Como passar no teste de emissão de gases

O teste de emissões é um procedimento importante para medir e controlar a poluição do ar de fontes como veículos com motor de combustão, usinas de energia e outros equipamentos motorizados que produzam emissões de escape e evaporativas.

O material particulado (MP), também conhecido como poluição por partículas, é o termo genérico usado para descrever partículas sólidas e gotículas líquidas encontradas no ar. Uma vez inaladas, essas partículas podem afetar o coração e os pulmões e causar sérios problemas de saúde. Classes de partículas PM10 e PM2.5 (ou seja, partículas com diâmetro menor que 10 µm e 2,5 µm respectivamente) são monitoradas cuidadosamente, tanto nas fontes de emissão quanto no ar em geral, devido aos potenciais riscos à saúde.

A análise gravimétrica de MP coletado por filtração é a técnica mais utilizada para determinar as concentrações de MP ambientes, bem como a quantidade de MP nas emissões.

Por que a Pesagem Precisa é Importante?

Pesar material particulado em filtros é uma aplicação de pesagem diferencial. Como a quantidade de material particulado coletado é muito pequena em termos de peso, os filtros devem ser pesados com muita precisão, antes e depois do carregamento do material particulado.
Como regra geral, as diretrizes especificam uma balança com resolução de 1 μg ou 0,1 μg, com repetibilidade correspondente.

Vídeo: Pesagem de Filtro para Testes de Emissões em Ação

O peso do material particulado coletado em filtros de testes de emissões pode ser extremamente baixo, portanto, o procedimento de pesagem deve ser realizado com muita precisão. As microbalanças da linha Excellence com exclusivo Kit para Pesagem de Filtros são perfeitas para teste de emissões. A excepcional repetibilidade e o menor peso mínimo possível proporcionam o desempenho de pesagem necessário.

Fluxo de Trabalho do Teste de Emissões e Determinação Gravimétrica de Material Particulado

A seguinte ilustração descreve o processo para determinar a quantidade de material particulado nos filtros de forma gravimétrica:

Mesmo medindo o material particulado em gases de escape, emissões evaporativas, na atmosfera ou no ar ambiente, o teste gravimétrico de pesagem do filtro de emissões segue o mesmo procedimento.

1. Um filtro em branco é pesado em uma balança no laboratório.
2. Os filtros são carregados em cartuchos rotulados de filtros, pré-condicionado e transportado para o local de teste.
3.No local de teste, o ar e os gases são exauridos através do filtro em uma taxa de fluxo conhecida pela sua duração específica. Qualquer material presente é retido no filtro.
4. No laboratório, os filtros carregados são condicionados e pesados novamente.
5. Ao subtrair o peso do filtro em branco, a massa do material particulado pode ser determinada (pesagem diferencial). A concentração do MP é calculada usando a taxa de fluxo da amostra de gás/ar.

Apesar de o teste poder ser realizado usando apenas um filtro, é prática comum repetir o teste várias vezes, bem como manter um filtro em branco como referência para eliminar a contagem de fundo. Os filtros podem ser usados individualmente ou em combinação com uma unidade de filtro de múltiplas etapas.

Conhecimento especializado Sobre Testes de Emissões

A Organização Mundial da Saúde (OMS) considera que ar limpo “é um requisito básico da saúde e bem-estar humanos” e apresenta diretrizes para poluentes selecionados aplicáveis em todas as regiões da OMS.

Os padrões de emissão estabelecem limites quantitativos na quantidade permitida de poluentes atmosféricos específicos que podem ser liberados de fontes específicas ao longo de períodos específicos.

Nos EUA, a CFR 40 Parte 50 faz parte do Código de Regulamentações Federais dos Estados Unidos e diz respeito a padrões nacionais de qualidade do ar. A Occupational Safety and Health Administration (OSHA, Administração de Segurança e Saúde Ocupacional), parte do Departamento do Trabalho dos Estados Unidos, publicou regulamentações (Padrões - 29 CFR) em relação à qualidade do ar. O National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH - Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional) também se preocupa em promover a segurança e a saúde no trabalho.

A União Europeia estabelece a legislação na forma da DIRETIVA 2008/50/CE sobre qualidade do ar ambiente e ar mais limpo para a Europa; a DIRETIVA 2008/1/CE diz respeito à prevenção e controle de poluição integrados; e a DIRETIVA 89/654/CEE especifica os requisitos mínimos de saúde e segurança no posto de trabalho.

O setor automotivo é a principal fonte de uma série de poluentes atmosféricos, incluindo o monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos (HC), óxidos de nitrogênio (NOx), material particulado (MP), bem como gases de efeito estufa (GHG).  Tanto na União Europeia quanto nos Estados Unidos, existe uma legislação para controlar emissões de veículos motorizados e os seus fabricantes são obrigados a realizar testes de emissão.

Há muitos métodos e diretrizes para testar emissões e concentração de material particulado. Um deles é o método gravimétrico de pesagem de filtro. As diretrizes e regulamentações definem os procedimentos para garantir uma filtragem precisa e reprodutível das emissões e especificam quais filtros devem ser usados e qual sistema de pesagem usar para a medição, conforme mostrado na tabela abaixo.

Exemplos de requisitos de diretriz para equipamento de pesagem e balanças recomendadas:

É previsto que, como resultado de regulamentações cada vez mais restritivas, combinadas com avanços tecnológicos em motores por combustão, a quantidade de MP coletada em filtros reduzirá gradualmente. Com as diretrizes normalmente especificando uma balança com resolução de 1 μg ou 0,1 μg, uma ultramicrobalança de alta precisão é, portanto, a única solução para atender as necessidades de hoje e do futuro.

Os Desafios da Pesagem de Filtros

Idealmente, uma sala limpa é preferível para a pesagem de filtro para evitar potencial contaminação do ar ao redor, bem como para ter mais controle da temperatura e umidade. Alternativamente, um porta-luvas também pode ser usado, mas isso torna o processo um tanto quanto complexo, particularmente ao pesar grandes quantidades de filtros. Além disso, há vários outros desafios associados com pesagem de filtros:

Manuseio de Filtro

• Material: alguns materiais de filtro são moles e difíceis de manusear. Os usuários devem tomar cuidado para não encostar na superfície ou danificar o filtro (o que pode acontecer com bastante facilidade).
• Umidade: um dos maiores desafios ao pesar filtros é que eles são altamente sensíveis à umidade no ambiente. O seu comportamento higroscópico faz com que eles pareçam mais pesados, afetando a precisão dos resultados. Além disso, sedimentos de MP também podem reter água, afetando o resultado geral.
• Carga eletrostática: filtros são suscetíveis à carga eletrostática que,
  se não tratada, pode atrair partículas adicionais e levar a resultados enviesados.
  Essas cargas eletrostáticas também podem criar campos de atração/repulsão nos arredores, influenciando no resultado da pesagem.
• Empuxo: filtros têm baixa densidade, o que os torna suscetíveis ao empuxo de ar e eles aparentam ser mais leves do que realmente são. A influência do empuxo de ar difere com mudanças de temperatura, pressão atmosférica e umidade.
  Ao pesar os filtros no mesmo ambiente (por ex., sala limpa) antes e depois do carregamento de MP, o efeito de empuxo pode ser considerado igual em ambos os casos. Entretanto, para reduzir a incerteza, o peso real deve ser obtido compensando a influência do empuxo de ar.

Rastreabilidade das Amostras

Para acrescentar ainda mais complexidade ao processo, os filtros devem ser rastreados com precisão. Cada filtro é pré-pesado, colocado em um suporte rotulado, aclimatizado e então transportado para o local de teste. Após o carregamento do MP, os filtros são transportados novamente para o laboratório e repesados. A precisão é colocada em risco se não houver um sistema à prova de falhas para garantir que os filtros não sejam misturados durante o processamento.

Precisão da Pesagem

Com várias diretrizes especificando o sistema de pesagem a ser usado, é crucial que a balança atenda às necessidades da aplicação de pesagem do filtro. Em amostras tão pequenas, o peso líquido mínimo de amostra da balança deve ser considerado - não se pode confiar que a pesagem de uma amostra abaixo desse peso tenha o nível necessário de precisão.

Tempo

A pesagem de filtros para teste de emissão pode levar um longo tempo para ser finalizada. Os processos de aclimatação, transporte para e do local de teste, procedimentos de manuseio trabalhosos e uma balança que demora a estabilizar contribuem para que um teste típico de emissões de escape demore até 2 dias ou mais para ser concluído.

Precisa de Ajuda?

Determinar o peso de uma matéria particulada é uma tarefa crucial em testes de emissão para o controle do ambiente e a indústria automotiva.
Os resultados da pesagem devem ser muito precisos, mas o processo em si enfrenta uma série de desafios, como a influência de cargas eletrostáticas ou temperaturas em filtros. Portanto, não hesite em pedir orientação! Nossa equipe de especialistas está aqui para ajudar você, seja na compra da balança que você precisa ou em sua aplicação de teste de pesagem/emissões de filtro. Entre em contato conosco e receba a assistência necessária.

Soluções METTLER TOLEDO para Testes de Emissões

As microbalanças XPR da METTLER TOLEDO oferecem precisão única e pesos mínimos excepcionalmente baixos. Equipada com um Kit para Pesagem de Filtros especial e resolução de 0,2 µg, a XPR2U é ideal para pesagem de filtros e tem o benefício adicional de funções integradas de garantia de qualidade para assegurar que os resultados de pesagem atendam às tolerâncias e padrões definidos. A orientação ao usuário integrada garante que o processo de pesagem diferencial seja seguido com precisão.
 

As Ferramentas Certas

A adição de um leitor de código de barras oferece uma identificação rápida de amostra e a praticidade de combinar os filtros carregados com os resultados pré-pesados para um processamento mais rápido e menos erros de manuseio. Além disso, passar os filtros sobre o eletrodo de um Kit Antiestática neutraliza qualquer carga eletrostática presente e garante que o real resultado de MP seja medido.
 

Devido às opções de conectividade múltipla, os resultados de pesagem podem ser exportados diretamente para uma planilha em um computador ou para um sistema de banco de dados da empresa para inspeção e análise posterior.

As pinças da METTLER TOLEDO são especialmente concebidas para garantir um manuseio correto dos filtros delicados quando são transferidos para o cartucho de armazenamento e o Kit para Pesagem de Filtros na balança.

Vídeo: Soluções de Pesagem de Filtros - Destaque do Produto Principal

Assista ao vídeo para saber os destaques do produto principal: soluções de pesagem de filtros METTLER TOLEDO para teste de emissões. Escolha entre soluções manuais inovadoras utilizando balanças analíticas ou microbalança por uma solução totalmente automatizada com um sistema robótico, desenvolvido em conjunto com HORIBA.

Guia Gratuito: Dez Passos para uma Micropesagem Bem-Sucedida

Veja como melhorar a qualidade dos seus resultados de pesagem em dez passos e torne mais eficiente o delicado processo de micropesagem.

Solução estendida para gerenciamento de dados fácil e segurança de processo

As microbalanças XPR da METTLER TOLEDO são totalmente compatíveis com o software de laboratório LabX™. O LabX fornece orientação completa de POP ao usuário na balança. Ele reconhece o carregamento e descarregamento de filtros, simplificando e acelerando o processo.

O LabX registra automaticamente os valores de peso em relação à identificação correta de amostra e realiza todos os cálculos automaticamente, incluindo correção para empuxo de ar.

Todos os dados e resultados são salvos de forma segura em um banco de dados centralizado, proporcionando rastreabilidade total. Relatórios customizados podem ser impressos ou transferidos para um sistema interno de informações.

Pesagem Automatizada de Filtro

Quando mais de 40 filtros são pesados por dia, o Robô de Filtro PWS-ONE , em combinação com a XPR2U, é a solução automatizada perfeita.

O inovador suporte de filtro permite identificação, aclimatação, armazenamento, transporte e pesagem em um só cartucho, sem interrupção ou remoção do filtro. Ele também atua como uma gaiola de Faraday, reduzindo influências eletrostáticas.

A mudança automatizada de amostra permite a pré-pesagem e repesagem de filtro sem esforços e os resultados são transferidos imediatamente para um computador para análise.

O que fazer se precisar pesar filtros grandes?

Se você está usando filtros grandes, por exemplo, para analisar filtrações industriais, a METTLER TOLEDO tem soluções acessíveis e econômicas para pesagem de filtros grandes em sua balança analítica. Com a adição de um Kit para Pesagem de Filtros, os filtros com até 110 mm podem ser convenientemente pesados em uma balança Analítica Excellence da METTLER TOLEDO. Para pesar filtros de até 150 mm, recomenda-se o uso de um ErgoClip. Ambas as soluções podem ser rápida e facilmente instaladas em sua atual balança.

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