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Tubos para amostragem ativa: Como funcionam e como são feitas as análises

Por:Analytics Brasil
Análises Químicas | Analytics Brasil

27

out 2019

Um tubo para análise química nada mais é do que um meio para captura dos contaminantes gasosos. Neste artigo conheça os tubos de amostragem ativa disponíveis, como eles funcionam e como as análises são feitas em laboratório.

Acompanhe o artigo! 

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O que são os amostradores ativos?

Os amostradores ativos, ou os tubos de amostragem ativa, são utilizados somente para coleta de gases e vapores e não podem ser usados para a coleta de aerodispersóide, já que seu mecanismo de funcionamento está relacionado à interação química entre o contaminante e o meio de captura, sendo que essas interações ocorrendo por adsorção ou reação química. Esses são os dois princípios fundamentais por trás dos tubos amostradores ativos. 

Como funcionam esses amostradores e quais são os critérios mais importantes?

Por conta de o processo de retenção desses amostradores ocorrer através de adsorção ou reação química, geralmente eles são utilizados em baixa vazão.

Esses processos químicos mencionados acima são processos que demandam um tempo de reação, não é um como processo físico de filtração, por exemplo, em que o contaminante é retido pelo impacto na membrana. Por esta razão os tubos são válidos para baixas vazões, em que, o contaminante permanecesse durante um maior tempo em contato com o meio de retenção, já que houve tempo para ocorrer essa retenção.

Mas se utilizá-los em alta vazão, o que vai acontecer? 

Pode ser que o contaminante passe tão rápido pelas seções do tubo, que o tempo não será suficiente para ter uma reação química ou uma reação intermolecular, e ele não ficará retido. A vazão deve ser menor do que 0,5 L/min. Nesse caso, os tubos de carvão e sílica em gel são os mais indicados para esse processo de interação química, né necessitando verificar no método qual a vazão máxima suportada.

E como acontecem essas interações?

O princípio fundamental que rege o tubo de carvão – utilizado normalmente para benzeno, xileno, tolueno e n-hexano, é o processo de adsorção. 

E o que é a adsorção?

A adsorção é uma interação intermolecular, que ocorre com as substâncias, em que suas moléculas ficam “presas” umas nas outras, mas sem haver reação química, o que não influencia na composição dessas substâncias e elas continuam com sua mesma composição química. 

Quando se tem os tubos de reação química, como os tubos de sílica gel tratados para formaldeído, o formaldeído passa por essa resina que tem um reagente, ele irá reagir quimicamente, ficará “preso”, mudando assim sua composição.

Outra característica comum aos tubos é sua divisão em duas sessões, a frontal e a posterior.

Cerca de 99% dos tubos são constituídos em duas sessões. 

Essa primeira sessão é o local onde queremos coletar o agente, e que é projetada com o dobro da quantidade de resina. Toda resina ou material adsorvente tem os famosos sítios ativos,  que são os espaços disponíveis para a captura do agente. A medida que esses sítios ativos vão acabando, o agente vai migrar para trás, e chega ainda mais perto da seção secundária.

É na seção secundária que verificamos se houve ou não saturação desse material, se a quantidade coletada for superior a 10% daquela encontrada na seção da frente, este pode ser um indicativo que houve saturação e que pode ocorrer a perda desse material. Por isso, a concentração que será obtida nesse relatório pode ser menor do que a real,  ou seja, daquela que realmente estava no ambiente; por isso a importância da seção de trás do tubo.

Você já ouviu falar da história da umidade com os tubos nas amostragens? Posso ou não amostrar em umidade elevada? Qual o problema da umidade nesse caso?

O principal problema da umidade é que ela é um agente que irá competir com os demais contaminantes. Se for  um dia típico, normal da rotina operacional daquele trabalhador e está realizando uma amostragem seguindo um estratégia de amostragem com coletas aleatórias, não há problema em amostrar. Por isso temos a seção posterior do tubo, que será um indicativo de que a água também está sendo adsorvida no carvão. A umidade faz com que o volume máximo sugerido seja menor, pois você começa perder sítios ativos por conta do vapor de água. Em tese, a umidade não irá interferir na sua análise, você poderá verificar enviando o amostrador para o laboratório. 

A umidade não é o grande problema com as amostragens, ela não irá influenciar no resultado, mas poderá influenciar na saturação do amostrador.

Alguns tubos, com o aumento da umidade, também melhoram a sua  eficiência de coleta, não se pode generalizar esse tema. Meu conselho é leia o método, se o método não diz nada, e só diz que a umidade pode reduzir o volume de coleta dos amostradores, é isso que você como higienista ocupacional deve ficar atento. Se não saturou, isso é o importante.

O tipo de interação e o quão forte é essa interação é muito importante no momento de avaliar a capacidade de retenção desses amostradores para determinados agentes. Substâncias químicas com pouca capacidade de adsorver em uma resina, a tendência é que o volume de amostragem seja baixo.

Exemplo: Etanol

Se você for verificar, a sugestão de volume máximo de etanol é de apenas 1 L/min, o etanol tem uma baixa capacidade de adsorver e de se manter estável no carvão. Enquanto o  benzeno tem um volume máximo 30x maior. Essas interações entre benzeno e carvão ativo são muito mais fortes, e ele tende a ficar preso por muito mais tempo.

O benzeno tende a se adsorver melhor que o etanol, e com isso ele começa a expulsar o etanol do tubo, fazendo com que perca-se etanol e o benzeno toma o lugar dele. Por isso, como uma forma de garantia, sempre coloca-se um volume mais baixo. É questão de afinidades.

Agora veja algumas dicas para realizar suas coletas com tubos:

 

  • A bomba deve ser ligada sempre na seção posterior, pois a entrada de ar é sempre do lado maior. 
  • A lã de vidro é colocada, se vier algum particulado, ele não interfira na sua análise.
  • O laboratório faz a análise da seção da frente, separada da seção de trás. Então para cada um tubo, é feita duas análises no laboratório.
  • No tubo há uma setinha que mostra o fluxo de ar, e do outro lado, a conexão com a bomba. O segredo é sempre olhar as setinhas.

 

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A Analytics Brasil além de realizar análises químicas para higiene ocupacional, atentando aos melhores métodos de amostragem de acordo com as necessidades de sua empresa, orientando quanto ao melhor tipo de amostragem, também realiza serviços de assessoria e consultoria em higiene ocupacional, além de oferecer palestras de cunho educativo sobre higiene ocupacional. Contate-nos e saiba mais!

 


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