CONCEITUAÇÃO GASES E VAPORES 27/09/2011 GÁS. Substâncias que, em condições normais de pressão e temperatura (25 C e 760 mmhg), estão no estado gasoso.

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1 GASES E VAPORES CONCEITUAÇÃO GÁS Substâncias que, em condições normais de pressão e temperatura (25 C e 760 mmhg), estão no estado gasoso. Exemplos: oxigênio, hidrogênio e gás carbônico. 1

2 CONCEITUAÇÃO VAPOR É a fase gasosa de uma substância, que a 25 C e 760 mmhg, é líquida ou sólida. Exemplo: vapores d água, vapores de gasolina, vapores de tolueno, etc. CONCEITUAÇÃO Em saúde ocupacional não importa se a substância é um gás ou um vapor O que importa é o estado GASOSO A substância tende a difundir no ar Em pouco tempo espalha-se de forma quase uniforme por todo o ambiente Trabalhadores passam a inalar o gás ou vapor, com possíveis consequências de caráter toxicológico 2

3 CONCEITUAÇÃO GASES OU VAPORES Riscos de incêndio ou explosão Riscos de caráter toxicológicos CLASSIFICAÇÃO Os gases ou vapores podem ser classificados segundo sua ação sobre o organismo humano. Assim podem ser divididos em três grupos irritantes anestésicos asfixiantes 3

4 IRRITANTES Produzem inflamações nos tecidos com que entram em contato direto, tais como a pele, a conjuntiva ocular e as vias respiratórias Exemplos: Ácido sulfúrico Cloro Gases nitrosos ANESTÉSICOS Produzem efeitos anestésicos, devido à ação depressiva sobre o sistema nervoso central Este efeito aparece em exposições a altas concentrações, por período de curta duração Exposições repetidas e prolongadas a baixas concentrações (casos típicos de exposições industriais) acarretam intoxicações que afetam os diversos sistemas do nosso corpo Exemplos: a maioria dos solventes orgânicos como o tetracloreto de carbono, tolueno, benzeno, álcool etílico, butano, propano, etc. 4

5 ASFIXIANTES Produzem o bloqueio dos processos vitais tissulares, causado pela falta de oxigênio. A falta de oxigênio pode acarretar lesões definitivas no cérebro, em poucos minutos Exemplos: Hidrogênio Hélio Argônio Monóxido de carbono AVALIAÇÃO DOS GASES E VAPORES Os gases e vapores podem ser avaliados através de aparelhos que coletam e analisam a amostra no próprio local de trabalho e denominados APARELHOS DE LEITURA DIRETA, e através de aparelhos que coletam a amostra do ar ou do contaminante, para posterior análise em laboratório e denominados AMOSTRADORES 5

6 APARELHOS DE LEITURA DIRETA Os aparelhos de leitura direta, são aqueles que fornecem, no próprio local que está sendo analisado, a concentração do contaminante Podem ser usados para a análise de gases e vapores, e também alguns aerodispersóides Podem ser divididos em dois grupos Os que utilizam métodos químicos Os que utilizam métodos físicos APARELHOS DE LEITURA DIRETA Indicadores colorimétricos Aparelhos de leitura direta que utilizam métodos químicos, que fornecem a concentração existente no ambiente, pela alteração de cor ocorrida devido a uma reação química 6

7 APARELHOS DE LEITURA DIRETA Existem três tipos de indicadores colorimétricos Tubos indicadores, contendo substâncias químicas impregnadas em um sólido Usados para avaliar concentrações de gases e vapores dispersos no ambiente de trabalho Filtros de papel tratados quimicamente Utilizados, geralmente, para avaliação de aerodispersóides Líquidos reagentes Normalmente utilizados para avaliar a concentração de gases ácidos ou alcalinos APARELHOS DE LEITURA DIRETA A concentração do contaminante é determinada pela passagem de uma certa quantidade de ar pelo reagente, que produzirá uma alteração em sua cor, caso o contaminante esteja presente 7

8 APARELHOS DE LEITURA DIRETA A concentração do contaminante é então determinada: Pela comparação da intensidade e extensão da alteração de cor resultante, com escalas padronizadas, que tanto podem estar gravadas no próprio tubo, como impressas na carta informativa que o acompanha Por comparação da cor obtida com cores padrões Pelo número de bombadas (quantidade de ar) necessárias para se chegar a uma cor padrão APARELHOS DE LEITURA DIRETA O ar passa através do reagente pela ação de uma bomba aspiradora Tipo pistão Tipo fole É extremamente importante verificar o funcionamento da bomba antes de qualquer amostragem Eventual vazamento ou obstrução 8

9 APARELHOS DE LEITURA DIRETA Para cada substância, ou as vezes para cada grupo funcional, existe um indicador específico A grande maioria das substâncias possuem tubos indicadores para a sua avaliação Muitos tubos são fabricados com uma pré-camada Retirar substâncias que podem interferir na avaliação por terem reação similar à do contaminante avaliado Exemplo: tubo de benzeno, com pré-camada para separar tolueno e xileno APARELHOS DE LEITURA DIRETA Prático Fácil Erros de até 20% Utilizado quando o valor esperado está muito acima ou muito abaixo do Limite de Tolerância! 9

10 AMOSTRADORES Dois tipos de amostradores Coletam amostra de ar total (ar + contaminante) Coletam apenas contaminantes Após a amostragem, a determinação da concentração ambiental deverá ser feita através de análise química Cromatografia Espectroscopia no Infra-vermelho AMOSTRADORES DE AR TOTAL Coletam volume conhecido de ar contaminado para posterior análise dos contaminantes, através de métodos químicos ou instrumentais O método de análise deverá ser sensível, pois neste tipo de amostragem, como a coleta é de ar total e os frascos tem dimensões limitadas, a quantidade de contaminante amostrada é relativamente pequena Não é recomendável para a coleta de poeiras e fumos metálicos, pois estes podem se depositar nas superfícies internas do equipamento 10

11 PRINCÍPIOS BÁSICOS UTILIZADOS NA AMOSTRAGEM DE AR TOTAL DESLOCAMENTO DE AR Consiste na abertura, no local da amostragem, de um frasco com vácuo. O ar contaminado ocupará o lugar do vácuo O frasco utilizado na amostragem não deverá reagir com o contaminante Desvantagem: o frasco pode perder parte de seu vácuo antes de ser utilizado PRINCÍPIOS BÁSICOS UTILIZADOS NA AMOSTRAGEM DE AR TOTAL DESLOCAMENTO DE LÍQUIDOS Consiste em se esvaziar, no local da amostragem, um frasco cheio de líquido (geralmente água). Desta forma o ar contaminado ocupará o lugar do líquido Desvantagem: solubilidade de alguns contaminantes no líquido existente no frasco, o que pode levar a erros na posterior determinação da concentração 11

12 AMOSTRADORES DE SEPARAÇÃO DOS CONTAMINANTES DO AR O ar contaminado passa através de um meio coletor adequado separando-se, assim, os contaminantes do restante do ar É necessário que se conheça o volume de ar total que passou através do meio coletor Gases e vapores formam uma mistura homogênea com o ar não se separam através de meios mecânicos Quando a concentração do contaminante a ser analisado for da ordem de ppm, deve-se dar preferência a um dos métodos de separação dos contaminantes do ar RETENÇÃO EM MEIO SÓLIDO (ADSORÇÃO) Um volume conhecido de ar contaminado é passado através de um tubo contendo um sólido poroso, geralmente carvão ativado ou sílica gel, na superfície do qual os gases e vapores são adsorvidos Faz-se a remoção do contaminante utilizando-se um solvente adequado, que dependerá do tipo de adsorvente utilizado, tipo de contaminante e método analítico empregado 12

13 RETENÇÃO EM MEIO LÍQUIDO (ABSORÇÃO) O ar contaminado é passado através de um meio líquido (substância absorvente) adequado, no qual os gases e vapores ficam retidos, ou por diluição, ou por reação química A escolha do absorvente dependerá do contaminante a ser coletado, levando-se em conta sua solubilidade ou características reativas, e também o método de análise a ser utilizado em laboratório para a sua determinação A substância absorvente mais utilizada é a água ABSORÇÃO DE GASES E VAPORES ABSORVEDOR SIMPLES O ar passa através de um tubo e borbulha no meio líquido Usados para contaminantes de alta solubilidade ou de grande reatividade com o absorvente O impinger é um exemplo deste tipo de absorvedor 13

14 ABSORÇÃO DE GASES E VAPORES ABSORVEDORES DE MÚLTIPLO CONTATO Aumentam o tempo de contato entre o contaminante e o meio absorvente ou a superfície de contato entre os mesmos Maior facilidade de absorção Utilizado para gases e vapores com baixas solubilidades ou com reações muito lentas CONDENSAÇÃO O ar contaminado passa através de condensadores, ou tubo em U resfriado a uma temperatura inferior à do PE do contaminante a ser coletado O resfriamento pode ser feito com a utilização de ar liquefeito ou gelo seco Para evitar interferência, antes do ar ser condensado, ele deverá passar por um desumidificador Vantagem: contaminante coletado em um estado bastante puro 14

15 CONDENSAÇÃO Desvantagens: Para uma boa eficiência é necessário instrumentos colocados em série, perdendo sua portabilidade A amostra deverá ser mantida resfriada até o momento da análise para evitar perdas por evaporação Utilizado somente quando houver alteração do contaminante, se coletado por outros métodos de amostragem QUADRO-RESUMO AMOSTRADORES DE GASES E VAPORES Amostradores Amostradores de AR TOTAL (coletam o contaminante juntamente com o ar Amostradoresque separam o contaminante do ar (coletam apenas o contaminante) Princípiosutilizados para a amostragem Deslocamento de ar Deslocamento de líquido Absorção (retenção do contaminante em meio líquido) Adsorção (retenção do contaminante em meio sólido) Condensação (mudança do estado gasoso para o estado líquido) Equipamento utilizado Frascos evacuados,sacos de aspiração Frascos de Mariot Borbulhadores (impactadores ou impinger) Bombade sucção mais tubo contendo material adsorvente (carvão ativado, sílica gel) Condensadores 15

16 EQUIPAMENTOS DE AVALIAÇÃO DE GASES E VAPORES EQUIPAMENTOS DE AVALIAÇÃO DE GASES E VAPORES 16

17 MEDIDAS DE PROTEÇÃO Existem várias medidas relativas ao meio e ao homem que podem ser aplicadas para eliminar ou atenuar os efeitos de gases e vapores tóxicos. Substituição de agentes nocivos Ventilação geral diluidora ou exaustora Segregação Manutenção de equipamentos do controle Limitação do tempo de exposição Utilização de EPI EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS DE CONTROLE O controle de gases e vapores produzidos pela indústria são mais complexos e não tão satisfatórios quanto o controle de materiais particulados. Entre os principais métodos incluem-se: COMBUSTÃO ABSORÇÃO ADSORÇÃO 17

18 COMBUSTÃO É realizada através de pós-queimadoresque completam a oxidação de combustíveis parcialmente queimados, fumaças, materiais particulados e gases de odor desagradável São muito utilizados em incineradores, refinarias, indústrias de alimentos, beneficiamento de pescados, torração de café, indústrias de tintas e vernizes, etc. Os pós-queimadores são geralmente operados em torno de 650 C, porém, podem variar de 500 a 900 C, dependendo da temperatura de ignição do contaminante a ser queimado ABSORÇÃO Método em que o poluente gasoso é separado do efluente por dissolução em um líquido solvente apropriado. Conforme o tipo de solvente utilizado pode ocorrer uma reação química além da absorção física, aumentando assim a eficiência do processo Diversos tipos de torres utilizam este método, com eficiências variáveis, dependendo do desenho do coletor, do solvente utilizado, e também da natureza do efluente gasoso TORRE DE ENCHIMENTO 18

19 ADSORÇÃO As moléculas do gás ou vapor a ser tratado entram em contato com um adsorvente, como carvão ativado e silicatos, que retém o contaminante em seus poros e capilares. O contaminante, após esta coleta, é desadsorvidoe enviado para disposição final A separação do gás/vapor do adsorvente pode ser feita através de vapor, permitindo a utilização do absorvente outras vezes no mesmo processo A adsorção é frequentemente utilizada na eliminação de odores desagradáveis e para maior eficiência deve ser realizada dentro de certos limites de temperatura (50 C) e velocidade dos gases (0,1-0,3 m/s) 19