A maioria dos testes de vazamento envolve o uso de gases traçadores, que são substâncias introduzidas na parte de fora do equipamento de amostragem de gás no solo de acordo com as orientações técnicas ASTM D7663, e também descrito na ASTM E74. No teste de vazamento utilizando a câmara (shroud), é monitorado o ar dentro da câmara utilizando um detector de gás traçador portátil, para medir a concentração desse gás juntamente com o monitoramento do ponto de amostragem. Este teste é realizado para detectar se o ar do ambiente não está contribuindo para o ar extraído do ponto de amostragem que consequentemente seria amostrado, interferindo nos resultados reais. A presença dos gases traçadores (como os relacionados na ASTM E741), no ponto de amostragem indica que está ocorrendo algum tipo de vazamento, o que pode levar à desqualificação ou rejeição dos dados. Se o monitoramento em tempo real com instrumentos de campo indica a presença de gás traçador na tubulação de amostragem, o vazamento pode ser potencialmente eliminado antes da amostragem. Os vazamentos em ponto de amostragem do tipo Sub-Slab (no contra piso) são comuns quando utilizado encaixes de aço inoxidável com vedação em fechamento com cimento. A Cox-Colvin desenvolveu o Dispositivo de amostragem Vapor Pin® para eliminar esse problema, porém também deve ser considerado que outros pontos das conexões no kit de amostragem podem ser a causa do vazamento.
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O teste de vazamento utilizando gases traçadores, como o hélio, requer que uma câmara (shroud) seja colocada por cima do ponto de amostragem e alimentada com o gás traçador. A figura abaixo, ilustra um ponto de amostragem Sub-Slab coberto por uma câmara(shroud) Tupperware. O gás traçador é medido na câmara e na tubulação de amostra com um instrumento de campo e, se a concentração do gás na tubulação de amostra exceder o nível permitido, tipicamente 5 ou 10% da concentração na câmara, o ponto de amostragem é reparado ou substituído.
O teste de vazamento com gás traçador (Shroud test) tem sido considerado o número um, bastante evidente na literatura sobre intrusão de vapor, com várias vantagens. Antes de tudo, medir as concentrações dos gases traçadores em tempo real (com instrumentos de campo) permite que os vazamentos sejam detectados e tomado medidas para o reparado imediatamente. Em segundo lugar, em caso de o gás Hélio se misturar com a amostra, ele não interferirá na análise do laboratório, desde que o hélio seja puro. Observe, no entanto, que está figura em particular mostra o uso de gás Hélio com qualidade para balões. Algumas orientações técnicas recomendam o uso de gás Hélio de alta pureza, porém é difícil de se obter e mais caro. Talvez o exemplo mais óbvio de limitação com o teste de vazamento de hélio seja o fato de muitos ou a maioria dos detectores de hélio fornecerem falsos positivos na presença de metano. A geração de metano é comum em locais com compostos não clorados que possuem solos compactos, extensos pisos, grandes fontes de contaminantes ou outras condições nas quais o oxigênio é consumido mais rapidamente do que pode ser reabastecido.
A limitação de falsos positivos do metano pode ser resolvida usando um marcador de hexafluoreto de enxofre(SF6) no lugar do hélio. O hexafluoreto de enxofre faz parte da família de gases fluorados que são poderosos gases de efeito estufa. Um marcador gasoso mais acessível e conveniente é o Freon, vendidos em spray que remove poeiras de eletrônicos. No entanto, estudos mostram que não é totalmente garantido que seja puro. Da mesma forma que o gás hélio para balões, os compostos desses removedores de poeira podem fazer com que contaminantes apareçam nas amostras de gás no solo. Além disso, como é difícil de manter uma concentração conhecida de Freon na Câmara(shroud), sua presença na amostra é apenas um indicador qualitativo de vazamento. E como a maioria dos instrumentos de campo não consegue distinguir entre o traçador Freon e a contaminação do gás no solo, o vazamento não será reconhecido durante a amostragem. De fato, o vazamento também não será reconhecido no laboratório, a menos que se garanta que o laboratório testará os ingredientes do limpador de poeira.
O isobutileno pode ser usado como um gás traçador e devido suas propriedades químicas de ionização, o mesmo vem sendo amplamente utilizado para calibrar instrumentos de campo, como o PIDs. Mas, como em qualquer traçador de compostos orgânicos voláteis (VOC), sua presença na amostra, mesmo em pequenos vazamentos, pode ser um fator cuja presença, será suficiente para interferir na análise do laboratório e elevar os limites de detecção podendo extrapolar os valores orientadores.
Como discutido anteriormente, durante os testes de vazamento, é colocado uma ênfase especial no ponto de amostragem, onde é inserido a sonda(probe) devido a ser considerado difícil de se obter e manter uma vedação firme entre o ponto de amostragem e o contrapiso. No passado, a maioria dos pontos de amostragem era inserido no concreto com uma vedação de cimento, que tendia a se romper durante o manuseio. O Dispositivo de amostragem Vapor Pin® da Cox-Colvin é instalado no contra-piso sem a necessidade de cimento e praticamente nunca vaza. A Câmara (shroud) mostrada acima, detecta vazamentos no ponto de amostragem, mas vazamentos em outras partes do trem de amostragem não são detectados. Essa limitação é resolvida cobrindo o ponto de amostra, o recipiente de amostra e a tubulação entre eles com uma cúpula(shroud) maior, conforme mostrado nas figuras abaixo.
Resultados semelhantes podem ser obtidos com uma câmara (shroud) construída com um saco plástico enrolado sobre uma armação ou inflado com um fluxo constante de hélio. Infelizmente, as câmaras (shroud) totalmente fechadas e equipamentos associados ao teste são pouco práticos porque dificulta a capacidade de coletar várias amostras.
Um método que já foi testado no passado foi os traçadores líquidos (liquid tracers), que é uma versão simplificada do teste de vazamento, que geralmente é usado álcool isopropílico. Normalmente, esse teste, consiste em colocar um pano embebido em álcool embaixo da cúpula (shroud) ou simplesmente envolvê-lo na base do tubo de amostragem e esperar para ver se o álcool aparece no relatório do laboratório. Testes com traçadores líquidos utilizando álcool isopropílico tem diversas limitações. Em primeiro lugar, uma pequena quantidade de traçador de líquido já é suficiente para inutilizar a amostra de gás do solo. Embora o “Isopropyl” não seja uma preocupação comum de intrusão de vapor, sua presença em uma amostra pode elevar os níveis suficiente para interferir na análise do laboratório e interferir nos limites normais dos relatórios de “screening levels”. Além disso, as concentrações de um traçador líquido embaixo de uma câmara (shroud) em geral é muito elevado e variável, dificultando a quantificação de qualquer vazamento. Vale a pena citar que é obvio que se um pano embebido de álcool Isopropílico que for colocado diretamente sobre um tubo de amostra sem que seja coberto, a quantidade de vazamento não pode ser quantificada. O pior de tudo é que o vazamento não será detectado até que os resultados do laboratório estejam disponíveis.
Antigamente, algumas empresas, utilizavam uma camada de creme de barbear sobre o tubo de amostragem, no lugar de um pano embebido em álcool. O creme de barbear era mais simples de lidar do que um pano embebido em álcool, e sua concentração VOC era relativamente menor, o que os tornava mais apto a não danificar as amostragens de gás no solo. A questão era que, você teria que encontrar um laboratório com a capacidade de detectar gás propulsor utilizados em spray aerossol, e os vazamentos não podem ser quantificados e geralmente não podem ser detectados em tempo real.
A Dispositivo de amostragem Vapor Pin® evita variações do uso da câmara (shroud) e reduz limitações durante o teste de vazamentos através do teste por meios mecânicos, com pressões de vácuo e água destilada. Não estamos alegando termos inventado o procedimento via meios mecânicos, mas por muito tempo é o procedimento que preconizamos e temos referência de vários documentos de orientação sobre intrusão de vapor que admite ou recomendam, incluindo os guias Hawai’i (2014), Nova Jersey (2016) e Pensilvânia (2017).
Antes de realizar amostragem de gás no solo, os Canisters sob vácuo, e reguladores, devem ser submetidos ao teste “Shut-in” de acordo com as orientações técnicas ASTM D7663-11, também descrito no Guia de amostragem com Canister de 2010 da Restek. O procedimento consiste em montar os cilindros, reguladores e plugues abrindo e fechando momentaneamente a válvula em uma área limpa, de preferência ao ar livre. As pressões de vácuo no medidor do regulador são registradas e monitoradas de um a cinco minutos e, de acordo com a ASTM, o vácuo não deve cair mais de 0,5 polegada equivalente de mercúrio (em Hg, aproximadamente 1 libra por polegada quadrada). Ao testar antes de sair para o trabalho de campo, o equipamento com vazamento pode ser ajustado ou substituído, conforme necessário. Após verificar a integridade do equipamento, os Canisters e reguladores não poderão ser desmontados até a conclusão da amostragem. O teste de fechamento (Shut-in) permite uma pequena quantidade de ar no recipiente de amostragem, mas a quantidade é muito pequena para ter um efeito mensurável nos resultados, desde que os recipientes não sejam testados em uma área altamente contaminada.
Na segunda etapa do teste de vazamento, você irá checar o trem de amostragem. Descobrimos que, usando o Dispositivos de amostragems Vapor Pin®, raramente você encontrará vazamentos no ponto de amostragem Sub-Slab, e na maioria dos casos, o vazamento ocorrerá no encaixe Swagelok entre o tubo de amostra e o regulador. Nos testamos conectando aproximadamente 60cm de tubo de ¼ de polegada ao regulador com duplas anilhas Swagelok e apertando os encaixes. Conectamos uma bomba de vácuo portátil à tubulação, colocamos um vácuo de pelo menos 15 polegadas de Hg na tubulação e monitoramos o vácuo, como fizemos durante o teste de fechamento “shut-in” com o Canister. Os ajustes são feitos para interromper qualquer vazamento e a tubulação é deixada no regulador até a conclusão da amostragem.
Finalmente, o ponto de amostragem Sub-Slab (utilizando o Dispositivo de amostragem Vapor Pin®), é testado quanto a vazamentos despejando água destilada no poço após instalado o Dispositivo de amostragem Vapor Pin® e observando o nível da água enquanto se faz a purga do gás do solo. Se o ponto de amostragem foi instalado em modo permanente, a água é derramada diretamente no poço. Se o ponto de amostra foi instalado em modo temporário, a água é derramada dentro do “Water Dam”, um pedaço de tubo de PVC, que é acoplado ao redor do Dispositivo de amostragem Vapor Pin®, anexando-o ao piso, utilizando massinha de modelar “Play-Doh.
Descobrimos que o teste de vazamento através de meios mecânicos é a maneira mais simples de verificar a integridade do trem de amostragem com a menor probabilidade de alterar a amostragem. Já foi publicado anteriormente no mercado americano e será publicado no nosso blog artigos com o tema “Focus on the Environment”, que diz que a maior variável na amostragem de gás no solo é a variação espacial. Sendo assim, qualquer que seja a aerodinâmica do teste de estanqueidade, que possibilite a coleta de mais amostras ou leituras de gás no solo, permitirá melhorar a compreensão de uma das temáticas que mais tem conquistado espaço no cenário ambiental brasileiro que é o da intrusão de vapores.
No próximo artigo “Focus on the Environment”, discutiremos a simultaneidade de amostragem do ar no interior em ambientes fechados e do gás no solo.
