A INSTRUMENTAÇÃO ANALÍTICA

INTRODUÇÃO

A instrumentação é de suma importância no ramo industrial, pois é ela quem realiza as medições e o controle das variáveis dentro de um processo produtivo. Dentro deste parâmetro, existem alguns dispositivos que são capazes de fornecer resultados precisos e outros recursos automatizados de controle. Com isso, é necessário que haja uma coleta de dados que envolve o funcionamento dos equipamentos e os valores medidos ao final de cada produção, visto que uma comparação pode ser realizada a fim de estabilizar os resultados e diagnosticar onde e quando devem ocorrer pequenos ajustes.

Os analisadores, no geral, são instrumentos industriais que têm como função realizar medições contínuas ou análises automáticas de grandezas físico-químicas em linhas fabris. São projetados de modo a receberem uma amostra dentro de certas condições estabelecidas de temperatura, umidade, pressão, pH, além de outros parâmetros.

Geralmente, os requisitos da amostra do processo seguem padrões estipulados pelo analisador. Desta forma, o sistema de amostragem atua com o intuito de realizar a ligação entre o processo e o encarregado da análise, visto que, um fluxo que pode ser impróprio para indicar qualquer resultado, acaba se tornando numa amostra representativa e que pode ser mensurada.

Estes analisadores fornecem dados precisos para que seja possível assegurar diversos fatores, como: a eficiência do processo e dos equipamentos, manter a qualidade dos produtos fabricados, monitorar as condições ambientais de um meio, além de otimizar o tratamento e a manipulação de efluentes industriais.

O cloro livre é a soma das espécies que contêm átomo de cloro no estado de oxidação “0” ou “+1” e que não está combinado com amônia (NH3) ou nitrogênio orgânico. Quando se trata de limpeza em piscinas, por exemplo, o cloro livre não tem cheiro e também não é prejudicial aos olhos, às mucosas e à pele do ser humano, além de apresentar altos poderes oxidantes e desinfetantes, visto que, ajuda a evitar a disseminação de doenças de veiculação hídrica.

Quando o nível de cloro livre não for razoável para oxidar os compostos de nitrogênio, a oxidação perde o rendimento no meio do processo, gerando o cloro combinado, como o próprio nome sugere, é a quantidade de cloro que está ligada a compostos nitrogenados, como as cloraminas, indicando baixo poder desinfetante. A junção entre estes dois tipos de cloro: o cloro livre e o cloro combinado, chama-se cloro total e pode ser medido através de fitas que informam o potencial hidrogeniônico (Ph).

No entanto, as fitas mencionadas anteriormente não são capazes de informar valores precisos sobre o cloro livre, uma vez que, essa medição ocorre de forma indireta. Sendo assim, existem analisadores de cloro residual colorimétrico, próprios para a obtenção de resultados com um nível maior de clareza.

DESENVOLVIMENTO

O princípio de funcionamento de um analisador de cloro é simples e dinâmico, já que, utiliza como base a medição colorimétrica, além de outros parâmetros de medição englobados. A colorimetria é a ciência da medição de cor e é largamente aplicada na indústria e em laboratórios para expressar a cor em termos numéricos e para medir a diferença das cores entre as amostras.

Este instrumento pode ser dividido em 3 partes básicas, como: fonte de água da linha, o reservatório e a superfície de coleta para o analisador, além da fonte de luz e do pistão.

Inicialmente, a água flui para a célula de medição, onde existem sensores adicionais de pH, oxigênio dissolvido e de temperatura disponibilizados. Em seguida, conforme definição do cliente, a válvula solenoide abre permitindo que a água siga para o colorímetro. Após esse processo, a válvula é fechada automaticamente, armazenando a água para medição de cloro livre e cloro total.

Os reagentes são bombeados de seus recipientes direto no colorímetro, já o pistão é ativado para realizar a homogeneização entre a amostra e os reagentes citados anteriormente. Por último, a fonte de luz é ativada para tomada da concentração de cloro, realizando a leitura definitiva de forma precisa. Com isso, a válvula solenoide abre novamente para que a água efetue a lavagem do colorímetro, pois pode acumular sedimentos ou formar uma película nas paredes interiores, finalizando o ciclo de medição de cloro. É importante ressaltar que a calibração do analisador e a substituição periódica de reagentes são necessários para gerar resultados satisfatórios.

Estes analisadores têm ampla utilização no âmbito industrial, são empregados tanto em sistemas de controle da qualidade dos produtos da fábrica, quanto no monitoramento ambiental, tendo em vista a execução de medições de variáveis de natureza físico-químicas, como por exemplo: alcalinidade, pH, condutividade, turbidez, concentrações, cromatografia. São instrumentos de fundamental importância social, ambiental e econômica, pois agem na melhoria da produtividade e qualidade dos processos fabris, além do desenvolvimento no tratamento da água e dos efluentes industriais e urbanos.

O analisador colorimétrico utiliza compostos químicos DPD colorimétricos como método para monitorar initerruptamente a água a ser analisada quanto ao cloro livre ou total, tendo isso como seu principal parâmetro de medição.

DPD é uma sigla para o composto N,N-dietil-p-fenileno diamina. É um reagente altamente higroscópico (que absorve a umidade).

Sua aplicação consiste em análises de águas em geral e processos, como: torres de resfriamento, redes de distribuição de água, usinas de dessalinização, reservatórios de água, entre outros.

Os instrumentos industriais possuem limitações, ou seja, um valor mínimo e um valor máximo de operação. Este conjunto de valores da variável medida estão compreendidos dentro deste limite, o que é chamado de faixa ou range do instrumento. O range do analisador de cloro em questão é de 0-10 ppm.

Geralmente, em alguns analisadores de cloro livre, a tensão de alimentação elétrica se apresenta como 100-230 Vac (Volts em Corrente Alternada).

Quanto à instalação do instrumento, precisa ser realizada através de pessoal qualificado, pois existem alguns riscos que podem comprometer a integridade do processo e do analisador. O instrumento deve ser montado o mais próximo possível do ponto de amostragem, que deve ser adequado e representativo, para assegurar a purga completa da linha de amostra durante cada ciclo, além de ser necessário deixar espaços suficientes nas partes laterais e inferior da caixa do instrumento para as ligações dos fios e tubos.