Amostrador de grandes volumes modificações hipolita

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ISSN: 1984-3151
	Analise da eficiência do Amostrador 
Efficiency analysis of the Amostrador 
Marcia 1; Cláudio Salgado Alves2; Elton Josias Alves Clemente Da Silva 3; Eric Duarte Figueredo 4; Hipolita Cassia Moraes Ferreira5; Kamila Fernanda Araujo6; Luiza da Silva Franca7
Nedson Tavares8; Thayrinne Gabriela Lopes Oliveira 9;
1
e-xacta, Belo Horizonte, Vol. X, N.º Y, p. aa-bb. (ano). Editora UniBH. 
Disponível em: www.unibh.br/revistas/exacta/
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Disponível em: www.unibh.br/revistas/exacta/
Resumo:
Abstract: 
____________________________________________________________________________
1 Introdução
Estudos mostram que cerca de 90% da população urbana mundial não possui qualidade do ar adequada aos níveis de segurança estipulados para a saúde. Segundo a Organização mundial da saúde – OMS, cerca de 7 milhões de pessoas no mundo sofreram óbito com doenças relacionadas a poluição do ar. As discussões relacionadas ao meio ambiente estão tornando-se fundamentais durante a realização de processos industriais, tecnológicos e sociais que resultam na necessidade de encontrar soluções para a qualidade de vida da sociedade. A redução da qualidade do ar e efeitos causados devido ao excesso de poluição gerada pelo desenvolvimento industrial é uma consequência vivenciada por todos em prol do crescimento econômico do país. Para isso as empresas procuram encontrar soluções que atendem as necessidades de continuar com o desenvolvimento industrial, porém de forma sustentável.
No Brasil, o Ministério do Meio Ambiente – MMA, Conselho Nacional do Meio ambiente – CONAMA e a Fundação Estadual do Meio Ambiente – FEAM são os órgãos responsáveis pelo monitoramento das consequências ambientais causadas pela sociedade, que incluí a qualidade do ar. Em junho de 1990 foi decretada a resolução de nº 99.274 pelo CONAMA que tem como objetivo alguns requisitos para a qualidade do ar previsto pelo Programa Nacional de Controle de Qualidade do Ar – PRONAR (MMA, 1990). 
O estado de Minas Gerais possui atividades de mineração que contribui para o Produto Interno Bruto – PIB, sendo que cerca de 66% dessas atividades é executada pela Região Metropolitana de Belo Horizonte – RMBH. Portanto, de acordo com o site (Agência de Minas - 2016) a FEAM foi ampliada utilizando equipamentos em estações, capaz de medir a poeira fina (MP10) e extrafina (MP 2,5), que são consideradas bastante prejudiciais à saúde. No ano de 2013, em Belo Horizonte, a qualidade do ar teve variação de boa a inadequada por 6 dias e esse dado é decorrente, das cidades de Betim e Contagem, que são polos importantes para o Estado de Minas Gerais. (FEAM, 2013; AGENCIA, 2016.).
Percebe-se que as preocupações com as consequências trazidas do processo industrial ainda são escassas e que, se não possuir um equipamento adequado, a sociedade pode sofrer problemas na saúde e a má qualidade de vida no meio ambiente.
O amostrador de grandes volumes é uma nova tecnologia no mercado para monitorar a qualidade do ar, pois seleciona partículas de até 10µg ao utilizar uma vazão constante no equipamento. O presente trabalho visa analisar a eficácia do mostrador de grandes volumes, assim como compará-lo aos utilizados por grandes industriais, estudar sua viabilidade econômica e seu funcionamento.
2 Metodologia
Realizou-se uma pesquisa explicativa, através de gráficos, tabelas e manuais, sobre o funcionamento e importância do Amostrador de grandes volumes MP10, representando todo o processo de medição das partículas impuras e assim validando sua eficiência e viabilidade para o monitoramento da qualidade do Ar pelo seu tempo de amostragem (24 horas nominais) e vazão de 1,13 m³/min.
Para analisar essa eficiência, visitou-se um local com o aparelho em funcionamento, sendo observadas suas componentes e respectivas funções, possibilitando compreender como o equipamento funciona e assim poder desenvolver o artigo com consistência dos assuntos tratados. 
A partir do recolhimento de dados, imagens e orientações com técnicos da área, as informações foram analisadas colocando em prática todo o cálculo e funcionamento do equipamento. 
Geralmente encontram-se dois tipos de amostradores no mercado para comparação: o AGV-PTS (Figura 1) e o Mp10 (Figura 2). Através da análise e interpretação do manual de operação de ambos, será demostrado as vantagens, desvantagens e os cálculos necessários para a realização desse processo que contribui para todo o seu funcionamento. será demonstrado que o equipamento AGV-PTS é responsável pela coleta de partículas com diâmetro aerodinâmico na faixa de 0,1 μm a 100 μm (Partículas totais em suspensão) e para partículas menores que 10 μm é utilizado o produto em questão, AGV-MP10 (figura 1), pois o mesmo consegue analisar partículas menores que podem ser prejudiciais à saúde que necessitam de um equipamento adequado para amostrar a poluição do local. (isso seria parte da conclusão ou do desenvolvimento, eu acho - luisa) (Tirei essa parte e acrescentei agumas coisa – hipolita
Colocar figura 1 AQUI, pensei colocar o AGV
Figura 2- AGV MP10 (com porta aberta)
Com o cálculo de várias variáveis é possível encontrar a vazão de ar que o equipamento absorve. Essa vazão é importante para calcular o volume de partículas encontradas durante a análise baseado em parâmetros, que são apresentadas em um disco de amostragem por certo tempo. Portanto, utiliza-se a fórmula:
Onde:
Q= Vazão
a2 = parâmetros inclinação 
b2= intercepto da reta de ensaio. 
P0= pressão de estagnação
Pa= pressão atmosférica 
Ta= temperatura ambiente 
Outro estudo a ser analisado dentro do equipamento é devido à presença do temporizador e o motor, que é compreendido com o auxílio da física elétrica. O time é um programador de tempo que demostra a duração da amostragem de 15 minutos em 24 horas medida com horâmetro. Durante esse processo o controlador, posicionado dentro do equipamento, demonstra o momento de amostragem. Em seguida, a concentração de até 10µ em suspensão, é computadorizada e converte a massa das partículas pelo volume, sendo expressa no final em microgramas por metro cúbico (µg/m3).
Em que: 
 = concentração de partículas MP10 em suspensão, g/m³.
= Ganho líquido de MP10 no filtro durante a amostragem, g. 
= Volume total de amostrado, m³. 
= Fator de conversão, ug/g.
Como as siderúrgicas (acho que como o trabalho está mais norteado e que estamos analisando o equipamento mp10, como no titulo, não precisamos colocar ênfase mais - hipolita) são ênfase para a aplicação do equipamento, 
É necessário através do autoCAD, programa estudado na disciplina de Desenho Técnico, demonstrar como é posicionado o equipamento em relação a jusante e montante da fonte poluidora. (Figura 1 ) (essa figura do cad eu acho que deveria colocar no desenolvimento) (mudei essa parte pro final – hipolita)
3.1 Impactos causados
O Internacional de Pesquisas sobre o Câncer (IARC), vinculada à Organização Mundial de Saúde (OMS) classificou a poluição do ar como uma das principais causa do câncer do pulmão. O Kurt Straif, chefe da seção de monografias da IARC, explicou que a poluição do ar é muito abrangida e pode ser incluído material particulado e gases, sendo as micropartículas um risco para o pulmão. A má qualidade do ar é um assunto repercutido entre os países e para isso são criados órgãos reesposáveis para fiscalizar e assim solucionar os problemas causados pela poluição. Como dito por kurt Straif, as partículas não visíveis podem trazer consequências drásticas e com complexidade maior para poder identificar, para isso é necessário um estudo epidemiológicos para relacionar as exposições dos poluentes atmosféricos que causam como asma, bronquite, enfisema pulmonar e câncer de pulmão sendo afetadas geralmente em crianças, idosos e pessoas quepossuem doenças respiratórias. Além disso, pode acarretar para o Estado um gasto maior com o aumento da poluição do ar, devido à necessidade de assistência medicas á essas vítimas. (OGLOBO, 2013; MMA,1990)
A resolução de nº 99.274 feita pelo CONAMA estabelece a responsabilidade dos estados de monitorar os poluentes atmosféricos, portando existe uma norma para classificar o ar como adequado ou inadequado baseados em relatórios através de equipamentos capaz de analisar essas partículas. Geralmente é utilizado o equipamento de material particulado total (PTS) e o equipamento de material particulado inaliável (PM10), instalados em regiões propícias para o estudo. A fumaça, partículas totais em suspensão, partículas inaláveis, dióxido de enxofre, monóxido de carbono, ozônio e dióxido de nitrogênio são parâmetros estipulados para analisar a qualidade do ar, como mostra na tabela 1 e tabela 2. (PBH, 20??)
Tabela 1 – Classificação das partículas. (PBH, 20?? )
3.2 O equipamento AGV-MP10
O AGV-MP10 é constituído basicamente pelos mesmos componentes do AGV-PTS, a principal diferença entre eles é que para o MP10 o ar adentra um cabeçote, que possui a região de entrada de partículas, perfazendo um ângulo de 360º. 
A coroa, ou topo da casinhola, é a sustentação da cabeça de separação por meio de portafiltro/cvv/porta motor que absorve algumas partículas para poder iniciar o processo de amostragem. O ar é sugado por moto aspirador e penetrado na cabeça de abertura como uma vazão de 1,13 . A geometria da cabeça do equipamento contribui para a coleta das partículas de até 10µg e assim favorece para a separação. Com a vazão imprimida, o escoamento é acelerado por 9 bocais que projetam o ar para a câmara de impacto inercial, onde o particulado com diâmetro aerodinâmico superior a 10 μm, se dividam em partículas menores e sejam amostrados (AMORIM, 2004). (Figura 3)
Figura 3 - Cabeça do MP10.
O equipamento possui filtros de fibra de vidro capaz de absorver essas micros-partículas. As mesmas são direcionadas devido aos jatos de aceleração, que devem ser calculados e testados para provar a sua velocidade e assim fracionar partículas em tamanhos para câmera de impactação. (figura 4 ) 
Figura 4 –
É necessário um cálculo volumétrico de vazão - CVV para controlar a amostragem do tipo tubo venturi, que serve para medir a pressão exercida por um líquido em varias variáveis. O controle da vazão é obtido pela compressão e, portanto, por aceleração do fluxo de ar através do venturi. Após este processo, a velocidade do ar se aproxima da velocidade do som, criando um fluxo próximo do crítico. Esta vazão é pouco afetada por alterações na perda de carga no filtro, na temperatura ambiente e na pressão barométrica na estação. A fórmula mostra que a vazão de Q reduz a uma função de uma temperatura ambiente e da taxa de pressão de Po/Pa, sendo Po pressão de estagnação abaixo do filtro e Pa a pressão atmosférica. A pressão diferencial lida no manômetro, de 800 mm, fixado ao lado do amostrador é contribuinte para a pressão de estagnação, pois, uma extremidade do manômetro é mantida aberta para a atmosfera e a outra, conectada à tomada de pressão de estagnação, sendo Po dada pela diferença de pressões. (não sei se ta correto isso aqui e se tem partes de ctrl c ctlrv )
Para o controle é utilizado o time, ou relé de tempo, que é um mecanismo utilizado na elétrica que possa ser desempenhado por um sistema microprocessado. Ao ser alimentado por uma fonte de energia o time é acionado ao um tempo pré- estabelecido pelo o programador, facilitando para a amostragem do equipamento. Outros componentes são horâmetro que analisa a pressão exercida, chave liga-desliga para o funcionamento do motor, o sinaleiro e porta-fusível, concentrado em painel único. A figura 5 mostra um exemplo de um circuito do time programado para 24hrs.
Figura 5 - Circuito do time programado 24hrs (WESTPHAl, 2012)
O amostrador possui um material de alumínio anodizado com 110 cm de altura, 38 cm de largura e 38 cm de fundo sendo necessária a instalação em locais de acordo á essas dimensões, além disso, é preciso instalar a uma distancia de 5 metros da jusante e montante e com ventos predominantes para uma melhor análise. De acordo com o calendário sei la o que são feitas 4 a 5 amostragens por mês, de 6 em 6 dias, ou seja, uma vez por semana. Para isso é necessário um técnico da área para o recolhimento do filtro de maneira rápida pra não comprometer as amostras. Além disso, é necessário programar o time para a próxima amostragem a ser feita.