra mista).
AnALIZADORES E DETECTORES DE MONÓXIDO DE CARBONO
Existem muitas causas potenciais de produção de monóxido de carbono e derramamento de produtos de combustão em áreas vivas. Muitas causas são acidentais e imprevisíveis; i.e.; buracos em permutadores de calor desenvolvem-se ou alargam-se após inspecção, sistemas de ventilação falham sob fortes condições de vento, vareta reguladora de pressão, ou entradas de ar e aberturas de ventilação congelam.
Para proteger contra envenenamento acidental por monóxido de carbono, a U.S. Consumer Product Safety Commission, o Departamento de Saúde Pública de Iowa, e a Iowa State University Extension recomendam que todas as casas tenham pelo menos um detector de monóxido de carbono U-L listado em cada andar com quartos de dormir. Os aparelhos de aquecimento devem ser inspeccionados e mantidos anualmente por um empreiteiro de aquecimento qualificado. Como a cor da chama não é um indicador fiável da produção de monóxido de carbono de um queimador, o empreiteiro de aquecimento deve utilizar um analisador de monóxido de carbono para inspeccionar e manter os queimadores.