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Gás O3 e seu sensor

Introdução ao ozônio

O ozônio, ou ozônio O3, é uma molécula elementar altamente reativa com a fórmula O3, composta por três átomos de oxigênio. Esse gás azul claro e explosivo tem um cheiro característico e pungente — frequentemente descrito como um odor forte — que é surpreendentemente agradável em sua forma pura em baixas concentrações. O ozônio existe em duas camadas principais da atmosfera terrestre. Na estratosfera, forma a camada de ozônio, um escudo protetor criado quando a radiação ultravioleta (UV) solar interage com o ar, especificamente com o oxigênio molecular, para formar ozônio. No nível do solo, no entanto, o ozônio se torna um potente perigo respiratório e poluente, comumente conhecido como ozônio troposférico, afetando a qualidade do ar.

Como se forma o ozônio troposférico

O ozônio troposférico surge de reações químicas complexas entre óxidos de nitrogênio (NOx) e compostos orgânicos voláteis (COV) sob a luz solar. Esses precursores, liberados por usinas de energia, emissões de veículos e materiais orgânicos, impulsionam a formação de ozônio. Em dias quentes e ensolarados em áreas urbanas, quando as condições de temperatura mais baixa mudam para calor, os níveis de ozônio atingem o pico — geralmente à tarde e no início da noite —, causando os efeitos nocivos do ozônio, conforme observado pela Agência de Proteção Ambiental.

O ozônio no uso industrial e pelo consumidor

O ozônio, incluindo o ozônio líquido e o ar ozonizado, atua como um poderoso agente antimicrobiano em aplicações industriais e de consumo relacionadas à higienização. Ele é usado na produção de água engarrafada, no tratamento de carnes e na conservação de alimentos perecíveis. Comercialmente, o ozônio é gerado pela exposição do oxigênio do ar a descargas elétricas de alta tensão ou luz ultravioleta, um processo que torna o ozônio eficaz para esses fins.

Riscos para a saúde decorrentes da exposição ao ozônio

Soldadores e outras pessoas expostas a altos níveis de ozônio, monitorados por sensores de ozônio e sistemas de monitoramento com tempo de resposta rápido, enfrentam riscos significativos à saúde. O ozônio inalado pode danificar as membranas mucosas e os tecidos respiratórios, levando a problemas de curto prazo, como irritação nos olhos, desconforto na garganta e no peito, febre por fumaça de metal e redução da função pulmonar. A exposição prolongada amplifica os efeitos prejudiciais, incluindo asma, pneumonia, câncer e impactos no sistema nervoso central. Dois sensores são frequentemente usados para garantir uma detecção precisa em ambientes de alto risco, aumentando a segurança pessoal.

O impacto do ozônio na saúde humana

A poluição por ozônio, uma preocupação crescente para a Agência de Proteção Ambiental, afeta gravemente os tecidos mucosos e respiratórios, degradando a qualidade do ar. Embora a camada de ozônio proteja contra a radiação UV, o ozônio ao nível do solo — mesmo em baixas concentrações — desencadeia os efeitos nocivos do ozônio, especialmente em áreas urbanas com emissões elevadas de NOx e COV. Essa dualidade ressalta a necessidade de sistemas de monitoramento robustos para proteger a saúde e mitigar os riscos.

Características do gás

  • Gás incolor a azulado que se condensa em um líquido azul escuro ou cristais azul-escuros.
  • Tem um odor pungente
  • Um agente oxidante
  • Potencial redox muito alto
  • Gás não inflamável
  • O O3 corrói rapidamente a maioria dos metais e danifica a maioria dos plásticos.
  • A borracha exposta ao ozônio endurece e racha rapidamente.
  • Fabricado para uso imediato devido à sua instabilidade e tendência a se decompor rapidamente.
  • O gás ozônio puro é ligeiramente mais pesado que o ar.
  • OUTROS NOMES: Oxigênio triatômico, trioxigênio
  • Registro CAS 10028-15-6
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Riscos e fontes industriais do O3

  • Tratamento de água: Desinfetante, pois é um excelente agente oxidante.
  • Soldagem: A soldagem com arco metálico a gás e a soldagem com arco de tungstênio a gás produzem altas concentrações de ozônio.
  • Tratamento de abastecimento de água potável
  • Armazenamento de alimentos: os supermercados utilizam gelo ozonizado para expor e conservar alimentos perecíveis.
  • Tratamento de água para torres de resfriamento
  • Armazenamento de água para a indústria pesqueira
  • Desinfecção para aquários e hospitais
  • O ozônio é usado em combinação com o cloro para limpar piscinas.
  • Controle de odores e eliminação de fumaça
  • Processamento de celulose e papel - branqueamento de celulose
  • Fabricação de perfumes
  • Armazenamento refrigerado como inibidor de mofo e bactérias 
  • Agente branqueador para ceras, têxteis e óleos
  • Pulverização térmica de metal
  • Esgoto e tratamento de águas residuais
  • Tratamentos médicos - terapia com ozônio
  • Purificadores de ar
  • Têxteis

Dependendo da concentração, a exposição ao ozônio pode resultar em problemas de saúde agudos ou crônicos ou , em altas concentrações, até mesmo a morte.

(WorkSafe BC)

Cenários de alto risco

  • Sabe-se que o ozônio se forma nos arcos de soldagem. Os efeitos podem causar problemas de saúde a curto e longo prazo, como doenças respiratórias, infecções pulmonares e até mesmo tipos de câncer de pulmão.
  • A soldagem a arco, particularmente a soldagem com proteção de gás inerte, pode produzir concentrações de ozônio
    de até 10 ppm na zona de respiração do soldador
    .
  • De acordo com o Bureau of Labor Statistics (Departamento de Estatísticas do Trabalho) dos EUA, havia mais de 377.250 soldadores, soldadores, cortadores e brasadores empregados nos Estados Unidos em 2017. Esses trabalhadores estão expostos a fumos tóxicos produzidos devido aos processos de soldagem.
  • Indivíduos com asma ou outros problemas respiratórios, crianças e idosos correm maior risco ao respirar ar que contenha ozônio. 
  • As pessoas com redução ou deficiência de vitaminas C e E correm um risco maior devido à exposição ao ozônio.

Informações sobre o sensor O3

Tipo: Difusão eletroquímica
Faixa: 0-1 ppm (resolução de 0,01 ppm)
Como funciona um sensor de O3: As moléculasde ozônio interagem com eletrodos metálicos por meio de uma reação redox, gerando uma saída de tensão linear proporcional à concentração de ozônio.

Níveis de alarme padrão

Alarme baixo: 0,1 ppm
Alarme alto: 0,2 ppm
STEL — 15 minutos — Limite de exposição a curto prazo: 0,1 ppm
TWA — Média ponderada por tempo de 8 horas: 0,05 ppm 

Dispositivos Blackline capazes de detectar O3

Dúvidas sobre a detecção de O3?

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Aplicações e considerações especiais

  • O ozônio é considerado “bom nas altitudes elevadas, mas prejudicial nas proximidades” no que diz respeito às concentrações nas camadas superiores e inferiores da atmosfera.
  • A ventilação, seja natural ou forçada, deve permitir que o ar fresco circule livremente.
  • Isolar as operações para reduzir o risco de exposição. Utilizar um respirador ou equipamento de proteção quando necessário.
  • O ozônio é instável, portanto se decompõe rapidamente, mas continuará a se formar onde houver uma reação.
  • Um interruptor de desligamento elétrico de emergência deve estar localizado próximo a uma sala de ozônio. Isso permite o desligamento manual da energia do gerador durante um vazamento ou mau funcionamento. 
  • Os soldadores devem ter muito cuidado com os níveis de O3 quando trabalham em espaços confinados.

Riscos para a saúde e manuseio do O3

concentração
sintomas/efeitos
0,01 ppm
Limiar de odor
0,1 ppm
Irritação leve nos olhos, nariz e garganta.
0,10-0,25 ppm
Dor de cabeça, tosse seca e alguma redução na função pulmonar.
0,30 ppm
Redução da função pulmonar na maioria das pessoas.
0,6 ppm
Dor no peito
1 ppm
Irritação nos pulmões, frequentemente acompanhada de tosse e fadiga intensa.
1,5 ppm
Confusão mental, tosse persistente e fadiga extrema podem durar semanas. Outros sintomas, como irritação pulmonar grave e edema pulmonar (acúmulo de líquido), podem se desenvolver.
9 ppm
Pneumonia grave
11 ppm
Inconsciência rápida
50 ppm
Morte imediata
ícone-primeiros socorros
PRIMEIROS SOCORROS
  • Os pulmões geralmente se recuperam alguns dias após a exposição a concentrações elevadas de ozônio. No entanto, se a exposição ao ozônio ocorrer por um período mais longo ou em várias ocasiões repetidas ao longo de um ano, podem ocorrer danos crônicos ao tecido pulmonar.
  • O O3 é altamente tóxico se inalado ou em caso de contato do líquido com a pele, os olhos ou as membranas mucosas. Pode causar danos pulmonares agudos a crônicos, queimaduras, lesões permanentes ou morte.
  • O ozônio pode ser tóxico em uma concentração de 100 ppm por 1 minuto. É capaz de causar morte por edema pulmonar.
  • A avaliação da toxicidade do ozônio é semelhante à avaliação de qualquer irritante pulmonar. Deve-se implementar o monitoramento da saturação de oxigênio e também a espirometria à beira do leito.
  • Não existe tratamento específico disponível para indivíduos expostos ao ozônio, embora alguns tenham sugerido que a ingestão oral de vitamina E seja benéfica para a exposição ambiental crônica que a maioria experimenta.
ícone de perigo
EM CASO DE LIBERAÇÃO ACIDENTAL
  • Aja apenas se tiver recebido treinamento. Evacue a área circundante. Desligue todas as fontes possíveis de ignição. Não inale o gás e certifique-se de que a área está bem ventilada. Use um respirador se a ventilação não for adequada. Os trabalhadores devem usar equipamento de proteção individual.
  • Em caso de derramamento: Entre imediatamente em contato com a equipe de emergência. Interrompa o vazamento, caso não haja risco para você. Utilize ferramentas à prova de faíscas e equipamentos à prova de explosão.

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