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ABNT-AssociaoBrasileira deNormas Tcnicas

Palavras-chave: Proteo respiratria. Filtro para partculas 14 pginas

Equipamentos de proteo respiratria -Filtros mecnicos

NBR 13697JUN 1996

Origem: Projeto 02:011.03-008/1994CB-02 - Comit Brasileiro de Construo CivilCE-02:011.03 - Comisso de Estudo de Proteo RespiratriaNBR 13697 - Respiratory protective devices - Particles filters - SpecificationDescriptors: Respiratory protection. Particle filtersVlida a partir de 29.07.1996

Especificao

SUMRIO1 Objetivo2 Documentos complementares3 Definies4 Condies gerais5 Condies especficas6 Inspeo7 Aceitao e rejeioANEXO - Figuras

1 Objetivo

1.1 Esta Norma fixa as condies exigveis para filtros mec-nicos para uso como parte de um equipamento de proteorespiratria, excludos os respiradores de fuga e as peasfaciais filtrantes.

1.2 Os filtros que atendem aos requisitos desta Norma sdevem ser utilizados em peas faciais que tenham todas assuas partes e componentes aprovados em normas espe-cficas (ver NBR 13694 e NBR 13695).

2 Documentos complementares

Na aplicao desta Norma necessrio consultar:

NBR 12543 - Equipamentos de proteo respiratria -Terminologia

NBR 13694 - Equipamentos de proteo respiratria -Peas semifacial e um quarto facial - Especificao

NBR 13695 - Equipamentos de proteo respiratria -Pea facial inteira - Especificao

EN-143 - Respiratory Protective Devices. ParticleFilters. Requirements, Testing, Marking

3 Definies

Os termos tcnicos utilizados nesta Norma esto definidosem 3.1 a 3.3 e na NBR 12543.

3.1 Equipamento de proteo respiratria

Equipamento que visa a proteo do usurio contra a inala-o de ar contaminado ou de ar com deficincia de oxignio.

3.2 Filtro mecnico

Filtro destinado a reter partculas em suspenso no ar.

3.3 Penetrao

Relao percentual entre a concentrao do aerossol deensaio, medida na sada e entrada do filtro ensaiado emcondies especificadas.

4 Condies gerais

4.1 O filtro deve ser fabricado em material adequado parasuportar temperaturas e umidades usuais.

4.2 O filtro deve ser facilmente removido sem o uso de fer-ramentas e deve ser projetado e fabricado de modo a evitaruma montagem incorreta.

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4.2.1 A ligao entre o filtro e a pea facial pode ser obtidapor conexo do tipo especial ou por rosca.

4.2.2 A conexo entre o filtro e o suporte e deste com a peafacial deve ser firme e no apresentar vazamento.

4.3 O filtro mecnico deve possuir identificao e marcaovisveis e de difcil remoo, que contenham:

a) identificao do fabricante pelo nome, marca regis-trada ou outro meio de identificao;

b) data de fabricao e o prazo de validade;

c) os smbolos: P1, P2, P3, de acordo com a sua clas-sificao;

d) a letra S ou SL, de acordo com sua capacidade deproteo contra partculas slidas, ou slidas e lqui-das, respectivamente, conforme 5.1.1;

e) o cartucho do filtro mecnico classe P3 deve estaridentificado tambm pela cor magenta colocada nasua parte lateral.

4.4 O filtro mecnico deve ser entregue acompanhado deinstrues de uso que permitam a sua utilizao por pessoaltreinado, ressaltando as conseqncias do uso incorreto.Estas instrues devem compreender a limitao para ouso e ajuste correto pea facial para o qual o filtro foi pro-jetado, incluindo os procedimentos de manuteno e es-tocagem.

4.5 O filtro no aprovado no ensaio com leo de parafinasomente deve ser usado contra aerossis slidos ou lqui-dos contendo gua.

5 Condies especficas

5.1 Classificao

Esta Norma cobre trs classes de filtros mecnicos: P1,P2 e P3.

5.1.1 Os filtros de classe P1 so indicados somente parapartculas slidas. Os de classe P2 e P3 so subdivididosde acordo com a sua capacidade de remover partculas s-

lidas e lquidas (SL, aprovados nos ensaios com aerossolde cloreto de sdio e de leo de parafina), ou somente sli-das (S, aprovados no ensaio com aerossol de cloreto desdio).

5.1.2 A proteo propiciada por um filtro de classe P2 e P3compreende tambm a proteo fornecida pelo filtro cor-respondente de classe(s) inferior(es).

5.2 Resistncia respirao

A resistncia imposta pelo filtro novo ao fluxo contnuo dear deve ser to baixa quanto possvel e em nenhum casoexceder os valores contidos na Tabela 1.

Tabela 1 - Resistncia mxima respirao dos filtrosmecnicos

Resistncia mxima (Pa)Classe do filtro

30 L/min(A) 95 L/min(A)

P1 60 210

P2 70 240

P3 120 420

(A) Fluxo de ar contnuo.

Nota: Quando a pea facial usada com mais de um filtro em pa-ralelo, o fluxo indicado na Tabela 1 deve ser dividido pelo n-mero dos filtros; porm, se este filtro puder ser utilizado so-zinho, ento deve ser usado todo o fluxo de ar no ensaio.

5.3 Penetrao

A penetrao inicial dos aerossis de ensaios no deve ex-ceder os valores contidos na Tabela 2. Entende-se porpenetrao inicial a relao percentual entre a concentraodo aerossol depois do filtro e a concentrao deste mesmoaerossol antes do filtro, medidas nos primeiros segundos.

5.4 Condicionamento de vibrao

Aps submetido ao condicionamento de vibrao, o filtrono deve apresentar deformaes apreciveis e deve sa-tisfazer aos requisitos de penetrao. O condicionamentodeve ser feito conforme 6.2.

Tabela 2 - Penetrao inicial mxima

Penetrao inicial mxima do aerossol de ensaio (%)Classe do filtro

Ensaio de cloreto de sdio Ensaio de leo de parafina95 L/min(A) 95 L/min(A)

P1 20 -

P2 6 2

P3 0,05 0,01

(A) Fluxo de ar contnuo.

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5.5 Entupimento

O ensaio de entupimento opcional. So disponveis doistipos de ensaios: o ensaio de poeira de carvo para filtrosde uso em minerao de carvo e o ensaio de poeira dedolomita para outros usos.

6 Inspeo

6.1 Condies gerais

6.1.1 Todos os ensaios de desempenho devem ser condu-zidos de tal modo que o ar ou o aerossol de ensaio passeatravs do filtro inteiro. Cada ensaio deve ser feito em filtroscondicionados pelo ensaio de vibrao. Quando a pea fa-cial utiliza mais de um filtro, o fluxo usado no ensaio deveser dividido pelo nmero de filtros. Porm, se o filtro puderser utilizado sozinho, ento deve ser usado o fluxo total dear no ensaio.

6.1.2 Os ensaios devem ser realizados nas condies detemperatura e umidade ambientes.

6.1.3 Cada ensaio deve ser realizado com um nmero m-nimo de dez filtros.

6.1.4 Antes do ensaio de resistncia respirao e pene-trao, o filtro deve ser submetido ao ensaio de vibrao.Aps este tratamento, os filtros no devem apresentar de-feitos mecnicos e devem satisfazer aos requisitos mnimosde resistncia respirao e penetrao.

6.2 Ensaio de vibrao

6.2.1 Aparelhagem

A aparelhagem necessria execuo do ensaio mostradaesquematicamente na Figura 1 do Anexo e consiste emuma caixa (K) fixada em um pisto com movimento vertical(S) capaz de ser levantado at 20 mm por um eixo excntrico(N) e cair sobre um prato de ao (P) devido ao seu prpriopeso, medida que o eixo gira. A massa da caixa de aodeve ser de 10 kg.

6.2.2 Execuo do ensaio

Os filtros, encapsulados ou no, devem ser ensaiados comorecebidos, aps a remoo de sua embalagem, mas aindaselados, e montados no suporte do filtro no qual ele vai serusado. Os filtros devem ser colocados na caixa (K), de mo-do que no se toquem entre si durante o ensaio, permitindoum movimento de 6 mm na horizontal e movimento livre navertical. Aps o ensaio de vibrao, qualquer material quese soltar do filtro deve ser removido antes da realizaodos ensaios de desempenho. O equipamento operado a100 rpm, por aproximadamente 20 min, em um total de2000 rotaes.

6.3 Ensaio de penetrao

6.3.1 Aparelhagem

Na execuo deste ensaio podem ser utilizados os seguin-tes mtodos:

a) com cloreto de sdio. As condies descritas em6.3.1.1 foram baseadas na utilizao do equipamentoMoores. Outro equipamento pode ser utilizado,

desde que as respostas obtidas sejam tecnicamentecompatveis;

b) com leo de parafina, conforme 6.3.1.2.

6.3.1.1 Ensaio de penetrao com cloreto de sdio

6.3.1.1.1 O equipamento mostrado na Figura 2 do Anexo.O aerossol gerado por um nebulizador tipo Collision,contendo uma soluo aquosa de cloreto de sdio a 1%. Onebulizador, mostrado na Figura 3 do Anexo, consiste emum reservatrio de vidro, dentro do qual est um cilindromacio com trs bicos de nebulizao. O ar suprido aonebulizador com presso de 345 kPa e o lquido nebulizadose choca com uma chicana que remove as partculasmaiores. As partculas menores so removidas do ar e mis-turadas com ar seco. A gua, ao se evaporar, produzaerossol de cloreto de sdio seco.

6.3.1.1.2 O aerossol gerado por este mtodo polidispersocom dimetro mdio mssico das partculas de 0,6 m. Adistribuio de tamanho das partculas mostrada na Figu-ra 4 do Anexo. Verifica-se se o aerossol permanece comcaractersticas constantes, dentro de limites aceitveis, comrespeito ao tamanho e concentrao, desde que a pressodo ar de nebulizao se mantenha na faixa de 330 kPa a360 kPa e a vazo de ar, atravs dos trs bicos, permaneana faixa de 12,5 L/min a 13,0 L/min. O ar que sai do recipientede vidro do nebulizador misturado com 82 L/min de ar se-co, dando uma vazo total de 95 L/min.

6.3.1.1.3 O consumo de soluo no nebulizador de apro-ximadamente 15 mL/h.

Nota: Esta perda de massa devida em parte nebulizao dasoluo e em parte evaporao da gua do reservatrio. Ovolume do reservatrio tal que a variao da concentraoe a perda de volume da soluo em 8 h no causam apreci-veis alteraes nas caractersticas do aerossol.

6.3.1.1.4 O aerossol de cloreto de sdio analisado antes edepois do filtro em ensaio, por exemplo, por fotometria dechama. O fotmetro usado para esta anlise pode ser qual-quer instrumento que tenha a sensibilidade necessria, po-rm existe disponvel no mercado um fotmetro especial-mente construdo para esta finalidade.

6.3.1.1.5 Quando se emprega um fotmetro de chama de hi-drognio, o queimador deve estar envolto por um tubo ver-tical, o qual est ligado, na parte inferior, com o tubo deamostragem, dentro do qual escoa o aerossol que vai seranalisado. A vazo do aerossol que chega na chama con-trolada por conveco natural.

6.3.1.1.6 Uma pequena quantidade de ar filtrado chega conti-nuamente no tubo de amostragem, a jusante da chaminonde se localiza a chama. A funo deste ar limpo impedirque o ar ambiente, que pode conter quantidades conside-rveis de sais de sdio, atinja o queimador quando no hou-ver fluxo de ar no tubo de amostragem.

6.3.1.1.7 O queimador de hidrognio, que d uma chama si-mtrica em relao ao eixo vertical, deve ser revestido porum tubo de vidro prova de calor. Este tubo deve ser opti-camente homogneo, a fim de minimizar o efeito da luztransmitida pela chama.

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6.3.1.1.8 As partculas de cloreto suspensas no ar, ao pas-sarem pela chama, so vaporizadas, dando a emisso ca-racterstica de sdio: 589 nm. A intensidade desta emisso proporcional concentrao de sdio na corrente de ar.

6.3.1.1.9 A intensidade da luz emitida pela chama medidausando-se um tubo fotomultiplicador. Para separar a emis-so de sdio da luz de fundo, devido a outros comprimentosde onda, usado um filtro de interferncia de banda estreita,com filtros apropriados para bandas laterais. Este filtro deveter, preferivelmente, uma banda de meio pico de no maisque 5 nm.

6.3.1.1.10 Como o sinal de sada do fotomultiplicador pro-porcional somente luz incidente em uma faixa relativamenteestreita, altas intensidades de luz so atenuadas por filtrosde densidade neutra. Estes filtros so cuidadosamente ca-librados juntamente com o filtro de interferncia em uso e,deste modo, a intensidade de luz atual pode ser calculada apartir do sinal de sada da fotomultiplicadora. O sinal da fo-tomultiplicadora ampliado e aparece em um painel, ou registrado graficamente.

6.3.1.1.11 A calibrao do fotmetro de chama depende doprojeto do instrumento e as instrues do fabricante devemser obedecidas para se obter resultados confiveis. Em ge-ral, porm, os mtodos que podem ser usados so: diluiomltipla do aerossol, diluio da soluo de nebulizao ouuma combinao de ambas. Se somente a diluio doaerossol ou da soluo for utilizada, o limite inferior de cali-brao , aproximadamente, duas ordens de grandeza maiorque a sensibilidade limite do instrumento.

6.3.1.1.12 Quando se usa a fotomultiplicadora com filtros deatenuao para a deteco, isto no importante, pois afotomultiplicadora mede um nvel de luz em uma faixa cons-tante do instrumento e os valores dos filtros de atenuaoso conhecidos e invariveis.

Nota: Deste modo, a curva de calibrao linear na faixa debaixas concentraes e pode, com segurana, ser extra-polada para valores mais baixos. O limite superior da linea-ridade da curva de calibrao de, aproximadamente,0,12 mg/m3, devido reabsoro da luz dentro da chama. Acalibrao no possvel acima deste ponto at, aproxima-damente, 15 mg/m3. Quando outros detectores so usados,a condio anterior pode no ocorrer, sendo, neste caso, ne-cessrias combinaes de tcnicas para se atingir a sensi-bilidade limite.

6.3.1.2 Ensaio de penetrao com leo de parafina

6.3.1.2.1 O aparelho mostrado na Figura 5 do Anexo. Oaerossol gerado usando-se um nebulizador (Figuras 6 e 7do Anexo). O frasco de nebulizao (6) carregado comleo de parafina (paraffinum perliquidum CP 27 DAB 7), demodo que o nvel fique entre as marcas de mnimo e mximo(10). O frasco aquecido por meio de um dispositivo eltrico(8), de modo que a temperatura do leo seja mantida em110oC por meio de um termostato (9). A temperatura medi-da pelo termmetro (11).

6.3.1.2.2 Ar comprimido filtrado a 400 kPa (3 e 4) preaquecido(8) e passa pelos bicos de nebulizao (12) (ver Figura 7do Anexo).

6.3.1.2.3 As gotas grandes da nvoa gerada so separadasno bico de controle (13) e no tubo espiral (15). No frasco de

mistura (5), as gotas de leo e o vapor so diludos com50 L/min de ar filtrado, medido pelo medidor de vazo (2).Como o ar de diluio est na temperatura ambiente, o va-por de leo se condensa no frasco de mistura. O aerossolgerado o aerossol de ensaio, o qual tem sua concentraoreduzida para (20 5) mg/m3, rejeitando uma frao apro-priada da nvoa de leo (ver Figura 5 do Anexo, item 18,conjuntamente com 11, 7, 10, 12 e 17) e por posterior diluiocom ar filtrado na vazo de 83 L/min, em um frasco demistura (tipo Friedrichs - Antlinger, ver Figura 5, item 5, eFigura 8 do Anexo). O aerossol obtido por este mtodo polidisperso. A distribuio de tamanho das partculas dotipo normal logartmica, com dimetro mdio de Stokes de0,4 m para distribuio por nmero de partculas e comdesvio-padro log de 0,216 (ver Figura 9 do Anexo). Oaerossol de ensaio alimentado na cmara de ensaio (Figu-ra 5, item 1, do Anexo), onde est fixado o filtro em ensaio(15). O excesso do aerossol filtrado por um filtro de altaeficincia, com baixa resistncia ao fluxo de ar (10).

6.3.1.2.4 A vazo atravs do filtro em ensaio de 95 L/min.A concentrao medida antes e depois do filtro sob ensaio,por meio de fotmetro de luz dispersa. O esquema do fot-metro mostrado na Figura 10 do Anexo. O instrumento um fotmetro de luz dispersa a 45.

6.3.1.2.5 A fonte de luz dirigida para a clula de medio epara a fotomultiplicadora. O feixe dirigido fotomultiplicadora corrigido sempre por variaes de intensidade da fonte. Ofeixe de referncia atenuado automaticamente por meiode filtros de densidade neutra e de uma cunha de densidadeneutra at a intensidade do feixe de luz dispersa. A inten-sidade da luz dispersa, que uma medida da concentraodo aerossol, indicada em um mostrador.

6.3.1.2.6 As propriedades fsicas do leo so as seguintes:

a) densidade de massa a 20C = 0,846 g/cm3;

b) viscosidade a 20C = 0,026 Pa.s. a 0,031 Pa.s.

6.3.2 Execuo do ensaio

Os filtros devem ser ensaiados antes e aps o seguintecondicionamento trmico:

a) 24 h em atmosfera seca a 65C;

b) 24 h em temperatura de -15C.Notas: a) Os mtodos usados para ensaiar os filtros contra aeros-

sis slido e lquido so:

- o de cloreto de sdio, de acordo com 6.3.2.1;

- o de leo de parafina, de acordo com 6.3.2.2.

b) O mtodo usado para ensaiar filtros contra partculas s-lidas e lquidas de origem aquosa o de cloreto de sdio.

6.3.2.1 Ensaio com cloreto de sdio

6.3.2.1.1 Princpio do mtodo

Um aerossol de partculas de cloreto de sdio gerado, ne-bulizando-se uma soluo aquosa do sal e evaporando agua. A concentrao deste aerossol medida antes e de-

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pois do filtro sob ensaio, por exemplo, por meio de fotometriade chama. So possveis determinaes precisas de pene-trao na faixa de 0,0001% a 100%.

6.3.2.1.2 Condies de ensaio

Deve ser observado o seguinte:

a) distribuio de tamanho do aerossol de ensaio: verFigura 4 do Anexo;

b) vazo do aerossol de ensaio: 95 L/min;c) concentrao do aerossol: (8 4) mg/m3;d) presso do ar de nebulizao: (345 15) kPa;e) vazo no nebulizador: (12,75 0,25) L/min;f) vazo do hidrognio no queimador: 450 a

500 mL/min;

g) comprimento de onda do sdio: 589 nm;h) temperatura do ar: ambiente;i) umidade relativa: menor que 60%.

6.3.2.1.3 Procedimento de ensaio

A vazo atravs do filtro de 95 L/min e a concentrao doaerossol medida nos primeiros segundos pelo fotmetro,imediatamente antes e depois do filtro.

6.3.2.2 Ensaio com leo de parafina

6.3.2.2.1 Princpio do mtodo

Um aerossol de gotas de parafina gerado por nebulizaode leo de parafina aquecido. A concentrao deste aerossol medida antes e depois do filtro em ensaio, por exemplo,por fotometria. So possveis determinaes precisas depenetrao na faixa de 0,003% a 100%.

6.3.2.2.2 Condies de ensaio

Deve ser observado o seguinte:

a) distribuio do tamanho das partculas: ver Figu-ra 9 do Anexo;

b) vazo atravs do filtro em ensaio: 95 L/min;c) concentrao do aerossol: (20 5) mg/m3;d) temperatura do ar: ambiente;e) presso do ar de nebulizao: (400 15) kPa;f) vazo no nebulizador: (13,5 0,5) L/min;g) vazo de ar para a mistura no gerador do aerossol:

50 L/min;

h) vazo de ar de diluio: 83 L/min;i) temperatura do leo no gerador: 100C a 110C.

6.3.2.2.3 Procedimento de ensaio

Uma vazo de 95 L/min estabelecida por suco atravsdo filtro, por meio de uma bomba conveniente. A concentra-o do aerossol medida imediatamente antes e depois dofiltro, por exemplo, por fotometria.

6.3.3 Clculos

6.3.3.1 Clculo da penetrao (mtodo com cloreto de sdio)

O clculo feito atravs da equao:

P = C2C1

x 100

Onde:

P = penetrao

C1 = concentrao do aerossol antes do filtro

C2 = concentrao do aerossol depois do filtro

6.3.3.2 Clculo da penetrao (mtodo com leo de parafina)

O clculo feito atravs da equao:

P = I - II - I

x 100%2 0

1 0

Onde:

P = penetrao

I1 = leitura do fotmetro antes do filtro

I2 = leitura do fotmetro depois do filtro

I0 = leitura do fotmetro com ar limpo

6.4 Ensaio de resistncia respirao

O filtro deve ser conectado ao equipamento de ensaio pormeio de um adaptador apropriado que evite vazamentos.Os ensaios devem ser realizados nas vazes de 30 L/min e95 L/min.

6.5 Ensaio de entupimento

Os ensaios de entupimento com carvo e com dolomita,por serem opcionais, no so descritos nesta Norma. Estesensaios, quando requisitados, devem ser feitos conforme aEN-143.

7 Aceitao e rejeioUm filtro mecnico somente pode ser considerado aceitose satisfizer no mnimo as condies especificadas nestaNorma.

/ANEXO

6 NBR 13697/1996

NBR 13697/1996 7

Figura 1 - Equipamento para ensaio de vibrao

ANEXO - Figuras

8 NBR 13697/1996

Figura 2 - Esquema do aparelho para ensaio com cloreto de sdio

1 - Garrafa Kilner ou similar2 - Bico do nebulizador

3 - Arruela de fibra

4 - Chicana5 - Haste

6 - Gaxeta de borracha7 - Corpo8 - Gaxeta de borracha9 - Porca

10 - Tampa rosqueada

Figura 3 - Nebulizador

NBR 13697/1996 9

Figura 4 - Distribuio do tamanho das partculas

10 NBR 13697/1996

1 - Cmara de ensaio: Lucite. Dimetro: 500 mm; altura: 500 mm; tampa dos dois lados de madeira compensada2 - Porta da cmara com vedao3 - Disco coletor do leo com vedao4 - Cobertura do frasco de mistura5 - Frasco de mistura (tipo Friedrichs - Antlinger) para acerto da concentrao da nvoa6 - Medidores de vazo (faixa 800 L/h a 8000 L/h)

a) para medida do ar propelente no frasco de mistura (500 L/h)b) para medida do ar de ensaio (95 L/min)

7 - Vlvulas para controle da vazo de ar

8 - Filtro de alta eficincia

9 - Filtro de reduo (faixa 100 kPa - 500 kPa) para presso alta de 600 kPa - 100 kPa10 - Filtro de alta eficincia e baixa resistncia

11 - T para tomar a quantidade de nvoa necessria para o ensaio

12 - Vlvula de agulha para controle da concentrao da nvoa na cmara13 - Gerador de nvoa1 4 - Fotmetro

15 - Tubo conector para o filtro em ensaio

16 - Tubo amostrador para medida da concentrao da nvoa na cmara. O fotmetro conectado com 15 ou 16, quando necessrio, pormeio de um tubo curto. O tubo de conexo que no est em uso deve ser fechado facilmente. O tubo para nvoa de leo de plsticoreforado com fibra com dimetro interno de 19 mm

17 - Garrafa tipo Woulf18 - Frasco pulmo de 5 L

Figura 5 - Aparelho para o ensaio com aerossol de leo de parafina

NBR 13697/1996 11

1 - Entrada de ar a 500 kPa com filtro

2 - Medidor de vazo

3 - Redutor de presso

4 - Manmetro

5 - Frasco de mistura

6 - Frasco de nebulizao7 - Termostato - Vaso

8 - Camisa de aquecimento9 - Termostato

10 - Indicador do nvel de leo

11 - Termmetro

12 - Bico do nebulizador

13 - Bico de controle

1 4 - Manmetro tipo U

15 - Tubo espiral

16 - Dreno

17 - Sada para o equipamento de medida18 - Purga19 - Vlvula

20 - Bomba de leo

21 - Depsito de leo

22 - Parafuso de fixaoFigura 6 - Gerador para aerossol de leo de parafina

12 NBR 13697/1996

Figura 7 - Bico do nebulizador

Unid.: mm

NBR 13697/1996 13

Figura 8 - Frasco de mistura (Friedrichs - Antlinger, JENAer GLASS D 50)

Unid.: mm

14 NBR 13697/1996

Figura 9 - Distribuio de tamanho das partculas do aerossol de leo de parafina

Figura 10 - Esquema do fotmetro

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