Como montar e projetar um laboratório

A montagem e o projeto de qualquer tipo de laboratório requer um investimento considerável tanto em equipamentos quanto em treinamento de pessoal, sendo fundamental especificar os equipamentos que atendam às suas necessidades, avaliar seu desempenho e colocá-los em operação. Além disso, é fundamental saber: quais são as instalações indispensáveis para um bom laboratório; como elaborar os procedimentos de calibração que garantam a rastreabilidade desejada e que estejam em conformidade com a NBR ISO IEC 17025; como preparar o laboratório para obter acreditação junto ao Inmetro; como projetar a melhor capacidade de medição; e quais são os métodos de calibração mais adequados.

Para cumprir com as suas diferentes especificações técnicas, a montagem de um laboratório deve incluir todos os requisitos de segurança. Mesmo detalhes devem já ser previstos no projeto inicial, evitando futuras alterações na montagem final. Assim, os itens como a topografia do terreno, orientação solar, ventos, segurança do edifício e do laboratorista, situação e tipo das bancadas, capelas, estufas, muflas, o tipo do piso e sua cor, material de revestimento das paredes e sua cor, iluminação artificial e ventilação devem ser especificamente dirigidas ao tipo de laboratório que se quer construir. Deve ser dada ênfase na construção em separado do almoxarifado para armazenamento de substâncias químicas para que estas não sejam conservadas no laboratório, evitando o congestionamento das bancadas possíveis acidentes.

Conforme explica o diretor-comercial da DesignsLab, Julio Carlos Alves, fundamentalmente os requisitos de segurança são o início para o estudo da montagem de qualquer laboratório. Um projeto bem-elaborado evitará problemas futuros e possibilitará as adequações. "Considerando itens de condições e estrutura civil como topografia do terreno, orientação solar, segurança do edifício, iluminação, ruído e ventilação, deve-se, também, aplicar as normas ergonômicas, de conforto e praticidade, especificamente construir o laboratório dirigido ao tipo de atividade e necessidades que se pretende almejar. Recomenda-se o almoxarifado fora do laboratório, entretanto caso não seja possível, prever as paredes divisórias em alvenaria, ventilação motora e sistemas elétricos a prova de explosão. As instalações das capelas devem ficar convenientemente situadas para assegurar que operações perigosas não sejam desenvolvidas em bancadas abertas. As capelas devem estar providas com os serviços usuais (gás, eletricidade, água, vácuo, ar comprimido)

operáveis do lado externo", diz. Ele acrescenta que um laboratório moderno e seguro deve-se conter os aspectos relacionados abaixo.

· Área quente: nesse local ficam situadas as capelas, muflas, estufas, mantas de aquecimento, maçaricos e bicos de Bunsen, e o laboratorista deve ficar o menor tempo possível nessa área, pois o perigo de explosões e incêndios é muito grande.

· Área de armazenagem: este setor do laboratório deve estar afastado da parte operacional do laboratório, evitando-se contato freqüente dos laboratoristas com substâncias puras e possíveis intoxicações.

· O piso deve ser construído com material resistente tanto mecânica como quimicamente; não deve haver diferenças no nível no piso. As paredes devem ser revestidas com material resistente quimicamente e oferecer facilidade de limpeza; devem ser claras, de cores repousantes e foscas.

· Deve haver no mínimo duas portas afastadas o mais possível entre si e abrindo sempre para fora. As janelas são necessárias, pois o laboratório deve ser um local convenientemente iluminado, e deve conter um sistema de controle de raios solares (persianas metálicas, nunca cortinas).

· As bancadas devem ser posicionadas de forma que a luz natural incida nelas lateralmente para que não ocorra sombra sobre a bancada e para que a luz não incida diretamente aos olhos do laboratorista. A distância entre duas bancadas é muito importante para que haja livre tráfego de carrinhos de vidraria, minimizando o risco de choques com os laboratoristas.

· Chuveiro e lavador de olhos: devem ser posicionados junto às capelas e o mais próximo possível da saída, caso haja necessidade de, além da lavagem completa e abundante do corpo, de um atendimento de primeiro socorro afastado da área contaminada.

"Além disso, devem ser colocados vários extintores de incêndio pelo laboratório, o mais afastados entre si, e com fácil acesso. É preferível dois extintores com 4 kg de CO2 em lugar de um com 6 kg, pois isso facilita o transporte. Devemos observar que, após a instalação do laboratório, é necessário fazer a manutenção preventiva especializada, semestralmente, nas capelas para avaliar e garantir seu perfeito funcionamento. Este serviço valida as condições de segurança da capela, como conservação, ventilação, iluminação e ruídos. As capelas, equipamento essencial de proteção coletiva, necessitam ser construídas adequadamente e devem assegurar as operações perigosas com agentes químicos corrosivos, tóxicos e explosivos etc. A capela de uso geral tem o princípio da segurança e da multifuncionalidade, ou seja, é um local para manipulação e aplicação de diversos produtos químicos, como solventes e ácidos, levando em consideração as suas propriedades agressivas e voláteis. Entretanto, eu recomendo a construção de capelas específicas , quando elas serão destinada à utilização dos ácidos perclórico e/ou ácido fluorídrico", lembra.Ventilação

Alves explica que, em ambientes fechados, onde é elevado o risco de danos a saúde, as vezes irremediável, por agentes químicos e poluentes, o projeto adequado da ventilação tem vital importância na função de eliminar o risco de agentes nocivos a saúde humana em suas atividades sem agredir o meio ambiente. "Em geral, no laboratório é necessário considerar 19 trocas do volume de ar da sala por hora. O laboratório será beneficiado pelo sistema de ventilação que controla a temperatura, umidade, e concentração de substância odoríferas no local. Um sistema de ventilação inadequado pode ser pior que sua ausência pôr passar aos laboratoristas um falso sentido de segurança", complementa.

Para o diretor, a localização do laboratório, distância da produção e posicionamento na planta, deve facilitar o fluxo de operações desde o recebimento de amostras, os ensaios até o envio de resultados. "Deve-se levar em conta também o cuidado com o meio ambiente. Um exemplo: posicionamento da exaustão dos gases das capelas no telhado, as correntes de ar poderão conduzi-los para as janelas de outros prédios, outro aspecto importante é um estudo para o destino dos resíduos gerados nas operações. As dimensões do laboratório, para definir o espaço para as atividades, requer um estudo quanto aos tipos e números de análises que serão executadas, para determinar os aparelhos e o número de funcionários. A partir desses dados, estima-se as medidas ideais do laboratório para que tudo em seu interior esteja sob suas devidas segurança", observa.

Segundo ele, o projeto civil deve considerar os fatores primordiais em um ambiente de laboratório, a localização dos extintores, da chave geral e equipamentos de proteção coletiva como chuveiros lava-olhos e armário de primeiro socorros. "Para as utilidades, devem ser previstos, de acordo com os equipamentos a serem utilizados, os pontos água, vapor, GLP, CO2, ar comprimido, fluidos, drenos, elétrica, dados e lógica. A rede de esgoto deve ser resistente aos produtos químicos, utilizar PVC industrial cor marrom. Deve-se dar uma atenção especial nas áreas de lavagem e bojos das capelas, porque além dos descartes de resíduos geralmente há caloria. Nestes casos recomenda-se uma tubulação em polipropileno e, no lado externo do laboratório, um tanque para decantação que servirá para neutralizar os produtos químicos antes do tratamento".

Alves recomenda que, para a parte elétrica, deve ser adotado o padrão de caixa elétrica afastada de pontos de riscos e de fácil localização, com um sistema elétrico composto por circuitos independentes, seja de 110, 220 ou 380 V, para no máximo alimentar três tomadas com equipamentos digitais sobre bancada e, em caso de equipamento contendo resistência, adotar um padrão de um circuito para cada tomada especifica.

 

Normas técnicas

· EN 14175 - 2004 Part 1, 2, 3 e 4 European Standards

· BS 7258 Part 1, 2, 3 e 4 British Standards

· ANSI /ASHRAE 110-1995 – American Socyety Heating, Refrigerating and Air-Conditioning

· OSHA 29 CFR 1910 – Occupational Safety and Health Administration

· DIN 12923/ 12324 - Deutsches Institut fur Normung

· ACGIH – Industrial Ventilation Manual of Recommended Practice 24th ed.

· ABNT NBR 5410 – Elétrica

· NR 15 - Atividades e operações insalubres

 

Dicas de leiaute

Não existe uma solução universal para o projeto do laboratório, cada um terá sua peculiaridade e aplicabilidade. É fundamental no planejamento considerar o numero de pessoas, a segurança individual e coletiva, fluxo de pessoal, equipamentos e materiais, via de acesso e escape, conforto, ergonomia (espaço, prática e funcionalidade), tipo e forma de analises, local para armazenamento de produtos químicos considerando sua compatibilidade, localização e possíveis adequações e ampliação futura.

· Equipamentos e análises que serão utilizados sobre a superfícies das bancadas, sob coifas, nas capelas e aqueles de chão, com suas características tais como: dimensões, instalação sobre bancadas ou no chão.

· Utilidades a serem previstas para instalações (inclusive localização dos cilindros de gases) fluidos e gases, ponto elétrico (potência e tensão), ponto de alimentação hidráulica e drenagem. Lista detalhada com previsão dos agentes químicos e quantidade que serão utilizados e armazenados no local do laboratório.

· Quantidades de ambientes (salas), tais como: laboratório físico/químico necessário sala de pesagem, lavagem, sala quente (estufas, muflas e fornos), sala de instrumentos, sala de armazenagem de produtos químicos, sala de contraprovas. Na área microbiológica, sala de preparo de amostra, sala limpa. E ainda, considerar quando solicitado a sala de supervisão, gerência, sanitários, etc. Localização e dimensões das portas, janelas (preferencialmente o direcionamento da luz natural).

· Número de usuários por ambientes (salas) e por turnos.

· Fluxo das operações no laboratório, descrever do recebimento ao armazenamento de provas.

· Localização do laboratório na planta da edificação, com as dimensões (comprimento, largura, pé-direito), pavimento e áreas contíguas.

· Acessos ao laboratório: corredores, escadas, portas, rotas de fuga, saídas de emergência.

· Laboratório em área de fábrica é importante informar o grau de risco na sua localização em relação à planta de fábrica.

· Sistemas de ventilação e climatização, necessários e/ou existentes (sempre ficar atento à vazão de exaustão das capelas prever o dimensionamento ao sistema de condicionamento de ar).

· Sistemas de comunicação: definir rede de computadores e telefonia.

 

Dicas de segurança

· As portas deverão ser amplas, com abertura externas ao laboratório e possuírem visores de vidros na parte superior.

· É recomendável que se tenha mais de uma saída e sempre distantes entre si.

· Evitar bancadas centrais com comprimento superior a 5,00 metros.

· O projeto do mobiliário deve considerar o acesso rápido às rotas de fuga.

· A localização do setor de armazenagem deve ser distinta da área operacional do laboratório.

· Os armários para armazenamento de inflamáveis devem possuir paredes resistente a explosão, sistema de exaustão e bandeja de retenção de líquidos.

· As áreas quentes (estufas e muflas) devem ser separadas das demais salas.

· Instalar o chuveiros e lava-olhos, nas áreas do laboratório com capelas químicas e de armazenagem de produtos químicos perigosos, preferencialmente próximo a rota de fuga.

· Recomenda-se a instalação do chuveiro e lava-olhos a uma distância máxima de 15 m, do ponto mais afastado do laboratório; a localização dos chuveiros e lava-olhos deve ser claramente sinalizada, bem iluminada e livre de obstáculos.

· Prever e utilizar as capelas com exaustão quando houver risco de explosão, liberação de gases e vapores tóxicos e na manipulação de quaisquer produtos químicos; Caso o objetivo seja a dissipação do calor, deverá ser utilizado coifas com exaustão.

· As capelas devem ser localizadas em áreas que não sofram influência de corrente de ar provenientes de tráfego de pessoas, proximidade de grelha de ar condicionado, estar na direção de duas portas ou de janela e porta etc.

 

A importância da calibração na indústria

Newton Bastos, da Presys Instrumentos e Sistemas

Com um mercado cada vez mais exigente por confiabilidade e exatidão em seus processos industriais de fabricação, a calibração vem ganhando mais espaço e importância dentro das empresas. Dessa forma, deve-se evidenciar esta importância e mostrar formas de criar um ambiente favorável dentro das empresas para atender as expectativas e necessidades das industrias, aliando forças entre os seus clientes, fornecedores e prestadores de serviços para que os processos de calibração tenham confiabilidade.

Verificamos com nossas pesquisas nas indústrias, que havia duas situações distintas em relação à necessidade de calibrar equipamentos. A primeira totalmente terceirizada, contratando-se 100 % de mão-de-obra e equipamentos para execução dos serviços de calibração. A segunda montando estruturas internas para calibrar 100 % dos equipamentos na própria empresa.

Atualmente o que verificamos nas empresas é um mix destas alternativas. Visando uma melhor performance, aliada a prontidão no atendimento da fábrica, as empresas estão optando em

aproveitar a mão de obra da própria manutenção para calibrar internamente algumas grandezas que afetam diretamente os aspectos de qualidade do produto e para outras grandezas, contratam prestadores de serviço especializados.

Os prestadores de serviços são cada vez mais exigidos em relação à acreditação RBC do Inmetro de seu padrões de calibração, bem como por uma maior agilidade, segurança, rapidez e qualidade nos serviços prestados, com custos competitivos a realidade da empresa contratante. Pressionados cada vez mais por menores incertezas nos resultados de calibração, os prestadores de serviço devem possuir padrões de calibração com exatidão cada vez maior. As indústrias por sua vez, possuem equipes generalistas com alguns especialistas, sendo que podemos citar as fusões de elétrica e instrumentação.

Para as empresas, a prontidão nos diagnósticos de manutenção e calibração das plantas industriais é extremamente importante. Pois seus clientes estão cada vez mais exigentes, acompanhando etapas do processo de produção e as auditorias por sua vez, possuem especialistas na área de instrumentação, o setor de manutenção vem deixando de ser um mal necessário, passando a ser parte integrante e importante dos processos produtivos.

Podemos citar também a obrigatoriedade das indústrias em atender a normas de qualidade e segurança, tais como, ISO 9000, ISO 14000, OHSAS 18000 e NBR 17025. Bem como a melhoria contínua da qualidade e aumento de produtividade nas empresas e seus departamentos, levando-as a buscarem uma padronização de trabalhos de execução de serviços de calibração.

Sendo internamente na empresa ou através de prestadores de serviços, um laboratório de calibração deve possuir um sistema integrado de gestão das calibrações e de seus resultados. A utilização de softwares genéricos nesta gestão, tende a favorecer desperdício de tempo e até eventuais erros de transcrição de resultados e análise incorreta de dados.

O termo automação do processo de calibração vem ganhando corpo nas indústrias. Portabilidade, calibração rápida e confiável, integração entre as diversas grandezas representam hoje o que há de moderno e eficaz em tecnologia de calibração. O serviço de calibração está diretamente ligado a paciência, confiança e comprometimento das partes envolvidas. É preponderante para os profissionais da área, possuam formação técnica e devem ter conhecimentos básicos de metrologia e estatística.

Na calibração industrial, os calibradores portáteis são os preferidos pelos instrumentistas, por facilitar o transporte e utilização, permitirem um maior número de calibrações ao longo do dia e ainda disponibilizarem recursos de comunicação com softwares de calibração visando emissão de certificados e gráficos de calibração. Um sistema de calibração deve automatizar e gerenciar o processo de calibração, permitindo o cadastro dos instrumentos, sensores, padrões e setores da fábrica e os tipos de sinais a serem utilizados. Tornando mais eficiente a organização das calibrações através do conceito de ordens de serviço.

Também devem permitir a impressão de relatórios de calibração e certificados, assim como gráficos de erros e históricos das calibrações, enviando e recebendo os valores obtidos dos calibradores por meio de comunicação serial reduzindo o risco de erros de digitação e otimizando o tempo de trabalho dos técnicos em até 45%. Os relatórios devem apresentar o cálculo da incerteza, além dos desvios das medições. Deve-se notar que a incerteza calculada no relatório inclui a incerteza dos padrões, e das medições, considerando-se um nível de confiança (de 20,0 a 99,9%).

Dentre as grandezas que mais se executam calibrações nas indústrias, temperatura, pressão e sinais elétricos são os mais requeridos pelos laboratórios de calibração. Nesta etapa, independente da marca a ser escolhida, o importante é observar características típicas para atender aos requisitos de confiabilidade que os processos de fabricação exigem.

Na questão da grandeza de temperatura, vale a pena salientar que:

· Cada vez mais importante a homogeneidade axial e radial dos banhos térmicos, sendo o gradiente de temperatura no sentido do eixo e do raio do insert na zona de medição;

· Uniformidade e estabilidade térmica como a homogeneidade da temperatura em diferentes posições de um meio térmico e a constância da temperatura em um determinado ponto da zona de medição, em instantes sucessivos de tempo;

· Realizar calibrações automáticas com ou sem o uso do computador, visando reduzir o tempo de espera do técnico, já que a estabilização da temperatura, a coleta da medida e a mudança de setpoint são automáticas;

· Leitura simultânea do padrão de temperatura, sensor a ser calibrado e setpoint, facilitando o trabalho e reduzindo erros e o tempo de calibração.

Na questão da grandeza de pressão e vácuo, vale a pena salientar que:

· É importante reunir em um único equipamento, diversos ranges de pressão, visando atender a todas as faixas que requerem calibrações de pressão na fábrica;

· Medir e gerar sinais de mA, de forma ativa ou passiva, para simular transmissores a dois fios e ler sinais dos transmissores a serem calibrados;

· Entrada de contato seco para calibração de pressostatos;

· Exatidão suficiente para calibrar os modernos transmissores de pressão.

Em geral, os padrões de calibração, devem atender na plenitude os requisitos de calibração para com isto atender as expectativas e necessidades das industrias. A confiabilidade e exatidão de processos de calibração são reflexos diretos das características dos padrões de calibração, aliado aos procedimentos de trabalho e ao sistema de gestão da calibração.

Desta maneira, sendo prestadores de serviços ou realizando as calibrações internamente, com todos os padrões de calibração integrados a um único ambiente de software, garante-se uma perfeita sintonia entre a importância e o ambiente favorável dentro das empresas para atender aos processos de calibração para que tenham confiabilidade e exatidão.