NTC3399

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 3399 1992-08-19

HIGIENE Y SEGURIDAD. DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN RESPIRATORIA. FILTROS PARA PARTÍCULAS. REQUISITOS. ENSAYOS Y MARCADO

E:

HYGIENE AND SAFETY. RESPIRATORY PROTECTIVE DEVICES. PARTICLE FILTERS. REQUIREMENTS, TESTING AND MARKING.

CORRESPONDENCIA: DESCRIPTORES:

seguridad; equipo de respiratoria; resistencia dispositivo de seguridad.

protección mecánica;

I.C.S.: 13.340.30 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado Apartado 14237 Bogotá, Bogotá, D.C. Tel. 6078888 6078888 Fax 2221435 2221435 Prohibida su reproducción

Editada 2001-11-16

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.

ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 3399 fue ratificada por el Consejo Directivo en 1992-08-19. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. En Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: ACEGRASAS ACEGRASAS ACERÍAS ACERÍAS PAZ PAZ DEL RÍO S.A. S.A. ACESCO ACESCO S.A. ÁLCALIS ÁLCALIS DE COLOMBIA COLOMBIA LTDA. LTDA. ANDERCOL ANDERCOL S.A. S.A. ARSEG LTDA. LTDA. ASOC ASOCIA IACI CIÓN ÓN CO COLO LOMB MBIA IANA NA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA CAJA DE COMPENSACIÓN FAMILIAR CARBONES DE COLOMBIA S.A. CEMENTOS BOYACÁ S.A. CEMENTOS DIAMANTE S.A. CEMENTOS EL CAIRO S.A. CENTRAL CASTILLA S.A. COMISIÓN VENEZOLANA DE NORMAS INDUSTRIALES COMPAÑÍA MANUFACTURERA MANISOL CONSEJO COLOMBIANO DE SEGURIDAD EMPRESA COLOMBIANA DE PETRÓLEOS EMPRESA DE ENERGÍA DE BOGOTÁ

FIBERGLASS COLOMBIA S.A. FIRMENICH GOTHAPLAST DE COLOMBIA IMPLESEG LTDA. INDUSTRIA LICORERA DE CALDAS INDUSTRIA MILITAR INSTITUTO DE SEGUROS SOCIALES INTERCONEXIÓN ELÉCTRICA S.A. LABORATORIO DE INVESTIGACIONES DE LA QUÍMICA DEL CAFÉ MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA MINISTERIO DE SALUD MINISTERIO DE TRABAJO Y SEGURIDAD SOCIAL PRODUCTOS QUÍMICOS DEL HUILA SOCIEDAD COLOMBIANA DE INGENIERÍA QUÍMICA TRES M COLOMBIA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN


NTC 3399

HIGIENE Y SEGURIDAD. DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN RESPIRATORIA. FILTROS PARA PARTÍCULAS. REQUISITOS, ENSAYOS Y MARCADO

ACLARACIÓN Esta norma coincide textualmente con su antecedente EN 143.

INTRODUCCIÓN Un dispositivo de respiración sólo se puede aprobar cuando cada uno de sus componentes cumple con los requisitos de la especificación de ensayo, la cual puede ser una norma completa o parte de otra. Se realizan ensayos de funcionamiento práctico en equipos completos, cuando se especifica así en la norma apropiada. Si por alguna razón se ensaya un equipo, se permite que se simule el aparato, siempre y cuando las características de respiración y distribución del peso sean similares a las del equipo completo.

1.

OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta norma se refiere a filtros de partículas y sus componentes en dispositivos de protección respiratoria no asistidos, excepto los equipos de evacuación y piezas faciales autofiltrantes. Se incluyen ensayos de laboratorio para la evaluación del cumplimiento con estos requisitos. Algunos filtros que cumplen con esta norma también pueden ser compatibles para que se usen con otros tipos de dispositivos de protección respiratoria y, si lo son, se deberán ensayar y marcar siguiendo las indicaciones de la norma apropiada.

2.

REFERENCIAS

En 148-1: Respiratory Protective Devices; Threads for Facepieces; Standard Thread Connection.

3.

DEFINICIONES Y DESCRIPCIÓN

Los filtros para partículas eliminan a aquellas que se encuentran suspendidas en el aire.

1

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4.

NTC 3399

CLASIFICACIÓN

Los filtros para partículas se clasifican según la eficacia del filtrado. Existen tres clases de filtros de partículas: P1, P2 y P3. Los filtros P1 se usan únicamente contra partículas sólidas. Los otros dos se subdividen de acuerdo con su capacidad para remover partículas tanto líquidas como sólidas, o solamente sólidas. La protección que da un filtro P2 o un P3 incluye la que suministra el filtro correspondiente de la clase, o clases más bajas.

5.

REQUISITOS

5.1

GENERALIDADES

La conexión entre los filtros y el adaptador facial debe ser firme y a prueba de fugas. La conexión entre el filtro y el adaptador facial se puede lograr mediante un tipo especial o permanente de conexión, o mediante una conexión roscada (incluyendo roscas diferentes a las estándar). Si se usa rosca estándar, ésta debe cumplir con la norma EN 148: Parte 1. Si el filtro es gemelo, diseñado para que se use con un adaptador facial del mismo filtro, no es posible acoplarlo al conector de rosca estándar. El filtro debe ser fácilmente remplazable sin tener que usar herramientas especiales, y se debe designar o marcar con el fin de evitar un ensamble incorrecto. El peso máximo de los filtros que se usan directamente conectados a una media máscara, es de 300 g. El peso máximo de los filtros que se usan directamente conectados a un adaptador facial completo es de 500 g.

5.2

MATERIALES

El filtro se debe fabricar en un material adecuado que soporte el uso normal y las exposiciones a la humedad, a las temperaturas y a los ambientes corrosivos. Internamente, debe soportar la corrosión por los medios de filtración. El material proveniente de los medios filtrantes liberados por el flujo de aire a través de filtro, no constituirá peligro o molestias para el usuario.

5.3

RESISTENCIA MECÁNICA

Antes de los ensayos de resistencia a la respiración, de eficacia de filtración y de obstrucción, el filtro se somete al ensayo indicado en el numeral 6.2, que simula el uso excesivo del filtro. Después de este tratamiento, los filtros no deben mostrar defectos mecánicos y deben cumplir con los requisitos de resistencia a la respiración, eficacia de filtración y obstrucción.

2

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 5.4

NTC 3399

RESISTENCIA A LA RESPIRACIÓN

La resistencia impuesta por los filtros al flujo de aire debe ser lo más baja posible, y no exceder los valores que se indican en la Tabla 1, cuando se ensaye de acuerdo con lo indicado en el numeral 6.3. Tabla 1. Resistencia máxima a la respiración Resistencia máxima en kPa* A 30 L/min A 95 L/min 0,06 0,21 0,07 0,24 0,12 0,42

Clase de filtro P1 P2 P3 *

5.5

1 bar = 1 x 105 N/m2 = 100 KPa

EFICACIA DE FILTRACIÓN

Este requisito se debe cumplir antes y después del tratamiento a la temperatura descrito en el numeral 6.4. Si después de este tratamiento, no lo cumple, el filtro se debe marcar con fecha de expiración equivalente al tiempo de almacenamiento. Los filtros que no pasen el ensayo con aceite de parafina, se deben marcar de acuerdo con lo indicado en el numeral 7.1.5. La penetración inicial de los aerosoles de ensayo no debe exceder los valores indicados en la Tabla 2, cuando se ensaye según lo indicado en los numerales 6.4.1 y 6.4.2. Tabla 2. Penetración máxima inicial

Clase de filtro

P1 P2 P3

5.6

Penetración máxima inicial de los aerosoles de ensayo en % Ensayo con cloruro de Ensayo con aceite de parafina sodio 95 L/min 95 L/min 20 6 2 0,05 0,01

OBSTRUCCIÓN

Cada filtro debe cumplir con los requisitos de penetración inicial indicados en el numeral 5.5 antes y después del ensayo de obstrucción. El ensayo de obstrucción con polvo de dolomita se realiza para filtros usados en la industria; y el ensayo de obstrucción con carbón en polvo se realiza para filtros que se usan en la industria minera del carbón.

3


NTC 3399

5.6.1 Ensayo de obstrucción con polvo de dolomita para filtros clase P1 y P2 Cuando se ensaye de acuerdo con lo indicado en el numeral 6.5.1, la resistencia del filtro, cuando se carguen con 1,5 g de polvo, no debe exceder a: 0,4 kPa para filtros Clase P1 0,5 kPa para filtros Clase P2

5.6.2 Ensayo de obstrucción con carbón en polvo para filtros clase P1 y P2 Cuando se ensaye, de acuerdo con lo indicado en el numeral 6.5.2, la resistencia del filtro, cuando se cargue con 1,5 g de polvo, no debe exceder a: 0,4 kPa para filtros Clase P1 0,5 kPa para filtros Clase P2

6.

ENSAYOS

6.1

GENERALIDADES

Cada una de las muestras de ensayo debe cumplir con el requisito pertinente. Todos los ensayos de funcionamiento, excepto el de obstrucción con carbón en polvo, se deben conducir de modo que el aire o el aerosol de ensayo pasen a través del filtro en forma horizontal. Cada ensayo se debe conducir con filtros acondicionados mediante el ensayo descrito en el numeral 6.2. Cuando un filtro sencillo gemelo se ensaye por separado, el flujo de aire especificado para un ensayo se puede reducir a la mitad. No obstante, si es posible usar el filtro sencillo solo, todo el flujo de aire se debe usar en el ensayo.

6.2

RESISTENCIA MECÁNICA

6.2.1 Equipo de ensayo El equipo que se muestra en la Figura 1, consta de una caja de acero "K", la cual está fija sobre un pistón que se mueve verticalmente "S", capaz de ser levantado 20 mm por una leva rotativa "N" y que cae sobre una placa de acero "P" bajo su propia masa, a medida que la leva gira. La masa de la caja de acero debe ser mayor que 10 kg.

6.2.2 Procedimiento de ensayo Los filtros se deben ensayar al ser recibidos, o retirados de su empaque, pero aún estando sellados. Los filtros se deben colocar sobre sus costados en la caja "K", de modo que no se toquen entre sí durante el ensayo, lo que permite un movimiento horizontal de 6 mm y uno vertical libre. 4


NTC 3399

Después del ensayo, cualquier material suelto que se pueda haber liberado desde el filtro, se debe remover antes del ensayo de funcionamiento. El equipo de ensayo se debe accionar a una velocidad de aproximadamente 100 rotaciones/min durante un lapso de 20 min y con un total de 2 000 rotaciones. K

20 mm

P

S

N

> 20 mm

Figura 1. Equipo para el ensayo de resistencia mecánica

6.3

RESISTENCIA A LA RESPIRACIÓN

El filtro se debe conectar al equipo de ensayo de modo hermético por medio de un adaptador adecuado. El ensayo se debe llevar a cabo a dos velocidades de flujo (flujo continuo de 30 L/min y 95 L/min) con aire a temperatura ambiente, presión atmosférica ambiente y con una humedad tal, que no ocurra condensación. Los valores de resistencia se deben corregir teniendo en cuenta el valor reactivo introducido por el adaptador a una temperatura de 23 °C y 100 kPa de presión absoluta. Cada ensayo se debe realizar con tres muestras de ensayo. 5

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 6.4

NTC 3399

EFICACIA DE FILTRACIÓN

Los filtros se deben ensayar antes y después del siguiente tratamiento de temperatura. a)

Durante 24 h a una atmósfera seca de 70 °C

b)

Durante 24 h a una temperatura de - 30 °C.

Los métodos usados para ensayar filtros contra aerosoles sólidos y líquidos son: a)

Ensayo con cloruro de sodio según lo indicado en el numeral 6.4.1.

b)

Ensayo con aceite de parafina según lo indicado en el numeral 6.4.2.

El método único que se usa para ensayar filtros contra aerosoles sólidos es: -

Ensayo con cloruro de sodio según lo indicado en el numeral 6.4.1.

Cada ensayo se debe realizar con tres muestras.

6.4.1 Ensayo con cloruro de sodio Un aerosol de partículas de cloruro de sodio se genera al atomizar una solución acuosa de la sal, y evaporando el agua. La concentración de este aerosol se mide mediante fotometría de llama, antes y después del filtro sometido a ensayo. Las determinaciones exactas son posibles en el intervalo de valores del 0,000 1 % al 100 % de penetración al filtro. 6.4.1.1 Equipo de ensayo. Se muestra el equipo en la Figura 2. El aerosol se genera mediante un atomizador Collison o equivalente, lleno con una solución al 1 % de cloruro de sodio. El atomizador, ilustrado en la Figura 3, consta de un depósito de vidrio en el cual se sella una cabeza de atomizador que tiene tres boquillas de rociado. Se alimenta aire al atomizador a una presión de 345 kPa, y el rocío líquido resultante choca contra un deflector que elimina las partículas grandes. Las partículas que no chocan se eliminan del flujo de aire y, al mezclarse con aire seco, el agua se evapora y deja un aerosol seco de cloruro de sodio. El aerosol producido mediante este método está polidisperso, con un diámetro de partícula medio de masa de aproximadamente 0,6 µm. La distribución del tamaño de las partículas se muestra en la Figura 4. Se ha encontrado que el aerosol permanece constante, dentro de límites aceptables, respecto al tamaño de las partículas y la concentración, siempre que la presión de alimentación esté en el intervalo de 331 kPa a 359 kPa, y la velocidad del flujo del aire en las tres boquillas sea 12,5 L/min a 13,0 L/min. La salida se mezcla con 82 L/min de aire seco que dé un flujo total de 95 l/min.

6


NTC 3399

Escape

dp

Aire comprimido Filtro de aire

Generador de aerosol de ensayo

Aparato para medir el aerosol

Cámara de ensayo

Muestra de ensayo

Figura 2. Equipo para el ensayo con cloruro de sodio

7


NTC 3399 Tuerca Empaque de caucho Diámetro externo 25 mm Diámetro interno 10 mm Espesor 1,5 mm

Tapa roscada

Cabeza Empaque de caucho

Vástago

Casquillo Lavador de fibra Diámetro externo 4,5 mm Diámetro interno 2,0 mm Espesor 0,8 mm Boquilla Jarra de vidrio con rosca superior

Escape


NTC 3399 Tuerca Empaque de caucho Diámetro externo 25 mm Diámetro interno 10 mm Espesor 1,5 mm

Tapa roscada

Cabeza Empaque de caucho

Vástago

Casquillo Lavador de fibra Diámetro externo 4,5 mm Diámetro interno 2,0 mm Espesor 0,8 mm Boquilla Jarra de vidrio con rosca superior

Figura 3. Atomizador

La solución de sal en el atomizador se consume a una velocidad aproximada de 15 ml/h. Esta pérdida se debe, por una parte, a la atomización de la solución y, por la otra, a la evaporación del agua del depósito. El volumen del depósito es tal, que el cambio en la concentración y la pérdida en volumen de la solución durante un período de 8 h, no causará un cambio notable en las características del aerosol de ensayo. El aerosol de cloruro de sodio se analiza antes y después del filtro sometido a ensayo mediante fotometría de llama. El fotómetro usado para este análisis puede ser cualquier instrumento adecuado que tenga la sensibilidad requerida, aunque hay disponible un fotómetro especialmente diseñado que cumple estos requisitos. *) El instrumento es un fotómetro de llama de hidrógeno. El quemador de hidrógeno se aloja en un tubo vertical para que la llama se abra en su extremo inferior en el tubo de muestras, a través del cual fluye el aerosol que se va a analizar. El flujo de aerosol hacia la llama se controla mediante convección y se mantiene constante con una válvula de purga. Se alimenta en forma continua, corriente abajo en la entrada al tubo de llama, una pequeña cantidad de aire filtrado en el tubo de muestra. La función de esta alimentación es evitar que el aire ambiente, que puede contener cantidades considerables de sales de sodio, llegue al quemador cuando no hay flujo a través del tubo de muestras. *

Se puede obtener información respecto al proveedor del fotómetro y el generador de aerosol en la secretaría del TC 59 del CEN.

8


NTC 3399

Un tubo de vidrio a prueba de calor rodea el quemador de hidrógeno, el cual proporciona una llama simétrica alrededor del eje vertical. Este tubo tiene que ser opticamente homogéneo para minimizar el efecto en la luz transmitida por la llama. Las partículas de cloruro de sodio que hay en el aire que pasa a través del tubo de llama se evaporan, y dan, la emisión característica del sodio a 589 nm. La intensidad de esta emisión es proporcional a la concentración de sodio en el f lujo de aire. La intensidad de la luz emitida por la llama se mide mediante un tubo fotomultiplicador. Para separar la emisión de sodio de la luz de fondo de otras longitudes de onda, se usa un filtro de interferencia de banda estrecha con filtros apropiados de bandas laterales. Este filtro preferiblemente debe tener un ancho de banda de medio pico, no superior a 5 nm. Puesto que la salida del fotomultiplicador sólo es proporcional a la luz incidente sobre un intervalo relativamente reducido, se atenúan las altas intensidades de luz mediante filtros de densidad neutral. Estos filtros se calibran en conjunto con el filtro de interferencia en uso, y de este modo la intensidad efectiva de la luz se puede calcular a partir de la salida del fotomultiplicador, la cual se amplifica y se muestra en un medidor o registrador gráfico. La calibración del fotómetro de llama depende del diseño detallado del instrumento, y si se desea obtener resultados confiables, se deben seguir las instrucciones de los fabricantes. Sin embargo, en general, los métodos que se pueden usar son: dilución múltiple del aerosol, dilución de la solución del atomizador o una combinación de ambos. Si se usa sólo una dilución de la solución o del aerosol, el límite inferior de calibración es de aproximadamente dos órdenes de magnitud más alto que la sensibilidad máxima del instrumento. Si se usa para detectar un fotomultiplicador con filtros atenuadores, no es importante que éste mida un intervalo constante de niveles de luz sobre todo el margen del instrumento. Los valores de los filtros atenuadores se conocen y son invariables. Por lo tanto, la curva de calibración es lineal a bajas concentraciones y se puede extrapolar de modo seguro a valores inferiores. El límite superior de la parte lineal de la curva de calibración es aproximadamente 0,12 mg/m 3 debido a la reabsorción de luz dentro de la llama. Es posible una calibración no lineal por encima de este punto, hasta aproximadamente 15 mg/m 3. Si se usan otros detectores, puede que este no sea el caso, se requiere una técnica de combinación para alcanzar la máxima sensibilidad. 6.4.1.2 Condiciones de ensayo. Para la distribución del tamaño de las partículas del aerosol, véase la Figura 4. Velocidad de flujo del aerosol de ensayo

95 L/min

Concentración del aerosol

8 mg/m3 ± 4 mg/m3

Presión del aire en el atomizador

345 kPa ± 14 kPa

Velocidad de flujo para el atomizador

12,75 L/min ± 0,25 L/min

Velocidad de flujo del aire de dilución

82 L/min

Velocidad de flujo del hidrógeno para el fotómetro

450 mL/min - 500 mL/min

Longitud de onda de emisión del sodio

589 nm

Temperatura del aire

ambiente

Humedad relativa

< 60 %

9


NTC 3399

6.4.1.3 Procedimiento. El aerosol de ensayo se alimenta a la cámara, a la cual se fija el filtro. Un flujo de 95 L/min se sopla a través del filtro y la concentración de aerosol se mide justo antes, e inmediatamente después del filtro con el fotómetro. La penetración inicial se deberá medir a 3 min ± 0,5 min. 6.4.1.4 Cálculo de la penetración.

P =

C 2 C 1

× 100%

Donde: P

=

penetración

C 1

=

concentración de cloruro de sodio antes del filtro.

C 2

=

concentración de cloruro de sodio después del filtro.

6.4.2 Ensayo con aceite de parafina Un aerosol de gotas de aceite de parafina se genera por la atomización de éste cuando se calienta. La concentración de este aerosol se mide antes y después del filtro sometido a ensayo mediante un fotómetro para aerosol. Son posibles las determinaciones exactas en el intervalo de valores del 0,003 % al 100 % de penetración de filtro. 6.4.2.1 Equipo de ensayo. El equipo se muestra en la Figura 5. El aerosol se genera mediante un atomizador (véanse las Figuras 6 y 8). El recipiente de atomización (6) se llena con aceite de parafina (paraffinum perliquidum CP 27 DAB 7 *) o equivalente), de modo que el nivel de aceite esté entre las marcas mínima/máxima (10). El recipiente de atomización se calienta mediante un dispositivo de calentamiento eléctrico (8), de tal manera que la temperatura del aceite se mantenga a 100 °C por medio de un termóstato (9). La temperatura se mide con termómetro (11). El aire comprimido filtrado a 400 kPa (3, 4) se precalienta en (8) y se sopla a través de la unidad de boquilla múltiple ((12) y Figura 8). Las gotas grandes de niebla generada de aceite, se separan en la boquilla de control (13) y en el tubo en espiral (15). En el recipiente de mezcla (5) las gotas de aceite y el vapor de aceite se diluyen con 50 L/min de aire filtrado, medidos por el medidor de flujo (2). Puesto que el aire diluyente está a temperatura ambiente, el vapor de aceite se condensa en el recipiente de mezcla. El aerosol generado es el aerosol de ensayo, el cual se reduce a la concentración de 20 mg/m 3 ± 5 mg/m3 mediante retiro de una fracción apropiada de la niebla de aceite (véase la Figura 5, elemento 18 en relación con 11, 7, 10, 12 y 17) y mediante una dilución adicional con aire filtrado a una velocidad de flujo de 83 L/min de los ventiladores activados por fuerza del aire (tipo Friedrichs-Antlinger o equivalente, véase la Figura 5, elemento 5 y Figura 9). El aerosol de ensayo producido por este método es polidisperso. La distribución del tamaño de las partículas es una distribución logarítmica corriente con un diámetro medio de Stokes de 0,4 µm (para la distribución de número) y la desviación estándar logarítmica de 0,26 (véase la Figura 7).

*)

Las propiedades físicas del aceite son: densidad a 20 °C: 0,846 g/cm 3; viscosidad a 20 °C; 0,026 Pa’s a 0,031 Pa’s; Información respecto a los proveedores de aceite de parafina, generador de aerosol y fotómetro para aerosol se puede obtener en la secretaría del TC 79 del CEN.

10


NTC 3399

El aerosol de ensayo se alimenta en la cámara (véase la Figura 5 (1)), en donde se fija el filtro sometido a ensayo (15). El exceso del aerosol se filtra mediante un filtro de alta eficacia con baja resistencia al flujo (10). Se permite una velocidad de flujo de 95 L/min a través del filtro sometido a ensayo. La concentración se mide antes y después del filtro sometido a ensayo mediante un fotómetro integrador dispersor de luz. El principio del fotómetro para aerosol se muestra en la Figura 10. El instrumento es un fotómetro dispersor a 45°. La fuente de luz se dirige a la celda de medición y al fotomultiplicador. El haz directo al multiplicador es interrumpido por un obturador, de modo que la luz dispersa por las partículas siempre se corrige respecto a las variaciones de intensidad de la fuente. El haz de referencia se atenúa automáticamente mediante filtros y cuña de densidad neutral a la densidad del haz de luz dispersa. La intensidad de la luz dispersa, que es una medida de la concentración del aerosol, se hace evidente. Aerosol de ensayo de NaCl Districución de tamaño producida por atomización de NaCl al 1% a 345 KPa

m µ

n e l C a N 1,0 e d s a l u c í t r a p s a l e d r o y a m 0,1 l a n o g a i D

Número

Masa

0,01 0,01 0,05 0,2 0,5 1 0,1

2

5

10

20 30 40

60 70 80

90

95

50 Porcentaje por debajo del tamaño declarado (%)

Figura 4. Distribución del tamaño de partículas

11

98 99

99,8 99,9

99,99


NTC 3399

13 5

11

6a

12 3

4

7

9 2 17

16

18

8

7 Aire comprimido

15

1 9 10

10

Aire comprimido 14

8

1.

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

17. 18.

6b

7

Cámara de ensayo: material rígido y transparente. diámetro 500 mm, altura 500 mm, recubierto con madera contrachapada a ambos lados. Puerta apretada de la cámara. Plato para recoger aceite que baja por las paredes del tubo. Tapa de los ventiladores. Ventiladores activados por la fuerza del aire para conducir el vapor de aceite concentrado a la cámara. Medidores de flujo, alcance 800 L/h a 8 000 L/h. Válvulas que controlan la velocidad de flujo. Filtros de alta eficacia. Válvulas de reducción, alcance 100 kPa a una pre-presión de 600 kPa a 1 000 kPa. Filtro de alta eficacia con baja resistencia. “T” para retirar la cantidad de vapor de aceite para el ensayo. Válvula de agua que controla la concentración del vapor de aceite en la cámara. Generador de neblina de aceite. Fotómetro para aerosol. Tubería de conexión al objeto de ensayo. Sonda para medir la concentración de vapor de aceite en la cámara. El fotómetro para aerosol se conecta a la tubería (15) o a la sonda (16), según se requiera, mediante un tubo corto. El tubo de conexión que no se conecta se debe cerrar fuertemente. Los tubos para la neblina de aceite son de plástico con textil reforzado con un diámetro interno de 19 mm. Frasco Woulfe. Volumen amortiguador de 5 L.

Figura 5. Equipo para el ensayo con aceite de parafina.

12


NTC 3399

4

14

2 3

1 13

11 9

20

15 6

22

10 8 16

12

5

7 19

Escape

Medición 18

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.

17

Entrada de aire a 500 kPa con filtro para aire. Medidor de flujo. Reductor de presión. Manómetro Recipiente de mezcla. Recipiente de atomización. Recipiente con termóstato. Chaqueta de calentamiento. Termóstato. Indicador de nivel de aceite. Termómetro. Boquilla de atomizador. Boquilla de control Manómetros de tubo en U. Tubo en espiral. Tornillo para drenaje. Salida al dispositivo de medición. Salida de residuos. Válvula de inversión. Bomba de aceite. Contendor de suministro de aceite. Tornillo de fijación. Figura 6. Generador para aerosol de aceite de parafina

13

21


NTC 3399

99 98 o 95 d a r 90 a l c e d 80 o ñ 70 a 60 m a 50 t l e 40 d a 30 m 20 i c n e r 10 o p 5 e j a t n 2 e c r 1 o 0,5 P

Niebla de aceite de parafina Dsitribución de número ϑ log d = 0,26

0,2 0,05 10 ²

2

3 4 5 6 7 8 10 ¹

2 3 4 5 6 7 8 10 º Diámetro de Stokes en µ m

2

3 4 5 6 7 8 10 ¹ µ m

Figura 7. Distribución del tamaño de partícula de la niebla de aceite de parafina

14


NTC 3399

Dimensiones en milímetros ø 1,5

ø 1,9 ø 0,3

máximo Nivel de aceite mínimo Aceite de parafina

ø 1,5 Elemento unitario X de la boquilla múltiple

8 13

60°

Figura 8. Atomizador

15


NTC 3399 Dimensiones en milímetros ø 60

ø 10

50 R 20 30

ø8

ø6 95

35

60

ø 17

A

ø 3 A ø4

R5

35

R 25 30

R 30 40 ø 10 ø 92 Sección A - A

ø8

Figura 9. Ventiladores accionados por fuerza de aire

16


NTC 3399 Fotomultiplicador

Regulador de haces

Haz de luz directa Io

Motor de regulación

Amplificador Haz de luz dispersa I

Fuente de luz Cámara de medición

Figura 10. Disposición del fotómetro para aerosol

6.4.2.2 Condiciones de ensayo. Para la distribución del tamaño de partículas de ensayo del aerosol, véase la Figura 7. Velocidad de flujo a través de filtro sometido a ensayo

95 L/min

Concentración del aerosol

20 mg/m3 ± 5 mg/m3

Temperatura del aire

Ambiente

Presión del aire para el atomizador

400 kPa ± 15 kPa

Velocidad de circulación para el atomizador

13,5 L/min ± 0,5 L/min

Velocidad de circulación del aire de mezcla en el generador de aerosol

50 L/min

Velocidad de circulación del aire de dilución

83 L/min

Temperatura del aceite en el generador

Entre 100 °C y 110 °C

6.4.2.3 Procedimiento de ensayo. El aerosol de ensayo alimenta la cámara, a la cual se fija el filtro sometido a ensayo. Se aspira una velocidad de flujo de 95 l/min a través del filtro mediante una bomba adecuada. La concentración de aerosol se mide justo antes, e inmediatamente después del filtro mediante el fotómetro para aerosol. La penetración inicial se debe medir a 3 min ± 0,5 min.

17


NTC 3399

6.4.2.4 Cálculo de la penetración. P =

I 2

− I 0

I 1

− I 0

x 100

%

Donde:

6.5

P

=

penetración.

I 1

=

lectura del fotómetro antes del filtro.

I 2

=

lectura del fotómetro después del filtro.

I o

=

lectura cero del fotómetro para aire limpio.

ENSAYO DE OBSTRUCCIÓN

6.5.1 Ensayo de obstrucción con polvo de dolomita Este ensayo consiste en extraer aire cargado de polvo a través del filtro sometido a ensayo, y en determinar la cantidad de polvo depositada en el filtro cuando se alcanza una resistencia a la respiración especificada. El filtro se ensaya montado en un adaptador adecuado. De modo opcional, éste se puede ensayar montado en un adaptador facial, pero, entonces, la caída de presión introducida por las características del adaptador facial (por ejemplo, la válvula de inhalación) se debe tener en cuenta en los resultados. En ambos casos, sobre el portador se requiere un sello hermético. 6.5.1.1 Equipo de ensayo. El equipo se muestra en la Figura 11. El área de trabajo de la cámara tiene una sección cuadrada de 650 mm de lado. Cámara de polvo de ensayo Inyector

Sonda

Filtro

Bomba

Filtro

Aire comprimido

Medidor de flujo

Polvo Filtro de aire

Tubo sonda Bomba

∆

Distribuidor de polvo

Contador Escape Bomba Contador Escape

Figura 11. Equipo para el ensayo de obstrucción con polvo de dolomita

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6.5.1.2 Condiciones de ensayo -

Polvo: dolomita*) DRB 4/15

En la Figura 12 se muestra la distribución del tamaño de las partículas suspendidas en el aire en el área de trabajo de la cámara de polvo. Esta característica es un parámetro esencial, que se tiene que verificar antes de cualquier medición, sobre todo, si la geometría de la cámara de ensayo es algo diferente del modelo descrito en esta norma. -

Flujo continuo a través de la cámara de polvo: 60 m 3/h, velocidad lineal igual a 4 cm/s.

-

Flujo continuo a través del filtro: 95 L/min.

-

Concentración del polvo: 400 mg/m 3 ± 100 mg/m3.

-

Temperatura del aire: 23 °C ± 2 °C.

-

Humedad relativa del aire: 45 % ± 15 %

-

Tiempo de ensayo: el filtro se ensaya hasta que una carga de 1,5 g de polvo se haya depositado en él, o hasta que la resistencia a la respiración haya alcanzado 0,4 kPa, para un filtro clase P1, ó 0,5 kPa, para un filtro clase P2.

6.5.1.3 Procedimiento. El ensayo se debe realizar con tres muestras. El polvo del distribuidor se conduce a la cámara en donde se dispersa en la corriente de aire a 60 m3/h. El filtro sometido a ensayo se monta en un adaptador adecuado, ubicado en la cámara de polvo. Se extrae un flujo de 95 L/min a través del filtro, hasta que la resistencia del filtro haya alcanzado el valor especificado. La cantidad de polvo se puede medir indirectamente mediante una sonda dotada de un filtro de fibra de vidrio (diámetro igual a 37 mm, abierto en los costados), que se pesa con antelación, y ubicado como se muestra en la Figura 13. El aire de la cámara de polvo se extrae a través de la sonda a una velocidad de 2 L/min. El filtro de fibra de vidrio se remplaza cada 15 min. Se mide la cantidad de polvo recolectado. La cantidad correspondiente de polvo en el filtro se obtiene multiplicando por 95/2. Se traza una curva de la caída de presión a través del filtro contra la cantidad acumulativa de polvo recolectado, hasta que se alcance el límite de 0,4 kPa ó 0,5 kPa.

*)

Información respecto al proveedor de polvo de dolomita se puede obtener en la secretaría del TC 79 del CEN.

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Una vez se haya pesado el filtro antes del ensayo, la cantidad acumulada de polvo se confirma al pesarlo después de sacarlo de la cámara de polvo, y de eliminar su envoltura exterior. La resistencia a la respiración se debe medir antes y durante el proceso de carga. Se registra la cantidad de polvo depositado al ocurrir la caída de presión especificada. Los valores de resistencia se deben corregir respecto al valor reactivo introducido por el adaptador a una temperatura de 23 °C y 100 kPa de presión absoluta.

99,99 % 99,9

o ñ a m a t l e d a o m d i c a r n l a e c r e o d p e j a t n e c r o P

99,5 99 98 95 90

Distribución de tamaños (masa) Dolomita DRB 4/15 Aerosol de ensayo

80 70 60 50 40 30 20 10 5 2 1 0,5 0,2 0,05 0,01

2 3 4 5 6 7 8 10 20 30 40 60 80 100 Diámetro de partícula medio de masa en µm

Figura 12. Distribución de tamaño de partículas del polvo de dolomita

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6.5.2 Ensayo de obstrucción con carbón en polvo El ensayo consiste en extraer aire cargado de polvo a través del filtro sometido a ensayo y determinar la caída de presión a través del filtro, cuando este último ha recogido 1,5 g de polvo. El ensayo se lleva a cabo tanto con aire a humedad relativa normal (del 30 % al 60 %), y con aire a una humedad relativa aproximadamente del 95 %. 6.5.2.1 Equipo de ensayo. El equipo se muestra en la Figura 14 y las dimensiones críticas, en la Figura 15. El polvo de la tolva "H" se pasa mediante la plataforma giratoria "T" a una velocidad de 0,5 g/min hasta un punto por debajo de la boquilla "A", donde el polvo es llevado con la corriente de aire que entra a la cámara de mezcla "C", a través de la boquilla "A", a una velocidad de flujo de 8,5 L/min. Una cantidad de aire adicional entra a "C" a través del tubo lateral "B", para producir un flujo de 95 L/min a través del filtro sometido a ensayo "F", el medidor de flujo "R" y la válvula reguladora "V" a una bomba de succión. El manómetro "M" indica la caída de presión a través del filtro. Para ensayos a alta humedad, se hace girar la válvula de dos vías "K", de modo que se extraiga aire adicional a través del humidificador "W". Para ensayos a humedad ambiente, se hace girar "K", de tal manera que el aire salga directamente de la atmósfera. El flujo requerido a través de "A" se regula y controla mediante la válvula "E". 6.5.2.2 Condiciones de ensayo Polvo: Se utiliza para el ensayo carbón en polvo con un contenido de materia volátil del 35 % preparado a partir de muestras lavadas de los yacimientos superiores de carbón de Grimethorpe, NCB Coal Rank 502, o de un tipo equivalente *), molido mediante molino de bolas y graduado en tamiz, se utiliza la proporción que pase por una tamiz con aberturas de 63 µm. La distribución del tamaño de partículas se indica en la Tabla 3.

*)

Velocidad de flujo continua de ensayo:

95 L/min

Temperatura del aire:

23 °C ± 2 °C

Humedad relativa del aire:

30 % al 60 % y 95 %

Información respecto al proveedor se puede obtener en la secretaría del TC 79 del CEN.

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A la bomba de succión Válvula V

Medidor de flujo R

Filtro F Cámara de mezcla C Higrómetro

Manómetro M

Válvula E

Válvula de dos vias K Tubo lateral B Tolva H

Boquilla A

Plataforma giratoria T

Humidificador W Motor

Figura 14. Equipo para ensayo de obstrucción con carbón en polvo

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NTC 3399 Dimensiones en milímetros

Ø 12,5 Ø6

2

6

110

4 15

130

75 Ø 18 Ø7 15

Plancha de bronce Embudo de aluminio

3

6

Ø 1,5 Ø3

(b) Boquilla de bronce A

74

M12

10

Ø6 M12

Rosca de 12 mm ISO

Tornillo de 12 mm ISO 11 12,5 Estriado Ø7 Ø 16 (c) Anillo retenedor de bronce

25 42 65 114 (a) Ensamble Detalle de la base de la cámara de mezcla C y la boquilla A, como se muestra en (b)

Figura 15. Detalles del equipo para ensayo de obstrucción con carbón en polvo

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Tabla 3. Distribución del tamaño de las partículas de polvo de carbón polvo Contador de cuchilla Tamaño (diámetro Número de partículas de esférico equivalente) tamaño mayor µm (No. 2,5 µm = 100 %) 2,5 3,0 5,0 7,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0

100 65 27 14,6 7,7 3,5 1,9 1,1 0,6 0,2

Análisis de sedimentación Tamaño Peso del tamaño mayor (diámetro de Stokes) % µm 2,5 3,0 5,0 7,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 40,0

89,0 87,5 80,5 77,0 65,0 52,5 36,0 31,2 23,2 9,3

6.5.2.3 Procedimiento. Después del pesaje, el filtro sometido a ensayo se conecta al circuito de aire en la parte superior de la cámara "C". Se extrae aire a través del filtro a una velocidad de 95 L/min y el flujo a través de la boquilla "A" se ajusta a 8,5 L/min. Después de que el aire ha pasado a través del filtro durante 3 min, se permite que el filtro alcance el equilibrio, luego se introduce suficiente polvo en la tolva "H", de modo que el filtro pueda recoger 1,5 g de polvo, según se determina mediante una calibración anterior, (aproximadamente el 70 % del polvo introducido en la tolva "H" se recoge en el filtro sometido a ensayo). Se detiene el ensayo cuando 1,5 g de polvo se hayan recogido o si la caída de presión a través del filtro supera 0,4 kPa para un filtro clase P1, ó 0,5 kPa para un filtro clase P2, cualquiera de las dos que ocurra primero. Después de recoger aproximadamente 1,5 g de polvo, se debe retirar el filtro de la cámara, se limpia con brocha para eliminar polvo de la parte exterior del ensamble del filtro y se pesa de nuevo. Filtros sin prefiltros. Se deben ensayar en cada condición de humedad tres filtros diferentes. Se debe calcular la caída de presión media final y la recolección de polvo en cada condición de humedad. Filtros con prefiltros. Se deben ensayar en cada condición de humedad tres filtros principales, cada uno ensayado con prefiltros nuevos. En caso de que haya dispositivos de filtración dotados de más de un ensamble de filtros, se debe ensayar todo el sistema como una sola unidad. La resistencia a la penetración se debe medir antes y después de la carga con carbón en polvo. Se debe determinar la cantidad de polvo depositado en el filtro. Los valores de resistencia se deben corregir por el valor reactivo introducido por el adaptador a una temperatura de 23 °C y una presión absoluta de 100 kPa.

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 7.

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MARCADO

Todos los grupos de filtros encapsulados y no encapsulados se deben marcar, por lo 7.1 menos, con la siguiente información.

7.1.1 Tipo y clase: P1, P2 ó P3 Código de color: blanco El color plata o metálico claro se considera como un color neutro.

7.1.2 Los subensambles o las partes de piezas muy relacionadas con la seguridad, se deben marcar de modo que se puedan identificar. 7.1.3 El nombre, la marca de fábrica u otros medios de identificación del fabricante. 7.1.4 El número de esta norma. 7.1.5 Todos los filtros, incluyendo los no encapsulados, que no pasen el ensayo de aceite de parafina, se deben marcar claramente "Sólo para uso contra aerosoles sólidos". *) 7.1.6 La fecha (por lo menos el año) de expiración del tiempo de almacenamiento, cuando el filtro no cumple con los requisitos después del tratamiento con temperatura. 7.1.7 La declaración "Véanse las instrucciones de uso" en el idioma que se acepte en el país en donde se aplique. 7.2

El marcado debe ser claramente visible y lo más durable posible.

8.

INSTRUCCIONES DE USO

Cada paquete disponible en el mercado, por pequeño que sea, debe ir acompañado de 8.1 las instrucciones de uso. Las instrucciones de uso deben aparecer en el idioma que se acepte en el país en 8.2 donde se aplique. Las instrucciones de uso deben contener toda la información del equipo acerca de las 8.3 aplicaciones y limitaciones o ambas, necesarias para personas entrenadas y calificadas:

*)

-

Se da el marcado que garantice la identificación del tipo de filtro,

-

Se da el uso por ejemplo ¿Se usará el filtro en la industria o en la industria de minería del carbón?

-

Se declara la conveniencia de los filtros marcados sólo para aerosoles sólidos, respecto a los aerosoles acuosos definidos así: los aerosoles acuosos son los producidos a partir de soluciones y suspensiones, o ambos, de materiales en

Esto puede incluir aerosoles acuosos.

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formas de partículas en agua, de modo que el único contaminante del lugar de trabajo se atribuye a este material sólido. -

Controles antes del uso,

-

Accesorios. Se describe cómo se debe insertar el filtro en el equipo para el cual está diseñado. Se le da nombre a este equipo.

-

Uso.

-

Mantenimiento.

-

Almacenamiento.

Las instrucciones no deben ser ambiguas. Si resulta útil, se deben adicionar 8.4 ilustraciones, números de partes, marcado, entre otros.

8.5

Se deben suministrar precauciones contra posibles problemas.

DOCUMENTO DE REFERENCIA EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION. Respiratory Protective Devices. Particle Filters. Requirements, Testing, Marking. Brussels. 1990, 24 p. il. (EN 143).

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