O hidrogénio tem uma longa história de utilização como fonte de energia. Tradicionalmente, tem sido utilizado como componente de combustível para foguetes e em turbinas a gás para produzir electricidade, ou queimado para fazer funcionar motores de combustão para produção de energia. Na indústria do petróleo e gás, as refinarias utilizam o excesso de hidrogénio gerado a partir da reforma catalítica da nafta como combustível para outros processos unitários. Além disso, o subproduto hidrogénio também é gerado: na indústria química, por exemplo, a indústria cloro-alcalcalina produz hidrogénio como subproduto da produção de cloro e as instalações petroquímicas libertam hidrogénio como subproduto da sua produção de olefinas.
O hidrogénio é geralmente utilizado como matéria-prima para produzir amoníaco e metanol para a agricultura, mineração e aplicações marítimas. O gás hidrogénio puro é também utilizado como agente redutor de explosivos em fábricas de aço, como parte do esforço da indústria para reduzir as emissões deCO2.
Embora o hidrogénio e a energia tenham uma história comum, e a célula de combustível de hidrogénio (onde o hidrogénio e o oxigénio são misturados na presença de um electrólito para produzir electricidade e água como subprodutos) foi inventada há quase 200 anos, ver abaixo o esquema de uma célula de combustível de hidrogénio. A utilização do hidrogénio como combustível de eleição para veículos e fornecimento de gás doméstico em ambientes de consumo é relativamente nova. O hidrogénio queima limpo quando misturado com oxigénio, e é visto como uma alternativa de combustível verde no transporte, transporte e aquecimento (tanto doméstico como industrial).
Processos típicos e problemas de detecção de gás associados
O hidrogénio tem uma vasta gama inflamável (4%-74% vol. no ar), pelo que mesmo pequenas quantidades de H2 podem causar explosões quando misturadas com o ar atmosférico. Basta uma faísca de electricidade estática do dedo de uma pessoa para desencadear uma explosão quando o hidrogénio está presente, e em muitos locais onde o hidrogénio é utilizado, a ignição por faísca de componentes eléctricos ou actividades de manutenção é um risco sempre presente.
O hidrogénio não é tóxico, mas em ambientes interiores como salas de armazenamento de baterias, o hidrogénio pode acumular-se e causar asfixia através do deslocamento de oxigénio. Nas pilhas de células de combustível, o hidrogénio é propenso a fugas de vedantes presentes nas ligações de processo perto dos cilindros de armazenamento de H2.
Outra preocupação em torno da inflamabilidade e detecção do hidrogénio é que as chamas de hidrogénio são de cor azul pálido e quase invisíveis ao olho humano. As chamas de hidrogénio também emitem baixo calor radiante, pelo que as pessoas podem não sentir esse calor até estarem muito próximas da chama. Os detectores de chama são portanto utilizados para complementar os detectores de gás pontiagudos, uma vez que cobrem uma vasta área. As chamas de hidrogénio podem ser detectadas utilizando detectores de infravermelhos de múltiplos espectros.
Em resumo, a detecção de gás representa a primeira linha de defesa contra fugas de hidrogénio. Devem ser tomadas medidas para prevenir a libertação de hidrogénio antes que uma chama ou explosão possa ocorrer. Os detectores de chama são utilizados como monitorização perimetral para assegurar que qualquer chama de hidrogénio é detectada e que são dados sinais de alerta/alarme apropriados para sensibilizar os operadores.
Actualmente ISO 22734-1:2019, os geradores de hidrogénio que utilizam a electrólise da água estão disponíveis para geradores de hidrogénio que utilizam a electrólise da água para produzir hidrogénio e oxigénio gasoso. Esta norma ISO especifica que um sistema de detecção de gás hidrogênio que inicia a ventilação a 0,4%v/v (100%LEL) hidrogênio deve ser instalado próximo do gerador de hidrogênio. Assim, um detector de gás deve idealmente vir com saída de relé para accionar um sistema de ventilação quando o nível de hidrogénio exceder 0,4% v/v no ar. A norma ISO especifica também que os detectores de gás devem ser instalados em locais óptimos, ou seja, aqueles que permitem a detecção mais rápida possível de gás hidrogênio.
