Medição da Qualidade do ar comprimido de acordo com a ISO 8573

O Ar comprimido é um meio dispendioso, mas também indispensável na produção industrial e automatizada. Por isso, é ainda mais importante que as Aplicações estejam sempre atentas à qualidade dos seus Sistemas de ar comprimido.

A ISO 8573 é uma norma reconhecida internacionalmente que define os contaminantes mais importantes do Ar Comprimido. A implementação desta norma suporta o teste preciso dos contaminantes mais importantes no Ar comprimido - Partículas, água, gases, contaminantes microbiológicos e de óleo.

Alguns destes métodos requerem que as amostras sejam analisadas num laboratório. Isto envolve sempre atrasos e apenas fornece ao cliente um instantâneo médio ao longo do período medido e nem sempre é prático.

Então, como podemos medir estes contaminantes em condições de funcionamento quotidianas e reais?

A CS INSTRUMENTS oferece soluções personalizadas para monitorização estacionária e Portátil. Os Alarmes podem ser utilizados para sinalizar que é necessário efetuar trabalhos de manutenção no sistema de Ar comprimido (secador e filtro) para que o óleo, a água e as Partículas não entrem na rede de ar comprimido. Isto, por sua vez, reduz o risco de contaminação dos produtos finais e aumenta a fiabilidade do processo e a vida útil dos componentes pneumáticos.

A ISO 8573 é composta pelas seguintes partes, que se resumem no título geral "Qualidade do Ar Comprimido"

ISO 8753-1: Impurezas e classes de limpeza
ISO 8753-2: Método de ensaio para o teor de aerossóis de óleo
ISO 8753-3: Método de ensaio para a Medição da Humidade
ISO 8753-4: Método de ensaio para o teor de Partículas sólidas
ISO 8753-5: Métodos de ensaio para o teor de vapores de óleo e de solventes orgânicos
ISO 8753-6: Método de ensaio para o teor de poluentes gasosos
ISO 8753-7: Método de ensaio para o teor de contaminação microbiológica viável
ISO 8753-8: Método de ensaio para o teor de partículas sólidas por concentração de massa
ISO 8753-9: Método de ensaio para o teor de água líquida

ISO 8573:2010 Classe	Partículas sólidas			Água	Óleo
	Número máximo de Partículas por m3			Ponto de orvalho de pressão Vapor	Teor total de óleo (líquido, aerossol e Vaporosos)
	0,1 - 0,5 μm	0,5 - 1 μm	1 - 5 μm	Ponto de orvalho de pressão Vapor	mg/ m3
0	Conforme especificado pelo utilizador do aparelho, requisitos mais rigorosos do que os da classe 1
1	≤ 20.000	≤ 400	≤ 10	≤ -70 °C	0,01
2	≤ 400.000	≤ 6.000	≤ 100	≤ -40 °C	0,1
3	-	≤ 90.000	≤ 1.000	≤ -20 °C	1
4	-	-	≤ 10.000	≤ +3 °C	5
5	-	-	≤ 100.000	≤ +7 °C	-
6	-	-		≤ +10 °C	-
7	-	-		-	-
8	-	-		-	-
9	-	-		-	-
x	-	-		-	-

Neste editorial, centramo-nos nos métodos em linha para a deteção contínua de aerossóis de óleo, humidade e Partículas (incluindo contaminantes microbiológicos).

Teor de aerossóis de óleo

No que respeita à norma ISO 8573, são autorizados vários métodos de ensaio para a Medição do teor de aerossóis de óleo.

O quadro seguinte foi retirado do documento normativo ISO 8573-2. Os métodos de medição seguintes correspondem a uma amostra recolhida ao longo do tempo, pelo que os resultados só podem ser utilizados para efeitos de validação.

Parâmetros	Método A - Fluxo total	Método B - Caudal total	Método B2 - Fluxo parcial
Gama de contaminação	1 mg/m3 a 40 mg/m3	0,001 mg/m3 a 10 mg/m3	0,001 mg/m3 a 10 mg/m3
Velocidade máx. Velocidades máximas no filtro	Ver 7.1.2.10	1 m/s	1 m/s
Sensibilidade	0,25 mg/m3	0,001 mg/m3	0,001 mg/m3
Precisão	± 10% do valor real	± 10% do valor real	± 10% do valor real
Temperatura máx. Temperatura máx.	100 C°	40 C°	40 C°
Tempo de teste (típico)	50 h a 200 h	2 min a 10 h	2 min a 10 h
Estrutura do filtro	Filtro de linha de coalescência	Membrana de três camadas	Membrana de três camadas

Para medições em linha que dão ao utilizador uma visualização contínua e também uma indicação do pico de contaminação, são utilizados sistemas de medição modernos, como as tecnologias de sensores PID. Estes sensores fornecem uma Medição permanente e altamente precisa de vapores de óleo, utilizando o método Photo Ion Detetor (PID).

Os sensores podem ser facilmente ligados ao sistema de ar comprimido através de uma Válvula esférica ou de um acoplamento rápido e analisam continuamente o ar. A estabilidade a longo prazo pode ser assegurada através da utilização de um catalisador que queima quaisquer hidrocarbonetos no ar, tornando o ar limpo ideal para a calibração do ponto zero durante o funcionamento.

Os valores medidos são contínuos, podem ser registados e disparam alarmes se os valores-limite forem excedidos. Isto oferece vantagens significativas em relação aos métodos de medição temporários

Medição de óleo residual - OIL CHECK 500

O OIL CHECK 500 permite uma Medição permanente e altamente exacta do teor de vapor de óleo residual de 0,001 mg/m3 a 2,5 mg/m3. O valor medido mínimo de 0,001 mg/m3 significa que a classe de qualidade do ar comprimido 1 (ISO 8573) pode ser monitorizada. Isto significa que toda a Faixa de medição pode ser monitorizada com o Oil-Check 500.

A ISO 8573 trata dos métodos de teste para a medição da humidade. A tabela seguinte foi retirada do documento normativo ISO 8573-3:

Tabela 1 - Métodos de ensaio para a medição da humidade do ar

Métodos de medição ordenados de acordo com a sua precisão de medição		Precisão da medição ±°C	Gama para a humidade Especificada como Ponto de orvalho de pressão ° ° C.								Observações
Método	Tabela		-80	-60	-40	-20	0	+20	+40	+60
Espectroscópico	2	a									O limite de deteção do vapor de água é de cerca de 0,1 x 10-6 a 1 x 10-6 b
Condensação	3 e 4	0,2 a 1,0
Química	5	1,0 a 2,0
Elétrico	6, 7 e 8	2.0 a 5,,0
Psicrómetro	9	2,0 a 5,0
a A exatidão da medição ainda não está disponível em graus Celsius. b Fração de volume. c Ponto de orvalho de pressão na norma ISO 7183.

Os métodos de espetroscopia e de condensação são muito precisos, mas também muito dispendiosos quando utilizados como soluções de medição contínua. Os métodos químicos e psicrómetros são amostras aleatórias que não podem ser utilizadas para medições contínuas.

O método mais utilizado para a Medição da humidade e das temperaturas do ponto de orvalho é, portanto, o método elétrico. Os sensores mais utilizados nesta categoria são os que medem a variação da capacitância a diferentes humidades. Isto deve-se ao facto de estes sensores oferecerem a maior Faixa de medição com Precisões e Repetibilidades muito elevadas.

Estes sensores também podem ser facilmente instalados através de uma Válvula esférica ou de um acoplamento rápido e fornecem Medições contínuas que podem ser registadas e/ou utilizadas para disparar Alarmes quando os valores limite são excedidos.

Humidade residual - Sensor de ponto de orvalho FA 510

O FA 510 mede o Ponto de orvalho de pressão até -80°Ctd. Também aqui, a Medição contínua assegura que um Alarme pode ser acionado imediatamente se o secador de ar comprimido falhar. O sensor permite uma monitorização permanente do Ar Comprimido.

A ISO 8573 trata dos métodos de ensaio para o teor de partículas sólidas. O quadro seguinte foi retirado do documento normativo ISO 8573-4:

Método	Gama de concentração aplicável ^{partículas/m3}	Diâmetro aplicável das partículas sólidas μm
		< 0,1	0,5	1	< 5
Contador de partículas a laser	0 -¹⁰⁵
Contador de núcleos de condensação	¹⁰² -¹⁰⁸
Analisador de mobilidade de partículas	-
Espectrómetro SMPS/espetrómetro de tamanho de partículas	¹⁰² -¹⁰⁸
Amostragem na superfície da membrana em conjunto com um microscópio	0 -¹⁰³

O método de ensaio mais frequentemente utilizado para a Medição do teor de partículas sólidas é efectuado através da contagem das Partículas utilizando um contador de partículas a laser. Os sensores podem ser facilmente ligados ao sistema de ar comprimido através de uma Válvula esférica ou de um acoplador rápido e analisam continuamente o ar. A Precisão é influenciada pelo tamanho do díodo laser e pela ótica utilizada, bem como pela Taxa de fluxo através do dispositivo. Quanto maior for o volume de ar que pode ser analisado num determinado momento, maior será a Precisão alcançada.

Alguns contadores de partículas a laser só medem até um tamanho de partícula de 0,3 μm (micrómetros). Isto não é suficiente para a indústria alimentar, uma vez que devem ser detectados tamanhos de partículas até 0,1 μm para determinar a classe ISO 8573.

Contador de partículas PC 400

O contador de partículas ótico de alta precisão PC 400 mede Partículas a partir de um tamanho de 0,1 μm e é, portanto, adequado para monitorizar a classe 1 de qualidade do ar comprimido (ISO 8573).

No centro da medição da qualidade do ar comprimido está o Registrador de gráfico DS 500, onde os dados de medição dos sensores de óleo residual, Partículas e humidade residual são medidos e documentados. Os valores medidos são apresentados graficamente no ecrã a cores de 7".

As curvas desde o início da Medição podem ser visualizadas com um simples movimento do dedo. O Registrador de dados integrado armazena os valores medidos de forma segura e fiável. O valor limite pode ser introduzido livremente para cada parâmetro medido. Estão disponíveis 4 relés de alarme para sinalizar quando os valores limite são excedidos. Opcionalmente, o DS 500 pode ser equipado com até 12 entradas de sensores.

O DS 500 dispõe de uma interface Ethernet e de uma interface RS 485 para ligação a sistemas de nível superior. A comunicação é efectuada através do protocolo Modbus.