CONTAINER LABORATÓRIO MANUAL DE OPERAÇÃO PARA COMBUSTÍVEIS

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1 LABORATÓRI O DE POLUI ÇÃO ATMOSFÉRI CA EXPERI MENTAL LPAE - LAB.DE POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA EXPERIMENTAL DEPARTAMENTO DE PATOLOGIA FACULDADE DE MEDICINA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO NEP - NÚCLEO DE EQUIPAMENOS E PROJETOS CONTAINER LABORATÓRIO PARA COMBUSTÍVEIS MANUAL DE OPERAÇÃO VERSÃO 2: 12.JUN.2013

2 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO DESCRIÇÃO PROCEDIMENTO DE PREPARAÇÃO PROCEDIMENTO DE PRÉ-EXPOSIÇÃO PROCEDIMENTO DE EXPOSIÇÃO PROCEDIMENTO DE PÓS-EXPOSIÇÃO DOCUMENTAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS Anexos: Ficha de Uso do sistema Ficha de Exposição Versão 2: 12.jun

3 1. Introdução O INAIRA Instituto Nacional de Análise Integrada do Risco Ambiental, é um dos Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia patrocinado pelo CNPq Conselho Nacional de Pesquisas do MCT Ministério de Ciência e Tecnologia, conforme processo /2008-6, em colaboração com a FAPESP Fundação de Amparo a Pesquisas do Estado de São Paulo, conforme processo 2008/ Dentre as diversas linhas de pesquisa estabelecidas pelo INAIRA, descritas em resumo no site está a realização de ensaios toxicológicos para a investigação comparativa de diversos combustíveis utilizados em motores de combustão interna, sejam eles ciclo diesel ou Otto. Para isso foi desenvolvido um equipamento experimental montado em container, onde os diferentes combustíveis possam gerar emissões gasosas que sejam encaminhadas, de forma controlada, para câmaras de intoxicação onde protocolos previamente aprovados sejam realizados para a avaliação do impacto dessas emissões no sistema biológico de animais, com vistas a esclarecer os diversos mecanismos de atuação envolvidos. Por se tratar de equipamento experimental, o presente laboratório de toxicologia de combustíveis, resumidamente chamado de Container para Combustíveis, permanece em contínuo desenvolvimento de maneira a atender às necessidades das pesquisas previstas e dos requisitos dos pesquisadores que o utilizam. Versão 2: 12.jun

4 2. Descrição O Container para Combustíveis constitui não apenas um conjunto de equipamentos projetados e montados em um container, mas um sistema dinâmico cuja regulagem e operação permite uma gama muito grande de situações de uso. Seus detalhes técnicos e principais características estão descritos na Especificação Técnica para projeto de desenvolvimento, número ET-811-HARD-002. Uma cópia do Manual de Informações de Fabricação (Data Book) com a especificação técnica do projeto do sistema e os catálogos, desenhos e especificações técnicas de todos os equipamentos individuais, disponível para consulta (incluindo o manual do gerador diesel/biodiesel e etanol/gasolina). Outras informações podem ser obtidas pelos interessados mediante consulta ao NEP Núcleo de Equipamentos e Projetos. Entretanto,é apresentado abaixo uma figura do arranjo físico do equipamento. Figura 1: Arranjo físico geral do Laboratório de Combustíveis, com dimensões principais e os diversos compartimentos que o compõem Área de exposição, ou Laboratório composta por bancada para a colocação das câmaras de exposição, comandos e instrumentação; Sala de Máquinas, para a instalação dos principais equipamentos de operação como filtro HEPA, sistema de ar comprimido, sistema de bombeamento e dosagem individual de gases, painéis elétricos, e unidade condensadora do sistema de refrigeração de ar; Sala do Gerador, área onde será gerado e armazenado o gás de combustão, onde estão montados o motor de combustão alimentado pelo combustível de interesse, o tanque do combustível, mangueiras e dutos de exaustão, sistema de bombeamento do gás de exaustão, e um saco para armazenamento do gás (Bag). Nas fotos a seguir, são exibidas as duas vistas do container laboratório por onde existem Versão 2: 12.jun

5 acessos às áreas acima descritas. Na foto da direita a lateral menor onde estão as duas portas de acesso à Sala de Máquinas (porta da direita) e à Sala do Gerador (porta da esquerda, visualizando-se ainda a parte externa do sistema de duto de exaustão de gases do gerador). Figura 2: Fotos das faces do Container Laboratório de Combustíveis onde temos os acessos aos diversos compartimentos 3. Procedimento de preparação Antes da realização de qualquer protocolo de ensaios é necessário preparar a estrutura do Container para Combustíveis para o combustível a ser testado e as concentrações de exposição pretendidas. Combustível a ser testado Deve ser preparado na Sala do Gerador o equipamento necessário à operação do combustível em estudo: diesel, biodiesel, etanol, gasolina, ou suas combinações. A colocação do combustível no tanque do gerador deve ser providenciada. Também precisa ser verificado se o Bag está na condição limpo, devidamente vazio (ver procedimento de lavagem do Bag). Concentração Com o protocolo de testes que se pretende realizar é preciso verificar se a carga do gás no Bag será feita com ou sem diluição, em função da duração da carga, número de recargas durante o protocolo, e estimativa da pressão de alimentação de ar comprimido na bomba pneumática para ser utilizada no regulador de pressão. Animais do protocolo A partir do protocolo selecionado deve ser verificado se os animais já estão à disposição Versão 2: 12.jun

6 além dos seguintes parâmetros: Número de animais por câmara (ver tabela para capacidade máxima recomendada de animais na Câmara de Exposição) Repetições da exposição, a partir do número de animais necessários para a significância estatística do protocolo e capacidade máxima de acomodação na câmara Tabela 1: Capacidade máxima recomendada de animais para acomodação na Câmara de Exposição cilíndrica com diâmetro de 500 mm e comprimento de 600 mm, para a realização de exposições Tipo de Animal Capacidade Máxima de animais Acomodação Interna Camundongo XX até 4 gaiolas Rato YY soltos 4. Procedimento de pré-exposição Após essas definições, siga os passos abaixo para realizar seu protocolo de exposição: 4.1. Preparação do laboratório Antes de iniciar seu protocolo, proceda às seguintes verificações: Inspecione a limpeza da área de trabalho Sala de Máquinas Disjuntores: ligados Filtro HEPA: ligado Sistema de ar comprimido: pressurizado Válvula de bloqueio do tanque de ar comprimido: aberta Estabilizador de voltagem: ligado Ligue as unidades de ar condicionado regulando a temperatura para 21 o C (o comando do sistema de refrigeração está colocado em um suporte fixado na parede interna junto à porta de acesso ao Laboratório) Sala do Gerador Sistema de bombeamento do gás de exaustão: energizado mas desligado Válvula de interligação Ventilador Bag: fechada Versão 2: 12.jun

7 Figura 3: Fotos dos paineis elétricos do Container Laboratório de Combustíveis, instalados na Sala de Máquinas: imagem central com os painéis fechados, à direita o painel com energia estabilizada, e à esquerda o painel geral Painl estabilizado Vista Externa dos painéis elétricos Painel geral Figura 4: Sala de Máquinas: vista geral, com a identificação e localização dos equipamentos e sistemas instalados Sistema de dosagem com bombas pneumáticas Sistema de filtração HEPA Sistema de ar comprimido Estabilizador de Voltagem para instrumentação Condensador do sistema de refrigeração Versão 2: 12.jun

8 Figura 5: Sala de Máquinas: vista detalhada do acionamento do Filtro HEPA e do Sistema de ar comprimido com seus componentes Acionamento do Sistema de filtração HEPA Sistema de ar comprimido Tanque Manômetro Pressostato Válvula de bloqueio Figura 6: Sala do Gerador: vista geral com o gerador diesel e/ou biodeisel, duto de coleta de escapamento, sistema de bombeamento e BAG armazenamento BAG para armazenamento dos gases Duto de coleta e exaustão de gases Motor de Combustão mangote de interligação Versão 2: 12.jun

9 Figura 7: Sala do Gerador: vista detalhada do sistema de bombeamento de gases para o BAG de armazenamento, com todos os componentes e as duas posições para montagem do ventilador: no duto durante procedimento de enchimento; no suporte para procedimentos de diluição de enchimento ou coleta de ar limpo (durante lavagem BAG) Sistema de bombeamento de gases - Ventilador - Válvula de interligação Ventilador-BAG - Suporte ventilador-duto Detalhe da interligação Ventilador-BAG Ventilador na posição de coleta de ar limpo (diluição BAG) Versão 2: 12.jun

10 4.2. Verificações de processo Preencher Ficha de Uso do sistema, com dados do experimento a realizar Comando do sistema de exposição selecionado: Botoeira: ligada regulador de pressão da bomba pneumática: sem pressão Câmara de exposição selecionada: tampa aberta Rack do sistema de exposição selecionado: Instrumentos: ligados (prever pelo menos 1 hora de funcionamento antes da exposição de animais, para o correto aquescimento e estabelização do monitor) set-up de inicialização: verificar manifold de amostragem: verificar vazamentos nas conexões Figura 8: Vista do sistema de exposição com a identificação e localização dos principais componentes Sistema de seleção e comando (botoeira e regulador pressão) Rack dos instrumentos Câmara Exposição Captação Ar HEPA Injeção Poluente Manifold de amostragem Coleta instrumentos Retorno Instrumentos Versão 2: 12.jun

11 4.3. Colocação de animais Colocar animais na câmara e fechar a porta Apertar manípulos, verificando correta vedação Figura 9: Vista do sistema de exposição com a identificação e localização dos principais componentes e a localização dos bocais de entrada e saída do ar HEPA contaminado com o poluente armazenado no BAG emitido pelo motor de combustão interna Câmara de Intoxicação para animais Câmara aberta Bocal de entrada Bocal de saída Vista interna Versão 2: 12.jun

12 4.4. Carregamento do Bag Motor de combustão: ligar e deixar aquecer (mínimo 5 minutos); utilize o manual do equipamento em caso de dúvida Válvula de interligação Ventilador Bag: abrir Sistema de bombeamento do gás de exaustão: ligar Carregamento Bag poluente: verificar tempo de enchimento Motor de combustão interna: desligar; utilize o manual do equipamento Carregamento Bag com ar de diluição (se necessário): retirar ventilador do duto de exaustão e verificar tempo de enchimento de ar de diluição, até completar tempo do ciclo de enchimento (tempo total do ciclo de 6 minutos) Válvula de interligação Ventilador Bag: fechar Sistema de bombeamento do gás de exaustão: desligar e colocar no duto Ficha de Uso do sistema: completar dados Ficha de Exposição: preencher ficha Versão 2: 12.jun

13 5. Procedimento de exposição Agora que o sistema foi inicializado e os animais já estão prontos, deve ser iniciada a exposição dos animais. Monitor de Material Particulado: iniciar um novo registro do logger do instrumento Regulador de pressão da bomba pneumática: ajustar pressão até atingir concentração nominal do protocolo Ficha de Exposição: complementar as informações do registro do logger e acompanhar registros periódicos dos demais instrumentos Caso o Bag esvazie antes do término do protocolo, repetir o procedimento de carregamento do Bag. Regulador de pressão da bomba pneumática: retirar a pressão do ar Repetir o procedimento de enchimento do Bag, como descrito anteriormente Regulador de pressão da bomba pneumática: ajustar pressão até atingir concentração nominal do protocolo Ficha de Exposição: complementar as informações e acompanhar registros periódicos dos demais instrumentos Ao completar o tempo previsto de exposição, inicie o Procedimento de Pós-Exposição. Versão 2: 12.jun

14 6. Procedimento de pós-exposição Ao término do tempo de exposição ou ao atingir a carga de poluentes do protocolo, devese seguir a seguinte sequencia de operações Encerramento da exposição Regulador de pressão da bomba pneumática: retirar a pressão do ar Ficha de Exposição: complementar as informações da exposição Monitores com logger: fazer o download no computador da sala 6.2. Retirada dos animais Abrir a câmara de exposição Retirar os animais Fechar novamente a câmara de exposição Apertar os manípulos, verificando correta vedação 6.3. Lavagem do Bag - esvaziamento Verificar o estado do Bag Regulador de pressão da bomba pneumática: colocar pressão do ar em 40 psi até o Bag esvaziar 6.4. Lavagem do Bag enchimento ar limpo Sistema de bombeamento do gás de exaustão: retirar ventilador do duto de exaustão Válvula de interligação Ventilador Bag: abrir Sistema de bombeamento do gás de exaustão: ligar por aprox. 6 minutos Válvula de interligação Ventilador Bag: fechar Regulador de pressão da bomba pneumática: colocar pressão do ar em 40 psi até o Bag esvaziar Monitores de poluição: verificar estabilização das concentrações em patamar limpo Caso concentrações não tenham estabilizado limpo: repetir este procedimento Versão 2: 12.jun

15 6.5. Desativação do sistema Instrumentos: desligar Comando do sistema de exposição selecionado: desligar botoeira Ficha de Uso do sistema: encerrar preenchimento Ficha de Exposição: encerrar preenchimento 6.6. Limpeza dos equipamentos Providenciar limpeza da câmara Providenciar arrumação da bancada de trabalho Colocar pasta com fichas de registro no lugar Copiar arquivo do download do logger Caso tenha sujado a sala, providencie a limpeza 6.7. Desligamento do laboratório Quando encerrar as atividades do dia, desative o laboratório: Unidade de ar condicionado: desligar Sistema de bombeamento do gás de exaustão (Sala do Gerador): desligar Sala de Máquinas Válvula de bloqueio do tanque de ar comprimido: fechar Filtro HEPA: desligar Disjuntores: desligar Versão 2: 12.jun

16 7. Documentação dos equipamentos Existe uma pasta, chamada Databook com todos os catálogos, especificações e manuais dos diversos equipamentos instalados no Container Laboratório, disponível para consulta em caso de dúvidas. Não tire nenhum documento dessa pasta e tampouco retire a pasta do laboratório, pois é muito importante que ela permaneça disponível no local para consulta dos usuários. Além da pasta Databook existe uma outra pasta contendo o Plano de Manutenção onde está descrita todas as atividades de manutenção preventiva necessárias. Nesse pasta há uma folha para que você registre as ocorrências que julgue necessárias alertando para problemas observados ou ocorrências cujo registro seja importante como, por exemplo, interrupção de fornecimento de energia elétrica, paradas inesperadas ou dificuldades no cumprimento das ações prevstas neste Manual de Operação. Em caso de quebra ou problemas no funcionamento de qualquer componente, a área de Manutenção da FMUSP (ramal interno ) deve ser avisada, para providências de verificação ou reparo. Eles dispõem de chaves do laboratório para isso. Elaborado por: Paulo Afonso de André/NEP arquivo: Manual Operação Container Combustíveis V1 21jan2013.doc Versão 2: 12.jun

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