Apostila atualizada NR-13 Op de caldeira - 40 horas

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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
 
 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
Sumário 
 
1. NOÇÕES GERAIS, GRANDEZAS FÍSICAS, UNIDADES E COMBUSTÃO ................................ 1 
1.1 Unidades ............................................................................................................................................ 1 
1.2 Temperatura ..................................................................................................................................... 2 
1.3 Calor ................................................................................................................................................. 4 
1.4 Tipos de Calor .................................................................................................................................. 4 
1.5 Transferência de Calor ..................................................................................................................... 6 
1.6 Condutividade Térmica .................................................................................................................... 7 
1.7 Dilatação Térmica ............................................................................................................................ 8 
1.8 Trocador de Calor........................................................................................................................... 10 
1.9 Vaso de Pressão .............................................................................................................................. 11 
1.10 Pressão .......................................................................................................................................... 11 
1.11 Vapor ............................................................................................................................................ 15 
1.11.1 Vapor Saturado ........................................................................................................................... 21 
1.11.2 Vapor Superaquecido ................................................................................................................ 21 
1.12 Combustíveis ................................................................................................................................. 23 
1.12.1 Classificação Combustíveis ....................................................................................................... 24 
1.12.1.1 Combustível Líquido ............................................................................................................... 24 
1.12.1.2 Combustível Gasoso ................................................................................................................ 25 
1.12.1.3 Combustível Sólido ................................................................................................................. 27 
1.12.2 Principais Propriedades dos Combustíveis: .............................................................................. 28 
1.13 Combustão .................................................................................................................................... 31 
1.13.1 Reações Químicas Básicas ......................................................................................................... 32 
1.13.2 Ar Para a Combustão................................................................................................................. 33 
1.13.3 Controle da Combustão ............................................................................................................. 34 
 
 
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2 Caldeiras ............................................................................................................................................. 37 
2.1 Classificação das Caldeiras ............................................................................................................. 37 
2.2 Tipos de Caldeiras ........................................................................................................................... 38 
2.2.1 Caldeiras Elétricas ........................................................................................................................ 38 
2.2.2 Caldeiras a Combustão ................................................................................................................. 41 
2.2.2.1 Tipos de caldeiras a combustão ................................................................................................ 41 
2.2.2.1.1 Caldeira flamatubular ............................................................................................................. 42 
2.2.2.1.2 Caldeira Aquatubulares .......................................................................................................... 47 
2.2.2.1.3 Caldeira Mista ....................................................................................................................... 56 
2.2.3 Componentes Comuns as Caldeiras ............................................................................................. 57 
2.3 Distribuição de Vapor .................................................................................................................... 68 
2.4 Condensado ..................................................................................................................................... 71 
3. TRATAMENTO DE ÁGUA PARA CALDEIRA ............................................................................ 74 
3.1 Efeito dos Contaminantes da Água. ............................................................................................... 76 
3.1.1 Incrustação .................................................................................................................................. 76 
3.1.2 Corrosão ...................................................................................................................................... 78 
3.1.3 Arraste e Formação de Espuma .................................................................................................... 79 
3.2 Tratamento Externo Água Alimentaçao Caldeira .......................................................................... 80 
3.2.1 Clarificação .................................................................................................................................. 80 
3.2.2 Abrandamento ............................................................................................................................. 81 
3.2.3 Desmineralização ......................................................................................................................... 82 
3.2.4 Osmose Reversa ........................................................................................................................... 83 
3.2.5 Desaeração ................................................................................................................................... 83 
3.3 Tratamento Interno Água Alimentação Produtos Químicos ........................................................... 85 
3.3.1 Purga das Caldeiras ...................................................................................................................... 86 
3.3.2 Eliminação da dureza ................................................................................................................... 87 
3.3.3 Ajuste do Potencial de Hidrogênio -- pH ..................................................................................... 87 
3.3.4 Controle do Oxigênio Dissolvido ................................................................................................. 88 
 
 
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3.3.5 Controle de Cloretos.....................................................................................................................o traseiro e são fixados através de mandrilamento ou soldagem. 
 Tubos fornalha – local onde ocorre a queima em suspensão do óleo ou gás. Pode 
ser liso ou corrugado. 
 Câmara de reversão – local onde os gases da combustão fazem a reversão do seu 
trajeto, passando novamente pelos tubos de fogo. Podem ser secas ou úmidas. 
 
 Vantagens caldeiras flamotubular: 
 Atendem a aumentos instantâneos na demanda de vapor, pois possuem grande 
volume de água; 
 Possui custo relativamente menor; 
 Construção fácil, sendo totalmente pré-fabricada; 
 Fácil operação; 
 Não exige tratamento muito apurado da água de alimentação; 
 Normalmente necessitam de pouca ou nenhuma alvenaria; 
 Fácil limpeza da fuligem nos feixes de tubos; 
 Fácil substituição de tubos. 
 
 Desvantagens caldeiras flamotubular: 
 Partida lenta devido ao grande volume de água; 
 Limitada quanto à capacidade de pressão; 
 Ocupam muito espaço com relação à área de aquecimento; 
 Circulação natural de água deficiente; 
 Grande peso por metro quadrado de superfície de aquecimento; 
 Dificuldade de adaptação de equipamentos, tais como superaquecedor, 
economizador e preaquecedor de ar. 
 
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 2.2.2.1.2 Caldeira Aquatubulares 
Somente foi possível a obtenção de maiores produções de vapor, a pressões elevadas e 
altas temperaturas com o aparecimento das caldeiras aquotubulares (tubos de água). O fato 
dos tubulões estarem situados fora dos corpos das caldeiras, a eles se unindo para constituírem 
um feixe tubular de água que compõe a parte principal de absorção de calor, permite a 
obtenção de grandes superfícies de aquecimento. A figura abaixo representa uma seção 
transversal de feixe aquotubular unindo dois tambores, no interior dos tubos circula a água e 
por fora os gases quentes através do caminho formado pela alvenaria e chicanas internas. 
 
A água é vaporizada nos tubos que constituem a parede mais interna. Recebendo calor 
primeiro, vaporiza e sobe até o tambor superior, dando lugar à nova quantidade de água fria 
que será vaporizada e assim sucessivamente. Esse tipo de circulação de água, provocada 
apenas pela diferença de peso específico entre a água ascendente e descendente, é 
característica das chamadas caldeiras com circulação natural. 
A medida que a caldeira aquotubular aumenta sua capacidade, aumenta também seu 
tamanho, quantidade de tubos e por consequência as perdas de cargas no circuito hidráulico 
tornando a circulação por meio de bombas necessária, são as chamadas caldeiras de 
circulação forçada. 
A produção de vapor nestes tipos de caldeiras pode atingir capacidades de 600 até 750 
tv/h com pressões de 150 a 200 kgf/cm², temperaturas de 450 - 500 °C existindo unidades 
com pressões críticas (226 atm) e supercríticas (350 kgf/cm²). 
 
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A flexibilidade permitida pelo arranjo dos tubos que constituem os feixes ou parede 
d’água possibilitam um vasta variedade de tipos construtivos conforme veremos na 
classificação a seguir: 
 
 Caldeiras aquatubulares de tubos retos 
As caldeiras aquatubulares de tubos retos consistem de um feixe tubular de 
transmissão de calor, com uma série de tubos retos e paralelos, interligados a uma câmara 
coletora. Essas câmaras comunicam-se com os tubulões de vapor (superiores), formando um 
circuito fechado por onde circula a água. 
Essas foram as primeiras caldeiras tubo-de-água que surgiram e tinham uma 
capacidade de produção de 3 a 30 toneladas-vapor/hora com pressões de até 45 Kg/cm². 
 
 
 Caldeiras aquotubulares de tubos curvos 
A principal característica deste tipo, são os tubos curvos que se unem aos tambores por 
solda ou madrilamento, o que representa grande economia na fabricação e facilidade na 
manutenção. Além de serem bastantes práticas para limpar, possibilitam a produção de grande 
quantidade de vapor. 
As primeiras caldeiras deste tipo presentavam um número de tambores variados, e um 
grande volume de água. Na figura apresentamos um esquema desse tipo de caldeira, com três 
tambores superiores e um inferior, existindo modelos com dois tambores inferiores. 
Partindo deste modelo, foram projetadas novas caldeiras. Com o objetivo de se 
aproveitar melhor o calor irradiado na fornalha, reduziu-se o número e o diâmetro dos tubos, e 
acresceu-se uma parede de água em volta da fornalha o que serviu como meio de proteção ao 
 
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refratário da mesma, diminuição da caldeira, eliminação total dos refratários de alta qualidade 
e vaporização mais rápida. 
 
 Vantagens caldeira aquotubular: 
 Trabalha a média e altas pressões; 
 Elevada capacidade de geração de vapor; 
 Partida rápida devido ao pequeno volume de água relativo à superfície de 
aquecimento; 
 Ocupam pouco espaço com relação à capacidade de produção obtida; 
 Apresentam facilidades de adaptação de equipamentos, tais como superaquecedor, 
economizador e preaquecedor de ar; 
 Apresentam a possibilidade de colocação de tubos de água nas paredes da fornalha, 
que, além de protegerem e diminuírem os refratários, auxiliam na produção de 
vapor; 
 Possuem grande flexibilidade de operação. 
 
 Desvantagens caldeira aquotubular: 
 Exigem pessoal altamente qualificado para sua operação; 
 Exigem tratamento de água adequado e rigoroso; 
 Tem pouca capacidade no que diz respeito à demanda, devido ao, relativamente, 
pequeno volume de água; 
 São de construção mais complexa que as flamotubulares; 
 Alto preço. 
 
 
 
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 Circulação de água em caldeiras aquotubular 
Os aços aplicados na construção das caldeiras expostas aos gases quentes precisam ser 
continuamente resfriados por água ou mistura água-vapor para conservarem suas qualidades 
de resistência, pois até a temperatura limite de 450ºC para os aços carbonos comuns, 590ºC 
para os aços martensíticos e 650ºC para outras ligas martensíticas, estes materiais conservam 
suas propriedades mecânicas. Ultrapassando estes limites as propriedades destes materiais 
utilizados na construção de caldeiras começam a diminuir sua resistência mecânica. 
Assim sendo o resfriamento da superfície metálica que é submetida a tais temperaturas 
é vital para a segurança do equipamento. Cabe, portanto, a água este papel, seja no estado 
líquido, seja vapor, mediante uma circulação permanente, controlada e orientada. 
Numa unidade convencional a circulação da água se processa livremente, graças a 
tendência natural provocada pela diferença de pesos específicos existentes entre a água 
situada nas partes mais frias da caldeira e aquela contida nas zonas de alta temperatura dos 
gases. 
Sabe-se que a circulação natural da água fica mais comprometida a medida que a 
pressão se eleva. Constata-se que o vapor a pressão de 35 kgf/cm² pesa por unidade de 
volume 45 vezes menos que a água; à 140 kgf/cm² 7,5 vezes menos e a 210 kgf/cm² apenas 
2,5 vezes. Dai concluí-se que a circulação controlada por meios forçados é fundamental nas 
caldeiras a altíssimas pressões, normalmente acima de 160 kgf/cm². 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Componentes de caldeira aquotubular 
 
 Tubulão superior 
Corpo cilíndrico, construído em chapa de aço de alta qualidade, localizado na parte 
superior da caldeira que coleta, separa e acumula o vapor produzido no feixe de tubos 
ascendentes. É o componente que recebe a água de alimentação e que distribui pelo feixe de 
tubos descendentes. A fixação dos tubos ocorre através de solda ou mandrilhamento. 
 
 
 1 Área dos tubos descendentes 
 2 Área dos tubos ascendentes 
 3 Saída do vapor saturado seco 
 4 Filtro de tela ou Chevron 
 5Tubo de drenagem 
 6 Tubo da água de alimentação 
 7 Tubo descarga contínua 
 8 Chicana separadora de umidade 
 9 Chapa defletora
. 
 
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 Mandrilhamento 
É um processo mecânico de usinagem de superfícies de revolução. 
 
 
 
 Tubulão inferior 
O tubulão inferior, tambor de lama ou tubulão de água também é construído em 
chapas de aço carbono. 
Nele, estão mandrilados tanto os tubos de água que descem do tubulão superior quanto 
os tubos de vaporização que sobem para o tubulão superior. 
No tubulão inferior estão instaladas tomadas para purga ou descarga de fundo, 
utilizadas para remover parte da lama e resíduos sólidos originários do processo e que podem 
causar corrosão, obstrução e superaquecimento. 
A qualidade do tratamento de água de alimentação da caldeira e os tratamentos e 
análises do processo determinam a periodicidade das descargas a serem efetuadas. 
No interior do tubulão recomenda-se instalar uma cantoneira que tem a função de 
promover uma sucção ao longo do tambor; devido à diferença de pressão no tambor e na 
descarga para a atmosfera, esta sucção arrasta a lama de toda extensão do tambor. 
 
 Feixe tubulares 
Conjunto de tubos que fazem a ligação entre os dois tubulões e são responsáveis pela 
absorção de calor. 
Esta dividido em: 
 Feixe ascendentes – tubos que fazem o sentido do tubulão inferior para o superior, são 
nesse tubos que ocorre a formação do vapor. 
 
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 Feixes descendentes – tubos que servem para conduzir a água do tubulão superior para 
o inferior. Nestes tubos não ocorre vaporização. 
 
 
 Parede d`água 
É formada por tubos que estão em contato direto com as chamas e os gases, 
permitindo maior taxa de absorção de calor por radiação. Os tipos mais comuns de construção 
de parede d’água são: 
 
 Paredes d`água com tubos tangentes 
 
 
 Paredes d`água com tubos aletados (paredes de membranas) 
 
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 Economizador 
O economizador, é um trocador de calor, que tem a finalidade de aquecer a água de 
alimentação da caldeira. Normalmente esta localizado na parte alta da caldeira, os gases são 
obrigados a circular através dele, antes de saírem pela chaminé. 
O economizador está muito sujeito a corrosão, tanto na parte interna quanto na 
externa. Internamente a corrosão pode ser causada por deficiência do tratamento d`água e 
externamente devido aos gases da combustão contendo enxofre. Também são suscetíveis ao 
acúmulo de fuligem. 
 Pré aquecedor de ar 
É um equipamento (trocador de calor) que eleva a temperatura do ar antes que este 
entre na fornalha. O calor é cedido pelos gases residuais quentes. 
A instalação desses equipamentos oferece a vantagem de melhorar a eficiência da 
caldeira pelo aumento da temperatura de equilíbrio na câmara de combustão. 
 
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 Sopradores de fuligem 
É um equipamento (trocador de calor) que eleva a temperatura do ar antes que 
este entre na fornalha. O calor é cedido pelos gases residuais quentes da combustão. 
A instalação desses equipamentos oferece a vantagem de melhorar a eficiência 
da caldeira pelo aumento da temperatura de equilíbrio na câmara de combustão. 
 
 
 
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAe0VAAF/caldeiras-apostila?part=4
http://www.hotfrog.com.br/Empresas/Herom-Industria-e-Comercio-Ltda/Soprador-de-fuligem-eletrico-rotativo-fixo-117424
http://www.hotfrog.com.br/Empresas/Herom-Industria-e-Comercio-Ltda/Soprador-de-fuligem-eletrico-rotativo-fixo-117424
 
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 Nas caldeiras flamatubulares há necessidade de remover a cinza que ficou 
aderida na parede interna dos tubos, neste procedimento usa-se escova de aço no formato 
tubular, esta atividade é realizada manual. 
 
 
 Superaquecedor 
Trocador de calor no qual se consegue o superaquecimento do vapor, este 
aquecimento ocorre com o aproveitamento do calor transmitido por radiação e convecção na 
câmara de combustão. 
 
 
 Dessuperaquecedor 
Os dessuperaquecedores de vapor foram desenvolvidos para realizar o controle preciso 
e econômico da temperatura através da injeção de água de resfriamento na tubulação de vapor 
superaquecido. 
 
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2.2.2.1.3 Caldeira Mista 
São caldeiras flamotubulares que possuem uma fornalha com parede d`água. 
Normalmente são projetadas para a queima de combustível sólido. 
São caldeiras de alta eficiência, já que possuem um misto das vantagens de ambos os 
tipos de caldeiras (aquotubulares e flamotubulares). No geral, são empregadas em sistemas 
onde o apelo de economia de combustível e muito difundido, e quando necessita-se de maior 
eficiência energética, num menor espaço. 
 
2.2.3 Componentes Comuns as Caldeiras 
 Fornalha 
Local onde ocorre a queima do combustível, também chamada de câmara de 
combustão. 
http://www.zlsul.com.br/produtos
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Funções que a fornalha deve cumprir. 
 evaporar toda o umidade do combustível; 
 destilar as substâncias voláteis do combustível; 
 elevar a temperstura do combustível até a combustão espontânea; 
 proporcionar uma combustão completa; 
 criar turbulência para misturar o ar e o combustível; 
 impedir a troca de calor entre os gases quentes produzidos e o ambiente 
externo. 
Classificação das fornalhas 
 Tipo de combustível 
o Sólido 
o Líquido 
o Gasoso 
 
 Estado da divisão do 
combustível 
o Á granel 
o Pulverizado 
o Gaseificado 
 
 Sistema de alimentação 
o Manual 
o Mecanizada 
o Automatizada 
 
 Tipo de construção 
o Parede refratária 
o Parede de água 
 
 Pressão interna 
o Negativa 
o Positiva ou pressurizada 
 
 Posição 
o Interna 
o Externa 
 
 Regime de fluxo de 
combustível 
o Intermitente 
o Contínuo 
 
 Alimentação de ar 
o Natural 
o Induzida 
o Forçada 
Conforme o tipo de combustível queimado a fornalha pode ser dividido em: 
 Fornalha para queima de combustível sólido – possuem grelhas que se 
destinam a queima de lenha, carvão, sobras de produtos, bagaço de cana, etc. 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Existem diversos tipos de grelhas: planas, inclinadas, tubulares ou dispostas em 
forma de degraus. Também podem ser basculantes ou rotativas. 
 Fornalha para queima de combustível em suspensão – são aquelas usadas para 
a queima de óleo, gás ou combustível sólido pulverizado. 
Para conseguir a pulverização do combustível será necessário a utilização de um 
equipamento denominado queimador, que permitirá a entrada contínua do combustível e do ar 
necessário dentro da fornalha. 
 
Grelha fixa, tubos refrigerados a água, utilizada para queima de lenha em toras. 
 
 
Grelha inclinada placas oscilantes 
Trata-se de uma grelha inclinada constituída de elementos articulados que promovem 
um movimento alternativo das placas de suporte. Há placas móveis e fixas, todas apoiadas por 
estruturas de ferro fundido. As placas móveis, mediante ação de um mecanismo correm 
guiadas sobre as fibras, deslocando o leito do combustível no sentido do plano inclinado no 
movimento de vai e vem. O movimento é lento, de forma a provocar um deslocamento com 
velocidade de queima necessária à caldeira, esta grelha também é conhecida pelo nome de 
grelha vai e vem. 
Utilizada para biomassa em geral: bagaço de cana, cavaco de madeira, cascas picadas 
de pinho e eucalipto. 
 
https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=0ahUKEwiJ3vqc2sfVAhULzGMKHdcIAesQjRwIBw&url=http://caldeirasmaringa.com.br/equipamentos-e-acessorios/grelhas/&psig=AFQjCNHR5az5MjjfY2LELk91I4dqxru0Mg&ust=150228400274964960 
 
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 Queimadores para óleo 
Como a queima do óleo se processa na fase gasosa, há necessidade que ele seja 
transformado em pequenas gotículas a fim de aumentar a sua superfície específica e facilitar 
sua vaporização para a combustão. 
 
 Os tipos de atomização podem ser: 
 Atomização mecânica -- caracteriza-se pela ausência completa de peças 
rotativas no queimador, garantindo a pulverização do óleo por escoamento 
estrangulado em alta velocidade através de orifícios de pequenas dimensões. A 
energia necessária para o líquido atravessar o orifício em alta velocidade é 
mantida por uma bomba de engrenagens. 
 
http://www.lcqueimadores.com.br/queimadores.htm
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAHD0AL/queimadores-combustiveis-liquidos
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 Bico queimador de óleo via pulverização mecânica 
 Atomização a vapor – é aquela em que a divisão do combustível é feita com 
vapor que atua como agente atomizador. A pressão necessária à atomização do 
combustível é menor (2 kg/cm2) que a utilizada na atomização mecânica e 
aceita viscosidades maiores do óleo combustível (até 200 SSU). É necessário 
que o vapor de atomização seja superaquecido e esteja a uma pressão defasada 
do óleo, normalmente a uma pressão maior. Nas refinarias, os maçaricos 
empregados geralmente operam com a pressão do vapor em 1,5 kg/cm2 acima 
da pressão do óleo. 
 
 Maçarico a vapor 
 Atomização a ar – é um processo semelhante a atomização com vapor, o 
agente atomizador é o ar comprimido. É usado para combustíveis de baixa 
viscosidade. Normalmente é utilizado em acendimentos de caldeiras com óleo 
diesel. 
 
 Tiragem 
É o processo(fluxo), pelo o qual se garante a entrada de ar na fornalha e a circulação 
dos gases de combustão através de toda a caldeira até sua saída pela chaminé. 
A tiragem pode ser classificada em: 
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAeticAI/sistema-termico-ar-comprimido?part=6
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Tiragem natural – o fluxo de ar é produzido pela diferença de densidade estre 
os gases quentes e o ar frio. Os gases no interior da caldeira possuem 
densidade menor que o ar frio no exterior, provocando uma depressão na 
fornalha que obriga a entrada de ar para a combustão. A temperatura dos gases 
e a altura da chaminé são os principais responsáveis pelo diferencial de 
pressão. 
 Tiragem forçada – consiste de um ventilador instalado a montante da caldeira, 
insuflando o ar de combustão na fornalha. Este tipo de tiragem promove uma 
pressão positiva na fornalha. 
 Tiragem induzida – consiste em um ventilador localizado a jusante da caldeira 
para retirar os gases da combustão e enviá-los para a atmosfera através do 
chaminé. Este tipo de instalação promove uma pressão negativa na fornalha, o 
inconveniente desta instalação é entrada de ar “falso” na fornalha. 
 Tiragem balanceada – consiste na instalação de dois ventiladores, sendo um 
montado a montante e o outro a jusante. Este tipo de tiragem promove um 
pequena pressão negativa na fornalha. 
 
 
 
 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Visor de Nível 
É um tubo ou placa de vidro colocado no tambor de vapor, que tem por finalidade dar 
ao operador a noção exata da altura onde se encontra a água da caldeira. 
 
 
 
 Controle de Nível 
O controle de nível d’água de uma caldeira tem por finalidade manter esse nível 
constante, num valor pré-determinado (“set-point”), independente da variação de vazão na 
produção de vapor. 
Esse controle de nível é feito variando-se (para mais ou para menos) a vazão de água 
de alimentação para a caldeira. 
O controle de nível de água no tubulão superior se faz necessário tendo em conta os 
seguintes fatores: 
 A elevação do nível irá provocar “inundação” dos equipamentos de separação 
de umidade, causando arraste excessivo. 
 A queda do nível poderá provocar perda de circulação em alguns tubos, 
causando seu superaquecimento. 
 Durante um aumento brusco de demanda de vapor de uma caldeira, ocorre a 
chamada expansão – súbita elevação do nível do tubulão causada pela intensa 
formação de vapor na massa líquida, devida a queda instantânea de pressão no 
tubulão, durante uma queda brusca na demanda de vapor ocorre o contrário, 
ocorre a chamada contração. 
 
 
http://www.caldeirasimperatriz.com.br/conteudo/conteudo.asp?id=20
http://www.nepin.com.br/detalhes.asp?prod_id=152
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Controle por eletrodos 
Este dispositivo é formado por eletrodos de vários tamanhos montados em uma coluna 
de nível cilíndrica conectados ao corpo da caldeira. Os eletrodos estão interligados ao um 
controlador eletrônico, que controla o funcionamento das bombas de alimentação de água, o 
sistema de alarme e segurança. 
 
 Garrafa de nível 
 
 Controle por pressão diferencial 
Neste tipo de instalação a tomada de baixa pressão é conectada na região do vapor e a 
tomada da alta pressão e conectada na região da água. Um sinal da pressão diferencial medido 
no transmissor é enviado ao controle de nível. Este por sua vez atuará na válvula de admissão 
da água. 
 
http://es.made-in-china.com/co_hb-sais/image_Silicon-Capacitive-Differential-Pressure-Transmitter-HB3188-_herrogouy_fCQEiBjWHFzq.html
 
65 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
O controle de nível é conseguido fazendo-se variar a vazão de água de alimentação, o 
nível do tubulão e vazão de vapor, conforme veremos a seguir: 
 
 
 
 Controle de nível a 1 elemento 
Esse tipo de controle visa a ajustar 
a vazão de água de alimentação baseando-
se somente na medição do nível d’água do 
tubulão superior da caldeira. 
É empregado somente para 
caldeiras pequenas que operam em baixas 
pressões e vazões. 
 
. 
 
 
 
 
 Controle de nível a 2 elementos 
Nesse tipo de controle, além da 
medição do nível d’água da caldeira, é 
levada 
também em consideração a medição da 
vazão de vapor. 
Empregado para caldeiras de médio 
porte, em que as oscilações de pressão e 
vazão 
não são prejudiciais aos processos que 
utilizam esse vapor. 
 
 
 
 
1 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
 Controle de nível a 3 elementos 
Neste tipo de controle são levadas 
em consideração três variáveis: nível de 
água do tubulão da caldeira, vazão de água 
de alimentação e vazão de vapor 
produzido. 
Esse tipo de controle atua na vazão 
de água de alimentação de modo a manter, 
simultaneamente, essa vazão igual à de 
vapor e o nível d’água do tubulão da 
caldeira na altura preestabelecida (“set-
point”). 
Este sistema tem a vantagem 
adicional de corrigir a vazão de água de 
alimentação antes de se verificar alteração 
no nível do tubulão da caldeira. 
O sistema de controle de nível a 
três elementos, é amplamente usado em 
caldeiras de grande porte (elevadas 
pressões, temperaturas e vazões de vapor) 
e onde há bruscas oscilações na demanda 
de vapor pelo processo. 
 
 
 
 
 Válvula de Segurança 
Destinam-se a evitar que a pressão nas caldeiras eleve-se acima do limite especificado 
pelo projeto, desta forma assegurando a segurança do equipamento. 
Para que a válvula de segurança opere corretamente, é necessário: 
** Abrir quando a pressão do vapor atingir um valor ajustado. 
** Fechar instantaneamente, vedando perfeitamente, assim que a pressão do vapor for 
reduzida. 
** Permanecer aberta enquanto não houver queda de pressão. 
 
66 
 
NR-13 SEGURANÇAPARA OPERADOR DE CALDEIRA 
** Permanecer fechada, sem vazamento, enquanto a pressão permanecer em valores 
inferiores à sua regulagem. 
 
 
 
 
 Pressostato 
 É um instrumento de medição de pressão utilizado como componente do sistema de 
proteção de equipamento ou processos industriais. Sua função básica é de proteger a 
integridade de equipamentos contra sobrepressão ou subpressão aplicada aos mesmos durante 
o seu funcionamento. 
 
 Injetor 
http://www.salvicasagrande.com.br/pressao/pressostato/pressostato-para-liquidos-e-gases.html
 
67 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
O injetor de água é um dispositivo mecânico que aspira água e a injeta na caldeira 
através da velocidade do vapor e o princípio de diferencial de pressão. Alto desempenho e 
rentabilidade em função de não utilizar outras fontes de energia. 
Normalmente são instalados como equipamento reserva, quando as bomba de 
alimentação apresentar problema. Não trabalham com água quente, acima de 40 ºC, e também 
não fazem sucção. 
 
Injetor 
 Placa de identificação 
Toda caldeira deve ter afixada em seu corpo, em local de fácil acesso e bem visível, 
placa de identificação indelével com, no mínimo, as seguintes informações: 
 fabricante; 
 número de ordem dado pelo fabricante da caldeira; 
 ano de fabricação; 
 pressão máxima de trabalho admissível; 
 pressão de teste hidrostático; 
 capacidade de produção de vapor; 
 área de superfície de aquecimento; 
 código de projeto e ano de edição. 
 
68 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
2.3 Distribuição de Vapor 
 
O sistema de distribuição de vapor é a ligação entre a unidade produtora, caldeira, até 
a unidade consumidora de vapor, equipamentos. As linhas de vapor são construídas com 
tubos de aço carbono por serem baratos e possuírem excelentes qualidades mecânicas e 
facilidade de soldagem. 
Sempre que possível, as tubulações devem se inclinadas no sentido do fluxo (0,5%) a 
fim de facilitar o escoamento do condensado que se forma nas redes de vapor a modo a evitar 
golpes de aríete. 
Nas redes de vapor existe uma tendência de dissipação de parte do calor transportado. 
A redução das perdas de calor pelo isolamento térmico é uma maneira prática de se conseguir 
substanciais economias de calor. 
 
 
69 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
 
 
 
 Como já é de nosso conhecimento, a tubulação sofre dilatação, devido a alta temperatura 
do vapor, por esse motivo deve-se ter muita atenção ao dimensionar e instalar uma rede 
distribuidora de vapor. Esta rede obrigatoriamente deverá ter sistemas que absorvem esta 
dilatação. 
 
70 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
 
 
 
 Isolamento térmico 
O isolamento térmico é muito importante em tubulações industriais, em redes de vapor 
minimiza a formação de condensado e consequentemente reduz custos. 
 
71 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
 
2.4 Condensado 
 
É o resultado da transformação do vapor em líquido, quando este transfere o seu calor 
latente de vaporização, podendo ser formado em equipamentos ou tubulações. 
O condensado formando nos equipamentos, como serpentinas e camisa de vapor, 
devem ser retirados, a fim de evitar o alagamento destes e consequentemente a redução da 
troca térmica. O purgador é o equipamento que tem por finalidade retirar este condensado. 
O reuso do condensado como água de alimentação da caldeira reduz os custos de 
geração e tratamento de água. Com o aumento na temperatura da água de alimentação da 
caldeira pode também ter uma redução significativa dos custos com combustível. 
 
72 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Fatores que devem ser monitorados para o reuso do condensado, a contaminação, que 
pode acontecer por vazamentos do material de processo para a linha de condensado, e a 
corrosão das linhas e equipamentos. 
 
 
Purgadores 
São válvulas automáticas cuja finalidade é a retirada de condensado de um espaço 
confinado sem permitir a saída de vapor. 
Principais tipos de purgadores de vapor 
 Purgadores Mecânicos: Esses agem baseados na diferença de densidade entre 
as fases e podem ser do tipo purgador de bóia, purgador de panela 
invertida ou purgador de panela aberta. 
 
73 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Purgadores Termostáticos: Agem por diferença de temperatura e podem ser 
do tipo purgador de expansão bimetálica, purgador de expansão 
líquida e purgador de expansão balanceada. 
 Purgadores Especiais: Pode ser do tipo purgador termodinâmico ou purgador 
de impulso. 
 
Purgador tipo bóia 
Neste tipo de purgador, a posição da boia é diretamente afetada pelo nível do 
condensado no purgador. A boia responde ao fluxo de condensado, abrindo e fechando o 
orifício (sede). 
 
 
Purgador termodinâmico 
Seu sistema de funcionamento é simples, robusto e confiável. Ele opera em altas 
temperaturas e pressões e pode ser usado em diversas aplicações. Horizontais ou verticais. Ele 
possui em seu interior um disco móvel que abre e fecha de acordo com as variações de 
pressão dos fluidos. 
O condensado ao entrar pelo orifício central, move o disco para cima, e chega até ao 
canal de saída. Após o condensado atingir a temperatura do vapor, forma-se uma pequena 
quantidade de vapor flash no purgador. Ele então rapidamente preenche a câmara de controle 
que fica em cima do disco fazendo com que a força atuante pressione o disco, impedindo o 
fluxo. (Vapor flash é um nome dado para o vapor formado a partir do condensado quente no momento em que 
sua pressão for reduzida.) 
http://www.rklinger.com.br/SITE/produto.asp?id=85&temperatura=-100&flange=BSP&fluido=&familia=&tipo=&serie=&modelo=
 
74 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
 
3. TRATAMENTO DE ÁGUA PARA CALDEIRA 
 
 
A água na sua forma líquida é encontrada na natureza sob duas condições: 
 Águas de superfície (mares, rios, lagos e lagoas); 
 instáveis 
 são saturadas em O2 dissolvido e baixa concentração de CO2 dissolvido 
 baixos teores de STD (sólidos totais dissolvidos) 
 altos teores de SS (sólidos suspensos), 
 elevados teores de matéria orgânica 
 temperatura variável. 
 
 Águas subterrâneas. 
 são mais estáveis 
 possuem maior concentração de CO2 dissolvido 
 altos teores de sólidos dissolvidos 
 apresentam baixos teores de sólidos em suspensão 
 menores teores de material orgânico 
 
75 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 têm temperatura constante 
 
 
A água, como todo elemento da natureza apresenta uma série de impurezas, das quais 
podem ser citadas: 
 Gases dissolvidos como o oxigênio, o dióxido de carbono e o gás sulfídrico; 
 Sólidos em suspensão; 
 Sólidos dissolvidos 
Quando o tratamento da água da caldeira é inadequado, esses fatos trazem 
consequências como a corrosão, a incrustação e o arraste. 
 
As principais impurezas que podem estar contidas na água e que, se não forem 
removidas, podem afetar a qualidade da água da caldeira são: 
o Dureza – sais de cálcio e magnésio 
o Alcalinidade – bicarbonatos;carbonatos, hidróxidos 
o Sulfatos 
o Cloretos 
o Ferro 
o Sílica 
o Gases dissolvidos – O2 ; CO2; H2S 
o Amônia 
o Sólidos totais dissolvidos – STD 
o Sólidos em suspensão/Turbidez 
 
Dureza são sais de cálcio e magnésio e a principal fonte de incrustações nos 
equipamentos de troca de calor, caldeiras, tubos, etc. 
A alcalinidade, devido a bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos, causam espuma e 
arraste de sólidos; torna o aço da caldeira quebradiço; produz CO2 no vapor . 
Os sulfatos (SO4-2), geralmente de cálcio (Ca), sódio (Na) e magnésio (Mg), 
apresentam concentração na faixa de 0,5 a 200 ppm 
 
76 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRAOs cloretos (Cl-) quase sempre estão presentes na forma de cloreto de sódio (NaCl), 
de cálcio (CaCl2) e de magnésio (MgCl2), em concentrações bastante variáveis, desde 10 até 
250 ppm. 
O ferro (Fe) normalmente está presente como bicarbonato de ferro (Fe(HCO3)2), em 
concentrações variáveis, podendo alcançar, embora raramente, os 100 ppm. 
A sílica (SiO2) está presente normalmente como ácido silícico (H4SiO4) e na forma de 
silicatos solúveis (SiO4
-4) em concentrações variando de 01 a 100 ppm. 
O gás carbônico (CO2) encontra-se dissolvido na água bruta superficial, em teores 
que variam de 02 a 15 ppm. Também origina-se da decomposição de bicarbonatos. 
O oxigênio dissolvido (O2) está presente em teores máximos de 10 ppm. Sua presença 
é bastante prejudicial aos equipamentos, já que é corrosivo ao ferro e ligas de cobre. 
O gás sulfídrico (H2S) provoca corrosão nas superfícies metálicas e pode estar 
presente na água de alimentação por causa da absorção pela água do meio ambiente; 
decomposição do sulfito de sódio (Na2SO3) contaminação do sulfito de sódio por sulfeto 
(Na2S). 
A amônia (NH3) apresenta-se algumas vezes, dissolvida na água bruta em 
concentrações que podem variar até 20 ppm. Às vezes, pode estar combinada na forma de 
compostos orgânicos. 
Sólidos totais dissolvidos é a medida da quantidade total de materiais dissolvidos; 
quanto maior, maior a velocidade de incrustação e corrosão, e causa espuma nas caldeiras 
Sólidos em suspensão é a medida da matéria não dissolvida; provocam depósitos em 
equipamentos de troca térmica, caldeiras. Tubulações, etc. 
 
3.1 Efeito dos Contaminantes da Água. 
 
3.1.1 Incrustação 
São depósitos que aderem nas superfícies da fonte de calor. As principais incrustações 
provêm dos carbonatos de cálcio, magnésio, bicarbonatos, hidróxidos e sulfatos dos mesmos 
 
77 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
metais. Cada um apresentando diferentes solubilidades em diferentes faixas de temperatura. 
Estes depósitos provocam sérios problemas, tais como: 
 Redução ou perda da capacidade de transferência de calor; 
 Corrosão sob depósito 
 Ruptura de tubos sob pressão 
 Aumento do consumo de combustível 
 Aumento da demanda de água e do custo de bombeamento; 
 Elevação dos custos de manutenção; 
 Redução da vida útil do equipamento; 
 Redução do poder dos inibidores de corrosão. 
 Parada de equipamento 
 Explosões 
 
 
 
http://inspecaoequipto.blogspot.com/2013/08/inscrustacao-em-caldeiras.html
http://www.sistergas.com.br/tub_caldeira.html
 
78 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Perdas de calor em função da espessura da incrustação. 
 Espessura % de perda de calor 
 0,50 mm ................................................................. 4% 
 0,75 mm ................................................................. 7% 
 1,00 mm ................................................................. 9% 
 1,25 mm ................................................................. 10% 
 1,50 mm ................................................................. 13% 
 2,20 mm ................................................................. 15% 
 
3.1.2 Corrosão 
É o processo que provoca o desgaste das superfície metálicas, não somente danifica o 
material como também produz contaminações de óxidos metálicos, que podem se depositar 
em outros locais. 
Os fatores que mais frequentemente podem causar ou estar associados à corrosão em 
caldeiras são: pH ácido, oxigênio dissolvido, teores elevados de hidróxido de sódio, teores 
elevados de cloretos, presença de cobre e níquel, sólidos suspensos, presença de 
gás sulfídrico, presença de depósitos porosos. 
 
O grau de corrosão em caldeiras depende de fatores como: 
 Tipo de metal; 
 Condição da superfície metálica; 
 Grau de deposição sobre o metal; 
 Temperatura; 
 Concentração de oxigênio; 
 pH; 
 Sólidos suspensos; 
 Sólidos e gases dissolvidos; 
 Contaminantes existentes no retorno de condensado, onde existente. 
 
 
3.1.3 Arraste e Formação de Espuma 
 
79 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
É a passagem de água em uma mistura entre a fase líquida e a gasosa, junto com o 
vapor para o superaquecedor e o sistema de distribuição de vapor, carregando também sólidos 
em suspensão e material orgânico. Essa mistura geralmente contém materiais insolúveis, 
prejudiciais ao processo. 
razões mecânicas : 
 danos no aparelho separador de vapor (chevron), 
 pelo nível de água elevado 
 pelas condições de carga excessiva ou projeto da caldeira 
 
razões químicas: 
 Altas concentrações de sólidos totais dissolvidos (STD) ou suspensos, matéria 
orgânica (óleo, graxas, etc.) 
 
PROBLEMA CONSEQUÊNCIA CAUSA 
Incrustação 
Incrustação por dureza da água ou 
sílica (são os principais 
componentes que aderem no 
interior dos tubos e na área de troca 
térmica). 
Causa expansão e explosão dos 
tubos de evaporação. 
Mau funcionamento ou dificuldade no controle da 
qualidade da água de alimentação. 
Pouco e ineficiente controle da água da caldeira. 
Método de adição de produto químico incorreto. 
Tecnologia inadequada. 
Corrosão 
Gases dissolvidos corroem a linha 
de alimentação, de condensado e 
área de troca térmica. 
Corrosão por óxidos metálicos que 
aderem à área de troca térmica 
Tratamento incompleto na remoção de oxigênio ou 
neutralização com amina (condensado). 
Reutilização do dreno que contém muitos componentes 
causadores de corrosão. Caldeira 
parada. 
Arraste 
Deterioração da pureza do vapor. 
Diminuição da eficiência da 
caldeira. 
Reduzido controle da qualidade de água da caldeira. 
Deficiência no separador de arraste Abrupto aumento 
da carga 
 
 
3.2 Tratamento externo água de alimentação da caldeira. 
 
80 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
São procedimentos recomendados para execução na água de reposição das caldeiras, 
visando retirar as impurezas e evitar as consequências de sua presença. O tratamento 
preliminar atua primeiramente sobre as impurezas mais grosseiras, tais como turbidez, sólidos 
em suspensão e material orgânico. 
Os métodos mais empregados para tratamento preliminar da água são: 
3.2.1 Clarificação 
A clarificação engloba três etapas, cada uma constituindo um processo diferente que 
exige certos requisitos para assegurar os resultados esperados. Elas são: 
Coagulação 
- aglutinação das partículas neutralizadas 
- Sulfato de Alumínio 
- Policloreto de Alumínio 
- Cloreto Férrico 
- Hidróxido de Cálcio 
- Polímeros (aniônicos, não-iônicos e catiônicos) 
 
Floculação 
- crescimento dos flocos 
- velocidade da água deve ser suficiente para promover o contato; 
- adição de polieletrólitos (auxiliares de floculação); 
Decantação ou sedimentação 
- decantação dos flocos 
- quanto maior a velocidade de decantação menor o tempo de residência no 
clarificador 
- velocidade de sedimentação depende principalmente do diâmetro da partícula e 
de sua densidade. 
 
 A água clarificada é então submetida a uma filtração, normalmente em leito de areia, 
através dos filtros que operam por gravidade ou pressão. Ao término deste processo a água é 
submetida aos tratamentos complementares, quando for o caso. Eventualmente, pode-se fazer 
 
81 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
uma desinfecção da água antes, durante e/ou após o processo de clarificação/ filtração, tarefa 
comumente efetuada por uma cloração. 
 
 
3.2.2 Abrandamento 
 É um tratamento complementar que visa a remoção dos íons dissolvidosna água 
causadores de problemas, tais como cálcio, magnésio. Este processo faz uso das chamadas 
resinas de troca iônica, que são pequenas esferas porosas de material plástico em cuja 
superfície estão ligados os íons que serão usados na troca. Assim, existem dois tipos básicos 
de resina: as catiônicas, que trocam íons positivos (tais como Ca2+, Mg2+, Na2+, H+, Ba2+, etc.) 
e as aniônicas, que trocam íons negativos (Cl-, OH-, SiO3
2-,...). 
O processo consiste em fazer a água a ser tratada passar por um ou mais leitos dessas 
resinas, as quais retém os íons de interesse. Chegará um momento em que o leito estará 
saturado e deverá ser regenerado adequadamente. Após saturação do leito, a regeneração é 
feita com cloreto de sódio ou ácido clorídrico. 
Deve haver um rígido controle na qualidade da água antes de passar pelos vasos de 
troca iônica. Residuais de cloro livre, íons de ferro, sólidos suspensos, óleos e graxas são os 
maiores inimigos desta classe de resinas. 
 
82 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
3.2.3 Desmineralização 
Trata-se de um processo completo, removendo os íons positivos e negativos da água e 
deixando-a praticamente isenta de materiais dissolvidos. 
Consiste em fazer a água passar por um abrandador operando com resina de ciclo 
hidrogênio e, após, passar por um leito de resina aniônica, que troca íons hidroxila (OH-). 
Este procedimento é capaz de remover a sílica e silicatos solúveis, além de carbonatos, 
sulfatos e até cloretos. Após saturação do leito, normalmente é feita regeneração com soda 
cáustica (NaOH). 
Eventualmente, após o leito aniônico, a água poderá ainda passar por um leito misto de 
resinas, garantindo maior pureza da mesma. 
3.2.4 Osmose Reversa 
Consiste em fazer a água previamente filtrada passar por dispositivo normalmente 
cilíndrico denominado “permeador”, onde os sais presentes na água são retidos por 
membranas seletivas especialmente fabricadas. A água pura é eliminada radialmente pelo 
 
83 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
permeador, enquanto que a parcela de água não permeada é descartada a uma concentração 
mais elevada de sais. 
Este fato constitui uma das desvantagens do sistema, além do alto custo e da 
necessidade de se operar com vários permeadores em paralelo para obtenção de uma vazão 
razoável 
 
3.2.5 Desaeração 
Um dos meios mais simples e eficientes de se combater a corrosão elementar nas 
caldeiras é através da remoção do oxigênio presente na água. Não havendo oxigênio, não há 
receptor para os elétrons provenientes do ferro e, assim, o ciclo não se completa. Portanto, 
grande parte da atenção é voltada à remoção do oxigênio, a qual é feita de dois modos: 
mecanicamente e quimicamente. 
 Desaeração mecânica 
 O princípio da desaeração mecânica nos desaeradores consiste no seguinte: a água a 
ser desaerada entra no desaerador pela parte superior e, em forma de gotículas, recebe o vapor 
em contra corrente, que entra pela parte inferior. Este vapor em contra corrente com a água e 
em contato direto, aquece a água e os gases nela contidos. Devido ao aquecimento e ao arraste 
provocado pela passagem do vapor, os gases que são mais voláteis, tendem a subir para a 
parte superior do desaerador, escapando para atmosfera através da válvula de “vent”(suspiro). 
http://www.waterworks.com.br/tecnologia.php
 
84 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
Desaerador mecânico tipo bandeja 
 
 
Desaerador mecânico 
 
 
Entrada de vapor 
Entrada de água Bico borrifador de água 
desaerador 
Saída para bombas de alimentação 
 
85 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Desaeração Quimica. 
Na maioria das vezes o desaerador não consegue eliminar totalmente o oxigênio 
dissolvido na água, restando ainda uma pequena parcela que, se adentrar a caldeira, poderá 
causar processos corrosivos, principalmente pittings na seção vapor. Assim, logo após o 
elemento desaerador, deve-se fazer a adição de um composto químico “sequestrante” do 
oxigênio presente na água. 
Para eliminação química do oxigênio, para caldeiras de baixa e média pressão, usa-se 
o sulfito de sódio” (Na2SO3), desde que a pressão de operação da caldeira não ultrapasse 40 
kgf/cm2, pois, acima é nocivo, uma vez que se decompõe e forma produtos corrosivos como o 
SO2 e H2S. Para pressões superiores a 40kgf/cm2, é recomendado o uso de “hidrazina”(N2H4). 
 
 
3.3 Tratamento interno da água da caldeira com produtos químicos 
 
Alguns conceitos: 
 
O pH(potencial Hidrogeniónico) indica o grau de acidez ou da alcalinidade de uma 
solução. 
Ele é um indicador das características de deposição ou dispersão da água de 
alimentação da caldeira. 
 neutro 
0 _________7_________14 
 ácido alcalino 
 
A alcalinidade pode ser medida como: 
 Alcalinidade total : carbonato + bicarbonato + (hidroxila) 
 Alcalinidade parcial: hidroxila + ½ carbonato 
 Alcalinidade hidróxida: hidroxila 
 
 
Condutividade é a capacidade tem de conduzir a corrente elétrica. 
água pura não é boa condutora de eletricidade 
 
86 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
água com sais dissolvidos é condutora de eletricidade 
 
Solubilidade é a capacidade de uma substância de se dissolver em outra. As 
impurezas presentes na água podem ter seu grau de solubilidade modificado, dependendo de 
fatores tais como: 
pH; temperatura; pressão; outros solutos; saturação 
 
Dureza total é a soma de concentrações de cálcio (Ca) e magnésio (Mg). É devida a 
bicarbonatos (HCO3-), sulfatos (SO4
-2), cloretos (Cl-) e nitratos (NO3-) 
O quadro a seguir mostra a classificação da dureza total. 
 
 
3.3.1 Purga das Caldeiras 
Durante a geração de vapor, a caldeira vai acumulando e concentrando os sólidos 
dissolvidos que ingressam com a água de alimentação, somados com os produtos químicos 
que são injetados diretamente no tubulão inferior da caldeira. 
Para isso, as caldeiras, principalmente as de média e alta pressão, são dotadas de 
sistemas de “purga” (descargas de água). É através dessas purgas que se mantêm a 
concentração de sólidos dentro dos limites permitidos. 
A purga pode ser de superfície (extração contínua) e de fundo (extração intermitente). 
A de superfície é feita através do tubulão superior e a de fundo pelo tubulão inferior. 
 Purga Contínua – a purga contínua consiste de uma “sangria constante” de 
água do tubulão superior, com o intuito de controlar o teor de sólidos 
dissolvidos, principalmente, sais de sílica que são altamente incrustantes. 
http://www.mecatronicaatual.com.br/artigos/1148-automao-em-caldeiras-tratamento-de-gua-parte-1
 
87 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
A vazão da purga contínua é controlada através de uma válvula existente junto 
ao tubulão superior. 
 Purga de Fundo – a purga de fundo consiste de uma “sangria intermitente” de 
água do tubulão inferior, com o intuito de remover parte dos sólidos, que, ao 
longo do tempo, depositam-se (precipitam) no fundo do tubulão, em forma de 
lama. 
A vazão da purga de fundo é controlada através de uma válvula existente junto 
ao tubulão inferior. 
 
3.3.2 Eliminação da dureza 
 Por ser o principal agente formador de depósitos, a dureza deverá ser mantida o mais 
baixo possível (praticamente zero). 
A eliminação da dureza na água de caldeira é conseguida através da injeção de fosfato. 
A dureza de cálcio por exemplo, reage com o fosfato formando um precipitado, que, ao longo 
do tempo, deposita-se no fundo do tubulão inferior, em forma de lama, sendo eliminado por 
“purga de fundo”. 
Independentemente do nível de pressão de operação, a água de caldeira deverá ser 
mantida com teor zero de dureza. 
 
3.3.3 Ajustedo Potencial de Hidrogênio -- pH 
O valor do pH de uma água é uma grandeza, que indica seu caráter ácido, alcalino ou 
neutro. 
O pH é um fator muito importante e influi na formação de incrustações ou tendências 
corrosivas. 
Um baixo pH aumentará a corrosão do equipamento com o qual a água entra em 
contato. 
Altos valores de pH poderão causar precipitação do carbonato de cálcio (CaCO3) 
provocando incrustações na superfície das tubulações, etc. 
 
88 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Caldeiras de baixa e média pressão operam com um valor de pH na água de caldeira 
na faixa de 10 a 12, e caldeiras que operam em altas pressões (por exemplo 90 kgf/cm2) têm 
seu pH na faixa de 9,5 a 10,0. 
 
3.3.4 Controle do Oxigênio Dissolvido 
 O oxigênio dissolvido na água está sob a forma de O2. É altamente corrosivo ao ferro 
e ligas de cobre em presença de água. 
Pode ser removido da água de alimentação por desaeração mecânica ou injeção de 
produtos químicos seqüestrantes de oxigênio. Normalmente, em caldeiras que operam em 
médias e altas pressões, usam-se os dois métodos simultaneamente, desaeração e injeção de 
produtos químicos. 
 
3.3.5 Controle de Cloretos 
Os cloretos, geralmente, estão presentes nas águas brutas, sob a forma de cloretos de 
sódio, cálcio e magnésio. Em concentrações elevadas, podem causar corrosão nos tubos da 
caldeira. A concentração permissível de cloretos na água de caldeiras de baixa e média 
pressões (até 57 kgf/cm2), é na ordem de 200 ppm e, para caldeiras de alta pressão (acima de 
57 kgf/cm2) a concentração de cloretos deve ser mantida o mais próximo possível de zero. 
O controle de cloretos é feito através de purgas de fundo. 
 
3.3.6 Condutividade 
Condutividade ou condutância específica de uma solução a uma dada temperatura é 
definida como sendo o inverso da resistência oferecida à passagem da corrente elétrica. 
A unidade de condutividade é o mmho (micromhos/cm). Sua medida é feita, 
normalmente, a uma temperatura de 25ºC. 
A correção dos valores de condutividade, em águas de caldeira, é feita pela purga de 
fundo. 
 
3.3.7 Controle Sólidos Totais Dissolvidos (STD) 
Altas concentrações de sólidos totais dissolvidos podem causar “arraste” e, quando a 
razão entre alcalinidade e sólidos totais dissolvidos excede a 20%, há formação de espuma e 
 
89 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
consequentemente maior perigo de arraste. O valor de sólidos totais dissolvidos é estimado 
pela medida da condutividade elétrica da água. 
O valor de sólidos totais dissolvidos deve ser mantido dentro dos valores limitantes, 
através do controle de vazão da purga de superfície. Quando ocorrem valores de sólidos totais 
dissolvidos acima dos valores limitantes, deve-se proceder à purga de fundo. 
Em caldeiras de baixa e média pressão, admitem-se sólidos dissolvidos, na água da 
caldeira, até 300 ppm e, em caldeiras de alta pressão (90 kgf/cm2, por exemplo), o valor 
limitante é de 100 ppm. 
 
 3.3.8 Controle da Sílica 
A Sílica é um dos sais de maior poder de incrustação, além de sair arrastada pelo 
vapor (“arraste”), vai incrustar em equipamentos que utilizam esse vapor, causando sérios 
problemas operacionais. 
O valor máximo de sílica permissível em águas de alimentação e águas de caldeira é 
inversamente proporcional à pressão de operação da caldeira. Assim, numa caldeira que opera 
a uma pressão de 60 kgf/cm2, o valor máximo de sílica permissível na água dessa caldeira é 
de 1,5 ppm, enquanto que, em caldeiras a uma pressão de 90 kgf/cm2 ,esse valor cai para 0,15 
ppm. 
O controle de sílica na água de caldeira é feito através da vazão de purga contínua. 
 
3.3.9 Controle da Corrosão nas Linhas de Condensado. 
O condensado é uma água praticamente pura, com uma tendência elevada de dissolver 
o material com o qual mantém contato. Além disso, os condensados podem apresentar um 
caráter ácido devido à formação de ácido carbônico, originado da decomposição térmica de 
íons carbonato e bicarbonato presentes na água da caldeira. 
O gás carbônico produzido por essa decomposição sai junto com o vapor e, na 
condensação, dissolve-se formando ácido carbônico. Este se dissocia e forma íons H+, 
responsáveis pelo abaixamento do pH e pela corrosão ácida encontrada nesses sistemas. 
Para evitar este problema, é feita uma dosagem de um produto alcalino volátil, que 
tenha capacidade de vaporizar-se junto com o vapor de água e, no momento da condensação 
 
90 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
deste, promover a neutralização do condensado resultante. Para contornar este problema, o 
uso de aminas específicas, com diferentes volatilidades, tem sido empregado com sucesso. 
Parâmetros recomendados para o controle físico químico de água de caldeira 
 
Um resumo das impurezas que devem ser controladas, para ter uma bom tratamento de 
água de alimentação da caldeira. 
Impurezas Problema Tratamento 
Dureza-Cálcio 
Depósitos no interior dos balões ou nas superfícies de 
troca térmica. 
Água abrandada. 
Pode causar expansão e rompimento dos tubos. Aplicar produtos químicos na caldeira. 
 Controlar qualidade da água da caldeira 
Sílica (SiO2) 
Depósitos no interior dos balões ou nas superfícies de 
troca térmica. 
Desmineralização. 
Pode causar expansão e rompimento dos tubos de 
evaporação. 
Aplicar produtos químicos na caldeira. 
 Controle da qualidade da água de caldeira 
Alcalinidade 
Decomposição pela ação do calor na caldeira tornando a 
água excessivamente alcalina. 
Aplicar produtos químicos na caldeira. 
O CO2 gerado pela decomposição térmica provoca o 
abaixamento do pH na linha do condensado com 
corrosão progressiva. 
Controle da qualidade da água da caldeira. 
Uso de amina volátil. 
Ferro 
Perda da eficiência de troca dos íons pela resina. Oxidação e filtração. 
Corrosão secundária na caldeira. Coagulação e sedimentação. 
 
91 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Desmineralização. 
 Uso de inibidor de corrosão 
Sólidos Totais 
Causa problemas de arraste Controle de qualidade da água da caldeira. 
Contaminação das resinas. Filtração. 
Causa entupimento nas tubulações e precipitação na 
caldeira. 
Desmineralização 
 Coagulação. 
Óleos 
Causa espuma na água da caldeira com problemas de 
arraste. 
Filtração com carvão ativado. 
Incrustação na área de troca térmica. Tratamento de separação por flotação. 
Gases 
Dissolvidos 
(O2 e CO2) 
Corrosão do sistema de alimentação, da caldeira e do 
condensado. 
Desaeração. 
Uso de eliminador de oxigênio 
 Uso de Amina Volátil 
 
3.3.10 Limpeza Química da Caldeira. 
 Limpeza química alcalina 
É utilizada em caldeiras novas para remover óleos e graxas, utilizados para proteger a 
tubulação da corrosão durante a construção. 
Os produtos mais utilizados são: soda cáustica e barrilha ou carbonato de sódio. 
 Limpeza química ácida 
Tem por objetivo remover os depósitos isolantes. São utilizados ácidos orgânicos ou 
inorgânicos acrescidos de inibidores de corrosão. Após a limpeza ácida é recomendada uma 
neutralização, que pode ser feita com hidróxido de sódio. 
3.3.11 Hibernar a Caldeira 
Ocorre quando a caldeira será desativada por um período, para proteger da corrosão 
deve ser adicionada uma solução de sulfito de sódio (200-300ppm) e manter o pH entre 11,2 e 
11,5 e encher totalmente a caldeira. Recomenda-se manter aquecida a caldeira. 
 
92 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
4 OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO DE CALDEIRAS 
 
Neste capítulo vamos abordar a operação de caldeiras com combustível sólidos e 
líquido, devido as características individuais que cada uma apresenta nos procedimentos de 
partida, parada e operação normal. 
O manual da caldeira é uma fonte de informações muito importante para o operador, 
pois nele consta procedimentos específicos de operação que vão variar de acordo com o 
projeto, construçãoe utilização. 
Algumas condições para uma boa operação da caldeira: 
 Evitar acúmulo de lama na caldeira; 
 Assegurar que os gases de combustão não sejam poluentes; 
 Conhecer os equipamentos da caldeira, para utiliza-los na forma correta; 
 Evitar acúmulo de fuligem que dificultam a passagem dos gases de combustão; 
 Baixo consumo de combustível e alta produção de vapor, com segurança; 
 Estar sempre atento e pronto para agir, antecipando e prevenindo qualquer 
emergência; 
 Atender os parâmetros do fabricante, quanto os limites do equipamento 
 Manter o tratamento de água em funcionamento, para evitar incrustações nos tubos; 
 Evitar arraste de água. 
 
4.1 Caldeira de combustível sólido 
4.1.1 Procedimentos na Pré- partida: 
 verificar no registro de segurança se consta alguma informação relevante, deixada pelo 
ultimo operador, para o bom funcionamento e segurança da caldeira; 
 verificar fornecimento de ar comprimido. 
 verificação do nível de água no tanque de abastecimento; 
 verificação e realização do alinhamento da alimentação de água; 
 verificação geral das válvulas e instrumentos da caldeira; 
 verificação das condições operacionais da bomba de água de alimentação; 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 drenagem dos indicadores e controladores de nível (garrafa e visor) e teste do sistema 
de segurança (alarme e “trip”); 
 abertura dos drenos e dampers do superaquecedor, onde for aplicável; 
 ajuste do nível de água da caldeira na posição operacional; 
 verificação das condições operacionais dos ventiladores e sistema de tiragem da 
caldeira; 
 verificação das condições de alimentação elétrica dos painéis de comando e 
sinalização; 
 verificação da quantidade disponível de combustível e manutenção desse material 
próximo à caldeira; 
 verificação do funcionamento do mecanismo de alimentação de combustível; 
 verificação do funcionamento do mecanismo de acionamento das grelhas (rotativas ou 
basculantes); 
 
4.1.2 Procedimentos na Partida: 
 colocação de combustível seco, fino e um pouco de combustível líquido para facilitar a 
combustão inicial; 
 acendimento do fogo com estopa umedecida com diesel ou outro sistema disponível; 
 ligar sistema de tiragem: 
 alimentação da fornalha de maneira a garantir aquecimento gradual dos refratários e 
grelhas da caldeira; 
 fechamento do respiro do tubulão superior após garantir eliminação total do ar, nas 
caldeiras que não possuem superaquecedor; 
 acompanhar a pressão da caldeira, quando estiver em torno de 50% da sua pressão de 
trabalho, abrir lentamente a válvula de vapor, para o aquecimento lento da rede de 
distribuição do vapor; 
 Para evitar contaminação da água de alimentação da caldeira, descartar inicialmente o 
condensado; 
 
4.1.3 Procedimentos Operação Normal: 
 observação atenta do nível de água da caldeira, fazendo os ajustes necessários; 
 
94 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 observação das temperaturas do economizador e pré-aquecedor de ar, quando 
aplicável; 
 observação das indicações dos dispositivos de controle de temperatura e pressão, 
fazendo os ajustes necessários; 
 realização de todos os testes de rotina da caldeira; 
 verificação dos tanques de suprimento de água a fim de confirmar se estão sendo 
suficientemente abastecidos; 
 verificação da reposição de combustível; 
 vistoria nos equipamentos a fim de detectar qualquer anormalidade (ruído, vibrações, 
superaquecimento); 
 verificação da temperatura dos gases da chaminé a fim de detectar se está dentro dos 
parâmetros normais; 
 observação da combustão através dos visores e da chaminé, fazendo os ajustes 
necessários; 
 regulagem nos “dampers” quando necessário; 
 sopragem periódica de fuligem conforme rotina de cada equipamento, onde seja 
aplicável; 
 realização de descargas de fundo conforme recomendações do laboratório de análise 
de água; 
 fazer as anotações exigidas pelos superiores; 
 manutenção da ordem e da limpeza da casa de caldeiras; 
 notificação a outro operador habilitado ou a um superior para que se efetue sua 
substituição em caso de necessidade de se afastar da casa de caldeiras. 
 
4.1.4 Procedimentos na Parada Normal: 
A parada da caldeira deverá ser realizada em conjunto com o consumidor de vapor. O 
 Interromper o abastecimento de combustível: 
 Queimar todo combustível que tiver sobre a grelha; 
 Desligar ventilador e exaustor, fechando o registro(damper); 
 Fechar a válvula de saída de vapor; 
 Elevar o nível de água da caldeira acima do normal; 
 
95 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Desligar a bomba de alimentação de água da caldeira. Se o reservatório de água de 
alimentação da caldeira estiver mais elevado que a caldeira, fechar a válvula após as 
bombas, para evitar que ocorra inundação da caldeira; 
 Abrir os pontos de drenagem manual da rede de distribuição de vapor; 
 Limpar o cinzeiro, fechar a porta do cinzeiro e da fornalha; 
 Fazer anotações no registro da caldeira pertinentes a parada da caldeira. 
 
4.1.5 Procedimentos na Parada de Emergência: 
A parada de emergência não é programada com antecedência, por ser imprevista, 
portanto, esta parada requer maior conhecimento, habilidade, rapidez de ações e decisões, 
comparadas com uma parada normal. 
Uma causa que provoca uma parada de emergência é a perda de nível, seja pelo 
rompimento de um tubo, válvula de descarga de fundo aberta, falha no sistema de alimentação 
de água. Após uma rápida análise da situação pelo operador sem solucionar a perda do nível 
da caldeira, o operador deverá parar a caldeira imediatamente, para não comprometer a 
integridade da caldeira ou uma situação mais crítica, uma explosão, nunca injetar água na 
caldeira se você não souber o nível . 
Quando não é possível visualizar o nível da caldeira, o operador não saberá quanto de 
água tem na caldeira. Com o nível baixo, tubos da caldeira ficaram sem resfriamento, 
provocando o superaquecimento dos mesmos. 
O procedimento mais adequado nesta situação é abafar a caldeira, desligar o 
ventilador e exaustor, fechar a válvula de saída de vapor e avisar o supervisor, na sequência 
tomar as providências pra o resfriamento da caldeira. 
 
4.2 Caldeira de combustível líquido 
 4.2.1 Procedimentos na pré- partida: 
 verificação do nível dos tanques de água e de combustível; 
 verificação e execução do alinhamento da alimentação de água; 
 verificação e execução do alinhamento da alimentação de combustível e limpeza dos 
sistemas de filtros, se necessário; 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 para caldeiras a óleo combustível, início do processo de aquecimento e controle de 
temperatura até atingir temperatura suficiente para circulação do óleo; 
 acionamento da bomba e início da circulação de óleo até que a temperatura ideal do 
combustível para a partida da caldeira seja atingida; 
 verificação geral das válvulas e instrumentos da caldeira; 
 verificação das condições operacionais das bombas de alimentação de água e de 
combustível; 
 drenagem dos indicadores e controladores de nível (garrafa e visor) e teste do sistema 
de segurança (alarme e trip); 
 ajuste do nível de água da caldeira na posição operacional; 
 abertura de drenos e respiros da caldeira; 
 abertura de drenos e respiros do superaquecedor nas caldeiras que os possuem. 
 verificação das condições de alimentação elétrica dos painéis de comando e 
sinalização; 
 verificação das condições operacionais dos ventiladores e do sistema de tiragem da 
caldeira; 
 verificação, onde houver, das condições operacionais do compressor de ar utilizado na 
 atomização do combustível; 
 verificação do posicionamento e condições dos eletrodos de ignição; 
 limpeza da fotocélula. 
 
 4.2.2 Procedimentos na partida: 
A seguir as etapas para uma partida segura: 
 entilaçãoou purga da fornalha por um período suficiente para garantir a eliminação 
total de gases; 
 partida do compressor de ar para atomização, onde for aplicável; 
 verificação se os valores de temperatura e pressão do combustível são ideais para 
acendimento; 
 acendimento do queimador piloto; 
 alinhamento lento da válvula manual de combustível, certificando-se de que a caldeira 
está acesa; 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 para caldeiras com mais de um queimador, a sequência de acendimento recomendada 
pelo fabricante deve ser obedecida; 
 ajuste das condições de queima, garantindo estabilidade de chama; 
 desligamento do queimador piloto e verificação da estabilidade da chama; 
 aquecimento gradual com acompanhamento para não danificar o refratário e tubos, 
respeitando-se a curva de aquecimento recomendada para cada tipo de caldeira; 
 verificação, durante a fase de aquecimento, de quaisquer anormalidades nos 
equipamentos e nos instrumentos indicadores de controle, tomando as providências 
para os ajustes necessários; 
 fechamento do respiro do tubulão superior, após garantir eliminação total do ar em 
caldeiras que não possuem superaquecedor; 
 passagem do controle da caldeira para o automático quando as condições de pressão 
atingirem valores preestabelecidos para tal, conforme procedimento operacional; 
 acompanhar a pressão da caldeira, quando estiver em torno de 50% da sua pressão de 
trabalho, abrir lentamente a válvula de vapor, para o aquecimento lento da rede de 
distribuição do vapor; 
 
Importante - O operador deverá acompanhar toda a operação comandada pelo 
programador, para certificar-se do seu perfeito funcionamento. 
 - Mesmo com a caldeira funcionando em automático, ela não dispensa a 
atenção do operador. 
 
4.2.3 Procedimentos na operação normal: 
 observação atenta do nível de água da caldeira, fazendo os ajustes necessários; 
 observação das temperaturas do economizador e pré-aquecedor de ar, quando 
aplicável; 
 observação das indicações dos dispositivos de controle de temperatura e pressão, 
fazendo os ajustes necessários; 
 realização de todos os testes de rotina da caldeira; 
 verificação dos tanques de suprimento de água a fim de confirmar se estão sendo 
suficientemente abastecidos; 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 verificação da reposição de combustível; 
 vistoria nos equipamentos a fim de detectar qualquer anormalidade (ruído, vibrações, 
superaquecimento); 
 verificação da temperatura dos gases da chaminé a fim de detectar se está dentro dos 
parâmetros normais; 
 observação da combustão através dos visores e da chaminé, fazendo os ajustes 
necessários; 
 regulagem nos “dampers” quando necessário; 
 sopragem periódica de fuligem conforme rotina de cada equipamento, onde seja 
aplicável; 
 realização de descargas de fundo conforme recomendações do laboratório de análise 
de água; 
 fazer as anotações exigidas pelos superiores; 
 manutenção da ordem e da limpeza da casa de caldeiras; 
 notificação a outro operador habilitado ou a um superior para que se efetue sua 
substituição em caso de necessidade de se afastar da casa de caldeiras. 
 se a caldeira apagar subitamente durante sua operação normal, retomar o processo de 
acendimento somente após garantia de completa purga e exaustão dos gases 
remanescentes. 
 
 4.2.4 Procedimentos na parada normal: 
 A parada da caldeira deverá ser realizada em conjunto com o consumidor de vapor. 
 Para uma parada segura, siga as seguintes etapas: 
 sopragem de fuligem (ramonagem) em caldeiras dotadas destes dispositivos; 
 interrupção da alimentação de combustível, fazendo a purga da linha, uma parte para 
queima e o restante para uma linha de retorno. No caso de queima de óleo 
combustível, a purga da linha pode ser feita com óleo menos viscoso o qual não 
poderá passar pelo aquecedor de óleo que deverá ser desligado. Para linha de gás, esta 
purga poderá ser feita com injeção de vapor; 
 apagamento dos queimadores obedecendo à sequência recomendada pelo fabricante da 
caldeira; 
 
99 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 para caldeiras de óleo combustível, deve-se desligar a bomba de alimentação de óleo; 
 ventilação da fornalha para exaustão completa de gases remanescentes; 
 drenagem dos visores de nível, fazendo os ajustes necessários para manter a caldeira 
com nível operacional; 
 após a exaustão da fornalha, desativação do ventilador e abafamento da caldeira 
fechando todos os dampers e registros de ar; 
 fechamento da válvula de saída de vapor e bloqueamento de todos os pontos de 
drenagem da caldeira; 
 interrupção da alimentação de água 
 
4.3 Regulagem e controle 
 Pressão da fornalha 
As caldeiras podem operar com pressão positiva ou negativa, este parâmetro tem 
importância direta no rendimento da queima do combustível da caldeira. Este valor é 
determinado no projeto do equipamento. 
O controle pode ser feito manualmente pelo posicionamento do “damper” do 
ventilador/exaustor, ou com o uso de transmissores e controladores de pressão, que atuarão 
através de inversores de frequência ou posicionadores dos “dampers”. 
 
 Pressão de vapor 
O controle de pressão da caldeira está ligada diretamente a quantidade de combustível 
na fornalha, na maioria das caldeiras este controle e realizado através do pressostato de 
pressão ou transmissores de pressão. 
 
 Temperatura dos gases de combustão 
A temperatura elevada dos gases da combustão no chaminé, é sinal de perda de calor, 
baixo rendimento da caldeira, alguns motivos podem ser: 
Caldeira com tubulação suja, seja por excesso de cinza no interior ou exterior dos 
tubos, provocando redução na troca térmica; 
Excesso de ar na fornalha; 
Entrada de ar falso na fornalha. 
 
100 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 Temperatura água de alimentação 
A temperatura água de alimentação tem influência no consumo de combustível, por 
isso é essencial a utilização de condensado, com o aumento da temperatura termos a redução 
no consumo de combustível. 
O aumento da temperatura da água também pode ajudar no tratamento da água, irá 
favorecer a eliminação dos gases dissolvidos da água, através do desaerador (sistema de 
tratamento de água) . 
Em caldeiras que trabalham com tanque de reposição de água, devem ter muita 
atenção quanto a temperatura da água, acima de 80 ºC, funcionamento irregular das bombas 
de alimentação provocando problema de abastecimento de água na caldeira. 
 
 Controle de nível da caldeira 
Em caldeiras de baixa produção, geralmente o controle de nível depende unicamente 
do operador, através do visor de nível. 
O controle também pode ser realizado através da coluna de eletrodos o qual controlará 
o liga/desliga da bomba de alimentação de água. 
Em caldeiras maiores de grandes produção de vapor, a bomba de alimentação 
permanece sempre ligada, a variação do nível é medido através de transmissor e controlador, 
que comandarão uma válvula moduladora. 
 
4.4 Riscos de acidentes e explosão 
Segue algumas orientações na partida e operação normal da caldeira, com o objetivo de evitar 
acidentes e explosões. 
 Usar sempre os equipamentos de proteção individual – EPI´s; 
 Circule ar pela fornalha de caldeira que queimam óleo ou gás, antes de acender a 
caldeira; 
 Verificar possíveis vazamentos de combustível; 
 Não trabalhar acima da PMTA, nunca; 
 Ficar sempre atento ao visor de nível da caldeira e tanque de reabastecimento de água 
e o manômetro da caldeira; 
 
101 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Drenar o visor de nível, uma vez por turno de trabalho; 
 Corrigir qualquer vazamento de vapor no visor de nível; 
 Se não é possível visualizar o nível da caldeira, no visor de nível, parar a caldeira e 
fechar a válvula de saída de vapor; 
 Abrirmanualmente a válvula de segurança, uma vez por semana, desta forma evita-se 
que o disco de vedação cole na sede da válvula; 
 Sempre abrir/fechar lentamente qualquer válvula sob pressão; 
 Sempre ao ter cuidado ao abrir a porta da fornalha, poderá ocorrer retorno de chama; 
 Em caldeiras a óleo, nunca tentar reacender a caldeira com o calor da fornalha; 
 Nunca repor água na caldeira, em operação normal, se você não souber qual o nível de 
água. 
 
4.5 Manutenção da caldeira 
Para um bom funcionamento da caldeira, aumentar sua vida útil e manter um alto 
rendimento, devem ser realizadas algumas manutenções nos equipamentos. 
São considerados trabalhos diários: 
 Descarga de fundo para eliminar a lama depositada no balão inferior e/ou coletores da 
caldeira; 
 Teste dos alarmes; 
 Limpeza dos filtros do óleo combustível; 
 Verificação da chama na fornalha e a fumaça no chaminé; 
 Sopragem da fuligem dos tubos (ramonagem); 
 Retirar fuligem acumulada; 
 Verificar vazamentos em válvulas, visor de nível e conexões flangeadas; 
 Verificar eventuais surgimentos de pontos de corrosão nos dutos e chaminé; 
 Verificar funcionamento do sistema de alimentação de água e óleo combustível; 
 Dar descarga na coluna de eletrodos e visor de nível; 
 Preparar os produtos para o tratamento da água da caldeira; 
 Verificar o funcionamento da bomba dosadora de produtos químicos; 
 Fazer a regeneração das resinas do abrandador; 
 
102 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Manter a casa da caldeira limpa e organizada. 
 
São considerados trabalhos semanais: 
 Limpeza dos bicos pulverizadores com solvente; 
 Limpeza fotocélula; 
 Verificação dos filtros dos purgadores; 
 Acionar manualmente as válvulas de segurança; 
 Verificar as válvulas a procura de vazamentos 
 
São considerados trabalhos mensais: 
 Escovar os tubos no lado dos gases e pré-ar, para retirar acumulo de cinza; 
 Lubrificação dos rolamentos; 
 Solicitar ao responsável da parte elétrica a limpeza dos painéis elétricos e verificar 
contato das chaves magnéticas; 
 Verificar alinhamento, folga e integridade das correias; 
 Limpar o bico atomizador; 
 Verificar os eletrodos de ignição. 
 
São considerados trabalhos semestrais: 
 Esvaziar o reservatório de água de alimentação da caldeira, para realizar a limpeza e 
verificar a existência de pontos de corrosão; 
 Verificar a condição do isolamento térmico da caldeira e também da rede de 
distribuição de vapor; 
São considerados trabalhos anuais: 
 Realizar a inspeção periódica completa da caldeira, por profissional qualificado; 
 Preparar com antecedência todo material necessário para a inspeção periódica da 
caldeira; 
 Verificar a condição dos refratários na caldeira; 
 Trocar todas as juntas das conexões flangeadas, principalmente as juntas das bocas de 
inspeção da caldeira; 
 
103 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Trocar vedação das válvulas de descarga de fundo; 
 Trocar isolamento dos eletrodos; 
 Calibração das válvulas de segurança; 
 Calibração do pressostato. 
 
5 NORMAS REGULAMENTADORAS 
As normas regulamentadoras (NR´s) dão um direcionamento para o desenvolvimento 
das ações e obrigações das empresas. Em especial as ações relativas às medidas de prevenção, 
controle e eliminação de riscos, inerentes ao trabalho e à proteção da saúde do trabalhador 
(BRASIL, 1978).O descumprimento destas Normas Regulamentadoras poderá provocar multa 
e/ou interdição da empresa. 
 
Segue abaixo uma descrição das Normas Regulamentadoras. 
 
NR 1 – Disposições Gerais; 
NR 2 - Inspeção Prévia; 
NR 3 - Embargo ou Interdição; 
NR 4 - Serviços Especializados em Engenharia de Segurança e em Medicina do Trabalho; 
NR 5 - Comissão Interna de Prevenção de Acidentes (CIPA); 
NR 6 - Equipamento de Proteção Individual; 
NR 7 - Programa de Controle Médico de Saúde Ocupacional 
NR 8 - Edificações; 
NR 9 - Programa de Prevenção de Riscos Ambientais; 
NR10 Serviços em Eletricidade; 
NR 11 - Transporte, Movimentação, Armazenagem e Manuseio de Materiais; 
NR 12 - Segurança no Trabalho em Máquinas e Equipamentos; 
NR 13 - Caldeiras e Vasos de Pressão; 
NR 14 - Fornos; 
NR 15 - Atividades e Operações Insalubres; 
NR 16 - Atividades e Operações Perigosas; 
NR 17 - Ergonomia; 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
NR 18 - Condições e Meio Ambiente de Trabalho na Indústria da Construção; 
NR 19 - Explosivos; 
NR 20 - Líquidos Combustíveis e Inflamáveis; 
NR 21 - Trabalhos a céu aberto; 
NR 22 - Segurança e Saúde Ocupacional na Mineração; 
NR 23 - Proteção contra incêndios; 
NR 24 - Condições Sanitárias e de Conforto nos Locais de Trabalho; 
NR 25 - Resíduos Industriais; 
NR 26 - Sinalização de Segurança; 
NR 27 - Registro Profissional do Técnico de Segurança do Trabalho no Ministério do 
Trabalho; 
NR 28 - Fiscalização e Penalidades; 
NR 29 - Norma Regulamentadora de Segurança e Saúde no Trabalho Portuário; 
NR 30 - Segurança e Saúde no Trabalho Aquaviário; 
NR 31 - Segurança e Saúde no Trabalho na Agricultura, Pecuária Silvicultura, Exploração 
Florestal e Aquicultura; 
NR 32 - Segurança e Saúde no Trabalho em Estabelecimentos de Saúde; 
NR 33 - Segurança e Saúde no Trabalho em Espaços Confinados; 
NR 34 - Condições e Meio Ambiente de Trabalho na Indústria da Construção e Reparação 
Naval; 
NR 35 - Trabalho em Altura. 
NR 36 – Segurança e Saúde em frigoríficos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
105 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
6. BIBLIOGRAFIA 
 
PEREIRA, Carlos Augusto Arentz; SANTÉRIO, Edilson Luis; LAGEMANN, Virgílio. 
Apostila de Geração e Distribuição de Vapor. Rio de Janeiro, 1996. 
TORREIRA, Raul Peragallo. Geradores de Vapor. São Paulo: Companhia Melhoramentos, 
1995. 
DANTAS, Evandro. Tratamento de Água de Refrigeração e Caldeiras. Rio de Janeiro: 
Livraria José Olympio Editora S/A, 1988. 
Apostila Treinamento Segurança Para Operador de Caldeira, SENAI, 2006 
M. DEDINI S.A. METALÚRGICA, Caldeira BMP. Catálogo. 
SPIRAX SARCO IND. COM. LTDA. Catálogo Técnico Simplificado. Catálogo. 
TENGE INDUSTRIAL LTDA. Caldeira a Vapor. São Paulo. Catálogo. 
W. BURGEER – INDUSTRIA – COM. E REPRESENTAÇÃO LTDA. Válvula de 
Segurança. São Paulo. Catálogo. 
WEISHAUPT DO BRASIL. Queimador combinado óleo/gás. São Paulo. Catálogo. 
TLV, Uma Empresa Especializada em Vapor. Catálogo Técnico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
106 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA88 
3.3.6 Condutividade .............................................................................................................................. 88 
3.3.7 Controle Sólidos Totais Dissolvidos (STD) ................................................................................ 89 
3.3.8 Controle da Sílica ......................................................................................................................... 89 
3.3.9 Controle da Corrosão nas Linhas de Condensado. ....................................................................... 89 
3.3.10 Limpeza Química da Caldeira. ................................................................................................... 91 
3.3.11 Hibernar a Caldeira .................................................................................................................... 92 
4 OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO DE CALDEIRAS ...................................................................... 92 
4.1 Caldeira de combustível sólido ....................................................................................................... 93 
4.1.1 Procedimentos na Pré- partida: .................................................................................................... 93 
4.1.2 Procedimentos na Partida: ............................................................................................................ 93 
4.1.3 Procedimentos Operação Normal: ............................................................................................... 94 
4.1.4 Procedimentos na Parada Normal: ............................................................................................... 95 
4.1.5 Procedimentos na Parada de Emergência: ................................................................................... 95 
4.2 Caldeira de combustível líquido ..................................................................................................... 96 
4.2.1 Procedimentos na pré- partida: ..................................................................................................... 96 
4.2.2 Procedimentos na partida: ............................................................................................................ 97 
4.2.3 Procedimentos na operação normal:............................................................................................ 98 
4.2.4 Procedimentos na parada normal: ................................................................................................ 99 
4.3 Regulagem e controle ...................................................................................................................... 99 
4.4 Riscos de acidentes e explosão ...................................................................................................... 101 
4.5 Manutenção da caldeira ................................................................................................................ 102 
5 NORMAS REGULAMENTADORAS ........................................................................................... 103 
6 BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................................. 136
 
1 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
1 NOÇÕES GERAIS, GRANDEZAS FÍSICAS, UNIDADES E COMBUSTÃO. 
1.1 Unidades 
Ao longo da história da humanidade as unidades de medida eram criadas e adaptadas 
de acordo com a necessidade dos povos. Muitas dessas medidas eram realizadas baseadas em 
partes do corpo. Por exemplo, o cúbito era uma unidade utilizada pelos egípcios há, 
aproximadamente, 4.000 anos. Ela consistia na distância do cotovelo até a ponta do dedo 
médio do faraó. 
 
A física é responsável por estudar todos os acontecimentos que existem na natureza, os 
chamados fenômenos físicos. 
 Para facilitar o estudo desses fenômenos, os físicos optaram por criar regras gerais que 
fossem capazes de serem identificadas em todo o mundo, uma forma universal de se estudar 
os fenômenos físicos, tornando-os padrão. 
 As grandezas físicas se resumem em unidades de medidas criadas através do Sistema 
Internacional de Unidades (SI), responsável por tal padronização. 
 Na mecânica, o SI corresponde ao sistema MKS, que tem como unidades 
fundamentais: metro, quilograma e segundo. 
 
http://sepreparandoparaoenem2012.blogspot.com/2012/02/sistema-internacional-de-unidades-si.html
 
2 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Enquanto o Brasil utiliza como medida de comprimento padrão o metro, os Estados 
Unidos utiliza a milha. Temos que 1 milha corresponde a, aproximadamente, 1,609 metros. 
A polegada é uma unidade de comprimento utilizada no Brasil em casos isolados, mas é 
muito usada em países como a Inglaterra, e sua medição possui uma relação com o 
centímetro, de forma que 1 polegada corresponde a 2,54 centímetros. 
Na aviação verificamos uma unidade usada na determinação de altura, o pé. Quando 
um avião precisa informar a sua altura ele utiliza essa unidade comunicando aos passageiros e 
informando a torre de comando a sua altitude correta. Por exemplo, um avião que se encontra 
a 10.000 pés de altitude está a 304.800 cm, que corresponde a 3048 metros. Dizemos que 1 pé 
corresponde a 30,48 centímetros. 
 
Podemos observar na tabela, algumas unidades derivadas do Sistema Internacional, 
muito utilizadas no cotidiano dos profissionais das áreas técnicas. 
 
Tabela 1 Unidades Derivadas do Sistema Internacional 
1.2 Temperatura 
Chamamos de Termologia a parte da física que estuda os fenômenos relativos ao 
calor, aquecimento, resfriamento, mudanças de estado físico, mudanças de temperatura, 
etc. Termometria é a parte da termologia voltada para o estudo da temperatura, dos 
termômetros e das escalas termométricas. 
https://aprendabem.wordpress.com/
 
3 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Temperatura é o estado térmico de um corpo (agitação das moléculas), representando 
a sua capacidade de transmitir calor a outros corpos. 
 
 O termômetro é utilizado para medir a temperatura, vamos mencionar três escalas de 
medição, Celcius (ºC), Fahrenheit (ºF) e Kelvin (K) (absoluta). 
 
 O zero absoluto é o limite inferior de temperatura na natureza, que corresponde à 
menor temperatura possível a ser atingida. Deve-se lembrar que não há um limite superior de 
temperatura, e a existência de temperaturas de valores extremamente elevados é totalmente 
possível. A temperatura do núcleo do Sol, por exemplo, é de aproximadamente 15 milhões de 
graus Celsius. 
Conversão escalas: 
 
http://brasilescola.uol.com.br/fisica/zero-absoluto.htm
http://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-temperatura.htm
http://brasilescola.uol.com.br/quimica/a-morte-sol.htm
 
4 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
1.3 Calor 
A calorimetria é o campo que estuda ou processo usado para medir a quantidade de 
calor que é absorvida ou libertada durante um fenômeno químico ou físico. 
Calor é a quantidade de energia térmica transferida em um determinado processo, flui 
devido apenas a diferença de temperatura. A unidade mais utilizada para quantificar o calor é 
a caloria. 
 
1 caloria – quantidade de calor capaz de elevar a temperatura de 1 grama de água pura 
de 14,5 ºC para 15,5 ºC. Símbolo: cal 
Mais usual é a utilização da quilocaloria. Quantidade de calor necessária para elevar 1 
kg de água em 1 ºC. Símbolo: kcal 
 
Mudança de estado físico. 
 
http://centralquimica.blogspot.com/2011/03/mudancas-de-estado-de-agregacao.html
 
5 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
1.4 Tipos de Calor 
O importante é saber que existe dois “tipos” de calor, calor sensível e calor latente. 
Calor sensível Quando o calor é adicionado ou extraído de uma substância sem que hajamudança de estado físico, o corpo muda de temperatura. 
 
Equação do calor sensível: 
Q = m.c. ∆t 
Onde: 
Q = quantidade de calor 
m = massa da substância 
c = calor específico da substância 
∆t = variação de temperatura (final – inicial) 
 Calor específico de uma substância – quantidade de calor necessária para variar em 
1°C a temperatura de um corpo. Existe substância que demoram mais para aquecer 
que outras, ou seja necessitam de mais calor para sofrer a mesma variação de 
temperatura, que varia em função da natureza da substância. 
 
 
Calor latente Quando o calor é adicionado ou extraído de uma substância onde ocorre 
mudança de estado físico, o corpo muda de fase, com a temperatura constante. 
Equação do calor latente: 
Q = m.L 
http://www.infoescola.com/fisica/calorimetria/
http://www.infoescola.com/fisica/calorimetria/
 
6 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Onde: 
Q = quantidade de calor 
m = massa da substância 
L = calor latente Calor latente vaporização da água: 540 cal/kg 
 Calor latente fusão da água: 80 cal/kg 
 
Algumas forma de calor latente: 
calor latente de solidificação: e a quantidade de calor que é necessário retirar de um corpo 
para fazê-lo passar do estado liquido para o sólido, sem baixar a sua temperatura; 
 
calor latente de fusão: e a quantidade de calor que e necessário ceder a um corpo, para fazê-lo 
passar do estado sólido para o liquido, sem elevar a sua temperatura; 
 
calor latente de de vaporização: é o calor usado para transformar 1kg de água em vapor sem 
que haja mudança de temperatura. 
 
1.5 Transferência de Calor 
O calor é um tipo de energia que pode ser transferido de um corpo para o outro quando 
há diferença de temperatura entre eles. A transferência de calor pode ocorrer de três 
formas: radiação, condução e convecção. 
 
 
 Transmissão de calor por condução – Imagine a seguinte situação: segurando uma 
barra de ferro em uma das suas extremidades e colocando a outra ponta sobre uma 
 
7 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
chama, ela começará a aquecer. Primeiramente, a parte que está sobre o fogo terá sua 
temperatura elevada, pois a chama está transferindo energia para a barra. As moléculas 
que a constituem começarão a ficar agitadas e chocar-se-ão com as outras que não 
estão em contato com o fogo. Essa agitação será transmitida de molécula para 
molécula até que todo o objeto fique aquecido. 
 
 Transmissão de calor por convecção – É a forma de transferência de calor comum para 
os gases e líquidos. O exemplo a seguir descreve como acontece a convecção: 
Ao colocar água para ferver, a parte que está próxima ao fogo será a primeira a 
aquecer. Quando ela aquece, sofre expansão e fica menos densa que a água da 
superfície, sendo assim, ela desloca-se para ficar por cima, enquanto a parte mais fria e 
densa move-se para baixo. 
 
 Transmissão de calor por radiação – Também conhecida como irradiação, é uma 
forma de transferência de calor que ocorre por meio de ondas eletromagnéticas. Como 
essas ondas podem propagar-se no vácuo, não é necessário que haja contato entre os 
corpos para haver transferência de calor. 
 
1.6 Condutividade Térmica 
É uma propriedade física dos materiais que descreve a habilidade deste de conduzir 
calor. 
 
8 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
1.7 Dilatação Térmica 
Devemos lembrar que quando aquecermos uma substância, aumentamos a agitação 
térmica de suas moléculas, afastando-as umas das outras e aumentando o espaço entre elas, 
portanto termos um aumento do seu volume. A dilatação pode ser: 
 
Dilatação linear, qualquer corpo que tenha uma de suas dimensões muito maior do que as 
outras duas e, nesse caso, podemos nos concentrar na dilatação linear e calcular a variação no 
comprimento do corpo pela expressão. 
∆L = αLi∆t 
Onde: 
∆L = variação de comprimento, ou seja, é a dilatação linear 
α = é o coeficiente de dilatação linear, que é uma característica da substância; 
Li = é o comprimento inicial; 
∆t = é a variação de temperatura, ou seja, ∆t = tf – ti , onde ti representa a temperatura 
inicial e tf a temperatura final. 
 
 
9 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
 
Dilatação superficial, a expansão ocorre nas suas duas dimensões lineares, ou seja, na área 
total do corpo. Podemos calcular a dilatação ocorrida na superfície pela seguinte expressão 
matemática: 
 
 
∆S = βSi∆t 
Onde: 
∆S = é a dilatação superficial ou o quanto a superfície variou; 
β = é o coeficiente de dilatação superficial, que é uma característica da substância; 
β vale duas vezes o valor do coeficiente de dilatação linear, β = 2α; 
Si = é o área inicial; 
∆t = é a variação de temperatura, ou seja, ∆t = tf – ti , onde ti representa a temperatura 
inicial e tf a temperatura final. 
 
Dilatação volumétrica, a grande maioria dos corpos sólidos possui três dimensões: altura, 
comprimento e espessura; e, quando aquecidos, sofrem expansão nessas três dimensões o que 
http://www.coladaweb.com/fisica/termologia/dilatacao
 
10 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
proporciona um aumento no volume total do corpo. Podemos calcular a dilatação ocorrida no 
volume pela equação abaixo: 
 
∆V = γVi∆t 
Onde: 
∆V = é a dilatação volumétrica 
γ = é o coeficiente de dilatação volumétrica, que é uma característica da substância; 
γ vale duas vezes o valor do coeficiente de dilatação linear, γ = 3α; 
Vi = é o volume inicial; 
∆t = é a variação de temperatura, ou seja, ∆t = tf – ti , onde ti representa a temperatura 
inicial e tf a temperatura final. 
 
 
 
https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCK7Q5Zm_o8cCFUWVkAodLbgKQA&url=http%3A%2F%2Finterna.coceducacao.com.br%2Febook%2Fpages%2F4372.htm&ei=HTXLVe7NHsWqwgSt8KqABA&bvm=bv.99804247,d.Y2I&psig=AFQjCNE_dxBYS7qNvWhkH6i6UQwXmulMsA&ust=1439467107608872
 
11 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
1.8 Trocador de Calor 
Um trocador de calor ou permutador de calor é um dispositivo para transferência de 
calor eficiente de um meio para outro. Tem a finalidade de transferir calor de um fluido para o 
outro, encontrando-se estes a temperaturas diferentes. Os meios podem ser separados por uma 
parede sólida, tanto que eles nunca se misturam, ou podem estar em contato direto. Um 
permutador de calor é normalmente inserido num processo com a finalidade de arrefecer 
(resfriar) ou aquecer um determinado fluido. 
 
Trocador de calor casco e tubo 
 
Trocador de calor a placas 
 
 
1.9 Vaso de Pressão 
São todos os reservatórios, de qualquer tipo, dimensões ou finalidades, não sujeitos à 
chama, fundamentais nos processos industriais, que contenham fluidos e sejam projetados 
http://cdrcaldeiraria.com.br/Produtos.aspx
http://www.waterchillingsupply.com/gasketedHXk.shtml
 
12 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
para resistir com segurança a pressões internas diferentes da pressão atmosférica, ou 
submetidos à pressão externa, cumprindo assim a função básica de armazenamento. 
 
 
1.10 Pressão 
A pressão de um líquido sobre uma superfície é a força normal que este líquido exerce 
por unidade de área dessa superfície: 
 P = F(força)/A(área) [Pa] [N/m2] 
 
 
A pressão em um recipiente fechado age igualmente em todos os pontos. 
 
 De acordo com a condição física em que a pressão é determinada, pode-se classifica-
la como se segue. 
Pressão estática (Pe) - pressão radial exercida pelo fluido, podendo este estar em repouso ou 
em movimento. Os manômetros geralmente registram a pressão estática. 
 
 
13 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Pressão dinâmica(Pd) - pressão atribuída à velocidade do fluido em movimento, sendo 
diretamente proporcional ao quadrado da velocidade: 
 Pd = V2/2
Onde: 
densidade do fluído 
V = velocidade do fluído 
 
O manômetro é o instrumento utilizado para medir a pressão de fluidos contidos em 
recipientes fechados. Existem, basicamente, dois tipos: os de líquidos e os de gases. 
 

Manômetro Bourdon 
O funcionamento deste tipo de manómetros é baseado na alteração da curvatura 
originada num tubo de secção elíptica pela pressão exercida no seu interior. A secção elíptica 
tende para uma secção circular com o aumento da pressão no interior do tubo levando a que o 
tubo se desenrole. Este tubo tem a uma das extremidades fechadas e ligada a um mecanismo 
(com rodas dentadas e mecanismos de alavanca) que permite transformar o seu movimento de 
"desenrolar" (originado pelo aumento de pressão no interior do tubo) no movimento do 
ponteiro do manómetro. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medida
http://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o
 
14 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
Manômetro de tubo em “ U ”, dispositivo para medir pressão que consiste de um 
tubo em formato de "U" com certa quantidade de líquido dentro dele, provido de uma escala 
milimétrica. O líquido pode ser água. Um dos extremos do tubo é ligado à instalação e o outro 
fica aberto para a atmosfera. A pressão exercida no líquido faz com que a extremidade 
pressionada desça, causando um desnível. Conhecendo-se o peso específico e o desnível do 
líquido de referência, pode-se determinar a pressão na instalação. A leitura em mmca.
 
A pressão é apresentada das seguintes formas: 
 Pressão atmosférica - Patm 
É a pressão exercida pela camada de ar que nos envolve, essa pressão varia em função 
da altura desta camada. A máxima pressão atmosférica tem seu valor ao nível do mar. 
Pressão = 760 mm Hg = 1,0 kgf/cm² 
Foi inventado por Torricelli, em 1643, um instrumento denominado barômetro, que 
foi utilizado para medir a pressão atmosférica, basicamente utiliza uma coluna com mercúrio. 
A densidade do mercúrio possibilidade uma pequena coluna. 
http://www.instrumentacao.com/detetores.html
 
15 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
 
 Pressão manométrica - Pman 
É a pressão medida com relação a pressão atmosférica, também é chamada de pressão 
efetiva, pois considera a pressão atmosférica local como zero. 
 
 Pressão absoluta 
É a soma da pressão manométrica mais a pressão atmosférica 
Pabs = Pman + Patm 
 Tabela de conversão de unidades 
 Kpa 
bar 
 Kgf/cm2 Psi 
Atm 
mm Hg MH2O 
 (KN/m²) lbf/pol² (torr) (mca) 
Kpa 1 0,01 0,01019 0,14503 0,009869 7,50062 0,10197 
bar 100 1 1,019716 14,503 0,9869 750,062 10,19716 
 Kgf/cm2 98,0665 0,980665 1 14,2233 0,967841 735,556 10 
 
16 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Psi 6,8947 0,068947 0,070307 1 0,068046 51,715 0,70307 
Atm 101,325 1,01325 1,03323 14,6959 1 760 10,33226 
mm Hg 133,322 1,33322 1,3595 19,368 1,31579 1 13,59 
Mca 9,80665 0,09806 0,1 1,42233 0,09677 73,556 1 
 
 
1.11 Vapor 
Não é de hoje que o homem percebeu que o vapor podia fazer as coisas se 
movimentarem. No primeiro século da era cristã, portanto há mais de 2000 anos, um 
estudioso chamado Heron de Alexandria, construiu uma espécie de turbina a vapor, chamada 
eolípila. Nesse engenho, enchia-se uma esfera de metal com água que produzia vapor que se 
expandia e fazia a esfera girar quando saía através de dois bicos, colocados em posições 
diametralmente opostas. Todavia, embora isso movimentasse a esfera, nenhum trabalho útil 
era produzido por esse movimento e o sábio não conseguiu ver nenhuma utilidade prática para 
seu invento. 
 
 
17 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Muitos séculos mais tarde, a máquina a vapor foi a primeira maneira eficiente de 
produzir energia independentemente da força muscular do homem e do animal, e da força do 
vento e das águas correntes. Sua invenção e uso foi uma das bases tecnológicas da Revolução 
Industrial. Em sua forma mais simples, as máquinas a vapor usam o fato de que a água, 
quando convertida em vapor se expande e ocupa um volume de até 1.600 vezes maior do que 
o original, quando sob pressão atmosférica. 
Foi somente no século XVII, mais precisamente em 1690, que o físico francês Denis 
Papin usou esse princípio para bombear água. O equipamento bastante rudimentar que ele 
inventou, era composto de um pistão dentro de um cilindro que ficava sobre uma fonte de 
calor e no qual se colocava uma pequena quantidade de água. Quando a água se transformava 
em vapor, a pressão deste forçava o pistão a subir. Então a fonte de calor era removida o que 
fazia o vapor esfriar e se condensar. Isso criava um vácuo parcial (pressão abaixo da pressão 
atmosférica) dentro do cilindro. Como a pressão do ar acima do pistão era a pressão 
atmosférica, ela o empurrava para baixo, realizando o trabalho. Mas, a utilização efetiva dessa 
tecnologia só se iniciou com a invenção de Thomas Savery patenteada em 1698 e 
aperfeiçoada em 1712 por Thomas Newcomen e John Calley. 
 
 
 
Um construtor de instrumentos escocês chamado James Watt notou que a máquina de 
Newcomen, que usava a mesma câmara para alternar vapor aquecido e vapor resfriado 
condensado desperdiçava combustível. Por isso, em 1765, ele projetou uma câmara 
condensadora separada, refrigerada a água. Ela era equipada com uma bomba que mantinha 
 
18 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
um vácuo parcial e uma válvula que retirava periodicamente o vapor do cilindro. Isso reduziu 
o consumo de combustível em 75%. Essa máquina corresponde aproximadamente à moderna 
máquina a vapor. Em 1782, ele projetou e patenteou a máquina rotativa de ação dupla na qual 
o vapor era introduzido de ambos os lados do pistão de modo a produzir um movimento para 
cima e para baixo. Isso tornou possível prender o êmbolo do pistão a uma manivela ou um 
conjunto de engrenagens para produzir movimento rotativo e permitiu que essa máquina 
pudesse ser usada para impulsionar mecanismos, girar rodas de carroças ou pás para 
movimentar navios. 
No fim do século XVIII, as máquinas a vapor produzidas por Watt e seu companheiro 
Matthew Boulton forneciam energia para fábricas, moinhos e bombas na Europa e na 
América. O aparecimento das caldeiras, que podiam operar com altas pressões e que foram 
desenvolvidas por Richard Trevithick na Inglaterra e por Oliver Evans nos Estados Unidos, 
no início do século XIX, tornou se a base para a revolução dos transportes uma vez que elas 
podiam ser usadas para movimentar locomotivas, barcos fluviais e, depois, navios. A máquina 
a vapor tornou-se a principal fonte produtora de trabalho do século XIX e seu 
desenvolvimento se deu no esforço de melhorar seu rendimento, a confiabilidade e a relação 
peso/potência. O advento da energia elétrica e do motor de combustão interna no século XX, 
todavia, condenaram pouco a pouco, nos países mais industrializados, a máquina a vapor ao 
quase esquecimento. 
 
 Motor a vapor 
Também chamado de máquina a vapor e turbina a vapor, é uma máquina que 
transforma a energia térmica do vapor em energia mecânica utilizando um êmbolo que se 
movimenta dentro de um cilindro. O combustível queima fora do cilindro, ou seja, é de 
combustão externa o que diminui a poluição. O vapor é admitido por um lado do cilindro e 
expulso do outro por um sistema de válvulas enquanto o pistão se movimenta. 
 
 
19 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
Outro tipo de turbina, que opera pelo princípio de ação, também chamado de impulso, 
foi descrito pela primeira vez em 1629 por Giovanni Branca. Essa máquina utilizava um jato 
de vapor dirigido para as palhetas de uma roda, promovendo a sua rotação. 
Durante os anos de 1884 a 1889, oengenheiro sueco Gustav de Laval projetou e 
fabricou pequenas turbinas a vapor, de 1 CV (com 100.000 rpm de velocidade) a 140 CV 
(com 6.000 rpm). Porém a concepção moderna da turbina a vapor é atribuída a Sir Charles 
Parsons, da Inglaterra, que em 1884, utilizando o princípio da reação, construiu uma turbina 
de múltiplo estágio de 10 CV de potência, que operava com velocidade de 17.000 rpm. 
No início do século XX os motores a vapor, que dominavam os equipamentos de 
acionamento mecânico da época, começaram a ser substituídos pelas turbinas a vapor, 
principalmente na geração de energia elétrica, as quais passaram a ter um rápido 
desenvolvimento, sob o comando de grandes empresas que então se estabeleciam. 
No ano de 1930, tanto a GE como a Westinghouse, fabricaram turbinas a vapor com 
potências de 50 MW - um avanço considerado expressivo para a época. 
Hoje essas companhias, mais a ABB, Toshiba, Siemens, KWU e outras, constroem 
máquinas que chegam a produzir 1.200 MW num só eixo. 
 
 Turbina a vapor 
É uma máquina térmica que utiliza a energia do vapor sob forma de energia cinética e ta 
transforma em energia mecânica. 
 
20 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
O elemento básico da turbina é a roda ou rotor, que conta com paletas, hélices, lâminas 
ou cubos colocados ao redor de sua circunferência, de forma que o fluido em movimento 
produza uma força tangencial que impulsiona a roda, fazendo-a girar. Essa energia mecânica é 
transferida através de um eixo para movimentar uma máquina, um compressor, um gerador 
elétrico ou uma hélice. Atualmente, a maior parte da energia elétrica mundial é produzida 
com o uso de geradores movidos por turbinas. 
 
 
Vapor d`água por que? 
Vapor d´água é um dos meios mais utilizados para transferência e utilização de 
energia na indústria. O seu uso tornou-se atraente e difundido em função de suas qualidades, 
tais como: 
- Matéria prima(água) de baixo custo e abundante (?????); 
- Limpo, não tóxico, inodoro, insípido e não poluente; 
- Grande capacidade de transportar energia na forma de calor; 
- Fácil distribuição e controle; 
- Gerado em equipamentos de alta eficiência. 
 
Formas de Utilização 
 Vapor direto – quando o vapor mistura-se com o produto que está sendo processado. 
 Vapor indireto – quando o vapor não se mistura com o produto que está sendo 
processado, cedendo apenas o seu calor através de uma serpentina ou camisa de vapor. 
Nesta utilização teremos a formação de condensado. 
 
Aplicações do Vapor 
 
21 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Na indústria o vapor é utilizado em diversas formas. A forma mais usual do vapor é 
em processos de aquecimentos, mas outra forma de uso é na obtenção de trabalho mecânico. 
 
Aquecimento 
 
 Propulsão/movimento 
 
Algumas aplicações do vapor em processos industriais: 
 Indústria de bebidas: nas lavadoras de garrafas, tanques de xarope, pasteurizadoras; 
 Indústrias madeireiras: no cozimento de toras, secagem de tábuas ou lâminas; 
 Indústria de papel e celulose: No cozimento da madeira, na secagem em cilindros 
rotativos; 
 Indústrias de laticínios: na pasteurização, na esterilização de recipientes; 
 Frigoríficos: nas estufas para cozimento, nos digestores, tanque de escaldagem, nas 
prensas para extração de óleo; 
 
22 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Indústria de doces em geral: no aquecimento do tanque de glicose, no cozimento de 
massa em panelas sob pressão, em mesas para o preparo de massa, em estufas; 
 Na indústria farmacêutica, em reatores no preparo de produtos, na secagem em leitos 
fluidizados, nos sistema de ar condicionado (HVAC). 
O vapor pode ser classificado em dois tipos, após ser gerado. 
1.11.1 Vapor Saturado 
Moléculas de vapor saturado são invisíveis. Quando o vapor saturado é liberado para a 
atmosfera sendo expelido pela tubulação, parte dela condensa através de transferência do seu 
calor para o ar ao redor, e nuvens de vapor branco (pequenas gotículas de água) são formadas. 
Quando o vapor inclui estas pequenas gotículas, ele é chamado de vapor úmido. 
 
1.11.2 Vapor Superaquecido 
O vapor superaquecido não irá condensar mesmo que este venha a entrar em contato 
com a atmosfera e sua temperatura caia. Como resultado, nenhuma nuvem de vapor são 
formadas. Vapor superaquecido armazena mais calor que o vapor saturado que se encontra na 
mesma pressão, e o movimento de suas moléculas são mais rápidos. 
 
 
23 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Diagrama temperatura x entalpia 
 
 Se uma determinada massa de água é aquecida de 1 até 2 e, a partir desse 
ponto, mantida a pressão constante de 10 bar, entre 2 e 3 ocorre a evaporação do líquido e a 
temperatura é constante. 
TABELA DE VAPOR SATURADO 
 Entalpia 
Pressão Pressão Temperatura Volume Calor 
Manométrica Absoluta vaporização específico líquido vapor Latente 
 saturado de 
evaporação 
(kg/cm²) (kg/cm²) (°C) (m³/kg) (kcal/kg) (kcal/kg) (kcal/kg) 
 
0 1 99,09 1,725 99,1 638,5 539,4 
0,5 1,5 110,79 1,18 110,9 642,8 531,9 
1 2 119,62 0,9016 119,8 645,8 525,9 
1,5 2,5 126,79 0,7316 127,2 648,3 521,1 
2 3 132,88 0,6166 133,4 650,3 516,9 
2,5 3,5 138,19 0,5335 138,8 651,9 513,1 
3 4 142,92 0,4706 143,6 653,4 509,8 
3,5 4,5 147,2 0,4213 148 654,7 506,7 
4 5 151,11 0,3816 152,1 655,8 503,7 
4,5 5,5 154,71 0,3489 155,8 656,9 501,1 
5 6 158,08 0,3213 159,3 657,8 498,5 
5,5 6,5 161,15 0,298 162,6 658,7 496,2 
6 7 164,17 0,2778 165,6 659,4 493,8 
6,5 7,5 166,96 0,2602 168,5 660,2 491,7 
7 8 169,61 0,2448 171,3 660,8 489,5 
7,5 8,5 172,11 0,2311 173,9 661,4 487,5 
8 9 174,53 0,2189 176,4 662 485,6 
 
24 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
8,5 9,5 176,82 0,208 178,9 662,5 483,6 
9 10 179,04 0,1981 181,2 663 481,8 
10 11 183,2 0,1808 185,6 663,9 478,3 
11 12 187,08 0,1664 189,7 664,7 475 
12 13 190,71 0,1541 193,5 665,4 471,9 
13 14 194,13 0,1435 197,1 666 468,9 
14 15 197,36 0,1343 200,6 666,6 466 
15 16 200,43 0,1262 203,9 667,1 463,2 
16 17 203,35 0,119 207,1 667,5 460,4 
17 18 206,14 0,1126 210,1 667,9 457,8 
18 19 208,81 0,1068 213 668,2 455,2 
19 20 211,38 0,1016 215,8 668,5 452,7 
20 21 213,85 0,0968 218,5 668,7 450,2 
 
Temperatura de vaporização – temperatura de mudança de estado físico da água ( líquido para vapor) 
Volume específico – volume ocupado para cada quilograma de vapor. 
Entalpia do líquido saturado ( calor sensível do líquido) – quantidade de calor necessária para aquecer 1 kg de 
água a 0ºC no estado líquido até a temperatura de vaporização ( no estádio líquido) 
Entalpia do vapor saturado – quantidade de calor total necessária pra produzir 1 kg de vapor partindo de 1 Kg de 
água a 0 ºC no estado líquido. 
Calor latente de vaporização – quantidade de calor necessária para transformar 1 kg de água no estado líquido à 
temperatura de vaporização em 1 Kg de vapor com a mesma temperatura. 
 
 
1.12 Combustível 
É toda substância, no estado sólido, líquido ou gasoso, que reagindo com oxigênio do 
ar atmosférico, vai liberar grande quantidade de calor, gerando gases da combustão, 
particulados e cinza. 
Os elementos químicos que entram na composição da maioria dos combustíveis são: 
 carbono, 
 hidrogênio, 
 oxigênio, 
 nitrogênio e 
 enxofre 
A qualidade do combustível é dada pelos elementos carbono (C) e hidrogênio (H); o 
enxofre (S). 
Para que um material possa ser considerado combustível industrial, são necessários os 
seguintes requisitos técnicos e econômicos: 
 Disponibilidade, 
 Facilidade de uso, 
 
25 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Não formação, durante a combustão, de substâncias tóxicas ou corrosivas, 
 Fácil obtenção, 
 Baixo custo de produção, 
 Segurança no armazenamento e no transporte. 
 
1.12.1 Classificação combustíveis 
 Oscombustíveis quanto ao seu estado físico: 
 Sólidos carvão mineral, carvão vegetal, xisto, turfa, lenha 
 Líquidos gasolina, querosene, diesel, óleos combustíveis 
 Gasosos gás natural, GLP e biogás 
 
 Os combustíveis quanto a sua origem: 
 Fósseis 
Combustíveis naturais petróleo, gás natural e carvões minerais 
Combustíveis derivados GLP, gasolina, óleo diesel, gás natural 
 
 Naturais 
Combustíveis naturais resíduos agroindustriais, lenha, resíduos animais 
Combustíveis derivados bagaço de cana, casca de arroz, biogás 
 
 Nucleares 
Combustíveis naturais urânio, tório 
 
1.12.1.1 Combustíveis Líquidos 
Os combustíveis líquidos podem ser minerais ou não minerais. Os minerais são 
obtidos pela refinação do petróleo, destilação do xisto betuminoso ou hidrogenação do carvão. 
Dentre eles estão a gasolina, o óleo diesel e o óleo combustível. Estes combustíveis são 
formados de hidrocarbonetos. 
Os combustíveis líquidos não minerais são os álcoois, os óleos vegetais e óleos origem 
animal. 
Os óleos combustíveis são hoje os principais produtos utilizados nos processos 
térmicos industriais. Para sua utilização é necessário levar em consideração qual o melhor tipo 
 
26 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
de óleo para a determinada aplicação, para que seja alcançada a eficiência máxima da 
instalação e também ocorra uma contribuição favorável à conservação de energia e proteção 
ambiental. 
 
Tipos de combustíveis líquidos 
 Óleo Diesel 
O óleo diesel é um combustível fóssil, derivado do petróleo, formado basicamente por 
hidrocarbonetos, possuindo também uma pequena quantidade de oxigênio, nitrogênio e 
enxofre. O óleo diesel é um combustível considerado nobre e muito pouco utilizado para 
queima em caldeiras. Apresenta características como o baixo ponto de fulgor e alta 
inflamabilidade, o que facilita o seu manuseio e queima. O que praticamente inviabiliza o seu 
uso é o alto custo. 
O óleo diesel é considerado um óleo combustível leve por apresentar viscosidade 
menor do que dos óleos pesados. Apresenta poder calorífico inferior de 10.200 kcal/kg, e teor 
de enxofre de 0,05 %. 
 
 Óleo de Xisto 
Óleo de xisto é obtido através do processamento do xisto betuminoso, sendo um 
produto de alto poder calorífico e se apresenta como uma melhor alternativa para os óleos 
combustíveis derivados de petróleo. Mostra-se um combustível energeticamente equivalente e 
com maior fluidez resultando em um fácil manuseio, reduzindo custos de operação para o 
usuário e eliminando os transtornos associados ao aquecimento do óleo. Apresenta 
características técnicas melhores que os óleos pesados. 
O óleo de xisto refinado é idêntico ao petróleo de poço, sendo um combustível muito 
valorizado. Os EUA detêm a maior reserva mundial, seguidos pelo Brasil, cujo principal 
depósito fica no Paraná na formação Irati. 
Apresenta poder calorífico inferior de 9.700 kcal/kg, ponto de fluidez de 3 °C e teor de 
enxofre de 1 %. 
 
1.12.1.2 Combustíveis Gasosos 
Estes combustíveis podem ser minerais ou não minerais. Os minerais são obtidos pela 
refinação do petróleo, destilação do xisto betuminoso ou hidrogenação do carvão. 
 
27 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
As principais características e propriedades a serem observadas nos gases 
combustíveis são as seguintes: 
a) Composição Química, a qual é determinada através da análise laboratorial, em 
cromatógrafos químicos; 
b) Peso Molecular, o qual influencia na densidade do combustível; 
c) Poder Calorífico, o qual já foi citado anteriormente; 
d) Velocidade de Propagação, que é a velocidade com que a frente de chama se 
desloca através da mistura ar combustível, inflamando a mistura ainda não queimada; 
e) Limite de Inflamabilidade, o qual está dividido em limite inferior de 
inflamabilidade (LII) e limite superior de inflamabilidade (LSI). O LII é a concentração 
mínima de combustível misturada ao ar atmosférico é capaz de provocar combustão, a partir 
do contato com uma fonte de ignição. 
f) Temperatura de Chama, é a temperatura atingida pela mistura ar combustível em um 
processo de combustão sem troca de calor dos reagentes com o meio, sem realização de 
trabalho ou variações de energia cinética e potencial. É a temperatura máxima que pode ser 
alcançada pela mistura ar combustível. E a temperatura real que depende de diversos fatores 
da combustão e influencia de maneira significativa nos processos de transferência de calor. 
 
Tipos de combustíveis gasosos 
 Gás Natural 
O gás natural (GN) é um combustível fóssil encontrado em rochas porosas no subsolo. 
Ele possui aplicações domésticas, industriais e automotivas, sendo composto por gases 
inorgânicos e hidrocarbonetos saturados, predominando o metano. 
A combustão do gás natural é limpa, isenta de fuligem e outros materiais que 
prejudicam o meio ambiente. Geralmente apresenta baixos teores de contaminantes como o 
nitrogênio, dióxido de carbono, água e compostos de enxofre. Mostra-se como o combustível 
fóssil mais limpo entre os consumidos no mundo. Sua queima emite baixíssimas quantidades 
de dióxido de enxofre e material particulado. 
Caracteriza-se principalmente por sua eficiência, limpeza e versatilidade. 
Apresenta o valor de poder calorífico inferior de 9.400 kcal/kg, massa específica de 
0,7 kg/m3 e teor de enxofre de 70 mg/m3. 
 
 
28 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Gás Liquefeito de Petróleo 
O gás liquefeito de petróleo (GLP) é mais conhecido popularmente no Brasil como gás 
de cozinha por sua ampla utilização na cocção. Normalmente comercializado em botijões no 
estado líquido, torna-se gasoso à pressão atmosférica e temperatura ambiente. O GLP é de 
grande aplicabilidade como combustível devido à facilidade de armazenamento e transporte a 
partir do seu engarrafamento em vasilhames (botijões, cilindros e outros). 
O GLP comercializado é composto pela combinação dos gases propano (50%) e 
butano (50%), sendo que apresenta poder calorífico inferior de 10.800 kcal/kg, massa 
específica de 500 kg/m3 e teor de enxofre de 140 mg/kg. 
 
1.12.1.3 Combustíveis Sólidos 
São formados de C, H2, O2, S, H2O e cinzas, sendo combustíveis somente o C, O2, 
H2 e S. Os utilizados são os derivados da madeira, que de acordo com a Resolução nº. 054/06 
da Sema – Paraná, são definidos como a lenha, cavacos, serragem, pó de lixamento, casca, 
aglomerado, compensado e outros que não receberam tratamento com produtos halogenados 
ou revestidos. 
De acordo com o estudo, foi encontrado para a espécie Eucalyptus viminalis, com teor 
de umidade de 12% e peso específico de 0,57 g/cm3, um poder calorífico de 4.691 kcal/kg 
para a madeira e 3.495 kcal/kg para a casca. Encontraram, para a Acacia mangium, um poder 
calorífico superior médio de 4.619 kcal/kg e para o Eucalyptus grandis 4.641 kcal/kg. 
As três formas mais utilizadas de biomassa são a lenha (toras de madeira), o cavaco 
(subproduto de serrarias) e o briquete (bloco cilíndrico compacto, de alta densidade, composto 
por resíduos de madeiras em geral). 
 
Tipos de combustíveis sólidos 
 Briquete 
O briquete é um bloco cilíndrico compacto, de alta densidade, composto por resíduos 
de madeiras em geral, como pó de serra, maravalhas/fitinhas, cavacos ou pedaços de madeiras 
picadas, sem o uso de aglutinantes. É utilizado em fornos, caldeiras, aquecedores, torradores e 
outros. 
O Briquete possui alta densidade, ocupando pouco espaço. A densidade média dos 
resíduos em geral, secos, é de 200 kg/m³, e a densidade de um briquete é 1200 kg/m³. 
 
29 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Apresenta umidade entre 10% e 12%, poder calorífico de 4.800 kcal/kg, massa 
específica de 750 kg/m3, e teor de enxofre com valor ínfimo (menor que 0,08%). 
 
 Cavaco 
O cavaco é um recurso renovável, composto por lascas obtidasa partir de toras de 
madeira, e na sua maioria destina-se a produção de energia em fornos e caldeiras. 
Apresenta um valor de poder calorífico inferior de 2.500 kcal/kg, massa específica de 
330 kg/m3 e teor de enxofre em valor mínimo. 
 
 Lenha 
A madeira é uma importante fonte renovável de energia. A lenha é um dos primeiros, 
se não for o primeiro combustível a ser utilizado pelo ser humano, e até os dias de hoje ainda 
representa uma importante fonte energética, por ter um custo relativamente baixo e sua 
exploração não requer mão de obra muito qualificada. 
A qualidade da madeira para energia está relacionada ao seu teor de umidade e à sua 
massa específica. Quanto maior o teor de umidade da madeira, menor é o seu poder de 
combustão, resultado do processo de evaporação da água que absorve energia no decorrer da 
combustão. 
Normalmente apresenta umidade entre 20 % e 45 %, sendo que com umidade de 20 % 
seu poder calorífico inferior é de 2.300 kcal/kg, massa específica de 340 kg/m3; e teor de 
enxofre em valor mínimo. 
 
 
1.12.2 Principais Propriedades dos Combustíveis: 
 
Ponto de fluidez – é a mais baixa temperatura na qual um óleo combustível ainda flui nas 
condições normais em linhas, válvulas e tanques de armazenamentos. 
 
Viscosidade – é a resistência do fluido ao escoamento. A viscosidade é determinada por um 
aparelho denominado viscosímetro e o mais usado é o “Saybolt” SSU (Segundos Saybolt 
Universal) e a “Cinemática” (centitoques). 
 
 
30 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Densidade – é definida como a relação entre a massa e o volume de uma quantidade qualquer 
de um produto. 
 
Ponto de fulgor – é a menor temperatura na qual um produto (óleo, por exemplo) é 
vaporizado, em quantidade suficiente para formar com o ar uma mistura capaz de se inflamar 
momentaneamente, quando se incide uma chama sobre a mesma. 
 
Teor de cinza – a cinza é um resíduo, livre de carbono que fica depositado no interior da 
caldeira após a oxidação do combustível. 
 
Óleo leves/pesados - Os óleos combustíveis são divididos em dois tipos: óleos combustíveis 
leves e óleos combustíveis pesados. Os óleos leves chamam-se óleo diesel e são empregados 
em motores de combustão por compressão de médias e altas rotações, enquanto que os óleos 
combustíveis pesados são os óleos APF (alto ponto de fluidez) e BPF (baixo ponto de 
fluidez). A diferença que existe entre os óleos combustíveis pesados e leves é, sobretudo, sua 
viscosidade. 
Especificações óleos combustíveis 
 
 
 
31 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Poder calorífico – é a quantidade de calor liberada pela queima do combustível. A presença de 
hidrogênio (H) no combustível faz com que apareça água nos produtos de combustão, o que 
determina dois valores diferentes para o Poder Calorífico: 
 PCS – Poder Calorífico Superior, é definido como a quantidade de calor que o 
combustível libera na queima, por unidade de massa (peso) do combustível, 
supondo que o mesmo seja submetido à combustão completa. 
 PCI – Poder Calorífico Inferior, é definido como a quantidade de calor que o 
combustível libera na queima, por unidade de massa (peso) do combustível, 
menos o calor necessário para evaporar a água existente no combustível. 
 
Nos cálculos de combustão, é aplicado o Poder Calorífico Inferior (PCI) do 
combustível. 
 
 
 
Enxofre e ponto de orvalho – a presença do enxofre no combustível, é responsável por sérios 
problemas, pois ao reagir com o oxigênio irá se formar SO2, e posteriormente o SO3. Esses 
gases, quando lançados para a atmosfera aumentam a poluição do ar. Outro fator é que o SO3 
 
32 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
pode combinar com a água formada na reação de combustão ou com a umidade presente no 
combustível. Resultando na formação do ácido sulfúrico (H2SO4). Em contato com a chapa 
metálica ocorre o resfriamento desses gases, em temperaturas próximas a 180 ºC (Ponto de 
Orvalho), eles irão se condensar atacando violentamente as partes metálicas. Ponto de orvalho 
é a temperatura na qual se inicia a condensação destes gases. 
 
Umidade – para os combustíveis sólidos uma característica muito importante é o teor de 
umidade existente na sua composição, quanto maior o seu teor, menor a eficiência da queima. 
 
 
1.13 Combustão 
A combustão é um processo químico no qual um oxidante(oxigênio) reage 
rapidamente com um combustível, liberando energia térmica, geralmente na forma de 
gases/produto de combustão a altas temperaturas. A finalidade do processo é a obtenção de 
calor, embora, algumas vezes, a finalidade seja a obtenção de luz ou produtos químicos. 
 
 Calor Triângulo da combustão 
 
O triângulo do fogo é composto por três elementos, o combustível, oxigênio que está 
presente no ar atmosférico e uma fonte de ignição. 
 
 
 
33 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
O ar atmosférico é formado pelos seguintes componentes: 
 Componentes constantes 
Nitrogênio -- É o gás mais abundante do ar (78%). Sua fórmula química é N2, ou 
seja, uma molécula de nitrogênio é formada por dois átomos de nitrogênio. 
Oxigênio -- Cerca de 21% do ar da atmosfera é de gás oxigênio, fórmula química O2. 
Gás Carbônico -- Este gás, com fórmula química CO2, é essencial para a vida dos 
vegetais na realização da fotossíntese, que produz glicose e energia. 
Gases Nobres -- Dificilmente se combinam com outras substâncias, por isso são 
nobres. São eles: hélio (He), Neônio (Ne), Argônio (Ar), criptônio (Kr), Xenônio (Xe) e 
Radônio (Rn). 
 
 Componentes variáveis 
Vapor d água -- O vapor d água da atmosfera vem da evaporação da água dos mares, 
rios e lagos; respiração dos seres vivos; transpiração das plantas; evaporação da água do solo 
Poeira -- é formada por várias partículas sólidas que se depositam nos móveis, 
utensílios domésticos, estradas, telhados, etc 
Fumaça -- Quem mais produz fumaça com fuligem são as fábricas que não em filtros 
nas suas chaminés. A fumaça que sai de automóveis, ônibus e caminhões contêm dióxido de 
enxofre (SO2), monóxido de carbono (CO), dióxido de nitrogênio (NO2). 
 
1.13.1 Reações Químicas Básicas 
A maioria dos combustíveis é constituída de carbono, hidrogênio e enxofre. A 
combinação destes elementos com o oxigênio é que promove a liberação de calor. 
 C + O2 CO2 dióxido de carbono + 97.200 kcal 
 2 H2 + O2 2 H2O água + 136.400 kcal 
 S + O2 SO2 dióxido de enxofre + 70.400 kcal 
 C + 1/2O2 CO monóxido de carbono + 28.880 kcal 
 CO + 1/2O2 CO2 dióxido de carbono + 68.320 kcal 
 
1.13.2 Ar Para a Combustão 
 Sabemos que o oxigênio é componente essencial para a combustão, e será introduzido 
na fornalha de duas maneiras. 
 
34 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
Ar primário é o ar diretamente misturado ao combustível, para obtermos uma melhor 
eficiência da combustão recomenda-se utilizar um pré aquecedor de ar, com a finalidade de 
aquecer o ar antes de introduzi-lo na fornalha. 
 
Ar secundário é o ar injetado na periferia do queimador(combustível líquido) ou 
numa região da fornalha acima da grelha(combustível sólido) e serve para completar a 
queima, resfriar os gases de combustão e confinar a chama numa região desejada. Utiliza-se o 
ar na temperatura ambiente. 
Para a obtenção de uma boa combustão é necessário ter uma perfeita dosagem de ar e 
combustível além de ter uma mistura adequada entre estes elementos. 
 
Conhecendo a composição do combustível é possível calcular o ar teórico necessário à 
queima. Essa quantidade teórica de ar necessária para haver combustão completa, queima 
total do combustível, é chamada de ar estequiométrico. 
Combustível + argases da combustão + N2 + calor liberado 
 
Na prática sabemos que é praticamente impossível obter uma queima completa do 
combustível utilizando somente a quantidade estequiométrica de ar. 
Combustível + ar gases da combustão + N2 + CO + calor liberado 
 
Para obtermos uma completa queima do combustível é necessário utilizarmos uma 
quantidade superior de ar estequiométrico calculado, desta forma se garante que as moléculas 
de combustível possam encontrar o número apropriado de moléculas de oxigênio. 
Combustível + ar gases da combustão + N2 + O2 + calor liberado 
 
Percebemos que nesta ultima situação teremos excesso de ar, que deverá ser 
cuidadosamente controlado durante a combustão. Isto porque um excesso de ar exagerado 
reduz a temperatura da chama, aumenta o volume dos gases, aumenta a velocidade de 
circulação e diminui o tempo de contato com a superfície de troca térmica da caldeira, 
reduzindo a transferência de calor. O resultado será um aumento da temperatura dos gases no 
 
35 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
chaminé e redução do rendimento da caldeira e influenciando no nível de emissão dos 
poluentes da fornalha (CO, SOx e NOx). 
 
Quando falamos de mistura rica e mistura pobre em uma combustão, estamos 
relacionando a quantidade de combustível/comburente, ou seja, temos uma mistura rica 
quando a quantidade de comburente é insuficiente para garantir a queima total do 
combustível. Por outro lado, se a quantidade de comburente for maior do que a necessária, 
dizemos que a mistura é pobre. 
 
 
 
1.13.3 Controle da Combustão 
 Controle visual 
Uma análise visual dos gases na saída da chaminé pode nos informar: 
 Se a queima esta sendo completa 
 Se o calor desprendido na fornalha esta sendo bem aproveitado 
 Se o nível de poluição é alto 
 Se o volume se ar para a queima é ideal 
 
36 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
 Controle pela análise dos gases da chaminé 
Existem vários aparelhos disponíveis no mercado para realizar a análise dos gases da 
chaminé, CO2, O2, CO e demais parâmetros, de rápida e fácil utilização. 
 
 
Pode-se usar as seguintes faixas de CO2 e O2, para uma boa combustão 
Combustível Teor CO2 (%) Teor O2 (%) 
Biomassa 8,5 a 14 5 a 11 
Óleo Combustível 13 a 14 3 a 3,5 
Gás natural 10,5 a 11 1 a 2 
http://confor.com.br/blog/wp-content/uploads/2014/09/Screen-Shot-09-02-14-at-11.53-AM-001.png
http://portuguese.alibaba.com/product-free/bacharach-fyrite-gas-analyzers-260706617.html
http://highmed.com.br/sites/default/files/g_HM%20327-GG.png
 
37 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Há de se ressaltar que atualmente os padrões de emissão atmosférica para caldeiras 
devem seguir o estabelecido na Resolução da Secretária Estadual de Meio Ambiente do 
Paraná – SEMA 54 do ano de 2006. 
 
Parâmetros para emissões atmosféricas geração de calor ou energia utilizando 
derivados de madeira como combustível com exceção de fornos de pão, pizza a lenha e 
churrascarias: R E S O L U Ç Ã O N º 0 1 6 / 2 0 1 4 - S E M A 
 
Potência Densidade MP-Total CO NOX SOX Automonitoramento 
Térmica Colorimétrica 
 
Amostragem 
(MW) 
 
mg/Nm³ mg/Nm³ mg/Nm³ mg/Nm³ Parâmetros Frequência 
até 0,5 
20% equivalente 
ao Padrão 1 da 
escala 
ringelmann2 
560 6.000 NA NA 
CO ou MP total, 
O2 
anual 
entre 0,5 e 2,0 560 3.000 NA NA anual 
entre 2,0 e 
10,0 560 2.500 NA NA semestral 
entre 10 e 50 400 2.000 500 NA 
MP total, COX, 
NOX e O2 semestral 
entre 50 e 100 200 1.000 500 NA 
MP total, COX, 
NOX e O2 semestral 
acima de 100 100 500 500 NA 
MP total, COX, 
NOX e O2 contínuo 
 
1) Na faixa de 10 MW, o controle de emissões poderá ser comprovado através do atendimento ao padrão MP ou 
atendimento ao padrão CO 
2) Exceto nas operações de aquecimento, modulação e ramonagem, por um período de 10 minutos ao longo das 24 
horas do dia 
MP = Material Particulado 
NA= Não Aplicável 
 
 
 
38 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
2. CALDEIRAS 
São equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior a 
atmosfera . São equipamentos desenvolvidos com a função básica de receber água líquida e 
energia formando vapor exclusivamente como seu único produto e finalidade principal. 
É importante salientar alguns termos utilizados nos geradores de vapor 
 Capacidade de produção é quanto a caldeira produz de vapor, podendo ser 
representada por kgv/h, ou seja, quilograma de vapor por hora. 
 Superfície de aquecimento é a área de tubulação (placa metálica) que recebe o 
calor dos gases quentes responsável por vaporizar a água (m2). Quilo de vapor 
por metro quadrado (kgv/m2 ) de superfície de aquecimento. 
 P.M.T.A. é a Pressão Máxima de Trabalho Admissível . 
 
2.1 Classificação das Caldeiras 
Existem diversas formas de classificar as caldeiras, como por exemplo: classe de 
pressão, grau de automatização, entre outras. 
Uma classificação muito importante é estabelecida pela NR-13 (Norma 
Regulamentadora nº 13), que distingue as caldeiras em duas categorias: 
a) caldeiras da categoria A são aquelas cuja pressão de operação é igual ou superior a 
1.960 kPa (19,98 kgf/cm²), com volume superior a 100 L (cem litros); 
b) caldeiras da categoria B são aquelas cuja a pressão de operação seja superior a 60 
kPa (0,61 kgf/cm²) e inferior a 1 960 kPa (19,98 kgf/cm2), volume interno superior a 100 L 
(cem litros) e o produto entre a pressão de operação em kPa e o volume interno em m³ seja 
superior a 6 (seis). 
 
Classificação da caldeira quanto a pressão de trabalho. 
 Baixa pressão: até 10 bar 
 Média pressão: 10 a 40 bar 
 Alta Pressão: 40 a 170 bar 
 Pressão muito alta: 170 a 225 bar 
 Pressão super-crítica: acima 225 bar 
 
 
39 
 
NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
2.2 Tipos de Caldeiras 
Basicamente existem dois tipos de caldeiras. 
* Caldeira elétricas 
* Caldeira a combustão 
 
2.2.1 Caldeiras Elétricas 
Diferentemente de suas similares a combustível, é um equipamento basicamente 
simples, desconsiderando seus controles e proteções. A caldeira basicamente é composta por 
um vaso de pressão não sujeito a chama, um sistema de aquecimento elétrico e um sistema de 
alimentação de água. 
O rendimento desses equipamentos é muito alto, variando na faixa de 95 a 99,5%. 
A quantidade de vapor gerada (kg/h) depende diretamente de alguns fatores: 
 Condutividade da água 
 Nível de água 
 Distância entre eletrodos 
 
Os tipos fundamentais de caldeiras elétricas são: 
 
Caldeiras a resistores 
Também podem ser chamadas de caldeiras resistivas ou caldeiras elétricas a 
resistência. Geralmente usadas para pequenas produções de vapor e baixas pressões, 
internamente utilizam resistências de imersão, controladas por um pressostato ou termostato. 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Caldeiras a resistores 
 
 
Caldeira a eletrodos 
 ** Caldeiras a eletrodos Submersos 
Neste tipo de caldeira, os eletrodos (um por fase) são montados e suportados no tampo 
superior do vaso de pressão e os contra eletrodos (neutro), são fixados no casco do vaso e 
envolvem totalmente os eletrodos. Os eletrodos e os contra eletrodos são submersos na água 
acumulada no fundo da caldeira. 
Como os eletrodos e contra eletrodos estão submersos, a corrente elétrica irá circular 
através da água existente entre eles. A passagem da corrente elétrica através da água irá 
provocar aquecimento e vaporização desta água, que subirá para a câmara de vapor, situada 
na parte superior do vaso. 
Neste caso, a água de circulação é injetada diretamente nas extremidades dos eletrodos 
pela bomba de circulação montada externamente à caldeira. Com esta injeção evita-se a 
ocorrência de pontos com temperatura muito alta ese arrasta as bolhas de vapor para a parte 
superior do vaso. A Figura apresenta um esquema básico de uma caldeira elétrica a eletrodos 
submersos. 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 
 
** Caldeiras a eletrodos Jateados 
Nas caldeiras a eletrodos jateados a água armazenada na parte inferior do vaso de 
pressão é bombeada pela bomba de circulação montada internamente na caldeira até o cilindro 
superior, no qual estão montados os injetores para jateamento da água. 
Os jatos de água formados nos injetores fluem contra os eletrodos, formando inúmeros 
caminhos para a passagem da corrente elétrica que circula entre os injetores (neutro) e os 
eletrodos (fase). A passagem da corrente elétrica, através dos jatos de água, provoca 
aquecimento e vaporização de parte desta água. A Figura apresenta o esquema de uma 
caldeira elétrica a eletrodos jateados. 
A água não vaporizada na primeira fase flui pelo tubo coletor, formando um fluxo 
contínuo sobre o contra eletrodo. Este fluxo constitui um segundo caminho para a passagem 
da corrente elétrica que circula entre o contra eletrodo (neutro) e o eletrodo (fase). 
 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Principais características das caldeiras elétricas 
 não necessita de área para estocagem de combustível; 
 ausência total de poluição (não há emissão de gases); 
 baixo nível de ruído; 
 modulação da produção de vapor de forma rápida e precisa; 
 alto rendimento térmico (aproximadamente 98,0%); 
 melhora do Fator de Potência e Fator de Carga; 
 área reduzida para instalação da caldeira; 
 necessidade de aterramento da caldeira de forma rigorosa; 
 tratamento de água rigoroso. 
 
2.2.2 Caldeiras a Combustão 
Os processos de combustão são responsáveis pela produção de cerca de 85 % da 
energia do mundo, inclusive o Brasil, em transporte (carros, aviões, trens, navios, etc), usinas 
termoelétricas, processos industriais, aquecimento doméstico, geradores, cozimento de 
alimentos e outro. Em uma reação estequiométrica ideal de um hidrocarboneto em ar são 
formados apenas CO2 e H2O, sendo o N2 um gás inerte 
Combustão ou queima é uma reação química exotérmica entre 
uma substância (o combustível) e um gás (o comburente), geralmente o oxigênio, para 
liberar calor e luz. Durante a reação de combustão são formados diversos produtos resultantes 
da combinação dos átomos dos reagentes. No caso da queima em ar de hidrocarbonetos 
(metano, propano, gasolina, etanol, diesel, biomassa, etc) são formados centenas de 
compostos, por exemplo, CO2, CO, H2O, H2,CH4, NOx, SOx, fuligem, etc. 
 
2.2.2.1 Tipos de caldeiras a combustão 
Existem três tipos de caldeiras a combustão, conforme a condução da água ou gases de 
combustão pelo seu interior. 
 Caldeira flamatubular 
 Caldeira aquatubular 
 Caldeira mista 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Nitrog%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rea%C3%A7%C3%A3o_qu%C3%ADmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rea%C3%A7%C3%A3o_exot%C3%A9rmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Subst%C3%A2ncia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%ADvel
https://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s
https://pt.wikipedia.org/wiki/Comburente
https://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Calor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Luz
https://pt.wikipedia.org/wiki/Metano
https://pt.wikipedia.org/wiki/Propano
https://pt.wikipedia.org/wiki/Gasolina
https://pt.wikipedia.org/wiki/Etanol
https://pt.wikipedia.org/wiki/Diesel
https://pt.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbono
https://pt.wikipedia.org/wiki/Mon%C3%B3xido_de_carbono
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua
https://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrog%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93xidos_de_nitrog%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93xidos_de_enxofre
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
2.2.2.1.1 Caldeira flamotubular 
Este foi o primeiro tipo de caldeira construída. É também chamada de tubo-de-fogo, 
tubo-de-fumaça, por causa dos gases quentes provenientes da combustão que circulam no 
interior dos tubos em um ou mais passes, ficando a água por fora dos mesmos. É o tipo de 
caldeira mais simples. Muito usada em locomotivas e navios, mesmo com o aparecimento de 
caldeiras mais modernas, este tipo ainda continua em uso. Posteriormente, com alguns 
aperfeiçoamentos, passou a chamar-se caldeira escocesa. 
Podemos, ainda classificar as caldeiras flamotubulares em: horizontais e verticais. 
 
 Caldeiras verticais 
Este tipo de caldeira tem as mesmas características da caldeira horizontal multitubular. 
Os tubos são colocados verticalmente dentro do cilindro e a fornalha interna fica no 
corpo do cilindro. Existem tipos cuja fornalha é externa. 
Esta caldeira é usada em locais onde o espaço é reduzido e não requer grande 
quantidade de vapor, mas alta pressão. 
Os gases resultantes da queima na fornalha sobem pelos tubos e aquecem a água que 
se encontra por fora dos mesmos. 
 
 
 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Caldeiras horizontais 
 Caldeira Cornuália: 
Consta de um cilindro colocado inteiramente no sentido horizontal, ligando a fornalha 
até o local de saída dos gases. Seu funcionamento é simples, apresenta baixo rendimento e sua 
pressão não ultrapassa 10 Kg/cm². 
 
 Caldeira Lancaster: 
Sua construção é idêntica à Cornuália, porém tecnicamente mais evoluída, podendo 
apresentar de dois a quatro tubos internos. 
Estes tipos de caldeiras são chamados de tubo-de-fogo-direto; porque os gases 
percorrem os tubos da caldeira uma única vez. 
 
 
 Caldeiras locomotivas ou locomóvel 
É do tipo multitubular. Sua característica principal é a fornalha que apresenta uma 
dupla parede em chapa, por onde circula a água. Quando o combustível é lenha ou carvão, 
possui, na parte inferior um conjunto de grelhas que servem para manter a lenha em 
posição de queima e dar escoamento às cinzas. 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
Quando se trata de locomotivas, o cinzeiro, além de ser um dispositivo de segurança, é 
também, um regulador de tiragem, tanto na locomotiva parada como em marcha. 
O largo emprego deste tipo de caldeira se deve à facilidade de transferência de um 
local para outro, podendo ser acionada mecanicamente onde não houver energia elétrica. 
 
 
 
 
 
 Caldeiras escocesas ou compacta 
Este tipo de caldeira teve largo emprego na Marinha, por ser construída de forma que 
todos os equipamentos colocados formam uma única peça. Seu diâmetro é bastante reduzido, 
sendo de fácil transporte e pode ser operada de imediato. Os gases produzidos na fornalha 
circulam várias vezes pela tubulação, sendo impulsionados por ventiladores. O combustível 
usado é unicamente óleo ou gás, podendo seu rendimento atingir a 83%. 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
As caldeiras escocesas apresentam diversas disposições construtivas contando com 
traseira molhada, traseira seca, dois e três passes, fornalha corrugada, para aumentar a 
superfície de troca térmica, podendo ter queima de óleo, gás ou combustível sólido. 
 
 
 
 
 
 Componentes de caldeiras flamatubulares 
Como referência ao desenho acima que mostra uma caldeira flamatubular típica (com 
queimador), cujos componentes serão detalhados abaixo: 
 
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NR-13 SEGURANÇA PARA OPERADOR DE CALDEIRA 
 Corpo – é constituído a partir de chapas de aço carbono calandradas e soldadas, 
também conhecido como casco ou carcaça. Possuem diâmetro e comprimento em 
função da capacidade de produção de vapor. 
 Espelhos – chapas de aço carbono planas em forma circular e fixadas ao corpo 
através de soldagem. Nos espelhos são fixados os tubos dos gases e a fornalha. 
 Feixe tubular(tubos de fogo) – conjunto de tubos responsáveis pela absorção do 
calor contido nos gases para aquecimento da água. Integram o espelho frontal com