Guia para Construção e Montagem de Laboratórios de Química e Bioquímica, Manuais, Projetos, Pesquisas de Práticas e Gestão de Laboratórios

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Conselho Regional de Química

IV Região

Comissão de Ensino Técnico

Guia de Laboratório para o

Ensino de Química: instalação,

montagem e operação

SÃO PAULO - 2012

Apresentação

Devido a grande aceitação deste Guia pelos profissionais da educação e visando a melhoria contínua das informações, os membros da Comissão de Ensino Técnico do Conselho Regional de Química – IV Região – CRQ-IV, realizaram pesquisas junto a esses profissionais verificando a necessidade de sua atualização.

Esta atualização baseou-se em normas adquiridas por este conselho, literaturas consultadas e colaborações de especialistas da área após a publicação da primeira versão (Agosto/2007).

A primeira versão desse trabalho foi elaborada com a participação dos seguintes integrantes da Comissão de Ensino Técnico do CRQ-IV:

Celia Maria Alem de Oliveira José Carlos Mancilha Lígia Maria Sendas Rocha Luís Henrique Sassa Márcio Alves de Mello Mário de Campos Sanvido Marta Eliza Bergamo Milton Del Rey Paulo Cesar Aparecido de Oliveira Wagner Aparecido Contrera Lopes

E contou com a participação especial de Antonio Verga, da Isolab Consultoria e Treinamento Ltda.

Agradecimentos

O Conselho Regional de Química IV Região (SP) agradece aos profissionais que participaram da primeira edição, e de sua revisão e adaptação pela dedicação e empenho dispensados.

Agradece também ao Sr. Freddy Cienfuegos, da C&C Cursos e Consultorias, pela valiosa contribuição com seus conhecimentos e experiência nessa edição do Guia.

• 1 INTRODUÇÃO
• 2 PROJETO
• 2.1 EDIFICAÇÃO
• 2.1.1 PISOS
• 2.1.2 PAREDES
• 2.1.3 TETO
• 2.1.4 PORTAS E J ANELAS
  • 2.1.4.1 Portas
  • 2.1.4.2 Janelas e vitrôs
• 2.1.5 SALA DE ARMAZENAGEM DE R EAGENTES
• 2.2 I NSTALAÇÕES
• 2.2.1 ELÉTRICA
• 2.2.2 I LUMINAÇÃO
• 2.2.3 HIDRÁULICA
• 2.2.4 ARMAZENAGEM E MANUSEIO DE CILINDROS DE GASES
• 2.2.5 PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO
• 2.2.6 VENTILAÇÃO E E XAUSTÃO
  • 2.2.6.1 Capelas e Coifas
  • 2.2.6.2 Manutenção e testes das capelas
  • 2.2.6.3 Considerações sobre o uso das capelas
• 2.2.7 SALA OU ÁREA “Q UENTE ”
• 2.2.8 BANCADAS DE TRABALHO
• 2.2.9 M OBILIÁRIO
• 2.2.10 I NSTRUMENTOS E MATERIAIS AUXILIARES
• 3 SEGURANÇA
• 3.1 SINALIZAÇÃO
• 3.1.1 SINALIZAÇÃO DE S EGURANÇA
• 3.1.2 FORMAS DE SINALIZAÇÃO
• 3.2 EQUIPAMENTOS DE EMERGÊNCIA E DE P ROTEÇÃO I NDIVIDUAL (EPI S)
• 3.2.1 EQUIPAMENTOS DE EMERGÊNCIA
  • 3.2.1.1 Chuveiro e “Lava-olhos”
  • 3.2.1.2 Extintores de incêndio
  • 3.2.1.3 Manta corta-fogo
• 3.2.2 EPI S – EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO I NDIVIDUAL
  • 3.2.2.1 Proteção para os olhos
  • 3.2.2.2 Proteção respiratória
  • 3.2.2.3 Proteção para mãos e braços:
  • 3.2.2.4 Proteção para pernas e pés
  • 3.2.2.5 Proteção do tronco e braços
• 3.3 SAÍDA DE EMERGÊNCIA
• 4 ARMAZENAGEM DE PRODUTOS QUÍMICOS
• 4.1 RECOMENDAÇÕES GERAIS
• 4.2 RÓTULOS DE SOLUÇÕES
• 5 DESCARTE DE RESÍDUOS E EFLUENTES QUÍMICOS
• 6 ORIENTAÇÕES PARA A UTILIZAÇÃO DO LABORATÓRIO
• 6.1. DE ORDEM PESSOAL
• 6.2 REFERENTES AO LABORATÓRIO
• 6.3 LIMPEZA DE VIDRARIA
• 6.4 EMERGÊNCIA
• 6.5 PROCEDIMENTOS EM CASOS DE INCÊNDIOS
• 6.6 RISCOS COM EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS
• ANEXOS - T ÉCNICO DA ÁREA DE Q UÍMICA ANEXO A - ESTRUTURA PARA FUNCIONAMENTO DE UM LABORATÓRIO DE ENSINO
• ANEXO B - G RUPOS PRINCIPAIS DE SUBSTÂNCIAS
• ANEXO C - L ISTA DE I NCOMPATIBILIDADE DE PRODUTOS E AS REAÇÕES P ROVOCADAS
• REFERÊNCIAS

O objetivo deste guia é orientar as instituições de ensino na construção, montagem, instalação e operação de laboratórios destinados às aulas práticas de disciplinas como química e bioquímica, entre outras. Seu conteúdo é resultado de pesquisas na legislação vigente e em literaturas técnicas, além da grande vivência de alguns profissionais do ensino de Química.

1 INTRODUÇÃO

A montagem do laboratório de ensino é uma das fases críticas do processo de implantação de cursos da área da Química, já que em grande parte dos casos, as instituições de ensino se estabelecem em instalações civis que não foram originariamente construídas para esse fim. Não são poucas as escolas que se instalaram em locais onde no passado funcionavam fábricas ou escritórios. Um laboratório antigo, mesmo que tenha sido construído em acordo com as normas vigentes da época, poderá ter dificuldade para atender às normas de segurança atuais. Em caso de construção, reforma ou adequação de laboratório químico é imprescindível que haja orientação e acompanhamento, em todas as etapas, de profissional da química.

A montagem do laboratório deve incluir todos os requisitos de segurança. Para tanto, é fundamental a elaboração de um projeto detalhado para que haja funcionalidade, eficiência, segurança e se minimizem futuras alterações. Assim, não podem ser desprezados itens como a topografia do terreno, orientação solar, ventos, segurança do edifício e do pessoal, bancadas, capelas, estufas, muflas, tipo de piso, materiais de revestimento das paredes, iluminação e ventilação do ambiente. Deve-se levar em consideração, ainda, a legislação referente aos portadores de necessidades especiais, conforme a LDB – Lei no^ 9.394, de 20-12-96, capítulo V, artigos 58 a 60.

As orientações deste Guia tomam como base as Normas Regulamentadoras (NR’s) do Ministério do Trabalho e Emprego (MTE), aprovado pela Portaria nº 3.214, de 08 de junho de 1978 e Normas (NBRs), da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).

2.1.2 Paredes

As paredes devem ser claras, foscas, impermeáveis, retardante ao fogo e de fácil manutenção.

NR-8 – item 8.4.1 – Proteção contra intempéries: “8.4.1 - As partes externas, bem como todas que separem unidades autônomas de uma edificação, ainda que não acompanhem sua estrutura, devem obrigatoriamente observar as normas técnicas oficiais relativas a resistência ao fogo, isolamento térmico, isolamento e condicionamento acústico, resistência estrutural e impermeabilidade.” (11) Não é recomendado o uso de revestimentos, exceto em áreas específicas de lavagem de vidrarias.

No caso de utilização de divisórias de fórmicas, deverá ser tomado cuidado com os equipamentos que serão colocados próximos, bem como instalações elétricas.

Levando em consideração a segurança, recomenda-se que a parte superior das divisórias seja de vidro.

2.1.3 Teto

O teto deve atender às necessidades do laboratório quanto à passagem de tubulações, luminárias, grelhas, isolamento térmico e acústico, estática. Não deve apresentar reentrâncias e/ou saliências que facilitem acúmulo de sujeiras.

NR 8 – item 8.2 – “Os locais de trabalho devem ter a altura do piso ao teto, pé direito, de acordo com as posturas municipais, atendidas as condições de conforto, segurança e salubridade, estabelecidas na Portaria 3.214/78. (Redação dada pela Portaria nº 23, de 9-10-2001).” (11) NR 13035 – item 5.3 – “ Deve ser considerada altura mínima 3,0 m, tendo-se como referência a distância entre piso e forro (pé-direito).”

O forro deve ficar entre 25 a 30 cm abaixo da laje para facilitar a manutenção e pode servir de passagem das tubulações de utilidades.

Acima da laje, com acesso para manutenção, pode ser construído o chamado piso técnico, apresentando espaço suficiente para pelo menos uma pessoa fazer a manutenção. Neste piso técnico podem ficar os motores das capelas e as tubulações das utilidades.

2.1.4 Portas e Janelas

2.1.4.1 Portas

Considerando a NR-23, do MTE (15), que regulamenta sobre proteção contra incêndios, os locais de trabalho deverão dispor de saídas em número suficiente e de modo que aqueles que se encontrarem nesses locais possam abandoná-los com rapidez e segurança em caso de emergência.

A porta deve ter mola retrátil, altura de 2,10 m e largura mínima de 1,20m, com sentido de abertura da porta para a parte externa do local de trabalho e recomenda-se:

• O uso de visores em portas e onde mais for possível.
• Ser em material impermeável e que retarde o fogo.
• Ser instaladas, no mínimo, 2 portas (uma que corresponde à entrada principal e outra que será a saída de emergência do laboratório). Ambas sinalizadas.
• Portas duplas permitindo a passagem de caixas, equipamentos etc.
• Uso de grelha de ventilação na parte inferior, quando necessário.

2.1.4.2 Janelas e vitrôs

Orienta-se que as janelas e vitrôs sejam localizados acima de bancadas e equipamentos, numa altura aproximada de 1,20 m do nível do piso e que a área de ventilação/iluminação seja proporcional à área do recinto, numa relação mínima de 1:5 (um para cinco). Deverá haver sistema de controle de raios solares, como persianas metálicas, películas protetoras e breezes (anteparos

as influências externas, quando da operação e da realização de serviços de construção e manutenção.

No caso específico de laboratórios químicos, recomenda-se que, sempre que possível, as instalações sejam externas às paredes a fim de facilitar os serviços de manutenção; se embutidas, devem oferecer facilidade de acesso.

Os circuitos elétricos devem ser protegidos contra umidade e agentes corrosivos, por meio de eletrodutos emborrachados e flexíveis e dimensionados com base no número de equipamentos e suas respectivas potências, além de contemplar futuras ampliações. O quadro de força deve ficar em local visível e de fácil acesso, sendo recomendável um painel provido de um sistema que permita a interrupção imediata da energia elétrica, em caso de emergência, em vários pontos do laboratório, como por exemplo, nas bancadas.

A fiação deve ser isolada com material que apresente propriedade antichama, com bitola adaptada a demanda (NBR 13035 da ABNT (22)).

A instalação elétrica do laboratório deve incluir sistema de aterramento para segurança e evitar choques em aparelhos como banhos termostáticos etc.

As tomadas podem ser internas ou tipo pedestal, diferenciadas para voltagem 110 V e 220 V. Todas as tomadas devem ser identificadas, indicando voltagem.

Nas áreas onde se manipulam produtos explosivos ou inflamáveis, toda instalação elétrica deverá ser projetada a fim de prevenir riscos de incêndio e explosão.

Recomenda-se que o quadro elétrico seja instalado numa área fora da sala, com circuitos independentes e disjuntores identificados para as bancadas, capelas, exaustores, ar condicionado e outros.

Para equipamentos mais sensíveis utilizar estabilizador ou no break. Recomenda-se o aterramento da rede elétrica do laboratório.

2.2.2 Iluminação

A NR-17, do MTE (14), em seu item 17.5, que trata das condições ambientais de trabalho, estabelece, no subitem 17.5.3.3, que os níveis mínimos de iluminamento são os estabelecidos na Norma NBR 5413, da ABNT (1):

17.5.3.3 – “Os níveis mínimos de iluminamento a serem observados nos locais de trabalho são os valores de iluminâncias estabelecidas na NBR 5413, norma brasileira registrada no INMETRO.” (14) Recomenda-se iluminação na faixa de intensidade de 500 a 1000 lux com luz branca natural, devendo ser evitados a incidência de reflexos ou focos de luz nas áreas de trabalho. As luminárias devem ser embutidas no forro e as lâmpadas fluorescentes devem ter proteção para evitar queda sobre a bancada ou o piso do laboratório.

É necessário iluminação de emergência, em boas condições de funcionamento. Realizar testes periódicos segundo plano de manutenção.

2.2.3 Hidráulica

A tubulação para distribuição interna da água e escoamento dos efluentes diluídos deve ser projetada considerando os produtos que serão manuseados e a vazão necessária. A tubulação de esgoto deve ser em material resistente e inerte.

Todas as redes de água devem dispor de uma válvula de bloqueio, do tipo fechamento rápido, de fácil acesso, para se ter agilidade quando houver necessidade de interromper o suprimento de água.

As cubas, canaletas, bojos e sifões devem ser de material quimicamente resistente às substâncias utilizadas, sendo recomendada ao menos uma cuba com profundidade para limpeza de bureta.

Os resíduos concentrados de características tóxicas, corrosivas, inflamáveis e reativas não devem ser descartados diretamente na rede de esgoto. Estes deverão ser recolhidos em recipientes específicos, identificados com símbolos

feitos sob exaustão, em capelas e os recipientes devem ser mantidos em bandejas de contenção, prevenindo derramamento.

Os extintores de incêndio devem ser compatíveis com os materiais e equipamentos que estão sendo utilizados no laboratório. Para definição da quantidade e tipos de extintores, sugere-se que seja consultado o Corpo de Bombeiros na elaboração do projeto.

Na execução de trabalhos com substâncias explosivas, estas devem ser realizadas dentro de capela, com a janela abaixada à meia altura. Os operadores devem utilizar EPI’s adequados como, por exemplo, luvas, óculos e protetor facial.

2.2.6 Ventilação e Exaustão

Todo laboratório necessita de um sistema de exaustão e ventilação corretamente projetado para as atividades realizadas, incluindo capelas, coifas, ar condicionado, exaustores e ventiladores. A manutenção deve ser periódica, para garantir a eficiência das instalações.

O projeto de ventilação geral deve contemplar a troca contínua do ar fornecido ao laboratório de forma a não permitir a concentração de substâncias odoríferas e/ou tóxicas no transcorrer da jornada de trabalho. Por se tratar da parte mais complexa na montagem de um laboratório, recomenda-se seguir as orientações de profissional habilitado da área de ventilação industrial.

2.2.6.1 Capelas e Coifas

A instalação de coifas ou capelas deve ser convenientemente situada para assegurar que as operações perigosas não sejam desenvolvidas em bancadas abertas. As operações que envolvam risco de incêndio ou explosão, ou possam liberar gases e vapores tóxicos, corrosivos ou agentes biológicos patogênicos devem ser sempre conduzidas em capelas próprias para cada caso.

No projeto do laboratório, as capelas devem estar em locais afastados das portas e saídas de emergência, e também de locais de trânsito intenso de pessoas, pois podem fazer com que os contaminantes sejam arrastados de dentro

da capela pelo deslocamento de ar, assim como, podem dificultar a evacuação da área, se necessário.

Devem ser construídas com material quimicamente resistente, possuir sistema de exaustão, com no mínimo dois pontos de captação de gases e vapores (um inferior ao nível do tampo e um superior ao nível do teto) e potência para promover exaustão dos gases e vapores de solventes.

Devem dispor de sistema de: iluminação, gás, vácuo, ar comprimido, instalações elétricas e hidráulicas adequadas, todos acionáveis do lado externo. Devem possuir, ainda, janelas de vidro de segurança (temperado) do tipo corrediço ou “guilhotina”. A velocidade facial do ar deve ser mantida num nível próximo de 0, m.s -1^ (18).

A altura das chaminés das capelas deve ser de 2 a 3 m acima do telhado, para que, em situações normais, os gases emitidos sejam diluídos no ar. Em caso de risco de contaminação das imediações (estacionamentos, escritórios e residências) recomenda-se a instalação de lavador de gases.

As coifas são destinadas à captação de vapores, névoas, fumos e pós dispersos no ambiente. Recomenda-se a instalação de coifas em cubas de lavagem de vidrarias.

2.2.6.2 Manutenção e testes das capelas

As capelas devem estar em perfeito estado de funcionamento e conservação e sofrer avaliação de desempenho, no mínimo uma vez por ano. A verificação deve incluir:

• Medição da velocidade facial do ar, que deve estar em torno de 0,4 a 0,5 m.s - (18);
• Sistema de iluminação;
• Vedações e outros dispositivos devem ser inspecionados no tocante à corrosão e vazamento;
• Nível de ruído, que deve ser mantido em até 85 decibéis, para uma exposição diária máxima de 8h (13);

2.2.8 Bancadas de Trabalho

De acordo com a disposição ou colocação das bancadas no laboratório, pode-se classificá-las em 4 tipos:

• “Ilha”

• geralmente se encontra no centro da sala, com os usuários em sua volta. É totalmente isolada e quase sempre têm pias nas extremidades e uma prateleira central. “Península”
• possui um de seus lados acoplado a uma parede, e dessa forma deixa três lados para uso dos usuários. “Parede”

• está totalmente anexada a uma parede, deixando apenas um de seus lados para os usuários. É quase sempre usado para estufas, muflas, balanças, potenciômetros, entre outros. “U”

Considerando o disposto nas NRs 8 e 17, do MTE, que estabelecem normas sobre Edificações e Ergonomia, respectivamente, bem como literaturas técnicas consultadas, recomenda-se que as bancadas:

• é uma variação do tipo “ilha”, sendo mais utilizada para colocação de aparelhos, tais como cromatógrafos, permitindo ao laboratorista o acesso fácil à parte traseira desses aparelhos, para refazer ou modificar conexões e pequenos reparos.
• Sejam constituídas de material rígido para suportar o peso de materiais e equipamentos (11);
• Tenham a superfície revestida com materiais impermeáveis, lisos, sem emendas ou ranhuras e resistentes a substâncias químicas. (14).

Obs. Devem ser resistentes a possíveis derramamentos de reagentes, aos solventes orgânicos, ácidos, álcalis e produtos químicos usados para a descontaminação da superfície de trabalho e dos equipamentos, bem como a calor moderado. As opções mais utilizadas no mercado são granito, compensado naval e aço inox.

• Possuam profundidade aproximada de 0,70 m, altura aproximada de 0,90m, para trabalhos que exijam posição de pé e de 0,75m, para trabalhos que exijam posição sentada (9);

• Possuam cubas com profundidades adequadas ao uso, com o mínimo de 0,25m (9).

Orienta-se, ainda, prever um espaço de aproximadamente 0,40m entre bancadas laterais e a parede e, também, no meio das bancadas centrais, a fim de permitir a instalação e manutenção de utilidades e evitar corredores muito extensos e sem saídas, para não criar áreas de confinamento (22).

Outros apoios, como prateleiras superiores, castelos, racks e volantes para colocação de materiais de pequeno volume e peso, devem ser utilizados apenas durante a realização dos procedimentos laboratoriais e para disponibilizar soluções de uso continuo.

Para evitar ofuscamentos e cansaço visual, as bancadas devem receber iluminação de forma que os raios de luz incidam lateralmente em relação aos olhos do usuário do laboratório, e não frontalmente, ou em suas costas.

2.2.9 Mobiliário

As cadeiras, mesas, prateleiras e outros componentes do mobiliário devem atender aos conceitos de funcionalidade e ergonomia, de acordo com a NR- 17, do MTE (14).

A quantidade de móveis no laboratório de ensino deverá ser a mínima necessária para atender a proposta pedagógica da escola. Os móveis devem ser dispostos de modo a não comprometer a circulação dos usuários e manterem corredores com largura mínima de 1,5 m.

2.2.10 Instrumentos e materiais auxiliares

A legislação consultada não estabelece qual a infraestrutura mínima para funcionamento de um laboratório de ensino, o responsável por sua implantação e manutenção deverá definir quais os equipamentos e materiais mínimos para sua operação, levando-se em consideração a finalidade para a qual se destina.