Nbr 13697 - Equipamentos de Protecao Respiratoria - Filtros Mecanicos

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NBR 13697 Equipamentos de proteção respiratória Filtros mecânicos JUN 1996

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Especificação

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Origem: Projeto 02:011.03-008/1994 02:011.03-008/1994 CB-02 - Comitê Brasileiro de Construção Civil CE-02:011.03 - Comissão de Estudo de Proteção Respiratória Respiratóri a NBR 13697 - Respiratory protective devices - Particles filters - Specification Descriptors: Respiratory protection. Particle filters Válida a partir de 29.07.1996 Palavras-chave: Proteção respiratória. Filtro para partículas

SUMÁRIO

1 Objetivo 2 Documentos complementares 3 Definições 4 Condições gerais 5 Condições específicas 6 Inspeção 7 Aceitação e rejeição ANEXO - Figuras

1 Objetivo 1.1 Esta Norma fixa as condições exigíveis para filtros mecânicos para uso como parte de um equipamento de proteção respiratória, excluídos os respiradores de fuga e as peças faciais filtrantes. 1.2 Os filtros que atendem aos requisitos desta Norma só devem ser utilizados em peças faciais que tenham todas as suas partes e componentes aprovados em normas específicas (ver NBR 13694 e NBR 13695).

14 páginas

NBR 13695 - Equipamentos de proteção respiratória Peça facial inteira - Especificação EN-143 - Respiratory Protective Devices. Particle Filters. Requirements, Testing, Marking

3 Definições Os termos técnicos utilizados nesta Norma estão definidos em 3.1 a 3.3 e na NBR 12543. 3.1 Equipamento de proteção respiratória

Equipamento que visa a proteção do usuário contra a inalação de ar contaminado ou de ar com deficiência de oxigênio. 3.2 Filtro mecânico

Filtro destinado a reter partículas em suspensão no ar. 3.3 Penetração

2 Documentos complementares

Relação percentual entre a concentração do aerossol de ensaio, medida na saída e entrada do filtro ensaiado em condições especificadas.

Na aplicação desta Norma é necessário consultar:

4 Condições gerais

NBR 12543 - Equipamentos de proteção respiratória Terminologia NBR 13694 - Equipamentos de proteção respiratória Peças semifacial e um quarto facial - Especificação

4.1 O filtro deve ser fabricado em material adequado para suportar temperaturas e umidades usuais. 4.2 O filtro deve ser facilmente removido sem o uso de ferramentas e deve ser projetado e fabricado de modo a evitar uma montagem incorreta.

2


4.2.1 A ligação entre o filtro e a peça facial pode ser obtida

por conexão do tipo especial ou por rosca. 4.2.2 A conexão entre o filtro e o suporte e deste com a peça

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lidas e líquidas (SL, aprovados nos ensaios com aerossol de cloreto de sódio e de óleo de parafina), ou somente sólidas (S, aprovados no ensaio com aerossol de cloreto de sódio).

facial deve ser firme e não apresentar vazamento. 5.1.2 A proteção propiciada por um filtro de classe P2 e P3

4.3 O filtro mecânico deve possuir identificação e marcação visíveis e de difícil remoção, que contenham:

a) identificação do fabricante pelo nome, marca registrada ou outro meio de identificação;

compreende também a proteção fornecida pelo filtro correspondente de classe(s) inferior(es). 5.2 Resistência à respiração

A resistência imposta pelo filtro novo ao fluxo contínuo de ar deve ser tão baixa quanto possível e em nenhum caso exceder os valores contidos na Tabela 1.

b) data de fabricação e o prazo de validade; c) os símbolos: P1, P2, P3, de acordo com a sua classificação;

Tabela 1 - Resistência máxima à respiração dos filtros mecânicos

d) a letra S ou SL, de acordo com sua capacidade de proteção contra partículas sólidas, ou sólidas e líquidas, respectivamente, conforme 5.1.1;

Resistência máxima (Pa) Classe do filtro 30 L/min(A)

e) o cartucho do filtro mecânico classe P3 deve estar identificado também pela cor magenta colocada na sua parte lateral. 4.4 O filtro mecânico deve ser entregue acompanhado de instruções de uso que permitam a sua utilização por pessoal treinado, ressaltando as conseqüências do uso incorreto. Estas instruções devem compreender a limitação para o uso e ajuste correto à peça facial para o qual o filtro foi pro jetado, incluindo os procedimentos de manutenção e estocagem. 4.5 O filtro não aprovado no ensaio com óleo de parafina somente deve ser usado contra aerossóis sólidos ou líquidos contendo água.

5 Condições específicas 5.1 Classificação

Esta Norma cobre três classes de filtros mecânicos: P1, P2 e P3. 5.1.1 Os filtros de classe P1 são indicados somente para

partículas sólidas. Os de classe P2 e P3 são subdivididos de acordo com a sua capacidade de remover partículas só-

(A)

P1

60

210

P2

70

240

P3

120

420

Fluxo de ar contínuo.

Nota: Quando a peça facial é usada com mais de um filtro em paralelo, o fluxo indicado na Tabela 1 deve ser dividido pelo número dos filtros; porém, se este filtro puder ser utilizado sozinho, então deve ser usado todo o fluxo de ar no ensaio.

5.3 Penetração

A penetração inicial dos aerossóis de ensaios não deve exceder os valores contidos na Tabela 2. Entende-se por penetração inicial a relação percentual entre a concentração do aerossol depois do filtro e a concentração deste mesmo aerossol antes do filtro, medidas nos primeiros segundos. 5.4 Condicionamento de vibração

Após submetido ao condicionamento de vibração, o filtro não deve apresentar deformações apreciáveis e deve satisfazer aos requisitos de penetração. O condicionamento deve ser feito conforme 6.2.

Tabela 2 - Penetração inicial máxima

Penetração inicial máxima do aerossol de ensaio (%) Classe do filtro Ensaio de cloreto de sódio 95 L/min(A)

Ensaio de óleo de parafina 95 L/min(A)

P1

20

-

P2

6

2

P3

0,05

0,01

Fluxo de ar contínuo.

(A)

95 L/min(A)

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5.5 Entupimento

O ensaio de entupimento é opcional. São disponíveis dois tipos de ensaios: o ensaio de poeira de carvão para filtros de uso em mineração de carvão e o ensaio de poeira de dolomita para outros usos.

6 Inspeção

3

desde que as respostas obtidas sejam tecnicamente compatíveis; b) com óleo de parafina, conforme 6.3.1.2. 6.3.1.1 Ensaio de penetração com cloreto de sódio 6.3.1.1.1 O equipamento é mostrado na Figura 2 do Anexo.

zidos de tal modo que o ar ou o aerossol de ensaio passe através do filtro inteiro. Cada ensaio deve ser feito em filtros condicionados pelo ensaio de vibração. Quando a peça facial utiliza mais de um filtro, o fluxo usado no ensaio deve ser dividido pelo número de filtros. Porém, se o filtro puder ser utilizado sozinho, então deve ser usado o fluxo total de ar no ensaio.

O aerossol é gerado por um nebulizador tipo Collision , contendo uma solução aquosa de cloreto de sódio a 1%. O nebulizador, mostrado na Figura 3 do Anexo, consiste em um reservatório de vidro, dentro do qual está um cilindro maciço com três bicos de nebulização. O ar é suprido ao nebulizador com pressão de 345 kPa e o líquido nebulizado se choca com uma chicana que remove as partículas maiores. As partículas menores são removidas do ar e misturadas com ar seco. A água, ao se evaporar, produz aerossol de cloreto de sódio seco.

6.1.2 Os ensaios devem ser realizados nas condições de

6.3.1.1.2 O aerossol gerado por este método é polidisperso

6.1 Condições gerais 6.1.1 Todos os ensaios de desempenho devem ser condu-

tração, o filtro deve ser submetido ao ensaio de vibração. Após este tratamento, os filtros não devem apresentar defeitos mecânicos e devem satisfazer aos requisitos mínimos de resistência à respiração e penetração.

com diâmetro médio mássico das partículas de 0,6 µm. A distribuição de tamanho das partículas é mostrada na Figura 4 do Anexo. Verifica-se se o aerossol permanece com características constantes, dentro de limites aceitáveis, com respeito ao tamanho e concentração, desde que a pressão do ar de nebulização se mantenha na faixa de 330 kPa a 360 kPa e a vazão de ar, através dos três bicos, permaneça na faixa de 12,5 L/min a 13,0 L/min. O ar que sai do recipiente de vidro do nebulizador é misturado com 82 L/min de ar seco, dando uma vazão total de 95 L/min.

6.2 Ensaio de vibração

6.3.1.1.3 O consumo de solução no nebulizador é de apro-

temperatura e umidade ambientes. 6.1.3 Cada ensaio deve ser realizado com um número mí-

nimo de dez filtros. 6.1.4 Antes do ensaio de resistência à respiração e pene-

6.2.1 Aparelhagem

A aparelhagem necessária à execução do ensaio é mostrada esquematicamente na Figura 1 do Anexo e consiste em uma caixa (K) fixada em um pistão com movimento vertical (S) capaz de ser levantado até 20 mm por um eixo excêntrico (N) e cair sobre um prato de aço (P) devido ao seu próprio peso, à medida que o eixo gira. A massa da caixa de aço deve ser de 10 kg. 6.2.2 Execução do ensaio

Os filtros, encapsulados ou não, devem ser ensaiados como recebidos, após a remoção de sua embalagem, mas ainda selados, e montados no suporte do filtro no qual ele vai ser usado. Os filtros devem ser colocados na caixa (K), de modo que não se toquem entre si durante o ensaio, permitindo um movimento de 6 mm na horizontal e movimento livre na vertical. Após o ensaio de vibração, qualquer material que se soltar do filtro deve ser removido antes da realização dos ensaios de desempenho. O equipamento é operado a 100 rpm, por aproximadamente 20 min, em um total de 2000 rotações. 6.3 Ensaio de penetração 6.3.1 Aparelhagem

Na execução deste ensaio podem ser utilizados os seguintes métodos: a) com cloreto de sódio. As condições descritas em 6.3.1.1 foram baseadas na utilização do equipamento Moore’s. Outro equipamento pode ser utilizado,

ximadamente 15 mL/h. Nota: Esta perda de massa é devida em parte à nebulização da solução e em parte à evaporação da água do r eservatório. O volume do reservatório é tal que a variação da concentração e a perda de volume da solução em 8 h não causam apreciáveis alterações nas características do aerossol. 6.3.1.1.4 O aerossol de cloreto de sódio é analisado antes e

depois do filtro em ensaio, por exemplo, por fotometria de chama. O fotômetro usado para esta análise pode ser qualquer instrumento que tenha a sensibilidade necessária, porém existe disponível no mercado um fotômetro especialmente construído para esta finalidade. 6.3.1.1.5 Quando se emprega um fotômetro de chama de hi-

drogênio, o queimador deve estar envolto por um tubo vertical, o qual está ligado, na parte inferior, com o tubo de amostragem, dentro do qual escoa o aerossol que vai ser analisado. A vazão do aerossol que chega na chama é controlada por convecção natural. 6.3.1.1.6 Uma pequena quantidade de ar filtrado chega conti-

nuamente no tubo de amostragem, a jusante da chaminé onde se localiza a chama. A função deste ar limpo é impedir que o ar ambiente, que pode conter quantidades consideráveis de sais de sódio, atinja o queimador quando não houver fluxo de ar no tubo de amostragem. 6.3.1.1.7 O queimador de hidrogênio, que dá uma chama si-

métrica em relação ao eixo vertical, deve ser revestido por um tubo de vidro à prova de calor. Este tubo deve ser opticamente homogêneo, a fim de minimizar o efeito da luz transmitida pela chama.

4


6.3.1.1.8 As partículas de cloreto suspensas no ar, ao pas-

sarem pela chama, são vaporizadas, dando a emissão característica de sódio: 589 nm. A intensidade desta emissão é proporcional à concentração de sódio na corrente de ar. 6.3.1.1.9 A intensidade da luz emitida pela chama é medida

usando-se um tubo fotomultiplicador. Para separar a emissão de sódio da luz de fundo, devido a outros comprimentos de onda, é usado um filtro de interferência de banda estreita, com filtros apropriados para bandas laterais. Este filtro deve ter, preferivelmente, uma banda de meio pico de não mais que 5 nm. 6.3.1.1.10 Como o sinal de saída do fotomultiplicador é pro-

porcional somente à luz incidente em uma faixa relativamente estreita, altas intensidades de luz são atenuadas por filtros de densidade neutra. Estes filtros são cuidadosamente calibrados juntamente com o filtro de interferência em uso e, deste modo, a intensidade de luz atual pode ser calculada a partir do sinal de saída da fotomultiplicadora. O sinal da fotomultiplicadora é ampliado e aparece em um painel, ou é registrado graficamente. 6.3.1.1.11 A calibração do fotômetro de chama depende do

projeto do instrumento e as instruções do fabricante devem ser obedecidas para se obter resultados confiáveis. Em geral, porém, os métodos que podem ser usados são: diluição múltipla do aerossol, diluição da solução de nebulização ou uma combinação de ambas. Se somente a diluição do aerossol ou da solução for utilizada, o limite inferior de calibração é, aproximadamente, duas ordens de grandeza maior que a sensibilidade limite do instrumento. 6.3.1.1.12 Quando se usa a fotomultiplicadora com filtros de

atenuação para a detecção, isto não é importante, pois a fotomultiplicadora mede um nível de luz em uma faixa constante do instrumento e os valores dos filtros de atenuação são conhecidos e invariáveis. Nota: Deste modo, a curva de calibração é linear na faixa de baixas concentrações e pode, com segurança, ser extrapolada para valores mais baixos. O limite superior da linearidade da curva de calibração é de, aproximadamente, 0,12 mg/m3, devido à reabsorção da luz dentro da chama. A calibração não é possível acima deste ponto até, aproximadamente, 15 mg/m3. Quando outros detectores são usados, a condição anterior pode não ocorrer, sendo, neste caso, necessárias combinações de técnicas para se atingir a sensibilidade limite. 6.3.1.2 Ensaio de penetração com óleo de parafina 6.3.1.2.1 O aparelho é mostrado na Figura 5 do Anexo. O

aerossol é gerado usando-se um nebulizador (Figuras 6 e 7 do Anexo). O frasco de nebulização (6) é carregado com óleo de parafina (paraffinum perliquidum CP 27 DAB 7), de modo que o nível fique entre as marcas de mínimo e máximo (10). O frasco é aquecido por meio de um dispositivo elétrico (8), de modo que a temperatura do óleo seja mantida em 110oC por meio de um termostato (9). A temperatura é medida pelo termômetro (11). 6.3.1.2.2 Ar comprimido filtrado a 400 kPa (3 e 4) é preaquecido

(8) e passa pelos bicos de nebulização (12) (ver Figura 7 do Anexo). 6.3.1.2.3 As gotas grandes da névoa gerada são separadas

no bico de controle (13) e no tubo espiral (15). No frasco de

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mistura (5), as gotas de óleo e o vapor são diluídos com 50 L/min de ar filtrado, medido pelo medidor de vazão (2). Como o ar de diluição está na temperatura ambiente, o vapor de óleo se condensa no frasco de mistura. O aerossol gerado é o aerossol de ensaio, o qual tem sua concentração reduzida para (20 ± 5) mg/m3, rejeitando uma fração apropriada da névoa de óleo (ver Figura 5 do Anexo, item 18, conjuntamente com 11, 7, 10, 12 e 17) e por posterior diluição com ar filtrado na vazão de 83 L/min, em um frasco de mistura (tipo Friedrichs - Antlinger, ver Figura 5, item 5, e Figura 8 do Anexo). O aerossol obtido por este método é polidisperso. A distribuição de tamanho das partículas é do tipo normal logarítmica, com diâmetro médio de Stokes de 0,4 m para distribuição por número de partículas e com desvio-padrão log de 0,216 (ver Figura 9 do Anexo). O aerossol de ensaio é alimentado na câmara de ensaio (Figura 5, item 1, do Anexo), onde está fixado o filtro em ensaio (15). O excesso do aerossol é filtrado por um filtro de alta eficiência, com baixa resistência ao fluxo de ar (10). 6.3.1.2.4 A vazão através do filtro em ensaio é de 95 L/min.

A concentração é medida antes e depois do filtro sob ensaio, por meio de fotômetro de luz dispersa. O esquema do fotômetro é mostrado na Figura 10 do Anexo. O instrumento é um fotômetro de luz dispersa a 45°. 6.3.1.2.5 A fonte de luz é dirigida para a célula de medição e

para a fotomultiplicadora. O feixe dirigido à fotomultiplicadora é corrigido sempre por variações de intensidade da fonte. O feixe de referência é atenuado automaticamente por meio de filtros de densidade neutra e de uma cunha de densidade neutra até a intensidade do feixe de luz dispersa. A intensidade da luz dispersa, que é uma medida da concentração do aerossol, é indicada em um mostrador. 6.3.1.2.6 As propriedades físicas do óleo são as seguintes:

a) densidade de massa a 20°C = 0,846 g/cm3; b) viscosidade a 20°C = 0,026 Pa.s. a 0,031 Pa.s. 6.3.2 Execução do ensaio

Os filtros devem ser ensaiados antes e após o seguinte condicionamento térmico: a) 24 h em atmosfera seca a 65°C; b) 24 h em temperatura de -15°C. Notas: a) Os métodos usados para ensaiar os filtros contra aerossóis sólido e líquido são: - o de cloreto de sódio, de acordo com 6.3.2.1; - o de óleo de parafina, de acordo com 6.3.2.2. b) O método usado para ensaiar filtros contra partículas sólidas e líquidas de origem aquosa é o de cloreto de sódio. 6.3.2.1 Ensaio com cloreto de sódio 6.3.2.1.1 Princípio do método

Um aerossol de partículas de cloreto de sódio é gerado, nebulizando-se uma solução aquosa do sal e evaporando a água. A concentração deste aerossol é medida antes e de-

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NBR 13697/1996 Cópia impressa pelo sistema CENWEB em 04/07/2003 pois do filtro sob ensaio, por exemplo, por meio de fotometria de chama. São possíveis determinações precisas de penetração na faixa de 0,0001% a 100%. 6.3.2.1.2 Condições de ensaio

Deve ser observado o seguinte: a) distribuição de tamanho do aerossol de ensaio: ver Figura 4 do Anexo; b) vazão do aerossol de ensaio: 95 L/min;

6.3.2.2.3 Procedimento de ensaio

Uma vazão de 95 L/min é estabelecida por sucção através do filtro, por meio de uma bomba conveniente. A concentração do aerossol é medida imediatamente antes e depois do filtro, por exemplo, por fotometria. 6.3.3 Cálculos 6.3.3.1 Cálculo da penetração (método com cloreto de sódio)

O cálculo é feito através da equação:

c) concentração do aerossol: (8 ± 4) mg/m3; d) pressão do ar de nebulização: (345 ± 15) kPa;

P =

C2 x 100 C1

e) vazão no nebulizador: (12,75 ± 0,25) L/min; f) vazão do hidrogênio no queimador: 450 a 500 mL/min; g) comprimento de onda do sódio: 589 nm; h) temperatura do ar: ambiente;

Onde: P = penetração C1 = concentração do aerossol antes do filtro C2 = concentração do aerossol depois do filtro

i) umidade relativa: menor que 60%. 6.3.2.1.3 Procedimento de ensaio

A vazão através do filtro é de 95 L/min e a concentração do aerossol é medida nos primeiros segundos pelo fotômetro, imediatamente antes e depois do filtro.

6.3.3.2 Cálculo da penetração (método com óleo de parafina) O cálculo é feito através da equação:

P =

6.3.2.2 Ensaio com óleo de parafina 6.3.2.2.1 Princípio do método

I2 - I0 x 100% I1 - I0

Onde:

Um aerossol de gotas de parafina é gerado por nebulização de óleo de parafina aquecido. A concentração deste aerossol é medida antes e depois do filtro em ensaio, por exemplo, por fotometria. São possíveis determinações precisas de penetração na faixa de 0,003% a 100%.

P = penetração

6.3.2.2.2 Condições de ensaio

I0 = leitura do fotômetro com ar limpo

Deve ser observado o seguinte: a) distribuição do tamanho das partículas: ver Figura 9 do Anexo; b) vazão através do filtro em ensaio: 95 L/min; c) concentração do aerossol: (20 ± 5) mg/m3; d) temperatura do ar: ambiente; e) pressão do ar de nebulização: (400 ± 15) kPa; f) vazão no nebulizador: (13,5 ± 0,5) L/min; g) vazão de ar para a mistura no gerador do aerossol: 50 L/min; h) vazão de ar de diluição: 83 L/min; i) temperatura do óleo no gerador: 100°C a 110°C.

I1 = leitura do fotômetro antes do filtro I2 = leitura do fotômetro depois do filtro

6.4 Ensaio de resistência à respiração O filtro deve ser conectado ao equipamento de ensaio por meio de um adaptador apropriado que evite vazamentos. Os ensaios devem ser realizados nas vazões de 30 L/min e 95 L/min.

6.5 Ensaio de entupimento Os ensaios de entupimento com carvão e com dolomita, por serem opcionais, não são descritos nesta Norma. Estes ensaios, quando requisitados, devem ser feitos conforme a EN-143.

7 Aceitação e rejeição Um filtro mecânico somente pode ser considerado aceito se satisfizer no mínimo as condições especificadas nesta Norma.

/ANEXO


6 Cópia impressa pelo sistema CENWEB em 04/07/2003

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NBR 13697/1996 Cópia impressa pelo sistema CENWEB em 04/07/2003

ANEXO - Figuras

Figura 1 - Equipamento para ensaio de vibração

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Figura 2 - Esquema do aparelho para ensaio com cloreto de sódio

1 - Garrafa Kilner ou similar 2 - Bico do nebulizador 3 - Arruela de fibra 4 - Chicana 5 - Haste 6 - Gaxeta de borracha 7 - Corpo 8 - Gaxeta de borracha 9 - Porca 10 - Tampa rosqueada

Figura 3 - Nebulizador

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Figura 4 - Distribuição do tamanho das partículas

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1 - Câmara de ensaio: Lucite. Diâmetro: 500 mm; altura: 500 mm; tampa dos dois lados de madeira compensada 2 - Porta da câmara com vedação 3 - Disco coletor do óleo com vedação 4 - Cobertura do frasco de mistura 5 - Frasco de mistura (tipo Friedrichs - Antlinger) para acerto da concentração da névoa 6 - Medidores de vazão (faixa 800 L/h a 8000 L/h) a) para medida do ar propelente no frasco de mistura (500 L/h) b) para medida do ar de ensaio (95 L/min) 7 - Válvulas para controle da vazão de ar 8 - Filtro de alta eficiência 9 - Filtro de redução (faixa 100 kPa - 500 kPa) para pressão alta de 600 kPa - 100 kPa 10 - Filtro de alta eficiência e baixa resist ência 11 - “T” para tomar a quantidade de névoa necessária para o ensaio 12 - Válvula de agulha para controle da concentração da névoa na câmara 13 - Gerador de névoa 1 4 - Fotômetro 15 - Tubo conector para o filtro em ensaio 16 - Tubo amostrador para medida da concentração da névoa na câmara. O fotômetro é conectado com 15 ou 16, quando necessário, por meio de um tubo curto. O tubo de conex ão que não está em uso deve ser fechado facilmente. O tubo para névoa de óleo é de plástico reforçado com fibra com diâmetro interno de 19 mm 17 - Garrafa tipo Woulf 18 - Frasco pulmão de 5 L

Figura 5 - Aparelho para o ensaio com aerossol de óleo de parafina



1 - Entrada de ar a 500 kPa com filtro 2 - Medidor de vazão 3 - Redutor de pressão 4 - Manômetro 5 - Frasco de mistura 6 - Frasco de nebulização 7 - Termostato - Vaso 8 - Camisa de aquecimento 9 - Termostato 10 - Indicador do nível de óleo 11 - Termômetro 12 - Bico do nebulizador 13 - Bico de controle 1 4 - Manômetro tipo U 15 - Tubo espiral 16 - Dreno 17 - Saída para o equipamento de medida 18 - Purga 19 - V álvula 20 - Bomba de óleo 21 - Depósito de óleo 22 - Parafuso de fixação

Figura 6 - Gerador para aerossol de óleo de parafina

11



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Unid.: mm

Figura 7 - Bico do nebulizador



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Unid.: mm

Figura 8 - Frasco de mistura (Friedrichs - Antlinger, JENAer GLASS D 50)



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Figura 9 - Distribuição de tamanho das partículas do aerossol de óleo de parafina

Figura 10 - Esquema do fotômetro

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