Atenuar os riscos da soldadura para a saúde

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31 de outubro de 2024

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Mitigar os riscos para a saúde da soldadura

Em fevereiro de 2019, o Health and Safety Executive do Reino Unido tornou mais rigorosa a obrigação de proteger os trabalhadores dos fumos de soldadura. A medida surgiu em resposta a uma nova investigação que identificou a soldadura de aço macio como causa de cancro do pulmão e, possivelmente, do rim.

A soldadura é um processo muito energético que produz uma série de compostos, muitos dos quais são extremamente nocivos, como os radicais livres altamente reactivos que podem danificar qualquer tecido com que entrem em contacto. Mas o mais prejudicial de todas as emissões de soldadura são as partículas metálicas. O nosso corpo está adaptado para lidar com poeiras à base de carbono, como o pólen, mas não consegue proteger-se contra os danos duradouros causados pelas poeiras metálicas, que podem perturbar permanentemente a proteção natural dos pulmões e deixar as pessoas expostas a infecções perigosas.

As expectativas revistas do HSE exigem agora que os empregadores tomem medidas especiais para proteger os trabalhadores expostos a fumos de soldadura de todos os tipos, uma vez que a ventilação geral não permite o controlo necessário.

Toda a soldadura gera uma gama de gases e partículas, com diferentes tipos de soldadura e diferentes materiais a gerarem uma variedade de potenciais perigos para a saúde.

Por exemplo, a soldadura a gás produz dióxido de azoto, cuja inalação pode resultar em edema pulmonar, enquanto a inalação dos fumos da soldadura por arco elétrico pode provocar tosse crónica e bronquite. A soldadura de aço revestido a zinco ou galvanizado pode causar febre dos fumos de zinco, que está associada a doenças coronárias, enquanto a soldadura de aço inoxidável gera crómio hexavalente, que pode provocar cancro do pulmão. A asma é um risco particular na soldadura de aço revestido a poliuretano ou de tubos. Além disso, muitas aplicações de soldadura libertam metais neurotóxicos como o alumínio, o chumbo e o manganês. A exposição ao manganês pode causar uma doença semelhante à doença de Parkinson, por exemplo.

O boletim do HSE (STSU1 - 2019) diz que as empresas devem tomar as seguintes medidas para mitigar os riscos colocados pela soldadura:

1. Certifique-se de que a exposição a quaisquer fumos de soldadura libertados é adequadamente controlada utilizando controlos de engenharia, normalmente ventilação por exaustão local (LEV).
2. Certifique-se de que são fornecidos controlos adequados para todas as actividades de soldadura, independentemente da duração. Isto inclui a soldadura ao ar livre.
3. Quando os controlos de engenharia, por si só, não conseguem controlar a exposição, deve ser fornecido equipamento de proteção respiratória (EPR) adequado e apropriado para controlar o risco de quaisquer fumos residuais.
4. Certifique-se de que todos os controlos de engenharia são utilizados corretamente, mantidos de forma adequada e sujeitos a exames e testes minuciosos, sempre que necessário.
5. Certificar-se de que qualquer EPR é sujeito a um programa de EPR, que engloba todos os elementos de utilização do EPR necessários para garantir que o EPR proporciona uma proteção eficaz.

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Combustão de gases e vapores

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31 de outubro de 2024

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Artigo
Petrochem-EIS0046H1

A maioria dos compostos químicos orgânicos arde. A combustão é uma reação química simples em que o oxigénio da atmosfera reage rapidamente com uma substância, produzindo calor.

Os compostos orgânicos mais simples são os chamados hidrocarbonetos, que são os principais constituintes do petróleo bruto/gás. Estes compostos são constituídos por carbono e hidrogénio, sendo o hidrocarboneto mais simples o metano, em que cada molécula é constituída por um átomo de carbono e quatro átomos de hidrogénio. É o primeiro composto da família conhecida como alcanos. As propriedades físicas dos alcanos alteram-se com o aumento do número de átomos de carbono na molécula, sendo que os de 1 a 4 são gases, os de 5 a 10 são líquidos voláteis, os de 11 a 18 são óleos combustíveis mais pesados e os de 19 a 40 são óleos lubrificantes. Os hidrocarbonetos de cadeia carbónica mais longa são os alcatrões e as ceras.

Os primeiros dez alcanos são:

CH4 metano (gás) C6H14 hexano (líquido)
C2H6 etano (gás) C7H16 heptano (líquido)
C3H8 propano (gás) C8H18 octano (líquido)
C4H10 butano (gás) C9H20 nonano (líquido)
C5H12 pentano (líquido) C10H22 decano (líquido)

Os alcenos são semelhantes, mas a sua estrutura molecular inclui ligações duplas (exemplos: etileno e propileno). Têm mais energia por molécula e, por isso, ardem mais. São também mais valiosos no fabrico de outros produtos químicos, incluindo plásticos. Os alcinos contêm ligações triplas (por exemplo, o acetileno), utilizadas na soldadura de metais. Os compostos acima referidos são todos conhecidos como alifáticos, o que significa que os átomos de carbono estão todos esticados numa linha. Os hidrocarbonetos aromáticos, como o benzeno, têm uma estrutura molecular em anel, o que significa que têm menos hidrogénio por átomo de carbono e, por isso, ardem com uma chama fumosa.

Quando os hidrocarbonetos ardem, reagem com o oxigénio da atmosfera para produzir dióxido de carbono e vapor, embora se a combustão for incompleta devido à falta de oxigénio, resultará também monóxido de carbono.

Os compostos orgânicos mais complexos contêm elementos como o oxigénio, o azoto, o enxofre, o cloro, o bromo ou o flúor e, se estes arderem, os produtos da combustão incluirão compostos adicionais. Por exemplo, as substâncias que contêm enxofre, como o petróleo ou o carvão, resultarão em dióxido de enxofre, enquanto as que contêm cloro, como o cloreto de metilo ou o cloreto de polivinilo (PVC), resultarão em cloreto de hidrogénio.

Na maioria dos ambientes industriais onde existe o risco de explosão ou incêndio devido à presença de gases ou vapores inflamáveis, é provável que se encontre uma mistura de compostos. Na indústria petroquímica, as matérias-primas são uma mistura de produtos químicos, muitos dos quais se decompõem naturalmente ou podem ser alterados por processamento. Por exemplo, o petróleo bruto é separado em muitos materiais utilizando o fracionamento (ou destilação fraccionada) e o "cracking". No fracionamento, os gases altamente voláteis são removidos a temperaturas em que só eles são voláteis, depois a temperaturas mais elevadas em que os compostos mais pesados são voláteis e ainda mais quentes para os hidrocarbonetos maiores. O craqueamento é o processo em que as grandes moléculas de hidrocarbonetos são quebradas pelo calor e pela ação catalítica para formar moléculas de hidrocarbonetos mais pequenas.

Inertização

Para evitar explosões durante as operações de paragem e manutenção, muitos processos industriais utilizam um procedimento de inertização. Encher um recipiente de gás hidrocarboneto com ar e, a dada altura, a mistura tornar-se-á explosiva e perigosa. Utilize um processo de 2 fases em que o hidrocarboneto é substituído por azoto e, em seguida, o azoto é substituído por ar, e em nenhuma fase corre o risco de explosão. A isto chama-se purgar um recipiente (por exemplo, um camião-cisterna ou os tanques de armazenamento de um petroleiro). A purga de hidrocarbonetos é uma prática corrente antes de se efectuarem trabalhos de manutenção ou reparação. Antes da entrada do pessoal, o navio deve ser purgado com ar respirável. A Crowcon dispõe de instrumentação especial para monitorizar todo este processo, a fim de garantir uma inertização eficiente e alertar os operadores para a presença de misturas potencialmente perigosas de ar, azoto e hidrocarbonetos durante as operações de manutenção.

Normas que definem a concentração de LEL

Os procedimentos de segurança visam geralmente a deteção de gás inflamável antes de este atingir o seu limite inferior de explosão. Existem duas normas comummente utilizadas que definem a concentração "LEL" para substâncias inflamáveis: ISO10156 (também referenciada na norma EN50054, que foi substituída) e IEC60079-20-1:2010. A IEC (Comissão Eletrotécnica Internacional) é uma organização mundial de normalização. Historicamente, os níveis de inflamabilidade têm sido determinados por uma única norma: ISO10156 (Gases e misturas de gases - Determinação do potencial de incêndio e da capacidade de oxidação para a seleção das saídas das válvulas das garrafas).

As normas IEC e EU (europeias) (IEC60079 e EN61779) definem as concentrações de LEL medidas utilizando uma concentração de gás "agitada" (em oposição ao método de gás "parado" utilizado na norma ISO10156). Alguns gases/vapores demonstraram ser capazes de manter uma frente de chama com concentrações de combustível mais baixas quando agitados do que quando parados. Pequenas diferenças nos resultados do volume 100%LEL. Isto é causado pela distância média entre uma molécula em combustão e uma molécula não queimada ser um pouco menor quando o gás está a ser agitado. Os LEL resultantes variam um pouco entre as duas normas para alguns gases/vapores.

A tabela na página seguinte mostra algumas das diferenças notáveis nos valores de LEL entre as duas normas. Pode ver-se claramente que 50% do LIE do metano na norma EN60079 é calculado para uma concentração volumétrica de 2,2% no ar, ao contrário dos 2,5% volumétricos indicados na norma ISO10156. Por conseguinte, se um detetor for calibrado de acordo com a norma EN60079, utilizando uma mistura de metano com 50% de LIE efectuada de acordo com a norma ISO 10156, ocorrerá um erro de sensibilidade de 13,6%, o que poderá invalidar a calibração. O erro poderá ser ainda maior no caso de detectores de infravermelhos não lineares.

SUBSTÂNCIA % VOL A 100% LEL ISO10156: 2010 (E) % VOL A 100% LEL IEC60079-20-1:2010 PONTO DE FOGO oC TEMPERATURA DE IGNIÇÃO oC PESO MOLECULAR (AR=28,80) DENSIDADE DO VAPOR (AR=1)
Acetileno 2.3% 2.3% - 305 26.0 0.90
Amoníaco 15.4% 15.0% - 630 17.0 0.59
Benzeno 1.2% 1.2% -11 560 78.1 2.70
Butano 1.4% 1.4% -60 372 58.1 2.05
iso-butano 1.5% 1.3% - 460 58.1 2.00
Etano 2.4% 2.4% - 515 30.1 1.04
Etanol 3.1% 3.1% 12 363 46.1 1.59
Etileno 2.4% 2.3% - 425 28.0 0.97
Hexano 1.0% 1.0% -21 233 86.2 2.97
Hidrogénio 4.0% 4.0% - 560 2.00 0.07
Metano 5.0% 4.4% - 537 16.0 0.55
Metanol 6.0% 6.0% 11 386 32.0 1.11
Pentano 1.4% 1.1% -40 258 72.2 2.48
Propano 1.7% 1.7% -104 470 44.1 1.56
Tolueno 1.0% 1.0% 4 535 92.1 3.20
Xileno 1.0% 1.0% 30 464 105.40 3.66

 

A Diretiva Europeia ATEX (que abrange a certificação e utilização de equipamento em atmosferas inflamáveis) estipula que os fabricantes e utilizadores cumprem a norma EN61779. A política da Crowcon é aplicar os novos valores de LEL na Europa e nos territórios que aderem às normas europeias. No entanto, como a norma antiga ainda é utilizada nos EUA e noutros mercados, continuaremos a calibrar segundo a norma ISO 10156 nesses territórios. Os produtos Crowcon com certificação ATEX/IECEx serão fornecidos calibrados de acordo com as normas IEC60079/EN61779 (ou seja, os sensores de metano serão calibrados de forma a que 100% LEL = 4,4% do volume). Os produtos com certificação UL/CSA serão calibrados de acordo com a norma ISO10156 (ou seja, os sensores de metano serão calibrados de forma a que 100% LEL = 5% de volume), exceto se o cliente estipular o contrário.

Níveis de alarme

Os sistemas de deteção de gases inflamáveis são concebidos para emitir alarmes antes de os gases/vapores atingirem uma concentração explosiva. Normalmente, o primeiro nível de alarme é definido para 20% do LIE (embora existam indústrias que preferem 10% do LIE, nomeadamente as empresas de petróleo e gás). O segundo e terceiro níveis de alarme variam de acordo com o tipo de indústria e aplicação, mas são normalmente definidos para 40% LEL e 100% LEL, respetivamente.

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Os princípios básicos da deteção de gás

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31 de outubro de 2024

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Artigo
Escala do sensor IR

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.

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Limites de exposição a gases tóxicos e níveis de alarme

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31 de outubro de 2024

2 min ler

Artigo
Escala CSE
Níveis de alarme

É importante notar que, enquanto os instrumentos portáteis de deteção de gases medem e emitem alarmes nos níveis TWA, os alarmes instantâneos são incluídos para fornecer um aviso precoce de uma exposição a concentrações de gás perigosas. Os trabalhadores correm frequentemente o risco de exposição a gases em situações em que as atmosferas não podem ser controladas, como em aplicações de entrada em espaços confinados, em que a emissão de alarmes com base nos valores TWA seria inadequada.

O utilizador deve efetuar a sua própria avaliação de riscos para garantir que os alarmes são regulados para níveis adequados à sua aplicação e em conformidade com a legislação e práticas locais.

Os dados seguintes foram extraídos de EH40 e EH40 para alguns gases tóxicos comuns:

Limites de exposição no local de trabalho:
  LIMITES DE EXPOSIÇÃO NO LOCAL DE TRABALHO
(EH40/2005)
OSHA-PELs
SUBSTÂNCIA FÓRMULA QUÍMICA LTEL (8hr TWA) PPM STEL (15 minutos TWA) PPM LTEL (8hr TWA) PPM
Amoníaco  NH3  25  35  50
Arsina  AsH3  0.05  -  0.05
Bromo  Br2  0.1  0.2  0.1
Dióxido de carbono  CO2  5000  15000  5000
Monóxido de carbono  CO  20  100  50
Cloro  Cl2  -  0.5  1 teto *
Dióxido de cloro  ClO2  0.1  0.3  0.1
Diborano  B2H6  0.1  -  0.1
Óxido de etileno ETO  C2H40  5  -  1
Flúor  F2  1  1  0.1
Alemão  GeH4  0.2  0.6  -
Cianeto de hidrogénio  HCN  0.9  4.5  10
Cloreto de hidrogénio  ICS  1  5  5 teto*
Fluoreto de hidrogénio  HF  1.8  3  3
Sulfureto de hidrogénio  H2S  5  10  20 teto*
Óxido nitroso  N2O  100  -  -
Óxido Nítrico  NÃO  2  -  25
Dióxido de azoto  NO2  0.5  1  5 teto*
Ozono  O3  -  0.2  0.1
Fosgénio  COCl2  0.02  0.06  0.1
Fosfina  PH3  0.1  0.2  0.3
Silano  SiH4  0.5  1  -
Dióxido de enxofre  SO2  0.5  1  5

*C - Limite máximo

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Risco tóxico

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31 de outubro de 2024

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Tóxico-Risco

Os gases e vapores produzidos, em muitas circunstâncias, têm efeitos nocivos para os trabalhadores expostos a eles por inalação, absorção através da pele ou ingestão. Muitas substâncias tóxicas são perigosas para a saúde em concentrações tão pequenas como 1ppm (partes por milhão). Dado que 10.000 ppm equivalem a 1% do volume de um espaço, verifica-se que uma concentração extremamente baixa de alguns gases tóxicos pode representar um perigo para a saúde.

As substâncias tóxicas gasosas são especialmente perigosas porque são frequentemente invisíveis e/ou inodoras e são fisicamente mais difíceis de evitar do que os líquidos ou os sólidos. O seu comportamento físico nem sempre é previsível: a temperatura ambiente, a pressão e os padrões de ventilação influenciam significativamente o comportamento de uma fuga de gás. O sulfureto de hidrogénio, por exemplo, é particularmente perigoso; embora tenha um odor muito caraterístico a "ovo estragado" em concentrações superiores a 0,1ppm, a exposição a concentrações de 50ppm ou superiores provoca a paralisia dos nervos olfactivos, tornando o sentido do olfato inativo. Isto, por sua vez, pode resultar na suposição de que o perigo já passou. A exposição prolongada a concentrações superiores a 50ppm pode provocar outros sintomas e, em casos extremos, resultar em paralisia e morte.

As definições das concentrações máximas de exposição a gases tóxicos variam consoante o país. Os limites são geralmente ponderados em função do tempo, uma vez que os efeitos da exposição são cumulativos: os limites estipulam a exposição máxima durante um dia normal de trabalho e para períodos mais curtos, até 15 minutos ou menos.

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Controlo de gases tóxicos

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31 de outubro de 2024

4 min ler

Artigo
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Regulamentos do Health and Safety Executive (HSE) e COSHH do Reino Unido

Os produtos químicos, os fumos, as poeiras e as fibras podem, em muitas circunstâncias, ter efeitos nocivos para os trabalhadores expostos a eles por inalação, absorção através da pele ou ingestão. As pessoas expostas a substâncias nocivas podem desenvolver doenças (por exemplo, cancro) muitos anos após a primeira exposição. Muitas substâncias tóxicas são perigosas para a saúde em concentrações tão pequenas como 1ppm (partes por milhão). Dado que 10 000 ppm equivalem a 1% do volume de qualquer espaço, verifica-se que uma concentração extremamente baixa de alguns gases tóxicos pode representar um perigo para a saúde.

Vale a pena notar que a maioria dos perigos de gases inflamáveis pode potencialmente ocorrer quando a concentração de gases excede 10.000ppm (1%) de volume no ar ou mais. Os gases tóxicos normalmente precisam de ser detectados em níveis de volume inferiores a 100ppm (0,01%) para proteger o pessoal e, frequentemente, em concentrações inferiores a 5ppm.

No Reino Unido, ao abrigo dos regulamentos relativos ao controlo de substâncias perigosas para a saúde de 1999 (regulamentos COSHH), o Health and Safety Executive (HSE) estabelece limites de exposição profissional (OEL) e publica-os num documento intitulado EH40. Estas listas têm estatuto jurídico e existe legislação semelhante noutros locais; a COSHH tem em conta a Diretiva 80/1107/CEE da Comissão Europeia. A COSHH abrange todas as substâncias tóxicas, exceto as que têm legislação própria (amianto, chumbo, materiais radioactivos e materiais presentes nas minas).

Os regulamentos estipulam requisitos para as entidades patronais e, em alguns casos, para os trabalhadores (o não cumprimento está sujeito às sanções da Lei sobre Saúde e Segurança no Trabalho de 1974). Os requisitos são os seguintes:

  • Conceber e operar processos e actividades para minimizar a emissão, libertação e disseminação de substâncias perigosas para a saúde.
  • Conceber e operar processos para minimizar a interação humana em ambientes potencialmente perigosos.
  • Ter em conta todas as vias de exposição relevantes, inalação, absorção cutânea e ingestão, ao desenvolver medidas de controlo.
  • Controlar a exposição através de medidas que sejam proporcionais ao risco para a saúde.
  • Escolher as opções de controlo mais eficazes e fiáveis que minimizem a fuga e a propagação de substâncias perigosas para a saúde.
  • Quando não for possível obter um controlo adequado da exposição por outros meios, fornecer, em combinação com outras medidas de controlo, equipamento de proteção individual adequado.
  • Verificar e rever regularmente todos os elementos das medidas de controlo para verificar a sua eficácia contínua.
  • Informar e formar todos os trabalhadores sobre os perigos e riscos das substâncias com que trabalham e sobre a utilização de medidas de controlo desenvolvidas para minimizar os riscos.
  • Assegurar que a introdução de medidas de controlo não aumenta o risco global para a saúde e a segurança.

A avaliação é efectuada pelo empregador com a ajuda do HSE, se necessário. A melhor forma de controlar um risco é evitar a exposição, mas se tal não for possível, pode ser necessário encerrar um processo ou utilizar equipamento de ventilação e extração, ou ainda utilizar procedimentos especiais de manuseamento. O HSE publica a Nota de Orientação EH40 para ajudar as entidades patronais a controlar adequadamente os seus processos, de modo a que os trabalhadores não sejam expostos a níveis de materiais tóxicos superiores aos níveis de segurança reconhecidos.

O aspeto de monitorização do COSHH é particularmente relevante para os produtos da Crowcon em que é necessária monitorização:

  • Se o incumprimento das medidas de controlo implicar riscos graves para a saúde
  • Se não houver a certeza de que os limites de exposição não estão a ser excedidos
  • Se não for claro que as medidas de controlo estão a funcionar corretamente

Quando for necessário monitorizar a exposição a gases tóxicos, os trabalhadores devem ser informados dos riscos potenciais e das precauções a tomar. Os resultados de qualquer monitorização e vigilância da saúde devem ser registados.

As substâncias tóxicas gasosas são especialmente perigosas porque são frequentemente invisíveis e/ou inodoras e são mais difíceis de evitar fisicamente do que os líquidos ou os sólidos. O seu comportamento físico nem sempre é previsível: a temperatura ambiente, a pressão e os padrões de ventilação influenciam significativamente o comportamento de uma fuga de gás. Os detectores de gases tóxicos da Crowcon e os seus acessórios foram concebidos com isto em mente, e a necessidade de monitorização e registo contínuos levou ao desenvolvimento de instalações de registo de dados.

Há uma ênfase crescente na monitorização ambiental no local de trabalho. Reconhece-se que a saúde e o bem-estar dos trabalhadores podem ser afectados pela poluição proveniente de processos industriais, fumos de tráfego e decomposição de resíduos. Os níveis de NOx (óxidos de azoto), SOx (óxidos de enxofre) e, cada vez mais,CO2 estão a ser monitorizados para quantificar a exposição.

A edição de 2005 do EH40 introduziu uma nova terminologia para a definição dos limites de exposição profissional (LEP). O sistema anterior definia os LEO como limites máximos de exposição (LEO) e normas de exposição profissional (LEO). Os MEL e as OES foram descontinuados e substituídos por um único tipo de OEL conhecido como limite de exposição no local de trabalho (WEL). Inicialmente, os valores numéricos mantiveram-se inalterados, mas alguns foram entretanto reduzidos à medida que foram ficando disponíveis novas informações. Os OES para cerca de 100 substâncias foram suprimidos, uma vez que as substâncias estão atualmente proibidas, são pouco utilizadas ou existem provas que sugerem efeitos adversos para a saúde próximos do antigo valor-limite.

De 1989 a abril de 2005, as normas de exposição ocupacional foram divididas em duas categorias.

Os níveis máximos de exposição (NEM) referiam-se às substâncias mais perigosas que podem causar os efeitos mais graves para a saúde (como o cancro ou a asma) e a exposição a materiais com NEM foi mantida ao nível mais baixo possível e certamente não acima do respetivo NEM.

As normas de exposição profissional foram estabelecidas a um nível em que não havia indicação de risco para a saúde dos trabalhadores e empregados expostos por inalação dia após dia.

Tal como acima referido, a nova lista de limites de exposição no local de trabalho (WEL) combinará os OEL e os MEL utilizando os mesmos valores numéricos. A lista apresenta limites de exposição de longa duração (8 horas) aplicáveis à exposição durante um dia de trabalho normal e limites de exposição de curta duração (15 minutos) aplicáveis à exposição ocasional a níveis mais elevados. Por conseguinte, os WELS são concentrações de substâncias tóxicas no ar, calculadas em média durante um período de tempo específico e referidas como média ponderada no tempo (TWA).

Os limites máximos de exposição podem ser expressos em partes por milhão (ppm) e miligramas por metro cúbico (mg/m3) se a substância existir como gás ou vapor à temperatura e pressão ambiente normais. Os compostos que não formam vapores à temperatura e pressão ambiente são expressos apenas em mg/m3. Consulte a secção Calibração do Detetor deste documento para obter informações sobre a conversão de WELs expressos em PPM para mg/m3.

Quando se encontram misturas de gases tóxicos, os efeitos sobre a saúde são frequentemente aditivos e este facto deve ser tido em conta (a exposição a dois gases com efeitos semelhantes, cada um a 50% do seu nível de exposição ao oxigénio, pode ser equivalente a trabalhar a um nível de exposição ao oxigénio ou os dois gases em conjunto podem ter um efeito reforçado). Existe uma explicação pormenorizada das exposições mistas no documento EH40/2005.

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Enfrentar o desafio da monitorização de H2S

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31 de outubro de 2024

3 min ler

Artigo
Deteção de H2S no Médio Oriente

O sulfureto de hidrogénio (H2S) é um gás perigoso que tem de ser monitorizado nas instalações de petróleo e gás a montante. Os detectores têm frequentemente de funcionar em ambientes difíceis, como o clima extremo do Médio Oriente. Isto representa um problema para os detectores de H2Stradicionais, que dependem da química húmida, com o gás alvo a induzir alterações num eletrólito. As temperaturas elevadas e a baixa humidade tendem a secar os sensores, prejudicando o desempenho e levando a substituições frequentes e a custos mais elevados.

Uma alternativa possível é a tecnologia de semicondutores de óxido metálico (MOS), que não sofre do mesmo problema. No entanto, os sensores MOS têm vários outros inconvenientes significativos. O mais preocupante é o facto de alguns terem tendência para "adormecer" se não encontrarem gás durante algum tempo, o que constitui um verdadeiro problema de segurança.

Além disso, os sensores MOS têm de ser aquecidos para produzirem resultados consistentes. Demoram algum tempo a aquecer, o que resulta num atraso significativo entre a ligação e a resposta correta do sensor ao gás. Os fabricantes recomendam normalmente que os sensores MOS tenham 24-48 horas para atingir o equilíbrio antes da calibração. Este facto prolonga o tempo de assistência e manutenção e dificulta a produção.

Os aquecedores também consomem muita energia e podem resultar em mudanças drásticas de temperatura no cabo de alimentação CC. Isto pode resultar em alterações significativas da tensão na cabeça do detetor e nas correspondentes imprecisões na leitura do nível de gás.

Os sensores MOS baseiam-se em semicondutores, que são propensos a desvios com as alterações de humidade. Os semicondutores dos chips de computador são revestidos de resina epóxi para evitar esses problemas, mas isso iria obstruir a capacidade de um sensor de gás para fazer o seu trabalho. O elemento sensor exposto também é vulnerável a desvios quando se encontra numa atmosfera ácida, o que é típico do ambiente arenoso do Médio Oriente.

O desvio pode resultar em falsos alarmes em níveis quase nulos de H2S. Por vezes, esta situação é gerida utilizando a "supressão de zero" no painel de controlo, mas isto tem implicações de segurança significativas. O painel de controlo pode continuar a apresentar uma leitura de zero durante algum tempo depois de os níveis de H2Sterem começado a subir. Este registo tardio de baixos níveis de H2Spode atrasar o aviso de uma fuga de gás significativa, atrasando a evacuação e pondo em risco vidas.

Estes problemas podem ser agravados por quaisquer alterações de tensão na cabeça do detetor e por imprecisões na leitura do nível de gás causadas pelo elemento de aquecimento, como mencionado anteriormente.

O lado positivo é que os sensores MOS reagem muito rapidamente ao H2S. No entanto, a necessidade de um sinter contraria este benefício. OH2S é um gás "pegajoso" que se adsorve em superfícies, incluindo sinterizações, diminuindo a velocidade a que o gás atinge a superfície de deteção.

Uma nova solução

Existe uma forma de ultrapassar todos estes desafios, adaptando a abordagem eletroquímica à deteção de H2Spara a tornar menos vulnerável à secagem. O sensor de H2Sde alta temperatura (HT) para XgardIQda Crowcon utiliza uma combinação de duas adaptações para evitar a evaporação, mesmo nos climas mais adversos.

Em primeiro lugar, o sensor baseia-se num gel eletrolítico higroscópico (que adora água) concebido para manter os níveis de humidade. Em segundo lugar, o tamanho do poro através do qual o gás entra no sensor foi reduzido, tornando ainda mais difícil a fuga de humidade.

Quando armazenado a 55°C ou 65°C durante mais de um ano, o HT H2Sperde apenas 3% do seu peso, o que corresponde a uma perda de humidade muito baixa. Um sensor eletroquímico de H2Spadrão perderia normalmente 50% do seu peso em 100 dias nestas condições. Isto significa que, ao contrário dos modelos tradicionais, o novo sensor oferece uma esperança de vida superior a 24 meses, mesmo em condições desérticas.

O sensor HT H2Sda Crowcon funciona bem num ambiente operacional de até 70°C a 0-95%rh. A temperaturas superiores a -25°C, este sensor de 0-200ppm tem um tempo de resposta T90 inferior a 30 segundos, o que é melhor do que a maioria dos outros sensores electroquímicos para H2S.

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Caraterísticas dos gases tóxicos

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31 de outubro de 2024

11 min ler

Artigo
Grandes centrais eléctricas alimentadas a combustíveis fósseis que causam poluição atmosférica.

Os gases e vapores produzidos, em muitas circunstâncias, têm efeitos nocivos para os trabalhadores expostos a eles por inalação, absorção através da pele ou ingestão. Muitas substâncias tóxicas são perigosas para a saúde em concentrações tão pequenas como 1ppm (partes por milhão). Tendo em conta que 10 000 ppm equivalem a 1% do volume de um espaço, verifica-se que uma concentração extremamente baixa de alguns gases tóxicos pode representar um perigo para a saúde. Mas quais são as caraterísticas dos gases?

Caraterísticas dos gases tóxicos:
GÁS DENSIDADE RELATIVA NO AR FÓRMULA QUÍMICA CARACTERÍSTICAS
Amoníaco 0.59 NH3 Amoníaco é o único gás alcalino comum. A sua densidade é cerca de metade da do ar e tem um cheiro caraterístico. O seu nível máximo de segurança é de 25ppm, mas a sua alcalinidade torna-o altamente reativo com gases ácidos e cloro e a sua presença em atmosferas que contêm outros gases é frequentemente mascarada por este facto. Por exemplo, se o amoníaco e o cloro estiverem presentes em concentrações iguais, o resultado é uma nuvem de cloreto de amónio e nenhum dos dois gases.

O amoníaco é inflamável, com um LIE de 15%. É produzido em grandes quantidades em todo o mundo para fornecer fertilizantes, ureia para resinas, explosivos e fibras como o nylon. É também utilizado como gás refrigerante: esta aplicação está a aumentar com o fim dos CFC. Outra aplicação é a manutenção da esterilidade das águas de abastecimento após tratamento com cloro e dióxido de enxofre.

Arsina 2.7 ASH3 A arsina é um gás incolor, inflamável e altamente tóxico. Tem um odor a alho ou peixe que pode ser detectado em concentrações de 0,5ppm e superiores. Como a arsina não é irritante e não produz sintomas imediatos, as pessoas expostas a níveis perigosos podem não se aperceber da sua presença. É geralmente transportado em cilindros como gás comprimido liquefeito. O gás arsina é gerado quando os metais ou minérios em bruto que contêm impurezas de arsénio são tratados com ácido. O gás arsénio é também utilizado na indústria de semicondutores quando se deposita arsénio em microchips.
Bromo 5.5 Br2 Bromo é utilizado no fabrico de uma grande variedade de compostos utilizados na indústria e na agricultura. O bromo é também utilizado no fabrico de fumigantes, agentes anti-chama, compostos para purificação de água, corantes, medicamentos, desinfectantes, brometos inorgânicos para fotografia, etc. Também é utilizado para formar intermediários em síntese orgânica, onde é preferido ao iodo devido ao seu custo muito mais baixo.

O bromo é utilizado para produzir óleo vegetal bromado, que é utilizado como emulsionante em muitos refrigerantes com sabor a citrinos.

O bromo elementar é um forte irritante e, na forma concentrada, produz bolhas dolorosas na pele exposta e especialmente nas membranas mucosas. Mesmo baixas concentrações de vapor de bromo (a partir de 10 ppm) podem afetar a respiração, e a inalação de quantidades significativas de bromo pode danificar seriamente o sistema respiratório.

Dióxido de carbono 1.53 CO2 Apesar do facto de expirarmos dióxido de carbono e que está presente na atmosfera até cerca de 400ppm, sendo o seu nível máximo de segurança de 5000ppm (0,5%). É produzido durante a combustão e nos processos de fabrico de cerveja, destilação e outros processos de fermentação, e é um dos principais constituintes, juntamente com o metano, do gás de aterro e do gás de digestor do tratamento de águas residuais. O CO2 representa um perigo significativo na indústria cervejeira, especialmente porque o gás é mais pesado do que o ar e acumula-se a níveis baixos. Existe um certo grau de risco em locais com muita gente e mal ventilados, e este problema é frequentemente agravado pela deficiência de oxigénio. O CO2 é também utilizado para aumentar o crescimento das plantas através da elevação dos níveis normais em estufas, etc.

É inodoro e incolor e difícil de medir em níveis de ppm. A absorção de infravermelhos é a técnica de deteção habitualmente adoptada.

Monóxido de carbono 0.97 CO Monóxido de carbonoO gás tóxico mais abundante é o gás de escape, que é inodoro e incolor. Com uma densidade semelhante à do ar, mistura-se facilmente e é facilmente inalado. É um conhecido "assassino silencioso" em ambientes domésticos.

Qualquer processo em que se verifique uma combustão incompleta do carbono combustível é suscetível de produzir monóxido de carbono. Por exemplo: motores a gasolina e a gasóleo, caldeiras a carvão, a gás e a óleo, e mesmo o fumo. A sua presença nas minas deve-se à combustão lenta do carvão.

É também utilizado em enormes quantidades como agente químico redutor barato, por exemplo na produção de aço e noutros processos de refinação de metais e de tratamento térmico, e na produção de metanol por reação com hidrogénio.

Cloro 2.5 Cl2 Cloro é um gás verde/amarelo, corrosivo e de cheiro pungente. A sua utilização mais conhecida é na purificação de água para abastecimento doméstico e em piscinas. É utilizado no fabrico de compostos clorados, como o PVC, e no branqueamento de papel e tecidos. É um gás muito pesado e é facilmente absorvido pela maioria dos materiais.

O comportamento do cloro torna-o um gás muito difícil de detetar (tão difícil que mesmo a calibração requer técnicas especiais).

A utilização da Unidade de Amostragem Ambiental da Crowcon é uma forma eficaz de o detetar com sucesso em armazéns de cloro, minimizando o número de detectores necessários.

Dióxido de cloro 2.3 ClO2 Dióxido de cloro é um gás amarelo-avermelhado que é um dos vários óxidos de cloro conhecidos. Pode decompor-se espontaneamente e de forma explosiva em cloro e oxigénio. O dióxido de cloro é utilizado principalmente no branqueamento da pasta de madeira, mas também é utilizado no branqueamento da farinha e na desinfeção da água.

O dióxido de cloro é também utilizado em conjunto com o ozono para a desinfeção da água, a fim de reduzir a formação de bromatos, que são agentes cancerígenos regulamentados.

O dióxido de cloro é utilizado em muitas aplicações de tratamento de água industrial como biocida, incluindo torres de arrefecimento, água de processo e processamento de alimentos. Se inalado, o gás de dióxido de cloro provoca irritação no nariz, garganta e pulmões.

Diborano 0.96 B2H6 Diborano tem um limiar de odor entre 2 e 4ppm, que é significativamente mais elevado do que o limite de exposição de 0,1ppm. As exposições prolongadas de baixo nível, como as que ocorrem no local de trabalho, podem levar à fadiga olfactiva e à tolerância dos efeitos irritantes do diborano.

Tal como acontece com todos os gases tóxicos, o odor não constitui um aviso adequado de concentrações perigosas.

O diborano é mais leve do que o ar e a exposição pode provocar irritação da pele, das vias respiratórias e dos olhos em áreas mal ventiladas, fechadas ou baixas. O diborano é utilizado em propulsores de foguetões, como vulcanizador de borracha, como catalisador para polimerização de hidrocarbonetos, como acelerador de velocidade de chama e como agente dopante para a produção de semicondutores.

Óxido de etileno (ETO) 1.52 C2H4O Óxido de etileno é utilizado como intermediário na produção de etilenoglicol, que é amplamente utilizado como líquido de arrefecimento para automóveis e anticongelante. É também utilizado para esterilizar géneros alimentícios e material médico. Trata-se de um gás incolor inflamável ou de um líquido refrigerado com um odor ligeiramente doce. O gás de óxido de etileno mata bactérias, bolores e fungos e pode ser utilizado para esterilizar substâncias que seriam danificadas por técnicas de esterilização, como a pasteurização, que se baseiam no calor. Além disso, o óxido de etileno é amplamente utilizado para esterilizar material médico, como ligaduras, suturas e instrumentos cirúrgicos.

O óxido de etileno é tóxico por inalação. Os sintomas de sobre-exposição incluem dores de cabeça e tonturas, progredindo com o aumento da exposição para convulsões, ataques e coma. A inalação pode fazer com que os pulmões se encham de água várias horas após a exposição.

Flúor 1.3 F2 Atómico flúor e o flúor molecular são utilizados para a gravação por plasma no fabrico de semicondutores e na produção de ecrãs planos. O flúor é adicionado a algumas fontes de água da cidade na proporção de cerca de uma parte por milhão para ajudar a prevenir a cárie dentária.

Os compostos de flúor, incluindo o fluoreto de sódio, são utilizados nas pastas de dentes para prevenir as cáries dentárias. O flúor é altamente tóxico e deve ser manuseado com muito cuidado, devendo ser rigorosamente evitado qualquer contacto com a pele e os olhos.

O flúor é um poderoso oxidante que pode provocar a ignição de materiais orgânicos, combustíveis ou outros materiais inflamáveis.

Alemão 2.65 GeH4 Alemão arde no ar para produzir GeO2 e água.

O Germane é utilizado na indústria dos semicondutores para o crescimento epitaxial do germânio por MOVPE ou epitaxia por feixe químico. O Germane é inflamável, tóxico e asfixiante.

Cianeto de hidrogénio 0.94 HCN O cianeto de hidrogénio é um veneno bem conhecido, um gás incolor e de cheiro doce, com um nível máximo de segurança de 10ppm durante 15 minutos. A principal aplicação industrial é a refinação de ouro.
Cloreto de hidrogénio 1.3 HCL O cloreto de hidrogénio é um gás incolor altamente corrosivo e tóxico que forma fumos brancos em contacto com a humidade. Estes fumos são constituídos por ácido clorídrico que se forma quando o cloreto de hidrogénio se dissolve na água. O gás cloreto de hidrogénio, bem como o ácido clorídrico, são importantes na indústria, especialmente na farmacêutica, nos semicondutores e no tratamento da borracha e do algodão. Também é emitido pelas incineradoras de resíduos em que o PVC é queimado. A inalação dos fumos pode provocar tosse, asfixia, inflamação do nariz, da garganta e do trato respiratório superior e, em casos graves, a morte.
Fluoreto de hidrogénio 0.92 HF Fluoreto de hidrogénio é utilizado na refinação de petróleo, fabrico de vidro, fabrico de alumínio, decapagem de titânio, purificação de quartzo e acabamento de metais.

O fluoreto de hidrogénio provoca irritação nos olhos, nariz e pele. A inalação de uma grande quantidade de HF também pode prejudicar os pulmões, o coração e os rins e, em última análise, pode causar a morte. Pode também queimar os olhos e a pele.

Sulfureto de hidrogénio 1.2 H2S Sulfureto de hidrogénio é bem conhecido devido ao seu mau odor a ovo, que pode ser cheirado até menos de 0,1ppm. Concentrações elevadas (>60ppm) não podem ser cheiradas devido à paralisia das glândulas olfactivas, e a exposição pode levar à paralisia instantânea. H2O S é ligeiramente mais pesado do que o ar, pelo que os detectores fixos são normalmente montados a 1 a 1,5 metros do solo ou perto de potenciais fontes de fugas.

O H2Sé produzido durante a decomposição de materiais orgânicos, extraído com o petróleo (quando se diz que o petróleo é ácido) e é frequentemente encontrado no subsolo durante a construção de túneis e nos esgotos. É um constituinte do biogás e encontra-se em grandes quantidades nas estações de tratamento de águas residuais, nas estações de bombagem, nas prensas, nas caldeiras e em praticamente todos os locais onde as águas residuais são tratadas. Tem algumas utilizações industriais e é produzido como subproduto noutras (por exemplo, no fabrico de fibras).

Metil mercaptano 1.66 CH3SH Mercaptano é adicionado ao gás natural (metano) para facilitar a sua deteção em caso de fuga: o gás natural no seu estado natural é incolor e inodoro. O mercaptano contém enxofre e tem um forte odor semelhante ao de couve podre ou de ovos estragados. Ao adicionar mercaptano ao gás natural, quaisquer fugas de caldeiras, fornos e aquecedores de água quente são facilmente detectadas sem necessidade de equipamento dispendioso.

Outras utilizações do mercaptano na indústria incluem o combustível para aviões, os produtos farmacêuticos, os aditivos para alimentos para animais, as fábricas de produtos químicos, a indústria dos plásticos e os pesticidas. É uma substância natural que se encontra no sangue, no cérebro e noutros tecidos de pessoas e animais. É libertado pelas fezes dos animais. Ocorre naturalmente em certos alimentos, como alguns frutos secos e queijo. O mercaptano é menos corrosivo e menos tóxico do que os compostos de enxofre semelhantes (H2S).

Os níveis máximos de exposição recomendados na América do Norte variam entre 0,5ppm (limite de 15 minutos do NIOSH) e 10ppm (limite de exposição admissível da OSHA).

O Heath and Safety Executive do Reino Unido não estabeleceu um valor para um limite de exposição no local de trabalho.

Óxido nitroso

Óxido Nítrico

Dióxido de azoto

1.53

1.04

1.60

N2O,

NÃO

NO2

Existem três óxidos de azoto. Óxido nitroso (ou gás hilariante) tem um LTEL (de acordo com o documento EH40) de 100ppm. Não tem um valor STEL. Pode provocar a morte se for inalado de tal forma que não seja respirado oxigénio suficiente. A inalação de óxido nitroso de qualidade industrial também é perigosa, uma vez que contém muitas impurezas e não se destina a ser utilizado em seres humanos. O óxido nitroso é um anestésico geral fraco e geralmente não é utilizado sozinho em anestesia. No entanto, como tem uma toxicidade muito baixa a curto prazo e é um excelente analgésico, uma mistura de 50/50 de óxido nitroso e oxigénio é normalmente utilizada durante o parto, para procedimentos dentários e em medicina de emergência.

O óxido nítrico (modernamente designado por monóxido de azoto) e o dióxido de azoto são os constituintes dos chamados NOx que, juntamente com o dióxido de enxofre, provocam as chuvas ácidas. A principal causa da presença destes gases na atmosfera é a combustão de combustíveis fósseis nos motores dos veículos e nas centrais eléctricas. No ponto de escape, o óxido nítrico representa cerca de 90% dos NOx. No entanto, reage espontaneamente com o oxigénio em atmosfera livre para produzir dióxido de azoto. O óxido nítrico é um gás incolor, mas o dióxido de azoto é um gás castanho, ácido e de cheiro pungente.

Ozono 1.6 O3 O ozono é um gás instável e é gerado à medida que é necessário. É cada vez mais utilizado em vez do cloro para o tratamento da água. Pode ser detectado a níveis baixos de ppm por via eletroquímica.
Fosgénio 3.48 COCL2 Fosgénio é um importante produto químico industrial utilizado na produção de plásticos, corantes e pesticidas. Também é utilizado na indústria farmacêutica. O gás fosgénio pode aparecer incolor ou como uma nuvem branca a amarelo pálido. Em concentrações baixas, tem um odor agradável a feno acabado de ceifar ou a milho verde, mas o seu odor pode não ser sentido por todas as pessoas expostas. Em concentrações elevadas, o odor pode ser forte e desagradável.

Tal como acontece com todos os gases tóxicos, o odor não constitui um aviso adequado de concentrações perigosas.

O gás fosgénio é mais pesado do que o ar, pelo que é mais provável que seja encontrado em zonas baixas.

O gás fosgénio pode danificar a pele, os olhos, o nariz, a garganta e os pulmões.

Fosfina 1.2 PH3 A fosfina é altamente tóxica e, por isso, tem um STEL de apenas 0,3 ppm. O gás fosfina é utilizado para o controlo de pragas por fumigação. A fosfina também é utilizada na indústria de semicondutores.
Silano 1.3 SiH4 Silano à temperatura ambiente é um gás e é pirofórico, o que significa que sofre combustão espontânea no ar, sem necessidade de ignição externa.

Existem várias aplicações industriais e médicas para os silanos. Por exemplo, os silanos são utilizados como agentes de acoplamento para aderir fibras de vidro a uma matriz polimérica, estabilizando o material compósito. As aplicações incluem repelentes de água, selantes e proteção de alvenaria/concreto, controlo de graffiti e aplicação de camadas de silício policristalino em bolachas de silício no fabrico de semicondutores e selantes. Os efeitos na saúde incluem dores de cabeça, náuseas e irritação grave da pele, dos olhos e das vias respiratórias.

Dióxido de enxofre 2.25 SO2 Dióxido de enxofre é incolor e tem um cheiro caraterístico a asfixia. Forma-se quando se queima enxofre e materiais que contêm enxofre, como o petróleo e o carvão. É altamente ácido, formando ácido sulfúrico quando dissolvido em água. Juntamente com os óxidos de azoto, é uma das causas da chuva ácida.

O SO2encontra-se em zonas industriais e perto de centrais eléctricas e é uma matéria-prima para muitos processos. Tem uma utilização no tratamento de água para substituir o excesso de cloro e, devido às suas propriedades esterilizantes, é utilizado no processamento de alimentos. É duas vezes mais pesado do que o ar e tende a cair ao nível do solo, pelo que uma Unidade de Amostragem Ambiental da Crowcon colocada perto do solo assegura uma deteção rápida em caso de fuga.

Nota: O trióxido de enxofre S03 é encontrado nos gases de escape das centrais eléctricas. Não se trata de um gás, mas de um sólido, que sublima facilmente (ou seja, passa do estado sólido para o estado gasoso aquando do aquecimento).

Hexafluoreto de enxofre 5 SF6 SF6 é utilizado na indústria da eletricidade como um meio isolante gasoso, altamente resistente à corrente eléctrica, para disjuntores de alta tensão, aparelhos de comutação e outros equipamentos eléctricos. SF6 sob pressão é utilizado como isolante em comutadores isolados a gás (GIS) porque tem uma rigidez dieléctrica muito maior do que o ar ou o azoto seco. Embora a maior parte dos produtos de decomposição tenda a reformular rapidamente o SF6O arco elétrico ou o efeito corona podem produzir decafluoreto de dissulfureto (S2F10), um gás altamente tóxico, com toxicidade semelhante à do fosgénio.

O plasma de SF6 também é utilizado na indústria de semicondutores como um condicionador e na indústria do magnésio. Tem sido utilizado com sucesso como marcador em oceanografia para estudar a mistura diapícnica e as trocas gasosas ar-mar. É também emitido durante o processo de fundição do alumínio.

Quando o SF6 é inalado, o tom da voz de uma pessoa diminui drasticamente, porque a velocidade do som no SF6 é consideravelmente menor do que no ar. Este é um efeito semelhante ao do óxido nitroso. Como o SF6é cinco vezes mais pesado do que o ar, desloca o oxigénio necessário para respirar. Quantidades vestigiais de tetrafluoreto de enxofre tóxico podem ter efeitos graves para a saúde.

O Heath and Safety Executive do Reino Unido estabeleceu um valor para o limite de exposição de 8 horas no local de trabalho (WEL) de 1000ppm

Compostos orgânicos voláteis n/a COV's Compostos orgânicos voláteis (COV) são emitidos como gases a partir de determinados sólidos ou líquidos. Os COV incluem uma variedade de produtos químicos, alguns dos quais podem ter efeitos adversos para a saúde a curto e a longo prazo. Os COV podem ser encontrados em ambientes interiores domésticos ou comerciais devido a emissões de produtos de limpeza doméstica, pesticidas, materiais de construção, equipamento de escritório, como fotocopiadoras e impressoras, materiais gráficos e artesanais, incluindo colas e adesivos, marcadores permanentes e soluções fotográficas.

Os combustíveis são constituídos por substâncias químicas orgânicas e podem libertar compostos orgânicos durante a sua utilização e, em certa medida, durante o seu armazenamento.

Os efeitos na saúde incluem irritação dos olhos, nariz e garganta, dores de cabeça, perda de coordenação, náuseas, danos no fígado, rins e sistema nervoso central. Os principais sinais ou sintomas associados à exposição a COV incluem desconforto no nariz e na garganta, dores de cabeça e reacções cutâneas.

Tal como acontece com outros poluentes, a extensão e a natureza do efeito na saúde dependerão de muitos factores, incluindo o nível de exposição e o tempo de exposição.

Os COV comuns são o acetaldeído, o butadieno, o dissulfureto de carbono, o sulfureto de dimetilo, o etanol, o etileno, o metanol, o metilmercaptano, o tolueno, o acetato de vinilo, a acetona, o benzeno, o acetato de etilo, a metilamina, a metiletilcetona, o tetracloroetileno e o cloreto de vinilo. Os COV podem ser detectados utilizando sensores PID ou, em alguns casos, sensores electroquímicos.

Freons     Em geral, Freons são compostos de carbono que contêm cloro, flúor e/ou bromo. Os freons são amplamente utilizados na indústria devido às suas elevadas densidades, baixos pontos de ebulição, baixa viscosidade e baixa tensão superficial. Além disso, são facilmente liquefeitos, o que os torna ideais para utilização como refrigerantes e solventes. Os freons são amplamente utilizados como solventes, propulsores, extintores de incêndio e agentes de expansão.

Os gases Freon são classificados utilizando números "R". Por exemplo, o R125 é o pentafluoroetano (CHF2-CF3).

Os compostos de freon incluem os clorofluorocarbonetos ou CFC. A propriedade de inércia que torna os CFC tão úteis na indústria provou ser o fator que os torna tão perigosos para o planeta. Os CFC não se biodegradam naturalmente e, por conseguinte, uma vez emitidos, persistem na atmosfera, contribuindo para a destruição da camada de ozono. Os freons podem ser detectados através de semicondutores ou de sensores de infravermelhos.

 

Quer saber mais sobre gases tóxicos? Consulte os nossos artigos sobre Monitorização de gases tóxicos ou Limites de exposição a gases tóxicos e níveis de alarme.

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Risco de oxigénio

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31 de outubro de 2024

2 min ler

Artigo
Risco de oxigénio

A concentração normal de oxigénio na atmosfera é de aproximadamente 20,9% do volume. Os níveis de oxigénio podem ser perigosos se forem demasiado baixos (depleção de oxigénio) ou demasiado altos (enriquecimento de oxigénio). O mesmo monitor de oxigénio alertará tanto para o enriquecimento como para o esgotamento.

Depleção de oxigénio:

Diagrama de segurança do oxigénio

Na ausência de ventilação adequada, o nível de oxigénio pode ser reduzido de forma surpreendentemente rápida pelos processos de respiração e de combustão.

Os níveis de oxigénio podem também ser reduzidos devido à diluição por outros gases, como o dióxido de carbono (também um gás tóxico), o azoto ou o hélio, e à absorção química por processos de corrosão e reacções semelhantes. Os sensores de oxigénio devem ser utilizados em ambientes onde exista qualquer um destes riscos potenciais.

Ao localizar os sensores de oxigénio, é necessário ter em consideração a densidade do gás de diluição e a zona de "respiração" (nível do nariz). Por exemplo, o hélio é mais leve do que o ar e deslocará o oxigénio do teto para baixo, ao passo que o dióxido de carbono, sendo mais pesado do que o ar, deslocará predominantemente o oxigénio abaixo da zona de respiração. Os padrões de ventilação também devem ser considerados aquando da localização dos sensores.

O quadro seguinte mostra o efeito de um gás de diluição no nível de oxigénio

CONCENTRAÇÃO DO GÁS DE DILUIÇÃO CONCENTRAÇÃO DE OXIGÉNIO RESULTANTE
0.5% 20.8%
1% 20.7%
5% 19.9%
10% 19.0%
 15% 18.2%
 20% 17.4%
 25% 16.7%

Os monitores de oxigénio emitem normalmente um alarme de primeiro nível quando a concentração de oxigénio desce para 19% do volume. A maior parte das pessoas começa a comportar-se de forma anormal quando o nível atinge os 17%, pelo que é normalmente ativado um segundo alarme neste limiar. A exposição a atmosferas que contenham entre 10% e 13% de oxigénio pode provocar a perda de consciência muito rapidamente; a morte ocorre muito rapidamente se o nível de oxigénio descer abaixo de 6% do volume.

O perigo apresentado pela deficiência de oxigénio é facilmente subestimado, especialmente porque os riscos podem existir em ambientes não industriais, como caves ou bares onde são utilizadosCO2 e azoto. O esgotamento do oxigénio devido à corrosão ou a actividades bacterianas representa um risco significativo em espaços confinados, como tubagens, vasos, esgotos e túneis. Os sensores de oxigénio são frequentemente instalados em laboratórios onde os gases inertes (por exemplo, azoto) são armazenados em áreas fechadas.

Enriquecimento de oxigénio:

O aumento dos níveis de oxigénio pode aumentar drasticamente a inflamabilidade de qualquer matéria combustível. Se os níveis de oxigénio excederem 24% do volume, mesmo materiais como o vestuário, que normalmente se limitariam a arder, podem incendiar-se.

O risco de enriquecimento de oxigénio existe quando o oxigénio puro é armazenado; por exemplo, em hospitais e instalações industriais de fabrico e distribuição de gás. Os sensores de oxigénio com alarmes crescentes definidos para um volume de 23,5% são normalmente utilizados nesses ambientes.

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O que é o gás?

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31 de outubro de 2024

2 min ler

Artigo
O que é o gás
O nome gás vem da palavra caos, que resume perfeitamente a principal caraterística do estado mais simples da matéria.

Um gás é um enxame de partículas que se movem de forma aleatória e caótica, colidindo constantemente umas com as outras e com as paredes de qualquer recipiente. O volume real das partículas é ínfimo em relação ao espaço total que ocupam, e é por isso que os gases preenchem qualquer volume disponível e são facilmente comprimidos. As velocidades médias das moléculas de gás são da ordem dos 100 metros por segundo e chocam umas com as outras milhares de milhões de vezes por segundo. É por isso que os gases se misturam rapidamente e exercem pressão.

Este movimento constante é facilmente demonstrado pela libertação de uma pequena quantidade de gás odorífero numa sala. Em segundos, o gás pode ser cheirado em todas as partes da sala. Estas propriedades aplicam-se aos líquidos evaporados.

Um volume de qualquer gás à mesma temperatura e pressão contém o mesmo número de moléculas, independentemente do tipo de gás. Isto significa que a medição do gás por volume é muito conveniente. As medições de gases em concentrações elevadas são efectuadas em % (volume) e em concentrações baixas em partes por milhão, ppm (volume).

Embora os diferentes gases tenham densidades diferentes, não se separam totalmente em camadas de acordo com a sua densidade. Os gases pesados tendem a afundar-se e os gases leves a subir, mas o seu movimento constante significa que existe uma mistura contínua (ou seja, não se juntam e repelem outros tipos de gases, como acontece frequentemente com os líquidos).

Assim, numa sala onde haja uma fuga de gás natural (metano), o gás tenderá a subir porque é mais leve do que o ar, mas o movimento constante significa que haverá uma concentração considerável ao nível do chão. Isto acontece em condições de perfeita imobilidade, mas se houver correntes de ar, a mistura será maior.

O ar é uma mistura de gases, normalmente:

Azoto 77,2 %
Oxigénio 20,9 %
Vapor de água 0,9 % (dependente da temperatura)
Árgon 0,9 %
Dióxido de carbono 0,04 % e aumentando a 0,0002% por ano
Outros gases 0,07 %

Devido ao facto de a sua composição ser razoavelmente constante, o ar com a composição acima indicada é normalmente considerado como uma mistura de gases de referência. Medimos os desvios desta mistura, o que simplifica a medição de gases tóxicos e inflamáveis para aplicações de segurança e saúde.

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