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Radiello: Campionatore diffusivo a simmetria radiale


Radiello è stato il primo campionatore diffusivo a simmetria radiale ed a oggi l’unico con possibilità di campionamento per Ozono e VOC con fiale a desorbimento termico. 

Grazie alla simmetria radiale, la portata di campionamento diventa:

  • alta, perché non varia linearmente con il rapporto superficie/lunghezza del percorso diffusivo ma esponenzialmente. A parità di dimensioni, la portata di campionamento è almeno tre volte più alta di qualunque campionatore diffusivo assiale;
  • costante, per la grande capacità adsorbente della cartuccia interna; 
  • riproducibile, per la rigidezza della superficie diffusiva e della cartuccia e per le ristrette tolleranze con le quali sono fabbricati tutti i componenti di radiello®;
  • invariabile con la velocità dell'aria, grazie alla tortuosità del percorso diffusivo nello spessore della parete microporosa del cilindro diffusivo;
  • nota con precisione, perché non calcolata ma sperimentale, misurata in camera ad atmosfera controllata in una vasta gamma di condizioni di concentrazione, temperatura, umidità, velocità dell'aria, presenza di interferenti...


Inoltre, Radiello®:

  • è poco sensibile alle condizioni atmosferiche per l'idrorepellenza del corpo diffusivo
  • ha valori di "bianco" inferiori a tre volte il rumore strumentale, grazie alla complessa procedura di purificazione del materiale adsorbente o chemiadsorbente e ai numerosi controlli eseguiti in fase di produzione
  • ha limite di rivelabilità talmente basso e capacità adsorbente talmente alta da consentire, a seconda dei tipi, esposizioni fra 15 minuti e 30 giorni e misura di concentrazioni da meno di 1 ppb a più di 1000 ppm
  • offre precisione e accuratezza elevate in un largo intervallo di valori di esposizione
  • permette il desorbimento termico e l'analisi in GC-MS senza interferenti
  • consente di campionare una vasta gamma di inquinanti gassosi
  • è robusto e chimicamente inerte: i suoi materiali da costruzione sono il policarbonato, il polietilene microporoso e l'acciaio inossidabile
  • offre riutilizzabilità illimitata dei componenti ad eccezione della cartuccia adsorbente; ma anch'essa è recuperabile ricorrendo al desorbimento termico
  • è il risultato del lavoro di una delle maggiori istituzioni europee di ricerca scientifica che lo produce direttamente con tecnologie molto avanzate e lo sottopone a continui sviluppi e verifiche nel proprio centro di Padova.

Pratico, innovativo, disponibile per una grande quantità di composti come:

• VOC/SOV con desorbimento chimico e termico
• Aldeidi tramite l’utilizzo di supporti arricchiti con DNPH
• Acidi Inorganici
• Fenoli
• NO ed SO2
• Gas anestetici come Protossido d’Azoto e composti Alogenati
• Ozono
• Ammoniaca
• Idrogeno Solforato


Le parti essenziali di Radiello sono la cartuccia adsorbente, il corpo diffusivo, la piastra di supporto e l'etichetta autoadesiva con codice a barre. Tutti i componenti di Radiello, tranne le cartucce adsorbenti se non specificato diversamente, sono utilizzabili per un numero molto elevato di campionamenti. 

Nel campionamento diffusivo assiale, superfici diffusiva ed adsorbente sono due facce piane e contrapposte di una scatola chiusa, di solito cilindrica. Sotto il gradiente di concentrazione, le molecole adsorbibili (in colore) penetrano la superficie diffusiva rimanendo intrappolate da quella adsorbente.

Il campionamento a diffusione non comporta l'uso di pompe pesanti e ingombranti, non ha limiti energetici di autonomia, non richiede sorveglianza, non fa rumore, non teme ambienti infiammabili o esplosivi, può essere usato da chiunque e ovunque, ha costi di investimento irrisori. Inoltre, non è soggetto al fenomeno del breakthrough, contrariamente a quanto accade per il campionamento a pompaggio d'aria. Perché dunque fino ad ora non è stato adottato così estesamente come meriterebbe? Perché il campionatore tradizionale a simmetria assiale è, in genere, poco sensibile e poco riproducibile per i vincoli imposti dalla sua geometria. Da una parte, i valori di portata di campionamento sono bassi, dall'altra variano spesso con le condizioni ambientali. Queste limitazioni sono state superate da Radiello®.


Nota tecnica - Mentre la portata del campionatore assiale aumenta linearmente all'aumentare del rapporto superficie / percorso diffusivo, quella del campionatore radiale aumenta esponenzialmente. Se un campionatore assiale con rapporto fra superficie e percorso diffusivo, ad esempio, di 8:1 ha una portata di campionamento di 8 (in qualsiasi unità di misura), quella del radiale con pari valore del rapporto è di 45.


Componenti di Radiello®
Ecco quindi a seguire, quelli che sono i componenti essenziali che formano il campionatore diffusivo a simmetria radiale radiello®.

La cartuccia adsorbente - Sono stati sviluppati tipi diversi di cartucce adsorbenti e chemiassorbenti, in relazione all'inquinante da captare. Sono tutte lunghe 60 mm e hanno diametro di 4,8 o 5,8 mm. Sono racchiuse in una provetta in vetro o in plastica, contenuta in un involucro termosaldato in polipropilene trasparente. Il tipo è identificato dal numero di codice, stampato sull'involucro insieme con il numero di lotto e la data di scadenza. Le cartucce sono monouso, tranne quelle desorbite termicamente che hanno un ciclo di riutilizzo dipendente dai valori di esposizione e dalle tipologie di procedure di rigenerazione. Sono fornite solo in confezione di 20 pezzi. La cartuccia va introdotta nel corpo diffusivo. 

La piastra di supporto - È identificata dal codice 121. È in policarbonato e serve sia da tappo che da sostegno del corpo diffusivo. È dotata di filetto per l'avvitamento del corpo diffusivo ed è corredata di una pinza (clip) e di una tasca adesiva trasparente per l'inserimento dell'etichetta. Le tre parti vanno assemblate prima dell'uso. #Sono fornite solo in confezione di 20 pezzi.

L'etichetta Autoadesiva - Contiene stampato un numero con codice a barre. Non esistendone due con lo stesso numero di codice a barre, serve ad identificare univocamente la cartuccia adsorbente sul campo e a riconoscerla in laboratorio per l'analisi. Ogni confezione di cartucce adsorbenti ne contiene 21. Se ordinate a parte, sono fornite solo in confezione da 198 pezzi.

Il corpo diffusivo - Sono disponibili quattro tipi di corpi diffusivi, tutti con le stesse dimensioni esterne: 16 mm di diametro e 60 mm di altezza. 

Il corpo diffusivo bianco, codice 120 (bianco) è di impiego generale; è in polietilene microporoso con 1,7 mm di spessore e porosità media di 25±5 µm. La lunghezza del corpo diffusivo è di 18 mm. 

Il corpo diffusivo blu, codice 1201, (azzurro) ha le stesse caratteristiche costruttive di quello bianco, ma è opaco alla luce: è impiegato per captare inquinanti sensibili alla luce

Il corpo diffusivo giallo, codice 1202 (giallo), è utilizzato quando è necessario ridurre la portata di campionamento; è in polietilene microporoso ed ha 5 mm di spessore e 10±2 µm di porosità. La lunghezza del percorso diffusivo è di 150 mm. 

Il corpo permeativo, codice 1203 (neutro), è una membrana siliconica da 50 µm di spessore, sostenuta da una rete di acciaio inossidabile. È utilizzato per la captazione di gas anestetici. Sono fornite solo in confezione di 20 pezzi. 

Il corpo diffusivo va avvitato alla piastra di supporto.


Assemblaggio della piastra di supporto

Prima di usare radiello bisogna applicare alla piastra di supporto la pinza (clip), necessaria ad appenderlo, e la tasca trasparente autoadesiva porta etichetta.

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*Nota - se si preferisce la tasca può essere appiccicata sulla faccia posteriore ma, ATTENZIONE, fate in modo che la fessura sia sempre in posizione laterale (altrimenti, se piove, l'etichetta può bagnarsi)
Suggerimento - Tutte queste operazioni è meglio farle prima di partire: sul campo fanno perdere tempo.

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Suggerimento - Evitate  di  toccare la  cartuccia  con le dita, soprattutto se si tratta di una di quelle impregnate. • Benché l'etichetta sia stampata in modo da poterci scrivere sopra, vi consigliamo di prenderne nota a parte: la vostra scrittura potrebbe diventare illegibile dopo una settimana di esposizione alle intemperie. • NON USATE PENNARELLI per scrivere sull'etichetta: contengono solventi che vengono captati da radiello!

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IMPORTANTE!! Applicate sempre l'etichetta in modo che il codice a barre sia perfettamente parallelo all'asse della provetta: ogni altra posizione ne impedisce l'identificazione con il lettore ottico.



Elemento importante nel campionatore diffusivo radiello®: perdita per saturazione (breakthrough) e retrodiffusione

Nel campionamento attivo con pompa la sostanza adsorbita si comporta come un picco gascromatografico: il flusso d'aria la muove nello strato di adsorbente sotto forma di una banda, nella quale la concentrazione è distribuita secondo una gaussiana, fino a farla uscire dall'estremità opposta. Quando la concentrazione nell'aria emergente dal tubo è pari al 10% di quella entrante, si dice che è stato raggiunto il breakthrough o, con termine improprio, che il tubo si è saturato: ogni ulteriore pompaggio conduce ad una perdita di composto e ad una sottostima della concentrazione reale. Il fenomeno dipende poco dalla concentrazione ma molto dal flusso e dal volume complessivo di aria che ha attraversato il tubo e dalla natura della sostanza adsorbita. Il grafico mostra il fenomeno per il benzene, rilevato sperimentalmente a 25 °C su un letto di carbone attivo pari a quello della cartuccia di radiello codice 130. Il breakthrough è raggiunto dopo 35, 44 e 49 litri a concentrazioni in aria, rispettivamente, di 10, 50 e 100 µg·m-3. Un fenomeno simile si verifica anche con radiello®. 

In tal caso, però, non si tratta di breakthrough non essendoci alcun flusso d'aria reale, ma di retrodiffusione. 

Questa è rilevata dal calo del valore di m·Q-1·t-1 (pari inizialmente alla concentrazione misurata); questo termine rimane costante e uguale alla concentrazione reale fino a quando la quantità captata non si avvicina al massimo consentito dalla capacità adsorbente. 

Il fenomeno dipende dalla concentrazione e dal tempo di esposizione ma il calo del 10% accade per volumi equivalenti di due ordini di grandezza superiori a quelli del campionatore a pompa: 1600, 2300 e 3050 litri alle concentrazioni, rispettivamente, di 10, 50 e 100 µg·m-3.