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Engenharia · 12 min

Verificação da qualidade do ar comprimido: ISO 8573-4, -5 e -7

Métodos de medição de partículas sólidas, teor de óleo e contaminação microbiológica viável em sistemas de ar comprimido

A ISO 8573-1:2010 estabelece o sistema de classes de pureza para a qualidade do ar comprimido. Verificar se os equipamentos instalados de filtração, secagem e tratamento atingem a classe de pureza especificada exige os métodos de medição definidos na série ISO 8573, da Parte 2 à Parte 7. Este artigo abrange as três disciplinas de medição mais relevantes para o comissionamento e a auditoria periódica de sistemas de ar comprimido: a medição do teor de partículas sólidas (ISO 8573-4:2019), a medição do teor de óleo em aerossol e em vapor (ISO 8573-2:2018 e ISO 8573-5:2001) e a medição da contaminação microbiológica viável (ISO 8573-7:2003). Cada método especifica condições de amostragem, requisitos de equipamentos e procedimentos de cálculo que devem ser seguidos para obter resultados válidos e comparáveis. O artigo relacionado sobre as classes de pureza da ISO 8573-1, a seleção de secadores e o projeto do sistema está disponível nas referências de engenharia compressed-air-purity e compressed-air-dryer-selection.

±5% da velocidade da corrente de ar principal (ISO 8573-4)

Tolerância de velocidade isocinética

≤0.01 mg/m³ de óleo total (ISO 8573-1)

Limite de aerossol de óleo Classe 1

Suficiente para a verificação da Classe 1 de ≤0.01 mg/m³

Detecção de aerossol de óleo (GC-FID)

≤0.1 UFC/m³ (ISO 8573-7)

Microbiológico Classe W1

≥1,000 L a 12.5 L/min

Amostra microbiológica mínima

≥1,000 L gravimétrico (ISO 8573-4)

Amostra mínima de partículas sólidas

01 /

Amostragem isocinética: o requisito fundamental

Todas as medições de qualidade do ar comprimido exigem amostragem isocinética: a velocidade do gás que entra na sonda de amostragem deve ser igual à velocidade da corrente de ar principal no ponto de amostragem. Quando a velocidade na sonda supera a da corrente de ar (superisocinética), as partículas maiores são desviadas ao redor da entrada da sonda e a contaminação pesada fica sub-representada. Quando a velocidade na sonda é menor que a da corrente de ar (subisocinética), as partículas maiores são coletadas em excesso. A ISO 8573-4 exige amostragem isocinética com correspondência de velocidade dentro de ±5% da velocidade da corrente principal. A profundidade de inserção da sonda isocinética deve posicionar a entrada da sonda no eixo do tubo para velocidades acima de 2 m/s. As linhas de amostragem devem ser aquecidas a pelo menos 5°C acima do ponto de orvalho sob pressão em todos os pontos entre a porta de amostragem e o instrumento de medição, para evitar condensação que distorceria as medições de óleo e umidade. Para as medições de teor de óleo segundo a ISO 8573-2, a temperatura da linha de amostragem deve superar o ponto de orvalho sob pressão em pelo menos 10°C.

±5% da velocidade da corrente de ar principal na entrada da sonda (ISO 8573-4)

Tolerância isocinética

Eixo do tubo: velocidades acima de 2 m/s

Posição da sonda

≥5°C acima do ponto de orvalho sob pressão em toda a linha de amostragem

Temperatura da linha de amostragem

≥10°C acima do PDP: evita que a condensação distorça o teor de óleo

Linha de amostragem de óleo

02 /

Medição de partículas sólidas: ISO 8573-4

A ISO 8573-4:2019 define dois métodos para medir o teor de partículas sólidas: gravimétrico (baseado em massa, Método A) e contagem de partículas (baseado em tamanho, Método B). O Método A coleta as partículas em um filtro de membrana pré-tarado com tamanho de poro conhecido (normalmente 0.8 µm); a massa coletada dividida pelo volume de ar amostrado dá a contaminação em mg/m³. Esse método mede a massa total de partículas sólidas acima do tamanho de poro de corte da membrana. O Método B usa um contador automático de partículas (APC) calibrado segundo a ISO 11171 para contar e dimensionar partículas em faixas de tamanho padrão. O Método B é usado quando a classe de pureza da ISO 8573-1 exige verificação contra limites de contagem de partículas (classes 1–4 para partículas sólidas). O volume de amostragem deve ser suficiente para uma medição confiável: a ISO 8573-4 recomenda no mínimo 1,000 L (em condições padrão de 20°C, 100 kPa absolutos) para a medição gravimétrica quando as concentrações estão perto do limite de detecção do filtro de membrana.

Filtro de membrana pré-tarado; resultado em mg/m³: massa total acima do tamanho de poro do filtro

Método A (gravimétrico)

APC segundo a ISO 11171; conta em faixas de tamanho definidas: valida os limites numéricos

Método B (contagem de partículas)

1,000 L em condições padrão (20°C, 100 kPa abs)

Volume mínimo de amostra

ISO 8573-4:2019: substitui a edição de 2001

Referência normativa

03 /

Medição do aerossol de óleo: ISO 8573-2

A ISO 8573-2:2018 define o método para medir o teor de aerossol de óleo no ar comprimido. O método coleta o aerossol de óleo em um filtro coalescente de lã de vidro ou de microfibra de vidro borossilicato; a massa de óleo coletada é determinada por extração com solvente seguida de análise gravimétrica ou GC-FID. A concentração mínima detectável com análise gravimétrica é de aproximadamente 0.03 mg/m³; para a verificação da Classe 1 da ISO 8573-1 (≤0.01 mg/m³), a análise GC-FID do extrato oferece a sensibilidade necessária. Volume mínimo de amostra para a medição de Classe 1: ≥10,000 L. O ar amostrado é conduzido por uma linha de amostragem aquecida até o coletor coalescente; a temperatura do coletor deve ser mantida acima do ponto de orvalho sob pressão do sistema. O resultado da medição é expresso em mg/m³ nas condições de referência (20°C, 100 kPa absolutos, 0% de umidade relativa). O teor de óleo combinado (aerossol mais vapor) é medido somando o resultado de aerossol da ISO 8573-2 ao resultado de vapor da ISO 8573-5.

ISO 8573-2:2018: filtro coalescente de aerossol de óleo + gravimetria/GC-FID

Norma

Gravimetria: ~0.03 mg/m³; GC-FID: suficiente para ≤0.01 mg/m³

Limite de detecção da Classe 1

≥10,000 L nas condições de referência

Volume de amostra (Classe 1)

20°C, 100 kPa abs, 0% UR: conforme a definição da ISO 8573-1

Condições de referência do resultado

04 /

Medição do vapor de óleo: ISO 8573-5

A ISO 8573-5:2001 define o método para medir o teor de vapor de óleo e de solventes orgânicos no ar comprimido. Os compostos de óleo em fase vapor (normalmente hidrocarbonetos C₁₁ a C₂₅ dos lubrificantes do compressor) são coletados fazendo a amostra de ar passar por um tubo preenchido com carvão ativado (adsorvente Tenax ou de carvão ativado). Após a amostragem, o adsorvente é dessorvido termicamente ou extraído com solvente, e o eluato é analisado por cromatografia gasosa com detecção por ionização de chama (GC-FID). Os resultados são expressos como concentração total de hidrocarbonetos em mg/m³ nas condições de referência. Para a verificação das Classes 1 e 2 da ISO 8573-1, o óleo total combinado (aerossol + vapor) não deve exceder 0.01 mg/m³ (Classe 1) nem 0.1 mg/m³ (Classe 2) como um único resultado combinado; os resultados de vapor da ISO 8573-5 e de aerossol da ISO 8573-2 são somados. A vazão de amostragem e o volume de amostra do tubo adsorvente devem ser validados para os compostos hidrocarbonetos específicos esperados da formulação do óleo do compressor em uso.

ISO 8573-5:2001: tubo de adsorção de carvão ativado + GC-FID

Norma

≤0.01 mg/m³ total (aerossol + vapor segundo a ISO 8573-2 + ISO 8573-5)

Óleo combinado Classe 1

≤0.1 mg/m³ total (aerossol + vapor)

Óleo combinado Classe 2

C₁₁–C₂₅, espectro típico do óleo de compressor: adsorvente validado para a classe de compostos

Faixa de hidrocarbonetos

05 /

Contaminação microbiológica viável: ISO 8573-7

A ISO 8573-7:2003 define o método para medir a contaminação microbiológica viável (bactérias e mofo) no ar comprimido. São especificados dois métodos de amostragem: um impactador em cascata Anderson (para caracterizar o aerossol viável por tamanho) e um impinger todo de vidro AGI-30 (para a contagem total de viáveis). Para a verificação de rotina de classe segundo a ISO 8573-1, o método do impinger é o mais usado. O impinger AGI-30 coleta as amostras de ar em um meio líquido de coleta estéril a 12.5 L/min; o volume mínimo de amostra é de 1,000 L (aproximadamente 80 minutos a 12.5 L/min). Após a amostragem, o meio de coleta é diluído em diluições seriadas e semeado em placas com ágar sangue como meio de crescimento; as placas são incubadas a 37°C ±1°C por 48 horas antes da contagem de colônias. Os resultados são expressos em unidades formadoras de colônias por metro cúbico (UFC/m³). Classes de pureza microbiológica da ISO 8573-7: W1 ≤0.1 UFC/m³, W2 ≤1 UFC/m³, W3 ≤10 UFC/m³. A amostragem microbiológica exige técnica asséptica o tempo todo; o equipamento de amostragem é autoclavado antes do uso e o líquido de coleta é estéril.

ISO 8573-7:2003: coleta com impinger + cultura em placa de ágar (UFC/m³)

Norma

≤0.1 UFC/m³: qualidade de ar farmacêutica e alimentícia

Classe W1

≤1 UFC/m³: ar médico e de processos sensíveis

Classe W2

≥1,000 L a 12.5 L/min (≈80 min de amostragem): mínimo para uma contagem confiável

Volume de amostra

DIAGRAMAS DE ENGENHARIA

Compressed Air Treatment Train — ISO 8573-1Sequential compressed air treatment stages: compressor, aftercooler and moisture separator, refrigerant or desiccant dryer, particulate filter (Class 1 dust), coalescing oil mist filter (Class 1 oil), and activated carbon filter (Class 1 hydrocarbons). ISO 8573-1 purity class level achieved at each stage is shown.AMBIENTCOMPRESSORcondensate drainAFTERCOOLER +SEPARATORDESICCANTDRYERDP ≤ −40°CPARTICULATEFILTERISO 8573-1 dustOIL COALESCER(coalescing)ISO 8573-1 oil mistACTIVATEDCARBONhydrocarbonsCLEANAIRClass 1.1.1END USEISO 8573-1 PURITY CLASSES — three-number code: [particles] [water] [oil]Class 1.1.1: ≤0.1µm·mg/m³ · dew point ≤−70°C · ≤0.01mg/m³ oil · highest purityISO 8573-2 specifies test methods for oil content measurementISO 8573-1 · ISO 8573-2
Compressed Air Treatment Train — ISO 8573-1 Purity Classes — Representative compressed-air treatment train showing compressor output, moisture separation or drying and downstream fi…
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ISO 8573-1 Compressed Air Purity ClassesThree-panel reference chart for ISO 8573-1:2010. Top panel shows solid particle purity classes 0–5 by particle count per cubic metre at ≥0.1 µm, ≥0.5 µm, ≥1 µm, and ≥5 µm. Middle panel shows water content as maximum pressure dew point from Class 1 (−70 °C) to Class 6 (+10 °C). Bottom panel shows total oil content from Class 1 (0.01 mg/m³) to Class 4 (5 mg/m³). Lower class number means tighter / cleaner air.ISO 8573-1:2010 — COMPRESSED AIR PURITY CLASSES← TIGHTER (more stringent)SOLID PARTICLES — MAX COUNT PER m³ AT STATED SIZE RANGECLASS≥0.1 µm≥0.5 µm≥1 µm≥5 µmISO CODE0per specper specper specper specISO 8573-1 Class 0120 000400100ISO 8573-1 Class 12400 0006 0001002ISO 8573-1 Class 23—90 0001 00010ISO 8573-1 Class 34——10 000500ISO 8573-1 Class 45——100 0001 000ISO 8573-1 Class 56–9…(see ISO 8573-1:2010 Table 1 for complete values)WATER CONTENT — MAXIMUM PRESSURE DEW POINT [°C]1−70 °C2−40 °C3−20 °C4+3 °C5+7 °C6+10 °C100 → driest Class 1 (−70 °C) ·····················dryness →····················· wettest Class 6 (+10 °C)TOTAL OIL CONTENT — MAXIMUM [mg/m³]10.01 mg/m³20.1 mg/m³31 mg/m³45 mg/m³Xper spec mg/m³ISO 8573-1:2010
ISO 8573-1 Compressed Air Purity Classes — Three-panel reference chart for ISO 8573-1:2010. Top panel — solid particles: table showing Classes 0–5 with maximum par…
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REFERÊNCIAS DE ENGENHARIA

NORMA

ISO 8573-1:2010, Compressed Air — Part 1: Contaminants and Purity Classes

Norma de especificação de classes de pureza que define as concentrações máximas admissíveis de partículas, água e óleo no ar comprimido.

NORMA

ISO 8573-2:2018, Compressed Air — Part 2: Test Methods for Aerosol Oil and Particle Content

Métodos de ensaio de medição de óleo e partículas no ponto de uso, incluindo amostragem com impinger, adsorção com carvão ativado e procedimentos de contagem de partículas.

NORMA

ISO 8573-3:2010, Compressed Air — Part 3: Test Methods for Measurement of Humidity

Métodos de medição do ponto de orvalho e da umidade para verificar a conformidade com a classe de água da ISO 8573-1 no ponto de uso.

REGULAMENTO

EU GMP Annex 1:2022, Manufacture of Sterile Medicinal Products (Compressed Air Section)

Diretriz europeia de fabricação farmacêutica que exige planos de gestão da qualidade do ar comprimido, monitoramento contínuo e documentação formal para aplicações de ar farmacêutico de Grau A/B.

PERGUNTAS FREQUENTES

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