Como os testes de colisão podem poupar tempo e dinheiro na verificação de detectores de gás em locais de alto risco sem comprometer a segurança

Enquanto que o teste dos choques é um procedimento bem conhecido e bem utilizado para testar instrumentos portáteis de detecção de gás, não encontrou favor no mundo dos detectores de gás fixos. Mas à medida que os testes de colisão se tornam mais inteligentes e automatizados, ganha a capacidade de poupar a muitos locais de alto risco despesas consideráveis em testes de calibração periódica.

Muitos locais críticos de segurança, tais como obras petroquímicas, plataformas petrolíferas, refinarias, etc., procedem actualmente a uma calibração completa do seu equipamento de detecção de gás de três em três meses em comparação com cada seis meses para aplicações menos críticas. Um teste de colisão mais sofisticado poderia encontrar o seu lugar nas áreas de alto risco nos testes provisórios, pelo que as calibrações completas ainda seriam efectuadas de seis em seis meses com um teste de colisão três meses após cada calibragem completa.

O teste de colisão é um procedimento muito mais rápido e pode ser automatizado para o acelerar ainda mais. Os críticos dizem que o teste de colisão não verifica a exactidão, e portanto não é adequado para áreas de alto risco. Mas isso está a mudar com detectores de gás modernos, de tal forma que se estes locais tiverem um teste completo de seis em seis meses, tudo o que é necessário para o teste provisório quando se utiliza um detector inteligente com software de teste de colisão instalado é verificar se os sensores estão a responder e a produzir uma saída apropriada.

Detectores de ponto fixo

Convencionalmente, os detectores de ponto fixo são totalmente calibrados em cada ocasião; um procedimento que implica a colocação em zero do sensor em ar limpo seguido da aplicação de gás de calibração e da calibração tanto do amplificador detector como do sistema de controlo ao qual o detector está ligado.

A calibração pode ser demorada e dispendiosa. O primeiro trabalho é de facto aceder aos detectores. Estes estarão à volta da fábrica e muitas vezes não são facilmente alcançáveis; podem estar debaixo de tubos, em condutas ou em postes, exigindo assim a utilização de uma escada. Cada detector será também ligado a um sistema de controlo, pelo que a primeira fase é isolar o detector disso, para evitar que soem um alarme ou desliguem quaisquer partes da instalação durante o teste.

A fase seguinte é verificar se não há gás presente utilizando um detector portátil. Uma vez isso feito, o detector fixo é então colocado a zero e a saída, normalmente 4mA, é verificada quanto à precisão. Isto também tem de ser verificado no centro de controlo para se ter a certeza de que também está a mostrar zero.

O detector é então colocado em modo de calibração e é aplicado gás a cerca de 0,5 a 1,0 litros/minuto. A calibração requer a reacção do sensor ao gás para estabilizar completamente; em muitos casos, isto pode levar 30 a 60 segundos, ou mais, para alguns gases, como o amoníaco. Uma vez a leitura estabilizada, o detector é ajustado à leitura correcta, e o sinal de saída é verificado. Este ajuste pode ser feito utilizando uma ferramenta magnética, premindo botões ou através de ajuste por potenciómetro, dependendo do tipo de detector de gás.

O sistema de controlo deve agora ser verificado para ver se também está a mostrar a leitura correcta. Quando um único engenheiro é destacado, o gás pode ter de ser deixado a fluir no sensor enquanto o engenheiro regressa para verificar a calibração do painel de controlo, utilizando assim muito gás caro. Se assumirmos que o custo do gás é de cerca de £1 por minuto de fluxo, não é uma generalização razoável, é fácil ver como o custo disto pode rapidamente acumular-se. Ter dois engenheiros ligados por rádio para o fazer pode obviamente poupar tempo e gás, mas esta poupança pode ser mais do que compensada pelo custo do engenheiro extra.

A calibração do detector de ponto fixo pode também precisar de ser efectuada sob o controlo de uma licença de trabalho a quente, uma vez que o detector precisa de ser aberto para ajustar as configurações internas. Isto cria um trabalho adicional considerável e perturbações nos processos do local.

Embora o processo completo de rezero e calibração de seis meses continue a ser necessário para alguns tipos de sensores, os testes de colisão fornecem uma oportunidade de reduzir as implicações de custo e tempo de testes mais frequentes dos sensores.

Teste de colisões

Um teste de colisão é uma breve aplicação de gás a um sensor durante um período de tempo definido para invocar uma reacção prescrita para confirmar que um sensor reage adequadamente. É um termo amplamente compreendido e aceite como prática para instrumentos portáteis de detecção de gás.

A norma europeia EN60079-29-2: 2007 abrange a selecção, instalação, utilização e manutenção de detectores de gás para gases inflamáveis e oxigénio. Abrange aparelhos que podem fornecer um meio de reduzir o perigo, detectando a presença de um gás inflamável e emitindo avisos sonoros ou visuais adequados. A norma prescreve que os fabricantes de instrumentos portáteis de detecção de gás incluam no manual do produto uma instrução para a colocação de unidades de teste de choque todos os dias antes da sua utilização. É muito provável que requisitos semelhantes sejam seguidos para os detectores de gases tóxicos.

Os testes aos sensores de gás fornecem um método rápido e directo de verificar se os sensores de gás estão a funcionar correctamente; algumas tecnologias de sensores, tais como contas catalíticas e sensores electroquímicos, não são à prova de falhas, na medida em que podem tornar-se insensíveis ao gás, mas mesmo assim parecem estar operacionais.

Os mais recentes detectores e transmissores de gás inteligentes facilitam os testes de colisão, tornando assim mais fácil e mais rentável assegurar que os detectores estão em pleno funcionamento e reduzindo significativamente o tempo que o pessoal tem de passar em locais perigosos. Existem duas opções para o teste de colisão - um método rápido (ou rápido) para simplesmente verificar se o sensor irá gerar um alarme se for exposto a gás, ou alternativamente um método para determinar que a resposta do sensor é precisa. Como os testes de colisão podem ser conduzidos sem abrir o detector, não é necessária uma licença de trabalho a quente. Requerem também substancialmente menos gás a ser aplicado, criando assim uma maior economia de custos.

O teste "batida rápida" verifica que um sensor está a funcionar correctamente ao mesmo tempo que consome a quantidade mínima de gás de teste. Uma vez activado, o gás numa concentração que exceda o limiar de alarme - um deve ser aplicado ao sensor utilizando uma tampa de calibração. O detector permite um período de tempo - 30 segundos no máximo por defeito - para o sensor responder para além do limiar de alarme-um, após o qual o utilizador é solicitado a remover o gás e a confirmar quando o sinal do sensor tiver voltado aos níveis normais. O resultado do teste é então apresentado como um passe ou falha. A saída analógica e os relés de alarme, se instalados, são inibidos enquanto o teste é realizado.

Em alternativa, o teste "colisão inteligente" verifica que um sensor responde correctamente a uma concentração especificada de gás de teste. Neste caso, o gás de uma concentração prescrita deve ser aplicado ao sensor usando uma tampa de calibração. O detector permite um período de tempo, mais uma vez geralmente máximo de 30 segundos, para que o sensor responda. Se o sinal do sensor não mudar dentro deste período, o teste será reprovado.

O gás de teste deve permanecer no sensor durante o resto do teste. Durante o próximo período de tempo, mais uma vez tipicamente 30 segundos dependendo do tipo de sensor, o software do detector monitoriza a leitura do sensor, e o teste será passado se a leitura final se situar dentro de um intervalo aceitável. O detector é inibido durante o teste para evitar alarmes indesejados, e o utilizador é solicitado a remover o gás e a confirmar quando o sinal do sensor tiver voltado aos níveis normais.

A primeira vantagem dos testes de colisão sobre uma calibração completa é que não precisa de ser precedida por um ajuste de sinal zero. O transmissor inteligente também se inibirá durante o procedimento do teste de colisão. O utilizador apenas fornece o gás até o detector mostrar que passou ou falhou. O transmissor inteligente também fornecerá um assistente no ecrã que guiará o operador através do processo semi-automatizado. As funções e ajustes do teste de colisão são feitos através do teclado integral sem a necessidade de ferramentas especiais ou de uma licença de trabalho a quente.

Aplicações

Para sítios maiores com muitos sensores, os testes podem ser uma operação contínua, na medida em que o tempo necessário para calibrar cada sensor significa que, uma vez terminado, é tempo de recomeçar. Isto porque alguns destes sítios têm centenas de detectores, com sítios maiores que podem ter mais de mil. Enquanto um teste de colisão, por si só, demora 30 segundos, a calibração pode ser muito variável de um a muitos minutos se for necessário o trabalho da perna para trás e para a frente para o sistema de controlo para garantir que tem as leituras correctas. Além disso, a configuração inicial para um teste de calibração leva mais tempo do que um teste de colisão. A partir disto é fácil ver que a poupança potencial para alguns locais, tanto em termos de custo do gás como de tempo dos engenheiros, pode ser considerável.

Os locais e instalações susceptíveis de encontrar valor substancial em detectores inteligentes com capacidade de teste de colisão são aqueles onde existe um risco sério de exposição tóxica ou uma grande explosão se ocorrer uma fuga de gás. Estas são áreas onde normalmente são efectuados testes de calibração completos de três em três meses. Estas instalações são susceptíveis de incluir zonas de risco uma e duas zonas, onde a detecção de gás é uma medida chave de segurança contra gás combustível. Há também um risco significativo de acumulação e exposição a gases tóxicos; sulfureto de hidrogénio (H2S) em particular durante os processos a montante, e vários vapores de compostos orgânicos voláteis tóxicos, como o benzeno.

Bons exemplos seriam a monitorização contínua do gás necessária para proteger os FPSO de alto custo (navios flutuantes de produção de armazenamento e descarga) e reduzir o risco para o pessoal que neles opera e vive. Outro é a monitorização contínua de gases combustíveis e tóxicos, que constitui uma faceta crítica do funcionamento dentro das refinarias de petróleo. Além disso, os materiais combustíveis e tóxicos encontrados nas instalações de processamento de petróleo e gás são extremamente perigosos para as instalações e o seu pessoal, especialmente em áreas de produção altamente congestionadas que contêm reactores, turbinas, válvulas e condutas de distribuição de alta pressão.

Uma típica plataforma petrolífera offshore é composta por vários módulos, incluindo a baía do poço, alojamentos, áreas de processo, energia e áreas de perfuração. A proximidade dos módulos nas plataformas offshore exige a monitorização contínua das emissões fugitivas. Todos estes são os tipos de instalações que podem estar actualmente a calibrar os detectores a intervalos de 3 meses, podendo assim beneficiar da tecnologia fixa de detecção de colisões.

Conclusão

Embora não exista legislação que obrigue os utilizadores a realizar testes de colisão em detectores de ponto fixo, as oportunidades de poupança de tempo e gás são claras. Utilizando os mais recentes detectores inteligentes, o procedimento de teste de colisão é muito mais rápido do que uma calibração completa e só é necessário um engenheiro para realizar os testes. O tempo gasto em locais perigosos é significativamente reduzido, tal como a quantidade de gás utilizada. Uma calibração completa pode envolver deixar o gás ligado durante 60 segundos, ou muito mais tempo se o engenheiro tiver de regressar à sala de controlo para verificar as leituras - para um teste de colisão, demora apenas 30 segundos.

Embora as áreas de alto risco ainda precisem de fazer uma calibração completa a cada seis meses, a realização de um teste de colisão três meses após cada calibração irá assegurar que todos os detectores ainda estão a funcionar correctamente, e isto pode ser feito com grande economia em comparação com a realização de uma calibração completa a cada três meses.

Publicado em Engenharia de Hidrocarbonetos