Segredos para operar balanças analíticas com segurança e eficiência

A técnica de pesagem está tão presente na rotina de um laboratório que, muitas vezes, acaba sendo banalizada. Pensando nisso, elencamos algumas dicas para limpar Balanças Analíticas:

·         Certifique-se de que o pessoal seja instruído sobre como limpar as balanças! O manuseio incorreto pode causar danos ao sistema de pesagem ou aos componentes eletrônicos;

·         Remova primeiro o pó e a poeira, depois as substâncias pegajosas! Para pó e poeira, use um lenço de papel. Nunca sopre; isso pode transportar sujeira ou materiais de amostra derramados dentro da balança. Para a remoção de substâncias pegajosas, use um pano úmido sem fiapos e solvente neutro (isopropanol ou etanol 70%); evite materiais abrasivos.

·         Não borrife ou derrame líquidos diretamente na balança!

·         Limpe a abertura do cone (onde fica o prato) ou dutos de ar (fendas na frente ou na parte traseira da capela de proteção) com um pano ou escova.

·         Remova as peças para limpeza onde for possível (por exemplo, prato de pesagem, bandeja de gotejamento). Tire apenas as peças que podem ser removidas sem ferramentas e cuja remoção é descrita nas instruções de operação.

·         Se possível, não desconecte os dispositivos periféricos, a menos que isso impeça a realização da limpeza.

·         Limpe a balança em seu local de trabalho! Não incline, mova ou carregue-a se não for instruído sobre como carregar uma balança. O manuseio incorreto pode causar danos caros irreparáveis!

 

Mais aspectos importantes para operação de balanças analíticas

Outros aspectos importantes estão relacionados com temperatura, umidade e até fluxos de ar. Confira:

Temperatura – Flutuações de temperatura podem causar gradientes no mecanismo de equilíbrio; portanto, a temperatura ambiente deve ser estável dentro de ± 3°C.

Problemas com a temperatura podem ser evidenciadas pelo visor de peso oscilando em uma direção ou outra durante a pesagem. Por exemplo, um gradiente de temperatura existente entre a amostra que está sendo pesada e a atmosfera circundante que leva a correntes de ar ao longo do recipiente de pesagem. O fluxo de ar ao longo da lateral do recipiente de pesagem cria uma força para cima ou para baixo que resulta em uma leitura de pesagem falsa. Este efeito é conhecido como flutuabilidade dinâmica (confira na Figura)

Este efeito só será mitigado pelo estabelecimento de um equilíbrio de temperatura, ou seja, todos os recipientes e amostras devem estar à temperatura ambiente antes da pesagem. A flutuabilidade dinâmica resulta em um objeto frio parecendo mais pesado e um objeto quente mais leve.

Ganho / Evaporação de Umidade – Se a exibição de peso durante a pesagem da amostra desviar permanentemente em uma direção, pode estar ocorrendo ganho de umidade ou evaporação. Isso pode ser devido à perda de uma substância volátil de uma amostra (ou seja, água) ou a um aumento no peso ao pesar uma amostra higroscópica (ganho de umidade atmosférica).

A umidade do ambiente de laboratório deve ser consistente; portanto, isso normalmente não é motivo de preocupação. No entanto, se houver condensação nos componentes da balança, o ambiente do laboratório deve ser reavaliado. Idealmente, a umidade relativa do laboratório deve ser de 45-60%. As balanças não devem ser operadas acima de 80% ou abaixo de 20% de umidade relativa.

 

Fluxos de ar – O movimento do ar no laboratório através da bandeja causará variações na medição. Uma capela de proteção reduz este efeito, mas levará algum tempo para que o ar dentro da capela de proteção se estabilize assim que a porta for fechada.

Mudanças na temperatura do ar dentro da capela de proteção também causarão movimento do ar. Essas mudanças podem ser devido à temperatura da massa, mãos etc.

Reduzir o fluxo de ar incidente na balança no laboratório é fundamental para reduzir esse problema e garantir que todos os itens que entram na capela de proteção estejam equilibrados com a temperatura ambiente – usando pinças, não suas mãos quentes, mover itens também pode ajudar.

 

Eletricidade estática também interfere em balanças analíticas

Pode ser uma das maiores causas de frustração ao usar uma balança! Se a massa que você está medindo oscila para cima ou para baixo e não se estabiliza, há uma boa chance de que você tenha um problema de estática. O campo elétrico estático interfere no campo eletromagnético da balança.

Para evitar que isso aconteça, você pode usar um dispositivo antiestático que irá “disparar” íons positivos e negativos no barco de pesagem, pó etc. para neutralizar a carga estática. Esses sistemas antiestáticos são incrivelmente eficazes e podem economizar horas de “dor e frustração” em processo que deveria ser simples. Os barcos de pesagem de plástico ou metal antiestático também podem ajudar.

 

Eletrostática

Um problema com a eletrostática pode se manifestar quando cada pesagem mostra um resultado diferente, o peso exibido sendo instável ou a repetitividade dos resultados da pesagem sendo insatisfatória.

Isso geralmente é causado pelo fato de o recipiente de pesagem ficar eletrostaticamente carregado. Materiais como vidro, plástico, pó ou grânulos têm baixa condutividade elétrica e descarregam cargas eletrostáticas muito lentamente (horas). Uma carga eletrostática pode ser formada agitando ou esfregando o recipiente ou amostra durante o manuseio ou transporte. O ar seco com menos de 40% de umidade relativa também aumentará a probabilidade desse efeito.

 

 Repetitividade em uso de balanças analíticas

Outro aspecto importante quando falamos de balanças analíticas é a Repetitividade. É muito importante que a equipe realize a coleta real dos resultados de medição deste ensaio para que os resultados da calibração sejam o mais confiáveis possíveis.

Vamos começar lembrando que Ensaio de Repetitividade ou Repetibilidade é a medição de sucessivas pesagens em uma mesma faixa – ou seja, utilizando o mesmo peso padrão.

 

Como calcular a Repetitividade em uso de balanças analíticas

De acordo com o Capítulo 41 da USP, a repetitividade define o ponto de partida da faixa operacional de uma balança.

A repetitividade em uso de balanças é calculada da seguinte forma:

·         Execute 10 medições com exatamente o mesmo peso

·         Calcule: 2 x Desvio Padrão (SD) / valor nominal ≤ 0,10%

·         Calcule o ponto de partida da faixa operacional: 2 x SD x 1000

·         Se SD < 0,41 dígitos (d), substitua por 0,41 dígitos (d)

O coeficiente “d” é o intervalo de medição ou “legibilidade”. Exemplos incluem:

·         Microbalanças: 1 d = 1 µg = 0,000001 g (6 dígitos) (0,41 d = 0,41 µg)

·         Semi-microbalanças: 1 d = 0,01 mg = 0,00001 g (5 dígitos) (0,41 d = 0,041 mg)

·         Balanças analíticas: 1 d = 0,1 mg = 0,0001 g (4 dígitos) (0,41 d = 0,41 mg)

Portanto, se o desvio padrão da determinação de 10 medições em uma balança analítica específica for < 0,41 × d, a quantidade mínima de peso é 2 × 0,41 × 0,1 × 1000 = 82 mg

Esse peso mínimo deve ser avaliado periodicamente e é uma característica exclusiva de cada balança, não do tipo, modelo ou fabricante da balança.

Orientações importantes sobre Repetitividade

De acordo com o atual Capítulo 41 da USP, a parte “Repetitividade” do teste define o ponto inicial da faixa de operação de uma balança, que é limitada à capacidade máxima da balança e começa no ponto em que a repetitividade da balança é menor ou igual a 0,10%. Esta exigência especifica a faixa de pesagem utilizável da balança e não é permitido fazer medições abaixo do ponto inicial dessa faixa de operação.

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