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Amostragem com ciclones: os desafios e vantagens da amostragem

Por:Analytics Brasil
Análises Químicas | Analytics Brasil

17

nov 2019

Confira neste artigo o que você deve saber para utilizar os ciclones em campo e como funcionam as suas validações. Você utiliza a amostragem com ciclones no seu dia a dia? Veja os desafios e vantagens dessa amostragem. Acompanhe o artigo completo!

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O que é um Ciclone e por que utilizá-lo? 

Os ciclones são dispositivos que fazem uso da força centrífuga para selecionar o tamanho das partículas com base em seu diâmetro aerodinâmico, ou seja, a rotação do ar no interior de uma câmara, similar ao funcionamento de uma centrífuga, separa as partículas grandes, não respiráveis, de partículas menores, respiráveis.

Antigamente existia um critério tradicional para tamanho de partícula nas amostragens, em que tínhamos a fração total e a fração respirável. Atualmente, não nos baseamos mais nesse método para  amostragens. Antes tínhamos a fração respirável, em que a coleta era feita utilizando o separador de partículas e a fração total, que era todo o restante que não era coletado, utilizando um cassete sem nenhum separador de partículas.

Agora o novo critério para selecionar o tamanho de partículas está  baseado na ISO 7708:1099 e na ACGIH: temos o inalável, o torácico e o respirável. Enquanto a fração total não possui uma definição técnica e padronizada..

Fração Inalável: Toda partícula que pode se  depositar em qualquer região do trato respiratório;

Fração Torácica: Partículas que podem se depositar nas vias aéreas superiores e no pulmão;

Fração Respirável: Partículas que podem se depositar nas vias aéreas do pulmão. 

Quando utilizamos o separador de partículas, os ciclones, é para atender algum critério de avaliação de partículas que eles estão principalmente relacionados, aonde essa partícula se deposita e quais  problemas ela causa dentro do nosso trato respiratório.

O intuito dos ciclones é separar por tamanho aerodinâmicos das partículas, a região em que essas partículas vão causar o dano. A fração respirável é o nosso problema mais recorrente, mas o conteúdo deste artigo você poderá aplicar para utilização de qualquer ciclone.

Por que ciclone?

Esses acessórios são utilizados para separação de tamanhos de partículas. Eles funcionam por meio de uma força centrífuga que será responsável por separar as partículas por tamanhos aerodinâmicos, devido a fração em que ela causa o problema no nosso corpo. 

Os ciclones vão separar as partículas de tamanho diferentes, das partículas de tamanho maior ou menor por exemplo. Dentro desse dispositivo temos uma entrada de ar, na qual o ar vai entrar e irá se formar um ciclone, um espiral. Seja ele ciclone de nylon ou alumínio. As paredes estão em V, pois o ar ao entrar vai subir em espiral e separar essas partículas.

Aquelas partículas grandes, com alta inércia, elas vão se chocar com a parede e encaixar embaixo. Enquanto as partículas menores, com baixa inércia, o fluxo de ar vai conseguir subir com elas até chegar ao filtro. Essa força centrífuga que os ciclones têm que vão ser responsáveis por dar a eles a forma de trabalho. 

Quando estamos falando se seleção de particulas, alguns métodos requerem essa coleta…

Por exemplo:

A sílica ela causa silicose e câncer de pulmão, por que eu teria que considerar a fração que para no trato respiratório superior ou no trato respiratório inferior, se a sílica não causa nenhum dano nesta região?

Caso as partículas de sílica se depositem nessa região, o nosso corpo consegue eliminá-las. Mas aquelas que chegam na região de troca de gases, o corpo não consegue eliminar e não dá conta de se livrar dessas partículas, gerando a silicose. Esse é o grande problema das exposições a sílica e por isso é preciso utilizar um separador de partículas.

No caso de particulados respiráveis, é preciso utilizar o separador de partículas para partículas menores que 10 micrômetros. Os dispositivos devem ter uma eficiência de coleta para coletar partículas abaixo de 10 micrômetros. Qualquer partícula acima de 10 micrômetros, fora da região respirável, não poderá ser coletada. 

 

  • Eles atendem a especificação técnica?
  • Qual é a validação que esses equipamentos possuem?
  • Eles realmente funcionam?

 

Como funciona um ciclone de alumínio?

O ar irá entrar em espiral. As partículas pequenas vão subir, atingindo o filtro. E as partículas maiores vão cair em um potinho, que é de extrema importância. Se ele não estiver bem colocado, limpo e vedado, você não terá a garantia de uma amostragem correta.

Precisamos manter uma manutenção contínua desses dispositivos, para que eles possam ser utilizados da forma correta. Devem ser limpados, e é preciso fazer a troca de tempos em tempos. Não utilize nenhum solvente para a limpeza, pois pode danificar o seu equipamento.

Que tipo de cassete utilizar para fazer a amostragem? Cassete de 2 ou 3 sessões?

Isso irá depender do tipo de ciclone que você está utilizando. Se você está utilizando um ciclone de nylon, não importa o tipo de cassete que você irá utilizar, o cassete de 2 ou 3 sessões. O que diferencia essa seção do meio do cassete é só um anel de vedação, ela só prende o filtro e não interfere no momento de coleta. Mas, quando for prendê-lo na zona respiratória, é preciso ter a garantia de que a zona de ar esteja voltada para frente. 

Ao utilizar um ciclone de alumínio, um ciclone BGI ou qualquer tipo de ciclone de encaixe, obrigatoriamente é preciso utilizar um cassete de 3 sessões.

 

  • Primeiramente, para utilizar o ciclone de alumínio é necessário um cassete de 3 sessões, o último anel não deverá ter a fita envolta, já que a tampa deverá ser retirada para o cassete ser encaixado. O anel central não é retirado. 
  • Com o auxílio de uma chave de fenda, solte a tampa para que fique mais fácil de tirá-la com as mãos.
  • Encaixe o ciclone dentro do cassete. Encaixe bem para que não haja uma folga e tenha uma vedação perfeita, permitindo que somente o ar entre pelo orifício.
  • Nunca retire a fita ou anel central, pois poderá prejudicar nos resultados de sua amostragem.  Ao retirar o anel central, não haverá uma boa fixação do filtro.

 

Se você não utilizar o anel, o filtro fica solto e cai. Por isso a necessidade do cassete de 3 sessões. Outro erro muito comum é utilizar o cassete de 2 ou 3 sessões e não retirar a parte de cima dele. A tampa precisa ser retirada para que a amostra aconteça da forma correta!

O que é o ponto de corte 50%?

O ponto de corte 50% é um parâmetro aplicado a todos os dispositivos, trata-se da eficiência em que esse dispositivo coleta. 

Um ciclone é projetado para que em uma vazão apropriada possua um ponto de corte em que a eficiência de coletas das partículas de tamanho selecionadas seja igual a 50%, ou seja, nesta vazão as partículas menores que as do tamanho de corte são coletadas com eficiência superior a 50% e as partículas maiores são coletadas com eficiência menor que 50%. 

Ou seja daquelas partículas com diâmetro aerodinâmico maior de 4 micrômetros o ciclone possui uma baixa eficiência de coleta, mais da metade dessas partículas não são coletadas. Já para as menores que 4 micrômetros a eficiência de coleta é alta sendo que mais da metade dessas são coletadas e quanto menor o tamanho maior o percentual das partículas que são coletadas.

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