Aplicações com Analisadores em Águas

17/04/2015

aguas

Aplicações com Analisadores em ÁguasFontes NaturaisUtilizaçãoTratamento da águaMonitoramento

As medidas de saneamento visam preservar ou modificar as condições do meio ambiente com a finalidade de prevenir doenças e promover a saúde. A Organização Mundial de Saúde definine saneamento como o controle de todos os fatores do meio físico do homem que exercem ou podem exercer efeitos nocivos sobre o bem estar físico, mental e social. Em se tratando especificamente do saneamento da água as atividades estão relacionadas com o abastecimento, o manejo, a coleta e tratamento de esgoto, e o controle de qualquer tipo de agente patogênico, visando à saúde das comunidades.

Este conjunto de páginas resumem uma visão geral sobre os aspectos da disponibilidade, utilização, tratamento e monitoramento da qualidade deste recurso tão preciso.

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Fontes Naturais

 A água doce é considerada um dos maiores bens do nosso planeta, encontrada já na forma potável ou facilmente reduzível a esta condição, ela é um elemento básico para a manutenção da vida
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Utilização

 A água é uma das maiores riquezas da natureza, é utilizada não só para o consumo humano, como água potável, mas também para consumo animal, recreação, limpeza, irrigação, navegação, indústria e outras aplicações diversas.
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Tratamento da água

 Antes de ser utilizada para o consumo ou descartada na natureza após o uso a água deve ser tratada para que suas propriedades e constituintes se enquadrem dentro dos valores regulamentados, conforme a legislação vigente. A água captado nos rios é filtrada, decantada e desinfetada para ser transformada em água potável.
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Monitoramento

 O monitoramento contínuo de propriedades e da qualidade da água permite atuar de forma eficiente na adição de produtos químicos, no controle do tratamento da água adequando-a aos padrões exigidos.

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Medição do pH de Água Ultrapura

29/03/2015

Medição do pH de Água Ultrapura

Sinopse do artigo da revista Intech de janeiro/fevereiro de 2015, intitulado: “Measuring pH of ultrapure water in power industry applications”, escrito por Fred Kohlmann, publicado pela ISA.

Tradução livre: Sergio O. Trindade (www.ianalitica.com.br )

 As caldeiras e geradores de vapor operam alimentados com água ultra pura, produzidas em unidades de desmineralização, com vasos de troca iônica e unidades de osmose reversa. Este é um requisito de segurança para evitar ineficiência na transferência de calor e entupimento nas tubulações internas de super aquecedores, corrosão e depósito em palhetas das turbinas.

A qualidade dessa água ultrapura é medida por analisadores como os de condutividade, pH e de sílica.

A medição da condutividade eletrolítica não fornece informações sobree qualidade da água suficiente para avaliar quimicamente a água ultrapura, com isso é utilizado também a medição contínua e o controle do pH. Fabricantes de caldeiras têm especificações rigorosas sobre os parâmetros mínimos e máximos de qualidade da água e o pH é um deles.

 ELETRODO DE pH

Dificuldade da água Ultrapura

A água no seu estado puro é um dos solventes mais agressivos. Conhecida como o “solvente universal”, a água, de uma forma ou de outra, vai dissolver praticamente tudo a que está exposto a ela. Nas condições de operação de uma caldeira a água tem condutividade na faixa de 0,5 a 10µS.

A primeira dificuldade é encontrar sensores de pH que trabalham de forma confiável nesta faixa de condutividade abaixo de 10µS. Há uma deficiência de íons na água pura, e sensores de pH tem a fama de serem ruidosos quando trabalha em soluções de baixa força iônica. Em termos simples, o sinal é ruídos, porque o sensor está à procura de íons para capturar e medir e tem dificuldade de encontrá-los, fazendo com que o valor medido oscile ruidosamente para cima e para baixo da escala de pH. O uso de mais de um sensor do mesmo modelo pode apresentar valores diferentes para uma mesma amostra, mesmo após ajustes de calibração.

A água pura é um meio mau condutor de eletricidade o que requer um cuidado extra no aterramento adequado para a estabilidade de sinal e rejeição de ruído.

Além disso, a interferência eletromagnética externa (EMI) e a interferência por rádio frequência (RFI) pode perturbar os circuitos elétricos do sensor, especialmente em uma usina de energia com equipamentos de alta tensão. Comunicadores de rádio do tipo walkie-talkies, motores elétricos ou acionamento de válvulas solenoides também pode criar ruído elétrico. Estas interferências causam picos de sinal que podem empurrar o sinal de pH para cima ou para baixo por breves momentos ou provocar congelamento do sinal do transmissor de pH.

No sistema potenciométrico dos sensores, o eletrodo de medição do pH pode apresentar uma impedância de ordem de 100MΩ em solução de elevada força iônica, como por exemplo um tampão de pH7, o que por sí só já representa um obstáculo à medição que será ainda maior numa solução de baixa atividade iônica como a água ultrapura.

Na junção de referência que serve para fechar o circuito de medição através da formação da ponte salina, qualquer mudança na resistência elétrica da junção irá alterar a resistência global da medição e alterar o valor do pH medido, introduzindo um ruído. Além disso a formação de carga nessa junção de referência se altera com as mudanças do processo. Por outro lado as medições em laboratório não garantem representatividade devido a alterações do pH da amostra em contato com a atmosfera o que dá uma preferência para medição contínua no processo.

As alterações de vazão da amostra na câmara de fluxo dos eletrodos também pode provocar alterações na medição do pH, devido a alterações no potencial da junção de referência e a diminuição da capacidade da membrana de medição em manter a superfície exterior gelatinosa adequadamente hidratada.

Soma-se a isso os demais problemas de oxidação nos conectores dos eletrodos e alteração na capacitância e resistência dos cabos de sinal com o uso prolongado no tempo e dar entrada a interferências por EMI e RFI.

Orientações práticas de instalação do sistema de pH:

  • Fazer a medição de pH em um sistema de tubulação fechado.
  • Manter uma vazão contínua e lenta de amostra pelo sensor de pH, de ordem de 100mL/min.
  • É comum usar tubulação condutora e acessórios de aço inox 316 SS
  • Manter o cabo de sinal o mais curto possível.
  • Manter as conexões elétricas dos sensores apertados, secas e livres de corrosão.
  • Manter os sensores de pH não utilizados em uma solução de hidratação: tampão de pH 4 ou 7.
  • A utilização de sensores de pH digital em vez de analógico pode ajudar.

Detalhes internos do sensor de pH

Muitos fabricantes oferecem sensores de pH projetados especificamente para medir pH em líquidos de baixa condutividade, de 10uS/cm ou menos. Utilizam membrana de vidro de baixa resistência e junções de referência duplas, triplas ou anular, bem como junções de referência de escoamento ajustável, são apresentam uma boa performance. Materiais da junção de referência de cerâmica tendem a ter “memória” menor e facilitar tempos de resposta rápidos.

Com o uso contínuo nas condições do processo, a amostra acabará entrando por entre a junção e diluindo o  KCl, o que levará a alteração na solução de referência e a medições incorretas.

Os sensores de pH, utilizando um sistema de referência do tipo junção de fluxo com reservatório externo tendem a ser mais precisos uma vez que minimizam potenciais de junção, mas também exigem mais manutenção. Estes tipos de sistemas utilizam um reservatório de solução de cloreto de potássio (KCl) bombeada através de elemento de referência do sensor, e normalmente usam a gravidade ou ar comprimido para manter uma sobre pressão constante, em comparação com o processo a ser medido.

Sensores com um fluxo de KCl maior, renovam a solução,  mantem uma referência mais estável e uma medição mais rápida do que em eletrodos selados.

 sistema de referência de fluxo

 Sensores de referencia com KCl gelatinoso proporcionam uma superfície de contato maior.

Compensação da Temperatura

A compensação da temperatura da amostra no sinal de medição é muito importante para se ter medições com maior exatidão na água ultrapura. A capacidade de geração de milivoltagem do eletrodo se altera com a temperatura e provoca incorreções na medida e aumentando a relação de mV/pH. Esta alteração é linear e é compensada pela equação de Nernst e pela utilização de um eletrodo de medição da temperatura (normalmente um RTD Pt100).

mV = 0,1985 [(T(oC) + 273) * (7-pH)]

Dessa forma, em pH7 o eletrodo gera 0mV e se em 25 graus C o eletrodo gera 59,16mV/pH, em 50 graus C esse valor vai para 64,12mV/pH e em 0 graus C é de 54,19mV/pH.

Os eletrodos de melhor performance para esta aplicação são aqueles combinados (medição + referência) que já vem com o sensor de temperatura integrado no mesmo eletrodo,

Conectores Elétricos

Os eletrodo devem vir com conectores foleados a ouro ou eletrodos digitais com conexão indutiva, este último pode trabalhar a uma distância de até 300m do transmissor, não são afetados por umidade, mal contato e atualmente  podem ser adquiridos de diversos fornecedores.

Ao usar sensores de pH do tipo analógico, um problema comum é um loop de terra. Um loop de terra é uma diferença no potencial de terra que o sensor de pH vê em relação ao potencial de terra do transmissor pH. Loops de terra podem ser um deslocamento de tensão constante ou variável para a leitura de pH (levando a um valor de pH incorreto). Eles também podem ser um sinal do tipo on / off que falsamente aumenta ou diminui o sinal de pH ao transmissor quando um dispositivo elétrico usando o mesmo aterramento é ligado ou desligado. Loops de terra podem ser difíceis de encontrar e mais difícil ainda para eliminar, mas usando sensores de pH digitais indutivamente acoplado elimina-se os problemas de loop de terra.

Calibrações

As Calibrações de sensores de pH devem ser realizada regularmente com a A utilização das soluções tampão apropriadas é uma obrigação, como calibrações precisam ser feitas em pH 7 e 4, com lavagem e secagem adequada dos eletrodos entre as imersões em soluções diferentes. Antes das calibrações os eletrodos devem ser limpos para evitar contaminação. Caso haja uma grande variação de valores entre as calibrações, deve-se suspeitar da degradação do sensor, que pode estar danificado. Grandes mudanças nos valores de calibração não são normais na química de água ultrapura. Sensores de pH digitais permitem calibração em laboratório.

A calibração com eletrodos digitais permite mais tempo e um melhor acompanhamento do envelhecimento dos sensores. Além disso, um técnico não está sob pressão para ter calibrações feitas no local enquanto o sistema estiver parado, aguardando a conclusão de calibração e reinstalação do sensor. Este cenário não é possível com os sensores de pH do tipo analógico, que é outra vantagem dos sensores de pH digitais. Se os sensores de pH calibrados não estiverem em uso devem ser armazenados em um buffer de pH 7 ou solução de KCl 3 molar. Se a membrana ressecar o eletrodo vai ficar mais lento e pode demorar de horas a dias para se normalizar, se isso acontecer frequentemente a vida útil do eletrodo será reduzida.

As câmaras de fluxo para sensores de água ultra pura devem ser de aço inox. Transmissores com autodiagnostico e protocolos digitais permitirão um aumento da confiabilidade mediante o uso e configuração de alarmes de status pela comunicação digital.

Conclusão

Trabalhe junto com o fabricante para especificar o melhor eletrodo para sua aplicação. Se possível use uma tecnologia mais atual tanto no eletrodo como no transmissor. Certifique-se de cabos de sensor pH e conectores estão especificados corretamente para as distâncias envolvidas e para o ambiente em que eles serão utilizados, e mantenha-os livres de umidade e corrosão. Preste atenção aos materiais utilizados para montar o sensor de pH e para a importância da estabilidade das vazão de amostra pelo sensor. Verifique se o sensor é facilmente acessível para a calibração e manutenção em geral. Certifique-se para que tenha recursos capacitados disponíveis para manter os sensores de pH (limpeza e calibração) em intervalos sugeridos pelo fabricante.

No curso de instrumentação analítica ministrado pela Ianalítica os participantes tem a oiportunidade de estudar em maior profundidade este tipo de analisador, assim como outros como analisadores de gases e sistemas de amostragem.

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ianalítica E-Learning

08/02/2015

As tecnologias educacionais estão ligadas à produção do conhecimento. A inserção da tecnologia nas práticas de ensino e aprendizagem se tornou necessária para que a educação acompanhe a evolução da sociedade em geral e forme cidadãos qualificados para o mercado profissional emergente. A informação que antes era passada pelo professor e pesquisada em bibliotecas, hoje está no cotidiano, nas diversas mídias criadas pela tecnologia e principalmente na internet.

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Conheça nossa proposta de cursos na modalidade E-learning.

Você vai a aprender dentro de seu contexto de interesse, conforme sua disponibilidade de horário, utilizando no ambiente virtual de aprendizagem diversas ferramentas de tecnologia onde poderá acompanhar as lições em módulos de forma verdadeiramente interativa, realizar atividades, participar de fóruns, chats e responder questões para avaliar seu conhecimento, tudo sempre acompanhado por um professor que estará a disposição para tirar suas dúvidas.

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Próxima turma: Curso de Instrumentação Analítica Industrial, em março de 2014


Lab On a Chip

07/02/2015

LOC – Análisador Integrado num Único Chip

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É evidente os avanços alcançados pela medicina, em particular pelas técnicas de diagnósticos advindas dos modernos equipamentos de análise clinicas e biológicas. Este artigo reuni citações de diversos outros artigos, citados no texto, em que aborda uma tecnologia em desenvolvimento conhecida como LAB-ON-A-CHIP ou também TAS, ou seja dispositivos de análise desenvolvidos como resultado da junção de conhecimentos de biologia e microeletrônica. Em 2015 as pesquisas com LOC completam 25 anos e cada vez mais encontra-se soluções de aplicação, como na medicina e na botânica.

Leia o artigo completo>>

Por: Sergio O. Trindade

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Encontro Técnico Estudantil ISA-ES

09/08/2013

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ROBÓTICA

O Encontro Técnico Estudantil promovido pela ISA-ES nesta quarta (07/08) foi um gesto de inovação que mostra a posição dos técnicos e estudantes capixabas diante do desafio tecnológico do século XXI. A presença do público seleto estudantil e universitário, para não falar de NERDs, foi decisiva para garantir o sucesso do evento. Com cinco palestras técnicas de grande interesse, foi passado um quadro geral do estado da robótica no Brasil e no Espírito Santo.

Na abertura o diretor de Educação da ISA-ES, Sergio Trindade mostrou as vantagens de filiação com a filiação estudantil e um quadro geral da proposta de intercambio de conhecimento da ISA seção Espírito Santo, com quatro cursos programados para o segundo semestre de 2013: Válvulas de Controle; Instrumentação Industrial; Controle Regulatório e Sistemas Supervisório. Os participantes foram convidados a comparecerem ao ISA Show Es 2013, dias 14 e 15 de agosto, com atrações como a feira de exposição em automação, apresentação de palestras e trabalhos técnicos, o Desafio ISA e os minicursos Syber Security e Gerenciamento de Projetos.

A Diretoria Estudantil foi muito feliz na escolha do tema robótica que caminha do imaginário e da ficção para uma realidade mais que virtual, se não para dizer uma realidade autômata e humanoide mais próxima do que percebemos.
Na segunda palestra Franco Machado da Mogai falou sobre as pesquisas e desenvolvimento em software de visão computacional, com aplicações em siderurgia, mineração e direção computadorizada de veículo autônomo. Na terceira Palestra o Professor Dr. Felipe Nascimento Martins do IFES falou sobre o Núcleo de Estudos em Robótica e Automação (NERO) e sobre as competições estudantis na área de Robótica, com vários eventos acontecendo na América do sul, no Brasil e no Espírito Santo. Na quarta palestra a Professora Dra. Raquel Frizera mostrou em vídeos várias pesquisas realizadas por professores e alunos no campo da robótica envolvendo a área de serviços e automação, automação de veículos de visão computadorizada, falou sobre os trabalhos realizados no Laboratório de Automação Inteligente (LAI) e no Laboratório de Computação e Sistemas Neurais (CISNE) da UFES.

Na última palestra o Professor MSc. Clebson Oliveira mostrou o estágio de implantação do novo robô da UCL, apelidado de Michelangelo, falou das funcionalidades, propósito do projeto de usinagem e acabamento robotizado em esculturas de mármore e granito, as ferramentas de programação e como a UCL se prepara para implantação dessa ferramenta no currículo acadêmico.


ISA Show Espírito Santo 2013

06/08/2013

Banner Syber Security

A evolução tecnológica veio para facilitar as nossas vidas. Hoje vivemos em um mundo onde a tecnologia está cada vez mais presente no cotidiano das pessoas, contribuindo para o desenvolvimento social e cultural da sociedade. Este uso da tecnologia acaba por nos expor a riscos e ameaças a nossa privacidade.

Mini Curso Técnico ISA Show ES 2013: Cyber Security – Riscos ameaças e tecnologia de proteção para a indústria.

Ementa: Conceitos da segurança da informação, ferramentas e procedimentos para proteção das informações pessoais e corporativas, visão geral sobre a norma ISA99 – Security for Industrial Automation and Control Systems. 14 e 15 de agosto de 2013

Mais informações em: http://isashow.isa-es.org.br/

Livro: Segurança da Informação – Como aumentar sua segurança no mundo digital.

Autores: Gilberto Sudré e Eduardo Pinheiro Monteiro.

Neste verdadeiro bombardeio de novidades sobre segurança da informação os usuários ficam perdidos, sem saber que rumo tomar e é absolutamente normal que surjam perguntas do tipo: Como fazer o melhor uso da Tecnologia? Como reconhecer e me livrar dos falsos e-mails? O que é Spyware? Quais os perigos na navegação da Internet? Como proteger as redes sem fio? Que cuidados devo tomar quando uso aplicativos de Voz ou chat? Quais os riscos no uso de um Smartphone ou tablet?

O conteúdo do livro foi elaborado em uma linguagem simples e didática tendo como público-alvo usuários iniciantes ou que já tenham algum conhecimento na área.


Seminário Analisadores Industriais

30/07/2013

Estamos comemorando e encerramento das aulas do Curso Técnico de Automação Industrial, turma de 2013, do SENAI-Vitória, Espírito Santo.

Na disciplina de Analisadores Industriais, que contou com 40 horas de treinamento onde estudamos sistemas de amostragem, analisadores para águas, gases de combustão e emissões, utilizamos o recurso do blog como ferramenta de aprendizagem, realização de atividades e disponibilização de recursos de tecnologia para facilitar o acesso e aprofundamento do conteúdo.

Estaremos realizando nos próximos dias 05 e 06 de agosto um seminário onde os alunos apresentarão trabalhos técnicos realizados durante o treinamento. Agradeço o empenho e participação de todos os alunos que contribuíram na construção deste aprendizado coletivo.

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