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Detectores de metais: entendendo falsos rejeitos e como evitá-los (II)

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Após entender o princípio de funcionamento dos detectores de metais, vamos abordar outros  fatores que podem comprometer sua eficácia. Este conteúdo foi desenvolvido com base em uma entrevista técnica com Mateus, especialista da Fortress Technology, e complementado por  outras referências. Importante lembrar que são apenas alguns exemplos não exaustivos e que não substituem as recomendações específicas para cada equipamento ou processo.

Principais interferências nos detectores de metais – Falsas rejeições

4 – Fatores Operacionais

Os fatores operacionais influenciam diretamente o desempenho e a confiabilidade dos detectores de metais. Alterações não controladas em parâmetros podem comprometer a eficácia da detecção e aumentar o risco de falsos rejeitos ou falhas de detecção.

4.1 Parâmetros de Calibração e Sensibilidade

Alterações nos parâmetros de calibração de um equipamento previamente validado devem ser cuidadosamente avaliadas e controladas. O ajuste da sensibilidade é um processo crítico para garantir a eficácia na identificação de contaminantes, sem comprometer a estabilidade da linha de produção.

  • Aumentar a sensibilidade permite a detecção de partículas metálicas menores, mas pode tornar o equipamento mais suscetível a interferências externas, como variações de umidade do produto, vibrações mecânicas e presença de embalagens metálicas, resultando em falsos positivos.
  • Reduzir a sensibilidade pode estabilizar a operação e minimizar alarmes indevidos, mas compromete a segurança de alimentos ao reduzir a capacidade de identificar contaminantes de pequenas dimensões, que ainda representam risco ao consumidor.

Importante: O parâmetro de sensibilidade validado não pode ser alterado sem autorização formal e só deve ser ajustado por profissionais devidamente treinados e autorizados. Essa prática assegura que o detector de metais continue operando dentro dos critérios estabelecidos durante a validação inicial, preservando a eficácia da medida de controle.

4.2 Velocidade do Transportador

A velocidade do transportador influencia diretamente a sensibilidade do detector de metais. Em velocidades normais, o desempenho é estável. No entanto, em situações extremas, a capacidade de detecção pode ser afetada.

  • Velocidades muito baixas (abaixo de 0,05 m/s), comuns em transportadores largos com muitos produtos lado a lado, podem reduzir a sensibilidade do detector.
  • Velocidades muito altas (acima de 20 m/s), como em sistemas pneumáticos de transporte, também podem comprometer a detecção.
  • Operações intermitentes (Stop & Go) podem gerar leituras imprecisas se a velocidade mínima crítica não for mantida.
  • Recomendação prática: mantenha a velocidade constante e validada e ajuste a frequência de operação conforme o tipo de produto e embalagem.

4.3 Posição e orientação do contaminante

Os testes de sensibilidade dos detectores de metais são realizados com peças metálicas esféricas de diferentes tipos e tamanhos, porque as esferas mantêm a mesma forma e resposta ao detector, independentemente da posição ou orientação. Isso garante resultados consistentes e reprodutíveis durante a validação e verificação do equipamento.

No entanto, contaminantes reais raramente são esféricos. Objetos alongados, como fios metálicos, podem gerar sinais mais fracos dependendo de sua orientação  e do tipo de metal ao passarem pela abertura do detector.

Exemplo prático: durante a verificação e testes de rotina, posicione os corpos de prova em diferentes locais e orientações no túnel para garantir a confiabilidade do sistema em todas as zonas de detecção.

O diagrama a seguir mostra que a configuração :

Fio de Metal Ferroso:

A – Posição mais fácil, maior sinal (mais fácil de detectar)

B, C – Posição mais difícil, menor sinal (mais difíceis de detectar).

Fios de metal  não ferrosos e de aço inoxidável:

B, C – Posição mais fácil, maior sinal (mais fácil de detectar)

 A – Posição mais difícil, menor sinal (mais difíceis de detectar).

4.4 Tipo de metal

A sensibilidade dos detectores de metais varia de acordo com o tipo de metal que se pretende detectar. Cada metal possui características próprias de permeabilidade magnética e condutividade elétrica, o que influencia diretamente a intensidade do sinal gerado no detector e, consequentemente, a facilidade ou dificuldade de detecção.

Para facilitar a análise, os metais são geralmente classificados em três categorias principais, com diferentes níveis de desafio para detecção:

1. Metais ferrosos (Fe)

  • São materiais tanto magnéticos quanto condutores, como ferro e aço carbono.
  • Possuem alta permeabilidade magnética, o que gera um sinal forte e claro no detector.
  • São os mais fáceis de detectar, mesmo em alimentos que apresentam alto efeito de produto, como alimentos úmidos.

2. Metais não ferrosos (NF)

  • Incluem metais não magnéticos com alta condutividade elétrica, como alumínio, cobre e latão.
  • São magnéticos, mas são bons ou excelentes condutores, então são relativamente fáceis de detectar.
  • Em produtos secos, geram sinais semelhantes aos metais ferrosos, sendo relativamente fáceis de detectar.

3. Aço inoxidável (SS)

  • O aço inoxidável pode ser de vários tipos, sendo que alguns são magnéticos, variando até os totalmente não magnéticos. Sua condutividade também varia, mas geralmente é baixa. Ambos os fatores contribuem para uma baixa  detecção.
  • São os mais difíceis de detectar, especialmente em produtos condutivos, como carnes frescas, queijos e produtos congelados.
  • Indústrias utilizam os dois tipos mais comuns, 304(L) e 316. A detectibilidade desses tipos é ainda mais prejudicada quando o produto está úmido, contém alto teor de sal, ou ambos, o que contribui para um sinal alto do próprio produto.
  • Como as propriedades do inox podem ser modificadas por usinagem (aumentando o efeito magnético), é difícil fornecer valores de sensibilidade específicos. Em geral, pode-se expressar isso como uma razão em relação ao ferroso, sendo no melhor dos casos 1:1,5, chegando a 1:2,5.

 Medindo a taxa de rejeição e ajustando o sistema

No contexto de um sistema HACCP eficaz, o detector de metais validado (PCC ou PPRO) deve ser constantemente monitorado e verificado para garantir que a medida de controle permaneça eficaz.

Acompanhar a taxa de rejeição do detector de metais é uma ferramenta fundamental nesse processo. Esse indicador permite avaliar padrões de funcionamento e realizar análises críticas.

Um aumento inesperado na taxa de rejeição pode indicar:

  • Alterações nas condições ambientais, como temperatura extremas, umidade, áreas de alta vibração, procedimentos de limpeza e higienização.
  • Mudanças na matéria-prima, novos ingredientes,  formulação ou embalagem do produto.
  • Falhas na calibração ou  ajuste dos parâmetros operacionais do equipamento.
  • Falha na gestão de mudanças, como por exemplo mudanças na linha de produção, troca de fornecedores, alterações nas condições ambientais. Tudo isso pode afetar a resposta dos detectores de metais.

Para garantir a confiabilidade da taxa de rejeição registrada no detector de metais, é fundamental realizar os testes de performance (monitoramento) em cenários desafiadores, que simulem as condições mais críticas do processo. Isso inclui a utilização de corpos de prova nos menores tamanhos validados, testados em diferentes posições (centro, laterais, superior e inferior) e orientações dentro do túnel, assegurando a eficácia do sistema de detecção em toda a área sensível.

Por este motivo a análise da taxa de rejeição deve ser integrada a uma abordagem de avaliação de risco, identificando padrões que possam comprometer a eficácia do detector e permitindo ações preventivas antes que um desvio ocorra.

Durante a análise de falsas rejeições, não é recomendável utilizar outro detector de metais que não tenha sido validado para as características de cada aplicação (processo/produto). Cada equipamento deve possuir parâmetros e configurações específicos, e qualquer diferença pode comprometer a eficácia da medida de controle. Ou seja, não se deve inspecionar diferentes produtos em um mesmo detector sem que cada item tenha uma receita validada neste mesmo equipamento.

No próximo post, aprofundaremos o tema Validação de detectores de metais, com exemplos práticos e um checklist completo para orientar suas atividades de validação, verificação e monitoramento. O essencial é estar sempre alinhado às melhores práticas de segurança de alimentos.

Referências:

  • Minebea Intec. (2022). Rilievo dei metalli nelle linee di produzione. Capítulo 4.4 – Factores que influyen en la sensibilidad de detección. Páginas 20 a 27.
  • Metal Detection Guide. (Minebea Intec, 2020). Capítulo 4 – Metal-Free Zone e Fatores Críticos de Detecção. Páginas 18 a 24.
  • Guide to Metal Detection in Food Production. (Loma Systems, 2019). Seções: Principles of Detection e Factors Influencing Performance. Páginas 5 a 12.
  • Fortress Technology. (2020). Metal Detection Basics. Seção 2 – Sensitivity and Product Effect. Páginas 10 a 14.
  • Eriez. (2019). Metal Detector Verification and Validation White Paper. Seção 3 – Best Practices for Validation and Verification. Páginas 6 a 11.
  • Mettler Toledo. (2020). White Paper – Metal Detection vs X-ray Inspection. Capítulo 5 – Comparativo de Tecnologias. Páginas 17 a 21.
  • Anritsu Industrial Solutions. (2018). Metal Detection Guide – Best Practices. Capítulo 3 – Sensitivity Settings and Contaminant Types. Páginas 13 a 20.
  • Safe Food Alliance. (2023). The 6th HACCP Principle: Verification. Seção 6.1 – Procedimentos de Verificação em Pontos Críticos de Controle.

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Quando não é tecnicamente possível detectar menos de 2 mm

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Após a atualização da RDC 14, da ANVISA, em março de 2014, houve uma revolução com os fabricantes de Detectores de Metais, que agora deveriam ajustar os equipamentos instalados ou fornecer equipamentos capazes de detectar partículas metálicas de 2,0 mm em sua maior extensão, conforme determinava o novo regulamento.

Muitos equipamentos trabalhavam com folga na detecção, e foram facilmente ajustados para a nova sensibilidade, pois os produtos inspecionados eram neutros, ou seja, não geram interferência no campo magnético, o que facilita o ajuste para a nova sensibilidade, agora exigida por norma. Entretanto, em outros casos, foi complexo chegar ao novo nível de sensibilidade e em muitos casos não foi possível detectar 2,0 mm.

Mas por que esta diferença?

Os detectores de metais funcionam baseados na medida da condutividade elétrica e permeabilidade magnética. Muitos produtos que são inspecionados possuem uma ou as duas características juntas. Por exemplo: qualquer produto que é enriquecido com ferro, tal como cereais, cria um grande campo magnético que o detector tem que se superar para que possa detectar pequenos fragmentos de metal. Estes se referem aos produtos “secos”. Por outro lado, produtos com muita umidade e contendo sal, tal como pão, carne, queijo, entre outros, são eletricamente condutivos e produzem um erro no sinal de condutividade. Estes se referem aos produtos “úmidos”.

O detector deve remover ou reduzir este “efeito do produto” para identificar um metal contaminante, através da calibração.

Outro fator importante para determinar a sensibilidade de um detector é o seu tamanho: quanto menor a abertura, menor o fragmento de metal que pode ser detectado. A menor dimensão da abertura retangular é usada para calcular a sensibilidade teórica, embora o comprimento também contribua.

Para maximizar a sensibilidade do detector, a menor abertura deve ser escolhida. Entretanto há algumas exceções, como embalagens metalizadas e produtos altamente condutivos (grandes blocos de queijo e carne).

Efeito do produto, área livre de metal, tipo e orientação do contaminante além de outros fatores, como rede elétrica mal balanceada e ambiente da instalação, podem afetar a sensibilidade prática em qualquer aplicação.

É muito importante sempre fazer um estudo prévio da aplicação, e levar em consideração todos os aspectos da linha de produção e quando possível, testar o produto para obter um laudo detalhado e assim especificar o detector que terá o melhor desempenho para aquele tipo de produto.

Filipe de Andrade

Supervisor de Assistência Técnica da Fortress Technology do Brasil

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Detectores de metais – funcionamento e limitações de uso

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A tecnologia de detector de metais tem sido aperfeiçoada há muitos anos, sendo o primeiro detector construído em 1948, no Reino Unido. Esta tecnologia cresceu e evoluiu de tubo transistor para tecnologia DSP (Digital Signal Processor) de alta precisão, que é a utilizada atualmente. Os detectores de metal detectam contaminantes metálicos em todos os produtos alimentícios, independentemente do tipo de produto e trabalham com um sistema de bobina equilibrado que transmite uma frequência, enquanto os receptores analisam os sinais gerados pelos produtos. Um detector de metal geralmente funciona com dois modos, “úmido” e “seco”. Um produto “úmido” é considerado um produto condutivo, tais como a carne crua, leite líquido, queijo, massas frescas, e peixes. Todos estes produtos são condutivos e têm o que chamamos de efeito do produto. Isto significa que, quando este produto passa através de um detector de metais, a unidade terá de “aprender” o efeito do produto e eliminá-lo. Se uns destes produtos estão contaminados, o detector de metal irá comparar o sinal “aprendido” o produto e o sinal de produto contaminado irão gerar uma detecção.

Os produtos “úmidos” tendem a ter menor detecção de contaminantes, dependendo de quanto seja o efeito do produto que o detector precise aprender. Em média, um produto seco, tal como um pedaço de pão, irá detectar 1,5 milímetros de material ferroso; 2.0-2.5mm de não ferroso e 3.0-3.5mm de aço inoxidável.  Por outro lado, uma caixa de 25 kg de carne fresca é um produto que tem grande efeito e provavelmente irá detectar 5.0-6.0 mm Ferroso, 6.0-7.0 mm Não Ferroso, e 7,0 milímetros Aço Inoxidável. Isto porque o detector precisa ultrapassar o efeito do produto.

Outro erro muito crítico que é repetido continuamente na indústria, é a compra de um detector de metais para vários tipos de produtos úmidos, passados ao mesmo tempo e na mesma linha, onde só se pode calibrar um tipo de produto por produção. Isso é considerado crítico porque um detector de metal tem de “aprender” sobre o produto para maximizar a detecção de contaminantes. Infelizmente, em linhas de produção que passam vários produtos ao mesmo tempo, o detector de metal não consegue aprender sobre todos os produtos e é necessário reduzir a potência do detector para permitir a passagem de vários produtos e consequentemente, perde-se sensibilidade. Neste exemplo, um detector de metais pode detectar apenas 10 milímetros de aço inoxidável.  Se o cliente passasse um tipo de produto de cada vez, ele poderia conseguir uma melhor sensibilidade, mais próxima de 7 mm para aço Inoxidável. Minha recomendação para produtos úmidos é passar apenas a produção de um tipo de produto por detector para maximizar a detecção de contaminantes. Produtos secos, por outro lado, são os melhores amigos dos detectores de metais.

A maioria dos produtos secos não tem nenhum efeito sobre produto, uma vez que não tem propriedades condutoras. Isso significa quando um produto seco passa por um detector causará pouca ou nenhuma perturbação no campo do detector de metais. Neste caso, o detector de metal irá “aprender” a vibração do sistema, permitindo a maximização da detecção. Uma vez que o produto e o detector de metais não estão competindo com os sinais, que podem reduzir a detecção de amostras para ensaio com contaminantes muito pequenos. A melhor detecção de contaminantes de produtos “secos” depende principalmente do tamanho da abertura do detector de metais. A regra é quanto maior o detector de metal, mais difícil será a detecção do contaminante. Por exemplo, uma barra de chocolate que passa por um detector de 150 mm x 150 milímetros de metal irá detectar 0,8 milímetros de contaminantes ferrosos, 0,8 milímetros de não Ferrosos, e 1,2 milímetros de aço inoxidável. Outro exemplo: 50 kg de açúcar passando por um detector de 700 milímetros x 300 milímetros tem limite de detecção de 1,5 milímetros para material ferroso, 2,0 milímetros Não Ferroso, e 2,0 milímetros de Aço Inoxidável. Os detectores de metal até 700 milímetros x 300 milímetros passando produtos “secos” terão capacidade de rodar 2,0 milímetros de Aço inoxidável, desde que o produto não seja composto por altos teores de sal de aditivos elevados de ferro. Se este for o caso, a unidade irá detectar 2,5 milímetros de Aço inoxidável.

Se uma linha de produção de um produto é executada em um detector de metal maior do que o indicado acima, a instalação terá de aumentar os seus padrões de detecção a 2,5 mm aço inoxidável. Infelizmente, não existe nenhuma outra tecnologia disponível no mercado para detectar 2,0 milímetros, em sistemas maiores do que 700 milímetros x 300 milímetros. Essas são as tecnologias disponíveis para a detecção de metais no mercado hoje. Com esta informação você pode criar seu padrão de detecção de metais em sua planta.

Atualmente a ANVISA (Agência Nacional Vigilância Sanitária) publicou em 28 de Março de 2014 a RDC Nº 14, que dispõe sobre matérias estranhas macroscópicas e microscópicas em alimentos e bebidas e seus limites de tolerância, segundo a resolução para os contaminantes metálicos a tolerância deve ser 2,0 milímetros em todos os produtos alimentícios. Infelizmente para os produtos “úmidos”, (a menos que seu produto seja pequeno e não tenha grande efeito de produto) a tolerância estipulada  poderá não ser atingida por nenhum dos sistemas de detecção de metais (raios-x ou Detectores de metal) do mercado. Por outro lado, produtos “secos” geralmente não terão problemas, desde que o detector de metal continue menor do que 700 milímetros x 300 milímetros. É importante notar que, mesmo com esse tamanho de cabeça, apenas algumas empresas de detector de metal serão capazes de detectar 2,0 milímetros de aço inoxidável  e eu recomendo que você peça para o fabricante do detector testar seu produto no tamanho e condição original, antes de adquirir o equipamento.

Pierre DiGirolamo

Fabricante de detector de metal

Fortress Technology

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