AR COMPRIMIDO: ESPECIFICAÇÕES E MÉTODOS DE MONITORAMENTO

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AR COMPRIMIDO:

ESPECIFICAÇÕES E MÉTODOS DE

MONITORAMENTO

Carolina Andrade

Novembro, 2006

(2)

(3)

Qualidade do ar comprimido

• Depende dos detalhes de construção de cada tipo de

compressor

• Qualidade do ar atmosférico captado para a

compressão

Ar Comprimido com maior ou menor

nível de contaminação

SENAI-RJ DIRETORIA DE TECNOLOGIA

(4)

ESPECIFICAÇÕES

1 mg/m

3

0.5 mg/m

3

0,3 mg/m

3

5 mg/m

3

0.1 mg/m

3

Óleos e partículas

sólidas

-40

o

_C

-11

o

_C

-11

o

_C

+4

o

_{C (+39}

o

_F)

- 45

o

_C,

medida a

atmosfera

ambiente

Ponto de Orvalho

-2.5 ppm

2 ppm

NO

_x

-5 ppm

1 ppm

Dióxido de

Enxofre

900 ppm

500 ppm

≤

500 ppm

Diòxido de

Carbono

10 ppm

5 ppm

15 ppm

≤

10 ppm

5 ppm

Monóxido de

Carbono

-Sem odor

Sem odor

-Odor

NOVA

ZELÂNDIA

NZS 5813

INGLATERRA

BS4275

ALEMANHA

EN12021

DIN 3188

ESTADOS

UNIDOS

NFPA

BRASIL

NBR 12188

PARÂMETRO

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Métodos para determinação de

contaminantes

• Ponto de orvalho: ISO 8573.3

• Valores totais para óleo: ISO 8573.2 e ISO 8573.5

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Não detectável,

<0.5

Não detectável,

<0.5

Não detectável,

<0.5

2.5 ppm

NO

_x

Não detectável

Sem odor

Odor

-10 °C

-40 °C

+2 °C

+4 °C

Ponto de orvalho

Não detectável

0 Água condensada

0.04

0.05

0.08 1 mg/m

3

Particulados

4 ppm

25 ppm

Hidrocarbonetos totais

(metano)

1 Não detectável,

<1

1 ppm

10 ppm

Monóxido de Carbono

Não detectável, <1

Não detectável,

<1

500 ppm

Dióxido de Carbono

Compressor III

Compressor II

Compressor I

Limites

Parâmetros

Parâmetros físico-químicos

EUA

Brown, 2002

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Parâmetros fisico-químicos

BRASIL

-25 °C (~900 ppm

de água)

ND

Ponto de orvalho

Ausente

Odor

0.1 ppm

< 0.1 ppm

NO

_x

388 ppm

256 ppm

CO

₂

< 0.3 ppm

CO

2.1 ppm

2.7 ppm

Conteúdo de

hidrocarbonetos

totais

20.90%

21.30%

O

₂

II

I

Compressor

Parâmetro

(8)

Excesso de

condensado na

rede de

distribuição

saindo pelo

posto de

consumo de ar

UMIDADE

(9)

UMIDADE

Danos aos equipamentos



Acelera corrosão dos circuitos internos



Danifica diafragmas de borracha



Associada ao pó de grafite danifica

cilindros dos sistemas pneumáticos e

eletro-válvulas



Excesso => danifica circuitos eletrônicos

(curtos-circuitos e muitas vezes a

necessidade de troca total)

(10)



Condições de baixa pureza e alta

umidade da rede de ar comprimido



Biofilme associado ao pó de grafite

Filtros

F

lu

xô

m

etr

o

F

lu

xô

m

etr

o

(11)

UMIDADE

• Contaminante do ar comprimido

• Causa danos aos componentes internos dos

equipamentos

• Permite formação de biofilmes nas partes internas do

pulmão de armazenamento e no interior das redes de

distribuição

Aço

(12)

AR COMPRIMIDO



Ar comprimido industrial: limpeza e acionamento de

equipamentos (compressor convencional)



_{Ar comprimido medicinal: utilizado para fins terapêuticos.}

Isento de óleo e de água, desodorizado em filtros especiais e

gerado por compressor com selo d’água, de membrana ou de

pistão com lubrificação a seco.



_{Ar comprimido sintético: obtido a partir da mistura de}

oxigênio (21%) e nitrogênio líquido (79%), utilizado para fins

terapêuticos, com especificações de pureza compatíveis para uso

medicinal.

Fonte: RDC 50/03

(13)

Ubiqüidade dos microrganismos

Microrganismos em gases



Todos os tipos de

microrganismos



Células vegetativas



Esporos de bactérias

anaeróbicas e aeróbicas



Esporos de fungos

(14)

Microrganismos: Crescimento

Água➙em gases: ausente

Nutrientes ➙em gases: ausentes(?)

Temperatura

(15)

Microrganismos: Sobrevivência

CAROLINA ANDRADECAROLINA ANDRADE

Células vegetativas

Água

Temperatura moderada

Esporos bacterianos

Sem água

Vários anos

> 10.000 anos

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Tolerância à pressão



Exposição a 1013-6080 bar (25

o

C, 10 min)

Bactérias

Gram-negativas (3040 bar)

Campylobacter jejuni

Escherichia coli

Pseudomonas aeruginosa

Salmonella typhimurium

Yersinia enterocolitica

Leveduras (4053 bar)

Candida utilis

Saccharomyces cerevisiae

Bactérias

Gram-positivas (6060 bar)

Staphylococcus aureus

Streptococcus faecalis

Micrococcus sp.

Esporos (não inativados

mesmo a 6080 bar)

(17)

Tolerância à pressão

Pressão de trabalho no compressor é de

7-8 bar

CAROLINA ANDRADECAROLINA ANDRADE

É pouco provável que somente o efeito da

pressão possa inativar os microrganismos

(18)

Tolerância ao cisalhamento

• Cisalhamento no compressor

: devido a trocas na

pressão causadas pelas trocas de volume

• Cisalhamento nas válvulas

: correlacionado com a

geometria interna das válvulas e com as condições

de operação



É pouco provável que

a pressão dos

compressores

possa

inativar

os

microrganismos por cisalhamento

(19)

Métodos para

Análises de Ar Comprimido

• Métodos para coletar amostras de gas:



filtração



borbulhamento através de um líquido



impactação em superfície (mais comum)

(20)

Métodos para coleta de amostras

Amostragem seca - filtração

(Método Camnea):

1m

3 gas através de um filtro

Contagem total

(fluorescência)

Contagem de viáveis (placa)

Endotoxinas

Amostragem úmida -

borbulhamento

(Método Nycomed):

1m

3 gas em água peptonada

(21)

LIMITES DE DETECÇÃO

Método Camnea:



Contagem de viáveis: 50-150 UFC/m

3 

Carga biológica total: 5300 cel/ m

3 

Endotoxina: 0,09 EU/ m

3 Método Nycomed:



Contagem de viáveis: 2 UFC/m

3

(22)

EIGA – Associação Européia

de Gases Industriais

• Métodos para determinar a contaminação

microbiológica em vários gases

• Diferentes fontes de contaminação e

possível modo de prevenção

• Ar comprimido; dióxido de carbono; óxido

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Estudo de

Biocontaminação

Cilindros de CO

₂

para laparoscopia

Método utilizado: Camnea

• Amostragem através de um filtro de

todo

o

conteúdo do cilindro

• Carga biológica total

**2.2*10**

7 /m

3 • Contagem de viáveis

Não encontrado

• Endotoxinas

< 0.1 UI/mL

(24)

Biocontaminantes em

amostras de ar comprimido

Amostras coletadas

após

100 m de tubulação

Óleo pode servir como

nutriente para

microrganismos

Recém instalado

Comentários

-?

?

Endotoxinas

EU/m

3

150-400

-Número total de

viáveis

UFC/m

3

16.000-31.000

5200

Carga

BiológicaTotal

Células/m

3

Compressor

isento de óleo e água

Compressor lubrificado

com óleo

Compressor

lubrificado com

água

Resultados

(25)

Biocontaminantes em

amostras de água

Água deionisada

Água deinoisada

Comentários

> 0,24 e < 3

> 3 e < 30

Endotoxinas

EU/m

3

12

35 Número total de

viáveis

UFC/m

3

470.000

340.000 Carga

BiológicaTotal

Células/m

3 Após compressor

lubrificado com

água

Antes do compressor

lubrificado com água

Resultados

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AMOSTRAGEM

MICROBIOLÓGICA



Pressão de amostragem

_{Pressão de amostragem}

até 7 bar



Fluxo de ~1 m

_{Fluxo de ~1 m}

3

3 /min

/min



Câmara de amostragem

_{Câmara de amostragem}

autoclavável



Calibração do fluxo

_{Calibração do fluxo}



Sem necessidade de

_{Sem necessidade de}

redutor de pressão

(27)

Biocontaminantes

ND

Bacillus mycoides

Micrococcus luteus

Rede I

Aspergillus niger

Staphylococcus sp.

Staphylococcus scuri

Micrococcus luteus

Bacillus coagulans

Bacillus mycoides

Bastonetes Gram

Negativos

Compressor

Fungos

Bactérias

Local

(28)

CONTAMINAÇÃO COM MICRORGANISMOS

Procedimentos e medidas de

prevenção e controle para produtos

de grau farmacêutico não estéreis

classifica o ar medicinal como um

produto da categoria 2

(29)

PRODUTO CATEGORIA 2 PhEur.

Um produto da categoria 2 é um produto não

estéril com os seguintes limites:



< 100 ufc/m

3 gas



livre de microrganismos patogênicos

(> 50 ufc/m

3 _gas)

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COMENTÁRIOS GERAIS



Ar comprimido não é um produto estéril



Um método para determinação do número de

microrganismos deve ser utilizado



Contaminação

com

óleo

mesmo

em

quantidades residuais pode resultar em danos

em lotes ou produtos



Contaminações podem resultar em custos

elevados

devido

a

paralisações

e

descontaminações

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