A evolução da detecção de gás mudou consideravelmente ao longo dos anos. Ideias novas e inovadoras, desde canários a equipamento de monitorização portátil, proporcionam aos trabalhadores uma monitorização precisa e contínua dos gases. O equipamento de detecção de gás pode ser decomposto na monitorização de gás utilizando sensores e tecnologia de percurso do gás, a interface do utilizador que informa as pessoas ou o equipamento de qualquer acção necessária, e o sistema de gestão de energia de apoio que o mantém todo carregado e a funcionar. Ao pacote podemos agora acrescentar uma quarta consideração - tecnologia de comunicação e gravação.
Tipos de sensores
Detecção de fotor-ionização (PID)
A tecnologia PID é geralmente considerada a tecnologia de escolha para monitorizar a exposição a níveis tóxicos de COV. Os sensores incluem uma lâmpada como fonte de luz ultravioleta de alta energia (UV). A energia da luz UV excita as moléculas de COV (Compostos Orgânicos Voláteis) com carga neutra, removendo um electrão para o deixar carregado. Uma corrente flui então entre duas placas carregadas dentro do sensor, e a concentração de gás é proporcional a essa corrente.
Electroquímica
Os sensores electroquímicos medem o gás que entra através de um pequeno orifício na face da célula, passa através de um filtro de PTFE de humidade e óleo e para um eléctrodo através de uma solução electroquímica. As gamas e sensibilidades dos sensores podem ser variadas na concepção, utilizando furos de diferentes tamanhos, com furos maiores que proporcionam maior sensibilidade e resolução, e furos mais pequenos que reduzem a sensibilidade e resolução, mas aumentam o alcance. O tipo de gás medido é escolhido por selecção do material do eléctrodo, selecção do electrólito e, por vezes, utilização de filtros para bloquear tipos de gás indesejados.
Contas catalíticas (Pellistor)
Os sensores Pellistor consistem em duas bobinas de arame emparelhadas, cada uma encapsulada em contas de cerâmica. A corrente é passada através das bobinas de resistência, aquecendo-as a aproximadamente 230˚C. Um dos grânulos contém um material catalisador, pelo que quando uma mistura de ar e gás inflamável entra no sensor, este entra em contacto com os grânulos e queima perto do que contém o catalisador. Isto resulta numa diferença de temperatura entre este grânulo activo e o outro grânulo "de referência". A diferença de temperatura provoca uma diferença na resistência, que é medida; a quantidade de gás presente é directamente proporcional à variação da resistência, pelo que a concentração de gás como percentagem do seu limite explosivo inferior (% LEL*) 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, tais como minas e túneis.
Sensores de infravermelhos
Os emissores infravermelhos dentro do sensor geram cada um feixes de luz infravermelha. Cada feixe passa por uma amostra de atmosfera e é medido por um foto-receptor. Um feixe de "medição", com uma frequência de cerca de 3.3μm, é absorvido por moléculas de hidrocarbonetos gasosos, pelo que a intensidade do feixe é reduzida se houver uma concentração apropriada de um gás com ligações C-H presentes. Um feixe de "referência" (geralmente cerca de 3.0μm) não é absorvido pelo gás, pelo que chega ao receptor com força total. A %LEL de gás presente é determinada pela proporção dos feixes medida pelo foto-receptor.
Propriedade Molecular Spectrometer™ (MPS™)
Os sensores MPS™ representam a nova geração de detectores de gás inflamável. MPS™ podem detectar rapidamente muitos tipos de gás e identificar mais de 15 gases inflamáveis caracterizados de uma só vez. Até recentemente, qualquer pessoa que precisasse de monitorizar gases inflamáveis tinha de seleccionar um detector de gás inflamável tradicional contendo um sensor pellistor calibrado para um gás específico, ou contendo um sensor infravermelho (IR) que também varia na saída de acordo com o gás inflamável que estava a ser medido, e portanto precisa de ser calibrado para cada gás. Embora estas continuem a ser soluções benéficas, cada uma delas tem ambientes onde podem ser utilizadas 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 colisão frequentes para garantir que não foram danificados por contaminantes contendo venenos permanentes (conhecidos como agentes de 'envenenamento de sensores') ou por condições adversas. Em alguns ambientes, os sensores devem ser mudados frequentemente, o que é dispendioso tanto em termos de dinheiro e tempo de paragem, como de disponibilidade do produto. A tecnologia IR não pode detectar hidrogénio - que não tem assinatura IR, e tanto os detectores IR como os pellistor detectam por vezes incidentalmente outros gases (isto é, não calibrados), dando leituras inexactas 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 certa para cada gás ou gás constituinte de qualquer mistura que monitoriza.
Alguns instrumentos utilizam uma bomba para fornecer amostras de ar ou gás para o sensor.
Tipos de Detecção
Fixa
Os detectores de gás fixos são dispositivos permanentes que permanecem montados num único local. Podem ser montados em configurações de detector único, em configurações de detectores múltiplos pequenos e grandes e num laço endereçável 'daisy chained'. Os detectores fixos de gás são geralmente instalados em qualquer lugar onde haja risco para as instalações, edifícios ou instalações, e podem detectar construções lentas ou grandes fugas para dar um aviso precoce ou automático de fuga de gás de uma determinada fonte. São frequentemente configurados para desencadear outras medidas de segurança, de modo a poderem abrir aberturas de ventilação, iniciar ventiladores, fechar válvulas ou mesmo desligar automaticamente processos uma vez detectado um problema. Muitas vezes são configurados para avisar uma sala de controlo ou pessoal de segurança de uma fuga de gás potencialmente perigosa, de modo a poderem ser tomadas medidas executivas por pessoas. Podem também accionar alarmes para iniciar uma evacuação. Por outro lado, os detectores de gás fixos não são normalmente concebidos para impedir um trabalhador de entrar em contacto com o gás, embora alguns sistemas tenham uma componente de cobertura de área para a sua concepção. Os detectores de gás portáteis e a melhor forma de proteger os indivíduos em risco de entrarem em contacto com acumulações ou libertações de gás tóxico ou inflamável.
Cada detector de gás fixo deve comunicar com um painel de controlo. O painel de controlo é o núcleo do sistema fixo de detecção de gás, que compara as quantidades de gás com níveis predefinidos 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 de sensores ou transmissores de detecção de gás e podem ser ligados em rede a um ponto central, para que múltiplos painéis/sistemas de controlo possam ser monitorizados remotamente. Existem múltiplos métodos de comunicação com detectores de gás fixos. O mais comum é o analógico, mas há uma procura crescente de comunicações digitais e sem fios. Há também várias características disponíveis através do detector 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 protecção pessoal que monitorizam continuamente a zona de respiração do utilizador. Por serem geralmente pequenos, estes dispositivos portáteis, leves e robustos são transportados sobre a pessoa e construídos para serem ergonómicos e usados de forma discreta e discreta. Também são por vezes utilizados para verificar espaços confinados, tais como tanques onde o tipo de risco de gás é conhecido, antes de alguém entrar no espaço. Destinam-se à monitorização 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 individuais à medida que se deslocam.
Os detectores portáteis armazenam informações sobre a exposição a gás durante todo o período de um turno, bem como eventos como alarmes ou quase-acidentes. Estes dados podem ser transmitidos a um portal baseado na nuvem para permitir numerosos benefícios, tais como maior eficiência operacional e conformidade com a segurança, bem como fornecer um mecanismo robusto e flexível para fornecer conhecimentos valiosos e accionáveis. As soluções de dados oferecem benefícios tangíveis a todos os tamanhos de frota portátil, quer os detectores de gás estejam a ser utilizados no local, fora do local ou em ambos. Os detectores de gás portáteis custam tipicamente menos do que os sistemas fixos e a maioria são alimentados por bateria. Por outro lado, cada utilizador deve ser devidamente treinado para operar o seu detector portátil. Além disso, os detectores portáteis não são tipicamente ligados directamente a outros sistemas de segurança. Se o detector levantar um alarme, o utilizador é portanto obrigado a tomar medidas por si próprio para mitigar qualquer risco para si próprio ou para os outros.
