Os princípios básicos da deteção de gás

A evolução da deteção de gases mudou consideravelmente ao longo dos anos. Ideias novas e inovadoras, desde canários a equipamentos de monitorização portáteis, proporcionam aos trabalhadores uma monitorização contínua e precisa dos gases. O equipamento de deteção de gás pode ser dividido em monitorização de gás utilizando sensores e tecnologia de percurso de gás, a interface de utilizador que informa as pessoas ou o equipamento de qualquer ação necessária e o sistema de gestão de energia de apoio que mantém tudo carregado e a funcionar. A este pacote podemos agora acrescentar uma quarta consideração - a tecnologia de comunicação e registo.

Tipos de sensores

Deteção por foto-ionização (PID)

A tecnologia PID é geralmente considerada a tecnologia de eleição para monitorizar a exposição a níveis tóxicos de COV. Os sensores incluem uma lâmpada como fonte de luz ultravioleta (UV) de alta energia. A energia da luz UV excita as moléculas de COV (Compostos Orgânicos Voláteis) com carga neutra, removendo um eletrão para as deixar carregadas. Uma corrente flui então entre duas placas carregadas dentro do sensor, e a concentração de gás é proporcional a essa corrente.

Eletroquímica

Os sensores electroquímicos medem o gás que entra através de um pequeno orifício na face da célula, passa através de um filtro de PTFE para humidade e óleo e para um elétrodo através de uma solução eletroquímica. As gamas e sensibilidades dos sensores podem ser variadas em termos de conceção através da utilização de orifícios de diferentes tamanhos, com orifícios maiores que proporcionam maior sensibilidade e resolução, e orifícios mais pequenos que reduzem a sensibilidade e a resolução, mas aumentam a gama. O tipo de gás medido é escolhido através da seleção do material do elétrodo, da seleção do eletrólito e, por vezes, da utilização de filtros para bloquear tipos de gás indesejados.

Pérolas catalíticas (Pellistor)

Os sensores de pelistor consistem em duas bobinas de fio emparelhadas, cada uma envolta em esferas de cerâmica. É passada corrente através das bobinas de resistência, aquecendo-as a aproximadamente 230˚C. Uma das esferas contém um material catalisador, pelo que quando uma mistura de ar e gás inflamável entra no sensor, entra em contacto com as esferas e queima perto da que contém o catalisador. Isto resulta numa diferença de temperatura entre esta pérola ativa e a outra pérola de "referência". A diferença de temperatura provoca uma diferença na resistência, que é medida; a quantidade de gás presente é diretamente proporcional à alteração da resistência, pelo que a concentração de gás como percentagem do seu limite explosivo inferior (% LIE*) pode ser determinada com precisão. Os sensores Pellistor são amplamente utilizados em toda a indústria, incluindo em plataformas petrolíferas, em refinarias e em ambientes de construção subterrânea, como minas e túneis.

Sensores de infravermelhos

Os emissores de infravermelhos no interior do sensor geram feixes de luz infravermelha. Cada feixe passa através de uma amostra da atmosfera e é medido por um foto-recetor. Um feixe de "medição", com uma frequência de cerca de 3,3μm, é absorvido pelas moléculas de gás hidrocarboneto, pelo que a intensidade do feixe é reduzida se existir uma concentração adequada de um gás com ligações C-H. Um feixe de "referência" (normalmente cerca de 3,0 μm) não é absorvido pelo gás, pelo que chega ao recetor com a intensidade máxima. A %LEL de gás presente é determinada pelo rácio dos feixes medidos pelo fotorrecetor.

Molecular Property Spectrometer™ (MPS™)

Os sensores MPS™ representam a nova geração de detectores de gases inflamáveis. Os MPS™ podem detetar rapidamente muitos tipos de gases e identificar mais de 15 gases inflamáveis caracterizados de uma só vez. Até há pouco tempo, quem necessitasse de monitorizar gases inflamáveis tinha de selecionar um detetor de gases inflamáveis tradicional que contivesse um sensor de pelistor calibrado para um gás específico, ou que contivesse um sensor de infravermelhos (IR) que também varia na saída de acordo com o gás inflamável que está a ser medido e, por isso, tem de ser calibrado para cada gás. Embora estas soluções continuem a ser vantajosas, cada uma delas tem ambientes onde pode ser utilizada e ambientes a evitar. Por exemplo, tanto os pelistores como os sensores de infravermelhos requerem uma calibração regular e os sensores de pelistores catalíticos também necessitam de testes de impacto frequentes para garantir que não foram danificados por contaminantes que contêm venenos permanentes (conhecidos como agentes de "envenenamento de sensores") ou por condições adversas. Em alguns ambientes, os sensores têm de ser mudados frequentemente, o que é dispendioso em termos de dinheiro e de tempo de inatividade, bem como de disponibilidade do produto. A tecnologia de infravermelhos não consegue detetar o hidrogénio - que não tem assinatura de infravermelhos - e tanto os detectores de infravermelhos como os de pelistores detectam por vezes acidentalmente outros gases (ou seja, não calibrados), fornecendo leituras imprecisas que podem desencadear falsos alarmes ou preocupar os operadores. A solução é o sensor MPS, que detecta tanto o hidrogénio como outros gases inflamáveis, identifica-os e aplica a calibração correta para cada gás ou gás constituinte de qualquer mistura que monitoriza.

Alguns instrumentos utilizam uma bomba para fornecer amostras de ar ou gás ao sensor.

Tipos de deteção

Fixo

Os detectores de gás fixos são equipamentos permanentes que ficam montados num único local. Podem ser instalados em configurações de detetor único, em configurações pequenas e grandes de múltiplos detectores e num circuito endereçável "em cadeia". Os detectores de gás fixos são geralmente instalados em qualquer local onde exista um risco para a fábrica, edifícios ou instalações, e podem detetar acumulações lentas ou fugas importantes para dar um alerta precoce ou automático de fugas de gás de uma determinada fonte. São muitas vezes configurados para acionar outras medidas de segurança, pelo que podem abrir respiradouros, ligar ventiladores, fechar válvulas ou mesmo encerrar processos automaticamente quando detectam um problema. Muitas vezes, são configurados para avisar uma sala de controlo ou o pessoal de segurança de uma fuga de gás potencialmente perigosa, para que possam ser tomadas medidas executivas. Também podem acionar alarmes para iniciar uma evacuação. Por outro lado, os detectores de gás fixos não são normalmente concebidos para evitar que um trabalhador entre em contacto com o gás, embora alguns sistemas tenham uma componente de cobertura de área na sua conceção. Os detectores de gás portáteis e a melhor forma de proteger as pessoas em risco de entrar em contacto com acumulações ou libertações de gases tóxicos ou inflamáveis.

Cada detetor de gás fixo deve comunicar com um painel de controlo. O painel de controlo é o centro do sistema fixo de deteção de gás, que compara as quantidades de gás com níveis pré-definidos e fornece várias opções para funções de entrada e saída. Os painéis de controlo de gás estão normalmente localizados numa área segura, mas podem ser instalados em zonas perigosas se estiverem devidamente alojados. Comunicam com cabeças ou transmissores de sensores de deteção de gás e podem ser ligados em rede a um ponto central, de modo a que vários painéis/sistemas de controlo possam ser monitorizados remotamente. Existem vários métodos de comunicação com os detectores de gás fixos. O mais comum é o analógico, mas há uma procura crescente de comunicações digitais e sem fios. Existem também várias funcionalidades disponíveis através do detetor para melhorar a eficiência e reduzir o tempo gasto pelo pessoal em locais potencialmente perigosos, reduzindo assim o risco para as pessoas.

Portátil

Os detectores de gás portáteis são dispositivos de proteção pessoal que monitorizam continuamente a zona de respiração do utilizador. Por serem geralmente pequenos, estes dispositivos portáteis, leves e robustos são transportados na pessoa e construídos para serem ergonómicos e usados discretamente. Por vezes, também são utilizados para controlar espaços confinados, como tanques, onde o tipo de risco de gás é conhecido, antes de alguém entrar no espaço. Destinam-se a monitorizar a curta distância e não são normalmente adequados para a monitorização contínua a longo prazo de espaços maiores. Os detectores de gás portáteis são a forma mais segura e comprovada de proteger os trabalhadores enquanto se deslocam.

Os detectores portáteis armazenam informações sobre a exposição a gases ao longo de um turno, bem como eventos como alarmes ou quase-acidentes. Esses dados podem ser transmitidos para um portal baseado na nuvem para permitir inúmeros benefícios, como maior eficiência operacional e conformidade com a segurança, além de fornecer um mecanismo robusto e flexível para fornecer informações valiosas e acionáveis. As soluções de dados oferecem benefícios tangíveis a frotas portáteis de todas as dimensões, quer os detectores de gás estejam a ser utilizados no local, fora do local ou em ambos. Os detectores de gás portáteis normalmente custam menos do que os sistemas fixos e a maioria é alimentada por bateria. Por outro lado, cada utilizador deve ser devidamente treinado para operar o seu detetor portátil. Além disso, os detectores portáteis não costumam ser ligados diretamente a outros sistemas de segurança. Se o detetor emitir um alarme, o utilizador é obrigado a tomar medidas para reduzir qualquer risco para si próprio ou para outros.