JATEAMENTO DE GRANALHA E HIDROJATEAMENTO

Aspectos Gerais do jateamento de granalha

O jateamento de granalha é um processo de tratamento superficial a frio que utiliza, em grande parte, partículas metálicas e esféricas ou angulares, de pequena dimensão, as granalhas, na forma de uma nuvem que é impulsionada sobre uma superfície, obedecendo a um conjunto de condições controladas.

Ao agir sobre a camada mais superficial de um material, este tipo de jateamento prolonga a proteção contra a fadiga, que pode resultar de processos de usinagem e tratamento térmico.

As demais vantagens do jateamento de granalha são:

Diminuir o aparecimento de falhas no material: corrosão sob tensão e por atrito, fragilidade estrutural causada por hidrogênio e cavitação.
Texturizar a superfície.
Fechar cavidades advindas da porosidade.
Verificar o nível de aderência na camada superficial.

Processo do jateamento de granalha

Pode ser executado em uma cabine fechada, de modo a propiciar a coleta das partículas utilizadas no jateamento, para reuso e para evitar a entrada de impurezas do meio ambiente no compartimento das partículas.

O processo pode ser feito dos seguintes modos:

Propulsão por intermédio de ar: air peening.
Propulsão através do vapor: wet peening.
Propulsão pela força centrífuga: neste caso as granalhas são jateadas pelo uso de um tipo de turbina, com velocidade tangencial da ordem de 60 m/s.

Do ponto de vista econômico se destaca o processo de jateamento utilizando a turbina centrífuga, com a vantagem de não causar contaminação ao meio ambiente.

O princípio utilizado neste tipo de jateamento está baseado em aproveitar a energia cinética das granalhas no impacto na superfície do material, com a consequente remoção de calaminas (carepas) e óxidos, por exemplo.

Como as turbinas atiram o material abrasivo através da centrifugação, os fatores a serem considerados para um rendimento satisfatório da operação são relacionados à qualidade e, principalmente, à quantidade, à velocidade e à direção das granalhas.

Para informações adicionais sobre turbinas de jateamento, acessar o link http://www.metalcym.com.br/produtos/turbinas-de-jateamento/.

Tipos de Granalhas

As granalhas podem ser de ferro fundido, maleáveis ou de aço-carbono ou aço inox.

As de ferro fundido, embora ainda sejam utilizadas, embora em volume cada vez menor. Mesmo considerando seu custo baixo, os valores relativos à manutenção têm representado um fator que não recomenda sua utilização.

As maleáveis são, em grande parte, fabricadas com arame cortado (de comprimento de valor igual ao seu diâmetro), têm boa durabilidade e respondem por volta de 10% do total de granalhas consumidas para jateamento.

As granalhas fabricadas em aço-carbono têm grande concentração de carbono e podem ser encontradas nos seguintes formatos:

Esférico: produzido segundo a granulação de aço fundido pelo processo de atomização. A faixa de granulometria pode variar de 0,125 mm a 4,75 mm.
Angulado: obtido pelo ato de esmagar a granalha esférica, que acaba criando arestas e maior grau de dureza. A faixa de granulometria deste formato é de 0,075 mm a 2,80 mm.

O jateamento de granalha de aço inox tem grande utilização, pois gera menor quantidade de resíduos, além de emitir menos pó. Sua indicação é para limpar, preparar e fazer o acabamento de metais não ferrosos. É reciclável, proporciona proteção de modo menos agressivo e de ótima qualidade.

É aplicável para retirar areia e rebarbas de peças de alumínio, preparar camadas superficiais de materiais para receber pintura, polir, dar acabamento final em peças e decapar mecanicamente.

A escolha do formato é dependente dos resultados que se planeja alcançar com o processo de jateamento com granalha.

Normas aplicáveis para o jateamento de granalha

A norma SIS 05 59 00 67, de origem sueca, nomeada como Pictorial Surface Preparation Standards for Paiting Stell Surfaces, define o grau de oxidação (intemperismo) dos materiais utilizando um padrão fotográfico, além dos graus relativos à limpeza que podem ser obtidos pelo uso de procedimento manual, mecânico ou de jateamento por granalha. É de grande utilização pelas empresas prestadoras desse serviço.

A importância da especificação dos graus de limpeza é determinar as condições mínimas de aceitação para que ocorra uma aderência perfeita do tipo de revestimento a ser aplicado na peça, o que requer a inexistência de calaminas (carepas) e óxidos, cuja presença acarretaria em aumento dos tempos de operação do processo.

A norma determina os seguintes padrões para as condições iniciais da superfície, com a padronização dos seus graus de oxidação apresentados:

	Grau “A”	Condição da camada superficial do aço, depois que foi feito processo de laminação com calamina (carepa), mas sem ferrugem (oxidação).
	Grau “B”	Quando a superfície já mostra sinais de ferrugem.
	Grau “C”	Calamina (carepa) apresentando degradação por ferrugem, mas sem atingir a camada superficial de modo profundo.
	Grau “D”	Camada superficial apresentando cavidades visíveis a olho nu, em quantidade elevada.

Do mesmo modo, a norma determina os Graus de Limpeza para o preparo da superfície de aço com jato abrasivo de acordo com o padrão de sua condição preliminar:

	Grau “Sa 1”	Processo de jateamento abrasivo rápido (Brush-off) – quando a camada superficial é ligeiramente atingida pelo jato (B Sa 1, C Sa 1 e D Sa 1).
	Grau “Sa 2”	(Comercial) – quando o processo de jateamento foi cuidadoso, com a remoção de calamina, oxidação e incrustação, tendo a possibilidade de conter pequenos resíduos visíveis em porção menor do que 1/3 da superfície (B Sa 2, C Sa 2 e D Sa 2).
	Grau “Sa 2 1/2”	(Ao metal quase branco) – quando o processo de jateamento foi de duração prolongada, tendo removido mais de 95% de toda contaminação visível, apresentando a coloração cinza claro (A Sa 2 1/2, B Sa 2 1/2, C Sa 2 1/2 e D Sa 2 1/2).
	Grau “Sa 3”	(Ao metal branco) – quando a camada superficial apresenta condição de limpeza total (A Sa 3, B Sa 3, C Sa 3 e D Sa 3).

A norma SIS 05 59 00 67 determina somente os graus de limpeza.

Para que as especificações da condição mínima de preparo da camada superficial do material, é necessário considerar que não estejam presentes óleos e graxas, além dos tipos de contaminação que não podem ser tolerados e da rugosidade adequada, que é normalmente estimada de 20 a 30% do grau de espessura do revestimento.

A Norma N-9, da Petrobras, com o título “Tratamento de Superfícies de Aço com Jato Abrasivo e Hidrojateamento”, também apresenta:

Os graus de intemperismo de superfícies de aço sem pintura (item 3.4.1), mas referenciando a norma ISO 8501-1.
Os graus de preparação de superfícies de aço por meio de jateamento abrasivo seco (item 3.4.3), porém indicando como referência as normas ISO 8501-1 e ISO 8504-2.

No item 5.1.2.b, a norma N-9 determina que a inspeção das granalhas de aço deve ser feita quanto à granulometria (que deve ser apropriada para conseguir o perfil de rugosidade desejado), se está oxidada e se tem a presença de contaminantes.

Finalmente, no item 6.1.1.b, essa norma também determina que “a granalha deve ser usada em ambiente confinado e seco com umidade controlada, se possível com presença de desumidificador”.

A norma NE-003, da Eletrobras, intitulada “Jateamento abrasivo e hidrojateamento de aço carbono” também apresenta:

Os graus de intemperismo de superfícies de aço sem pintura (item 3.3), referenciando também a norma ISO 8501-1.
Os graus de preparação de superfícies de aço por meio de jateamento abrasivo seco (item 3.5), da mesma forma indicando como referência as normas ISO 8501-1 e ISO 8504-2.

A norma, no item 5.1, Análise de Abrasivos, apresenta uma tabela com os ensaios recomendados para a granalha de aço: umidade, impureza, granulometria e massa específica.

A Norma Regulamentadora 34, NR-34, do Ministério do Trabalho, com o título “Condições e Meio Ambiente de Trabalho na Indústria da Construção, Reparação e Desmonte Naval”, em seu item 3.4.8, Trabalhos de Jateamento e Hidrojateamento, traz orientações gerais sobre a atividade, bem como os cuidados que devem ser tomados:

Demarcação, sinalização e isolamento da área de trabalho;
Aterramento da máquina de jateamento/hidrojateamento;
Emprego de mangueira/mangote que seja revestida com malha de aço e dispositivos de segurança que impeçam a ocorrência de chicoteamento;
Verificação das condições de equipamento, acessório e trava de segurança;
Eliminação de vazamentos no sistema de jato/hidrojato;
Apenas iniciar a máquina depois que o jatista/hidro jatista autorizar;
Operação dos equipamentos de acordo com as orientações dos fabricantes, coibindo pressão operacional superior à especificada para as mangueiras/mangotes;
Impedimento de dobra, torção e o posicionamento de mangueiras/mangotes em arestas sem a devida proteção;
Manter o contato visual entre operador e jatista/hidro jatista ou utilizar observadores intermediários;
Realização de revezamento entre jatista/hidro jatista, em obediência às resistências físicas dos trabalhadores.

Equipamentos de Proteção contra jato de granalha e hidrojato

A norma N-9, da Petrobras, no item 7.1, Equipamentos de Proteção Individual, trata deste assunto.

Especificamente, no item 7.1.1, indica os equipamentos de proteção para o jatista que opera equipamento de jateamento abrasivo seco (caso do jateamento de granalha):

Equipamento autônomo de respiração (garrafa de ar comprimido), óculos de segurança/protetor facial.
Roupa de jatista insuflada, inteiramente vedada, impermeável e de resistência comprovada.
Protetor auricular apropriado e com fator de atenuação que reduza a exposição ao ruído a níveis aceitáveis.

Ainda, no item 7.1.2, indica os equipamentos para o operador de máquina de jato abrasivo e para a ajudante:

Em áreas confinadas: o ajudante deve usar os mesmos equipamentos de proteção indicados para o jatista, inclusive com ar mandado conforme instruções da NR 33.
Em áreas não confinadas: utilizar máscara com filtro mecânico, contra poeira, e protetor auricular, sendo ambos de tipos apropriados para a atividade.

A norma NE-003, da Eletrobras, no item 7.1, Equipamentos de Proteção Individual (EPI), indica que o jatista deve utilizar:

Equipamento autônomo de respiração (garrafa de ar comprimido), óculos de segurança/protetor facial ou (sistema com ar mandado conforme instruções da NR 33).
Roupa de jatista insuflada, totalmente vedada, impermeável e de resistência comprovada ao impacto do abrasivo.
Protetor auricular adequado à atividade e com fator de atenuação para reduzir a exposição ao ruído aos níveis aceitáveis.

No mesmo item, a norma NE-003 indica que o operador de máquina de jato abrasivo e o ajudante devem utilizar:

Em áreas confinadas: o ajudante deve usar os mesmos equipamentos de proteção indicados para o jatista.
Em áreas não confinadas: utilizar máscara com filtro mecânico, contra poeira, e protetor auricular, sendo ambos de tipos apropriados para a atividade.

A norma NBR 14750, Especificação de linha de ar comprimido com capuz para uso em operações de jateamento, determina as especificações mínimas para processos de jateamento com abrasivos sólidos, como é o caso do jateamento de granalha.

Os requisitos especificados pela norma devem ser submetidos a ensaios laboratoriais, além dos testes de capacidade prática.

Nos casos em que o respirador não puder ser submetido ao ensaio, pode ser feita a troca de componentes, porém as características respiratórias e de distribuição de massa precisam ser similares, considerando o respirador original e aquele que teve peças substituídas. Para mais informações a respeito do respirador mais adequado e sobre os fatores de proteção do equipamento, consulte o Programa de Proteção Respiratória da Fundacentro (PPR).

Se falando em Programa de Proteção Respiratória

O programa de proteção respiratória (PPR) da Fundacentro / MTE no Item 5.4 Respiradores para operação de Jateamento diz o seguinte:

Para operações de jateamento, devem-se selecionar respiradores especificamente aprovados para este fim devido à resistência à abrasão. O jateamento em espaços confinados pode gerar níveis de contaminação que ultrapassam a capacidade de qualquer respirador, exigindo a adoção de outras medidas de controle de modo a diminuir o fator de proteção mínimo requirido (FPMR) abaixo do fator de proteção atribuído (FPA) para aquele respirador. Deve-se estar atento à obrigatoriedade do uso de ar comprimido de qualidade respirável com monitoramento contínuo de monóxido de carbono (ver item 11 do PPR).

Riscos Ocupacionais do jateamento de granalha

De acordo com os Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) aplicáveis para o processo de jateamento de granalha, os principais riscos ocupacionais são relativos:

Aos sistemas respiratório e auditivo.

Aos olhos.
À face.
Ao tronco e aos membros superiores e inferiores.

A exposição do operador sem o uso dos EPIs aplicáveis pode causar problemas nas partes do corpo destacadas acima, considerando o tipo de processo e a duração de cada atividade.