Bombas Gravimétricas e sua calibração
- Chrompack
- 19 de ago. de 2014
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Fonte: http://www.chrompack.net/index.php?page=bombas_des
Denominam-se bombas de amostragens instrumentos portáteis que provem vazão constante na faixa de 5mL/min (mililitros por minuto) até 6L/min (Litros por minuto) e é utilizada em larga escala para coleta de diversos tipos de produtos contaminantes, particulados, névoas, poeiras respiráveis, poeiras não respiráveis , agentes químicos, agentes biológicos e demais produtos nocivos à saúde do trabalhador utilizando –se um meio de coleta adequado para cada aplicação. Encontramos também a denominação “Bomba gravimétrica pessoal” utilizada por alguns profissionais devida associação ao método gravimétrico que é utilizado para pesagem dos filtros utilizados nas amostragens. Sua utilização esta fundamentada em atender aos requisitos exigidos pelo Ministério do Trabalho e algumas Normas de Higiene Ocupacional Fundacentro – NHO.
Bombas de amostragem são dividas em dois grandes grupos:
Baixa Vazão que compreende a faixa de 5mL/min até 500 mL/min ( provida de bons fabricantes dispõem de recursos ou acessórios que as permitem trabalhar em baixa vazão). Alta Vazão : acima de 500 mL/min até 6L/min (são específicas para a faixa de fluxo a qual foi projetada, ou seja, não são capazes de fornecer alta vazão).
Compensação do fluxo:
Esta “vazão constante” trabalha dentro de uma precisão de ±3% à ±5% dependendo do fabricante e é controlada por um sistema denominado “sistema de compensação de fluxo”.
Sistema de compensação de fluxo é um dispositivo eletrônico que tem a função de compensar uma possível perda de fluxo ocasionada por vários motivos tais como:
Densidade gasosa do produto amostrado ser muito diferente da densidade relativa do ar,
Diferença de pressão atmosférica,
Ao acessório utilizado como meio de coleta,
Esta “perda” na língua inglesa é conhecida como “Back Pressure” geralmente é expressa em polegadas de coluna d água (inches of water) e determina o quanto uma bomba de amostragem é capaz de manter a vazão ajustada no início da amostragem se ocorrer quaisquer situações adversas a utilização normal da bomba como a saturação de um filtro.
O limite desta compensação de fluxo que garante a estabilidade entre ±3% e ±5% do fluxo inicial ajustado é determinada pela carga manométrica (back pressure) que cada modelo pode suportar, por este motivo denota-se a importância desta função.
Como exemplo temos a bomba de amostragem TUFF do fabricante Casella que possui autonomia de 80 horas de uso contínuo a 1L/min utilizando-se um filtro 37 mm GFA que é responsável por uma carga manométrica próxima a 5 cm H2O e autonomia de aproximadamente 20 horas de uso contínuo a 2L/min utilizando-se um filtro 25 mm 1,2 µm MCE que é responsável por uma carga manométrica próxima a 30 cm H2O.
Pode – se observar pelo gráfico que uma bomba de amostragem é melhor em relação a outra não somente pelo valor nominal do fluxo fornecido pelo fabricante e sim pela composição técnica formada por duas variáveis muito importantes :
Capacidade da vazão em função da carga manométrica aplicada
Autonomia da bateria função da carga manométrica aplicada
Indicação de Baixo Fluxo: Outra função muito importante das bombas de amostragem é a indicação de baixo fluxo que esta diretamente relacionada ao sistema de compensação de fluxo e tem por finalidade interromper a amostragem quando o fluxo inicial ajustado que, por quaisquer motivos de obstrução, estiver mais baixo que a tolerância inferior permitida pelo fabricante implicando em erros no volume total amostrado. Sinalizado por um cronômetro regressivo, demonstra ao usuário quantidade de minutos (ou segundos) que a bomba trabalhou fora da tolerância especificada.
Exemplo: Se uma bomba é ajustada para trabalhar em 1L/min e possuir variação permitida de ±3%, ela poderá variar o fluxo entre 970 mL/min até 1030 mL/min, portanto se durante a amostragem ocorrerem situações incomuns que levem o fluxo a valores abaixo de 970 mL/min a indicação de baixo fluxo deverá ser acionada e o cronômetro da bomba iniciará uma contagem regressiva até o desligamento automático caso a obstrução não seja desfeita. Calibração das bombas: Todos os instrumentos que realizam leituras diretas ou indiretas são passíveis de calibração. Bombas de amostragens são calibradas de duas formas distintas denominadas calibração de campo e calibração de laboratório que estão abaixo descritas.
Calibração de campo: A calibração de campo consiste na utilização de um calibrador de fluxo digital de leitura direta ou do conjunto formado por um cilindro graduado (bureta) e um cronômetro ambos calibrados com rastreabilidade ao INMETRO devidamente acoplados. O calibrador é sempre colocado após o meio de coleta que neste caso hipoteticamente é um filtro cassete.
Esta calibração contempla a perda de carga devido ao meio de coleta utilizado, porém não contempla a calibração do sistema de baixo fluxo responsável pela desativação da amostragem em situações em que ocorram obstruções do fluxo.
Calibração de laboratório:
Conforme abordamos anteriormente, a bomba de amostragem pode ser avaliada segundo três importantes parâmetros:
Capacidade da vazão em função da carga manométrica aplicada
Autonomia da bateria em função da carga manométrica aplicada
Ativação do sistema de baixo fluxo.
Dependendo do tipo do dispositivo de coleta utilizado, gera-se uma “perda” que deve ser compensada pela bomba de amostragem.
Calibração de campo x Calibração de Laboratório
Anteriormente, conforme mencionamos, o usuário deve “calibrar” sua bomba de amostragem indiscutivelmente com o acessório utilizado como meio de coleta. A partir desta consideração o usuário consegue facilmente medir o fluxo e sua respectiva variação que atravessa a seção transversal de um dispositivo de coleta utilizando-se um conjunto formado pela bureta e um cronômetro ou um calibrador de fluxo digital, contudo, o usuário não saberá qual será o comportamento da bomba em situações adversas a amostragem como uma obstrução ou desconexão desapercebida da mangueira que interliga a bomba ao acessório. Fundamentado nestas ocasiões incomuns a amostragem ofertamos a calibração de laboratório para que estas condições adversas interfiram minimamente na apresentação dos resultados de volume total amostrado que deve ser informado ao laboratório responsável pela análise da amostra.
A diferença fundamental do serviço prestado por nosso laboratório em relação a calibração de campo realizada pelo usuário consiste em ajustar o sistema eletrônico de compensação de baixo fluxo de tal forma que a bomba, ao ultrapassar a linha vermelha do gráfico abaixo , desligue automaticamente evitando desta forma erro no volume total amostrado.
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