Sonicadores para normas ASTM de ensaio e de prática

Os sonicadores Hielscher proporcionam sonicação controlada e repetível para métodos ASTM que envolvem cisalhamento sónico, extração ultrassónica, erosão por cavitação e desprendimento de biofilmes no ensaio MBEC.

Porque é importante selecionar o sonicador para os ensaios ASTM

Os métodos ASTM que utilizam energia ultrassónica dependem de cavitação acústica e vibração definidas, amplitude controlada, posicionamento reprodutível das amostras e gestão consistente da temperatura. Um dispositivo ultrassónico inadequado pode provocar cavitação insuficiente, tratamento irregular, aquecimento excessivo ou fraca repetibilidade. Os sonicadores Hielscher são concebidos para trabalhos de validação laboratorial, com controlo digital da amplitude, registo de dados, ampla compatibilidade com sonotrodos e funcionamento contínuo robusto.

Porque é importante selecionar o sonicador para os ensaios ASTM

Os métodos ASTM que utilizam energia ultrassónica dependem de cavitação acústica e vibração definidas, amplitude controlada, posicionamento reprodutível das amostras e gestão consistente da temperatura. Um dispositivo ultrassónico inadequado pode provocar cavitação insuficiente, tratamento irregular, aquecimento excessivo ou fraca repetibilidade. Os sonicadores Hielscher são concebidos para trabalhos de validação laboratorial, com controlo digital da amplitude, registo de dados, ampla compatibilidade com sonotrodos e funcionamento contínuo robusto.

Introdução controlada de energia
Os geradores ultrassónicos digitais ajudam a manter a rastreabilidade da amplitude, do tempo, das definições de impulsos e da temperatura do processo para a documentação do método.

Geometrias específicas de cada método
Os sonicadores de sonda, os sistemas de cavitação de alta potência e os sonicadores de placas adequam-se a diferentes formatos de amostras ASTM, desde copos de precipitação até placas de microtitulação.

Tratamento repetível das amostras
Condições de sonicação estáveis melhoram a comparabilidade entre execuções quanto à alteração da viscosidade, à eficiência de extração, à erosão por cavitação e à recuperação de biofilmes.

Sonicadores Hielscher recomendados para normas ASTM

As seguintes normas ASTM utilizam a sonicação como etapa central do ensaio ou como etapa de preparação de amostras assistida por sonicação. Selecione o modelo que corresponde à geometria da amostra, ao nível de potência e à capacidade de processamento exigidos.

ASTM D2603 – Estabilidade ao cisalhamento sónico de óleos que contêm polímeros

A norma ASTM D2603 avalia a estabilidade ao cisalhamento de óleos que contêm polímeros, medindo a perda permanente de viscosidade após irradiação num oscilador sónico. O ensaio é utilizado para fluidos como óleos lubrificantes, fluidos de transmissão, fluidos para tratores e outros óleos modificados com polímeros, nos quais os melhoradores do índice de viscosidade podem degradar-se sob cisalhamento intenso.

Função central da sonicação: cavitação e cisalhamento intensos e concentrados, gerados por uma sonda ultrassónica.
Pontos críticos de controlo: tempo de ensaio fixo, geometria da sonda definida, controlo da temperatura da amostra e profundidade de imersão reprodutível.
Resultado típico: viscosidade antes e depois da sonicação para quantificar a perda permanente de viscosidade.
Sonicador recomendado: Hielscher UP400St com sonotrodo S24d22.
O UP400St é a configuração Hielscher preferida para a norma ASTM D2603 porque fornece 400 W de potência ultrassónica a 24 kHz, controlo preciso da amplitude, monitorização integrada da temperatura e compatibilidade com a geometria da sonda S24d22 utilizada nos ensaios de estabilidade ao cisalhamento sónico.
Saiba mais sobre a norma ASTM D2603!

ASTM D5621 – Estabilidade ao cisalhamento sónico de fluidos hidráulicos

A norma ASTM D5621 mede a estabilidade ao cisalhamento dos fluidos hidráulicos, determinando a viscosidade final após irradiação ultrassónica num oscilador sónico. É especialmente relevante para fluidos hidráulicos que contêm aditivos poliméricos sensíveis ou resistentes ao cisalhamento.

Função central da sonicação: cisalhamento acelerado dos polímeros através de cavitação acústica.
Pontos críticos de controlo: seleção da corneta ultrassónica, estabilidade da amplitude, controlo da temperatura e duração consistente do ensaio.
Resultado típico: viscosidade final ou alteração da viscosidade após tratamento sónico normalizado.
Sonicador recomendado: Hielscher UP400St com sonotrodo S24d22.
O UP400St é também a escolha ideal para a norma ASTM D5621. O seu sistema de cisalhamento ultrassónico com sonda de 24 kHz oferece aos laboratórios uma plataforma compacta, com controlo digital, para ensaios repetíveis de cisalhamento de fluidos hidráulicos.
Saiba mais sobre a norma ASTM D5621!

ASTM G32 – Erosão por cavitação utilizando um aparelho vibratório ultrassónico

A norma ASTM G32 descreve ensaios de erosão por cavitação utilizando um aparelho vibratório. Um provete é exposto a vibração de alta frequência – gerada por um sonicador – num líquido, provocando a formação e o colapso de cavidades que causam uma perda mensurável de material. O método é utilizado para comparar a resistência à erosão por cavitação de metais, revestimentos e outros materiais de engenharia.
 

Exemplo de folha de registo para ensaios de erosão por cavitação

 
Função central da sonicação: campo de cavitação controlado, gerado por um sonotrodo vibratório.
Pontos críticos de controlo: amplitude, geometria do provete, distância de separação, temperatura do líquido, tempo de exposição e medição da perda de massa do provete.
Resultado típico: taxa de erosão, perda de massa acumulada ou resistência comparativa à cavitação.
Sonicador recomendado: Hielscher UIP1000hdT.
O UIP1000hdT é uma excelente escolha Hielscher para a norma ASTM G32 porque a sua conceção com sonda de 1000 W e 20 kHz proporciona a amplitude elevada e estável necessária para estudos reprodutíveis de erosão por cavitação. Para requisitos de potência inferiores ou superiores, as configurações Hielscher UIP500hdT e UIP2000hdT são alternativas adequadas.
Saiba mais sobre a norma ASTM G32!
Conheça o procedimento de um ensaio de erosão por cavitação!

ASTM E1979-21 – Extração ultrassónica de amostras de tinta, poeira, solo e ar para determinação de chumbo

A norma ASTM E1979-21 estabelece uma prática de extração ultrassónica para preparar amostras ambientais antes da determinação analítica de chumbo. Aplica-se a matrizes como películas de tinta seca, poeira depositada, solo e partículas presentes no ar, em contextos de remoção de chumbo, renovação, higiene ocupacional e monitorização ambiental.
 
Função central da sonicação: extração ultrassónica para disponibilizar o chumbo para posterior medição analítica.
Pontos críticos de controlo: recipiente de extração, tempo de sonicação, temperatura, matriz ácida e transferência consistente de energia.
Resultado típico: concentração de chumbo extraído, determinada por um método analítico laboratorial numa etapa posterior.
Sonicador recomendado: Hielscher UP200Ht ou UP400St.
Para a preparação de rotina de amostras segundo a norma ASTM E1979, o UP200Ht é uma excelente opção laboratorial para volumes de extração pequenos a médios. O UP400St é recomendado quando é necessária maior intensidade, maior capacidade de processamento de amostras ou maior flexibilidade na utilização de sonotrodos.
Saiba mais sobre a norma ASTM E1979-21!

ASTM E2799-22 – Ensaio da eficácia de desinfetantes contra o biofilme de Pseudomonas aeruginosa utilizando o ensaio MBEC

A norma ASTM E2799-22 especifica parâmetros operacionais para cultivar, tratar, neutralizar e recuperar biofilmes de Pseudomonas aeruginosa num formato de ensaio MBEC com elevada capacidade de processamento. O biofilme cresce numa tampa com 96 pinos que corresponde a uma placa recetora de 96 poços. Após a exposição ao desinfetante, a sonicação é utilizada como etapa de desprendimento e recuperação do biofilme.

Função central da sonicação: desprendimento simultâneo e reprodutível do biofilme de uma tampa MBEC com 96 pinos para os poços da microplaca.
Pontos críticos de controlo: energia ultrassónica uniforme em toda a placa, tempo de exposição controlado, baixo risco de contaminação cruzada e recuperação celular sem energia destrutiva excessiva.
Resultado típico: recuperação quantitativa de células viáveis do biofilme após tratamento com desinfetante.
Sonicador recomendado: Hielscher UIP400MTP.

O UIP400MTP é ideal para a norma ASTM E2799-22 porque foi concebido para placas de microtitulação, em vez de tratamento com sonda num único recipiente. Proporciona ultrassons uniformes em toda a placa, permitindo o tratamento simultâneo de todos os poços e o desprendimento reprodutível de biofilmes das tampas MBEC com pinos. Isto torna-o mais adequado do que uma sonda manual para procedimentos de trabalho com biofilmes de elevada capacidade de processamento, nos quais a distribuição consistente da energia em toda a placa e a comparabilidade entre amostras são essenciais.
 
Leia mais sobre o UIP400MTP e o ensaio MBEC!
Saiba mais sobre a norma ASTM E2799-22!

Siga sempre a norma ASTM oficial, a revisão em vigor no sistema de qualidade do seu laboratório e qualquer procedimento operacional normalizado interno validado. A Hielscher pode ajudar a configurar sonotrodos, dispositivos de fixação, recipientes e acessórios para corresponder à geometria exigida pelo método.
As normas ASTM são documentos controlados. Esta página resume aplicações de ensaio relacionadas com a sonicação e orientações para a seleção de equipamento; não substitui o texto oficial do método ASTM.

Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha

Os sonicadores Hielscher são bem conhecidos pelos seus padrões da mais elevada qualidade e de conceção. A robustez e a facilidade de utilização permitem integrar sem dificuldades os nossos sonicadores em instalações industriais. Os sonicadores Hielscher lidam facilmente com condições adversas e ambientes exigentes.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa com certificação ISO e dá especial ênfase a sonicadores de elevado desempenho que incorporam tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os sonicadores Hielscher estão em conformidade com os requisitos CE e cumprem os requisitos de UL, CSA e RoHs.

Bibliografia / Referências

• ASTM D5621-20, Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Hydraulic Fluids, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020.
• ASTM D2603-20, Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Polymer-Containing Oils, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020.
• ASTM E2799-22 Standard Test Method for Testing Disinfectant Efficacy against Pseudomonas aeruginosa Biofilm using the MBEC Assay
• ASTM E1979-21 Standard Practice for Ultrasonic Extraction of Paint, Dust, Soil, and Air Samples for Subsequent Determination of Lead
• ASTM32 Standard Test Method for Cavitation Erosion Using Vibratory Apparatus
• Spencer Court, Ilaria Corni, Nicola Symonds (2018): Cavitation Erosion Performance of Steel, Ceramics, Carbide, and Victrex PEEK Materials. Materials Performance and Characterization 1 May 2018; 7 (5): 1093–1106.
• Bolewski, Łukasz; Szkodo, Marek; Kmieć, Mateusz (2017): Cavitation erosion degradation of Belzona® coatings. Advances in Materials Science. 17, 2017.
• Kmieć, Mateusz; Karpiński, Bartłomiej; Szkodo, Marek (2016): Cavitation Erosion of P110 Steel in Different Drilling Muds. Advances in Materials Science. 16, 2016.
• Müller, Saskia; Fischper, Maurice; Mottyll, Stephan; Skoda, Romuald; Hussong, Jeanette (2014): Analysis of the cavitating flow induced by an ultrasonic horn – Experimental investigation on the influence of actuation phase, amplitude and geometrical boundary conditions. EPJ Web of Conferences 67, 2014.
• Michael, Paul; Cheekolu, Mercy; Panwar, Pawan; Devlin, Mark; Davidson, Rob; Johnson, Duval; Martini, Ashlie (2018): Temporary and Permanent Viscosity Loss Correlated to Hydraulic System Performance. Tribology Transactions 61, 2018.