Campionatore diffusivo a simmetria radiale-anulare “Ring”

Il Ring è un campionatore diffusivo a simmetria radiale per la determinazione della concentrazione di gas e vapori aerodispersi.

Pronto all’uso, economico, piccolo, leggero (meno di 15 gr) e sicuro, questo campionatore è ideale per un monitoraggio sia ambientale che personale.
La sua elevata sensibilità permette infatti di ottenere risultati accurati con esposizioni di poche ore o di alcune settimane

Il principio di funzionamento del campionamento diffusionale, detto anche “passivo”, sfrutta una legge naturale (quella della diffusione molecolare – Legge di Fick) per concentrare su di un substrato reattivo (specifico) o adsorbente (non specifico) le sostanze presenti nell’aria sotto forma di gas o vapori. La quantità raccolta nell’unità di tempo è – sotto specifiche condizioni – una costante ben determinata (Uptake Rate). Conoscendo quindi la quantità del gas trasferito sul campionatore in un determinato periodo di tempo è possibile calcolare la concentrazione media del gas in aria. Questa operazione viene effettuata semplicemente esponendo all’aria il dispositivo per il periodo di tempo necessario ad ottenere un campione significativo e sufficiente per l’analisi.

Un campionatore diffusivo a simmetria radiale è caratterizzato da una superficie diffusiva cilindrica (anziché piana), da un dispositivo adsorbente anch’esso di forma cilindrica, interno e coassiale alla superficie diffusiva, e un percorso diffusivo parallelo al raggio. Il campionatore a simmetria radiale consente, a parità di accuratezza e precisione, una velocità di captazione maggiore di quella ottenibile con la simmetria assiale e quindi una sensibilità più elevata.

Il campionamento diffusionale (passivo) non richiede perciò né l’impiego di pompe né alcuna sorgente di energia, è un sistema silenzioso, comodo, di basso ingombro e basso costo e non richiede l’intervento di personale specialistico.

Il Ring può essere impiegato per un monitoraggio della qualità dell’aria, con l’utilizzo di appositi box di protezione, per periodi variabili da una a due/tre settimane o per un campionamento personale in ambienti di lavoro se montato su apposita piastrina di supporto. Il RING non richiede adattatori per il campionamento personale. L’apposita piastra di supporto permette infatti di trattenere il corpo diffusivo in posizione parallela alla piastra stessa, riducendo quindi l’ingombro rispetto ad un corpo diffusivo posto perpendicolarmente ad essa. I suoi campi di applicazione quindi sono:

  • valutazioni preliminari della qualità dell’aria
  • campagne di monitoraggio prolungate nel tempo o volte a stimare la qualità dell’aria in varie locazioni simultaneamente
  • valutazioni dell’esposizione personale agli inquinanti gassosi più importanti

 
Le SOSTANZE CAMPIONABILI sono:

  • Acido Cloridrico (HCl)
  • Acido Fluoridrico (HF)
  • Aldeidi
  • Ammoniaca (NH3)
  • Anidride carbonica (CO2)
  • Biossido di Azoto (NO2)
  • Biossido di Zolfo (SO2)
  • Idrogeno solforato (H2S)
  • Ozono (O3)
  • Sostanze Organiche Volatili (SOV/BTEX) recuperabili con desorbimento chimico
  • SOV/BTEX recuperabili con desorbimento termico

 

Il campionatore Ring è costituito da:

  • Supporto triangolare in policarbonato, completo di clip e di tasca trasparente portaetichetta
  • Corpo diffusivo azzurro in polietilene microporoso sinterizzato
  • Cartuccia adsorbente cilindrica, in acciaio stirato o in polietilene, fornita in apposito contenitore

 

Ad eccezione delle cartucce adsorbenti (monouso), tutti i componenti del “RING” e i suoi accessori, sono riutilizzabili: la durata è praticamente illimitata se se ne fa un uso corretto, in particolare se il corpo diffusivo non viene deformato o sporcato durante l’uso.

La peculiarità del Ring per CO2 è che il campionatore utilizza un substrato chemioadsorbente (brevettato*) che consente di legare irreversibilmente l’anidride carbonica atmosferica. Questo campionatore può essere utilizzato sia per valutare il TWA di anidride carbonica atmosferica che per la determinazione della composizione isotopica della CO2 (δ13C). La composizione isotopica della CO2 atmosferica è determinata dalla composizione media del carbonio negli ecosistemi. In tutti i processi di combustione di materiali contenenti carbonio viene prodotta anidride carbonica, la cui composizione isotopica (13C/12C) è in relazione alla natura del materiale. Il rapporto degli isotopi stabili del carbonio (δ13C) è, pertanto, un indicatore specifico della fonte di anidride carbonica campionata. Inoltre la produzione di anidride carbonica nei processi di combustione è generalmente associata agli inquinanti atmosferici classici quali NOx, polveri sottili, COV ecc. I dati rilevati non sono quindi indicativi della sola CO2 monitorata, ma possono rappresentare un indice di qualità complessiva se correlati alla presenza di altri inquinanti.

(*) brevetto ISOCAMP “Aquaria srl, O. Motta, A. Proto. Campionatori di inquinanti dell’aria. Italian Patent N. MI2008A001308”

La peculiarità del Ring per SOV/BTEX: il limite della geometria radiale, quando si impiega un dispositivo a sezione circolare, è determinato dall’incremento della velocità di campionamento che comporta necessariamente un tempo di saturazione ridotto, sia per la maggiore massa di analiti raccolta nell’unità di tempo sia per il fatto che la linearità del campionamento, e cioè la costanza del flusso virtuale attribuito al campionatore stesso, è correlabile alla quantità di sostanza catturata sulla superficie adsorbente che deve essere trascurabile rispetto a quest’ultima.Nella pratica ciò avviene per un certo periodo, la cui durata è inversamente proporzionale alla concentrazione atmosferica ed alla velocità di campionamento e direttamente proporzionale alla massa dello strato adsorbente. Se immaginiamo lo spessore dell’adsorbente come una successione di strati, ogni strato sottostante ha una tensione superficiale, relativa all’analita che si sta campionando, inferiore a quello sovrastante. Esiste cioè un gradiente interno all’adsorbente che, sfruttando la pur minima tensione superficiale esistente sulla superficie esposta, consente una migrazione delle molecole dalla superficie al “bulk” e tale fenomeno continua fin quando non si raggiunge una situazione interna quasi-isobara, e ciò è segnalato, su scala macroscopica, dalla diminuzione esponenziale del flusso di campionamento.

Nei campionatori con geometria cilindrica le superfici che si succedono dall’esterno al centro decrescono in funzione del raggio ed hanno perciò una decrescente capacità di carico.
Il nuovo campionatore “Ring” presenta una sezione di geometria anulare nella quale si ha un incremento dello spessore equivalente e quindi della capacità di carico (senza penalizzare il rapporto solvente/quantità di adsorbente), il che consente una maggiore linearità sui campionamenti di lungo periodo, quali quelli richiesti per l’inquinamento atmosferico, ma anche nelle situazioni più critiche degli ambienti di lavoro.

 

 ACCESSORI

Shelter: Box smontabile di protezione dalle intemperie, corredato di attacchi per l’inserimento da 1 a 6 campionatori. L’uso di un tale dispositivo è indispensabile negli ambienti esterni (outdoor) dove si effettuano campionamenti di lungo periodo ma può essere omesso nei campionamenti indoor.

 

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