Uma breve história de detecção de gás 

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.

A Revolução Industrial foi o catalisador no desenvolvimento da detecção de gás devido à utilização de combustível que mostrou grande promessa, tal como o carvão. Uma vez que o carvão pode ser extraído da terra através da exploração mineira ou subterrânea, ferramentas como capacetes e luzes de chama foram a sua única protecção contra os perigos da exposição ao metano no subsolo, que ainda estavam por descobrir. O gás metano é incolor e inodoro, o que torna difícil saber a sua presença até que um padrão perceptível de problemas de saúde seja descoberto. Os riscos de exposição ao gás resultaram na experimentação de métodos de detecção para preservar a segurança dos trabalhadores durante anos futuros.

Uma necessidade de detecção de gás

Assim que a exposição ao gás se tornou aparente, os mineiros compreenderam que precisavam de saber se a mina tinha alguma bolsa de gás metano onde estivessem a trabalhar. No início do século XIX, o primeiro detector de gás foi registado com muitos mineiros a usarem luzes de chama nos seus capacetes para poderem ver enquanto trabalhavam, pelo que ser capaz de detectar o metano extremamente inflamável era primordial. O trabalhador usava uma manta espessa e húmida sobre os seus corpos enquanto transportava um pavio comprido com a extremidade acesa em chamas. Entrando nas minas, o indivíduo movia a chama à volta e ao longo das paredes à procura de bolsas de gás. Se fosse encontrada, uma reacção inflamar-se-ia e seria notada à tripulação enquanto a pessoa que detectasse estava protegida da manta. Com o tempo, foram desenvolvidos métodos mais avançados de detecção de gás.

A Introdução das Canárias

A detecção de gás passou de humanos para canários devido aos seus altos chilros e sistemas nervosos semelhantes para controlar os padrões respiratórios. Os canários eram colocados em certas áreas da mina, a partir daí os trabalhadores verificavam os canários para cuidar deles, bem como para ver se a sua saúde tinha sido afectada. Durante os turnos de trabalho, os mineiros ouviam os canários a chilrear. Se um canário começasse a abanar a sua gaiola, isso era um forte indicador da exposição a uma bolsa de gás na qual começava a afectar a sua saúde. Os mineiros evacuavam então a mina e observavam que a sua entrada era insegura. Em algumas ocasiões, se o canário parasse de chilrear todos juntos, os mineiros sabiam que deveriam sair mais depressa antes que a exposição ao gás tivesse uma oportunidade de afectar a sua saúde.

A chama da luz

A luz da chama foi a evolução seguinte para a detecção de gás na mina, como resultado de preocupações com a segurança animal. Enquanto fornecia luz aos mineiros, a chama foi alojada num invólucro de detonador de chamas que absorvia qualquer calor e capturava a chama para evitar que esta acendesse qualquer metano que pudesse estar presente. A concha exterior continha uma peça de vidro com três incisões na horizontal. A linha do meio foi definida como o ambiente ideal de gás, enquanto a linha inferior indicava um ambiente pobre em oxigénio, e a linha superior indicava exposição ao metano ou um ambiente enriquecido em oxigénio. Os mineiros acenderiam a chama num ambiente com ar fresco. Se a chama baixasse ou começasse a morrer, isso indicaria que a atmosfera tinha uma baixa concentração de oxigénio. Se a chama crescesse, os mineiros sabiam que o metano estava presente com oxigénio, ambos os casos indicando que precisavam de sair da mina.

O Sensor Catalítico

Embora a luz da chama fosse um desenvolvimento na tecnologia de detecção de gás, não era, no entanto, uma abordagem de "tamanho único" para todas as indústrias. Portanto, o sensor catalítico foi o primeiro detector de gás que tem uma semelhança com a tecnologia moderna. Os sensores funcionam com base no princípio de que quando um gás se oxida, produz calor. O sensor catalítico funciona através da mudança de temperatura, que é proporcional à concentração de gás. Embora isto tenha sido um passo em frente no desenvolvimento da tecnologia necessária para a detecção de gás, ainda exigia inicialmente uma operação manual para receber uma leitura.

Tecnologia dos tempos modernos

A tecnologia de detecção de gás foi tremendamente desenvolvida desde o início do século XIX, no qual o primeiro detector de gás foi registado. Com agora mais de cinco tipos diferentes de sensores comummente utilizados em todas as indústrias, incluindo Electroquímica, Contas catalíticas (Pellistor), Detector de fotoionização (PID) e Tecnologia de infravermelhos (RI), juntamente com os sensores mais modernos Propriedade Molecular Spectrometer™ (MPS) e Oxigénio de Longa Vida (LLO2), os modernos detectores de gás são altamente sensíveis, precisos mas, o mais importante, fiáveis, o que permite que todo o pessoal permaneça seguro reduzindo o número de acidentes mortais no local de trabalho.

O que é um detector de chamas e como funciona?

O que é um Detector de Chama?

Um detector de chamas é um tipo de sensor que pode detectar e responder à presença de uma chama. Estes detectores têm a capacidade de identificar líquido sem fumo e fumo que pode criar fogo aberto. Por exemplo, nos fornos de caldeiras os detectores de chama são amplamente utilizados, uma vez que um detector de chama pode detectar calor, fumo, e fogo. Estes dispositivos podem também detectar fogo de acordo com a temperatura do ar e o movimento do ar. Os detectores de chama utilizam tecnologia Ultravioleta (UV) ou Infravermelho (IR) para identificar chamas, o que significa que podem alertar para chamas em menos de um segundo. O detector de chamas responderia à detecção de uma chama de acordo com a sua instalação, poderia por exemplo soar um alarme, desactivar a linha de combustível, ou mesmo activar um sistema de supressão de fogo.

Onde encontraria estes Detectores? 

  • Armazéns industriais
  • Instalações de produção química
  • Armazéns químicos
  • Armazenamento de gasolina e estações de bombagem
  • Oficinas de soldadura por arco
  • Centrais eléctricas
  • Estações de transformação
  • Túneis subterrâneos
  • Bancos de ensaio de motores
  • Lojas de madeira

Quais são os componentes de um Sistema de Monitorização de Chama e funciona?

O componente principal de um sistema de detecção de chamas é o próprio detector. É constituído por circuitos de detecção fotoeléctricos, circuitos de condicionamento de sinais, sistemas de microprocessadores, circuitos de E/S, e sistemas de arrefecimento por vento. Os sensores no detector de chama detectarão a radiação que é enviada pela chama, a fotoeléctrica converte o sinal de intensidade radiante da chama num sinal de tensão relevante e este sinal seria processado num único microcomputador de chip e convertido numa saída desejada.

Quantos tipos de Detectores de Chama existem e como é que funcionam? 

Existem 3 tipos diferentes de detector de chamas: Ultra-Violeta, Infra-vermelho e uma combinação de ambos Ultra-Violeta-Infra-vermelho

Ultra-Violeta (UV)

Este tipo de detector de chamas funciona através da detecção da radiação UV no ponto de ignição. Quase todos os fogos emitem radiações UV, por isso, em caso de chama, o sensor apercebe-se dela e produz uma série de impulsos que são convertidos pela electrónica do detector numa saída de alarme.

Há vantagens e desvantagens de um detector de UV. As vantagens de um detector de UV incluem a resposta a alta velocidade, a capacidade de responder a incêndios de hidrocarbonetos, hidrogénio e metais. Por outro lado, as desvantagens dos detectores de UV incluem a resposta à soldadura a longa distância, e podem também responder a relâmpagos, faíscas, etc.

Infravermelho (IR)

O detector de chama de infravermelhos funciona verificando a banda espectral de infravermelhos para certas ornamentações que os gases quentes libertam. No entanto, este tipo de dispositivo requer um movimento de cintilação da chama. A radiação infravermelha pode não só ser emitida por chamas, mas também pode ser irradiada a partir de fornos, lâmpadas, etc. Por conseguinte, existe um risco mais elevado de falso alarme

UV-IR

Este tipo de detector é capaz de detectar tanto as radiações UV como as IR, pelo que possui tanto o sensor UV como o IR. Os dois sensores operam individualmente os mesmos que os descritos, mas os dois circuitos suplementares processam sinais devido à existência de ambos os sensores. Consequentemente, o detector combinado tem uma melhor capacidade de rejeição de falsos alarmes do que o detector individual de UV ou IV.

Embora existam vantagens e desvantagens do detector de chamas UV/IR. As vantagens incluem a resposta a alta velocidade e são imunes ao falso alarme. Por outro lado, as desvantagens do detector de chamas UV/IR incluem a questão de não poder ser utilizado para incêndios que não sejam de carbono, bem como apenas poder detectar incêndios que emitam tanto a radiação UV/IR como não individualmente.

Há algum produto disponível? 

O FGard IR3 proporciona um desempenho superior na detecção de incêndios com hidrocarbonetos. O dispositivo utiliza os mais recentes algoritmos de detecção de chama IR para assegurar a máxima imunidade a falsos alarmes. O detector foi testado independentemente para demonstrar que pode detectar um incêndio de panela de hidrocarbonetos a quase 200 pés em menos de 5 segundos. O FGuard IR3 tem um IR de espectro múltiplo que permite um alcance de detecção de chamas de 60 metros. Que pode detectar todos os incêndios de hidrocarbonetos sem formação de condensação na janela, melhorando a fiabilidade e o desempenho em toda a temperatura. Este produto tem um tempo de detecção rápido respondendo em menos de 5 segundos a 0,1m² de fogo a 60 metros.

Crowcon oferece uma gama de detectores de chama baseados em infravermelhos (IR) e ultra-violetas (UV) para detectar rapidamente chamas à distância. Dependendo do modelo, isto inclui uma variedade de incêndios de gás e combustível, incluindo os gerados a partir de hidrocarbonetos, hidrogénio, metais, fontes inorgânicas e hidroxil.

Os Perigos do Hidrogénio

Como combustível, o hidrogénio é altamente inflamável e as fugas geram um sério risco de incêndio. No entanto, os incêndios com hidrogénio são marcadamente diferentes dos incêndios que envolvem outros combustíveis. Quando combustíveis mais pesados e hidrocarbonetos, como a gasolina ou o gasóleo, se acumulam perto do solo. Em contraste, o hidrogénio é um dos elementos mais leves do planeta, pelo que quando ocorre uma fuga, o gás dispersa-se rapidamente para cima. Isto torna a ignição menos provável, mas uma outra diferença é que o hidrogénio se inflama e queima mais facilmente do que a gasolina ou o gasóleo. De facto, mesmo uma faísca de electricidade estática do dedo de uma pessoa é suficiente para desencadear uma explosão quando o hidrogénio está disponível. A chama de hidrogénio é também invisível, pelo que é difícil identificar onde se encontra o verdadeiro "fogo", mas gera um baixo calor radiante devido à ausência de carbono e tende a queimar rapidamente.

O hidrogénio é inodoro, incolor e insípido, por isso as fugas são difíceis de detectar utilizando apenas os sentidos humanos. O hidrogénio não é tóxico, mas em ambientes interiores, como salas de armazenamento de baterias, pode acumular-se e causar asfixia através do deslocamento de oxigénio. Este perigo pode ser compensado em certa medida pela adição de odores ao combustível hidrogénio, dando-lhe um cheiro artificial e alertando os utilizadores em caso de fuga. Mas como o hidrogénio se dispersa rapidamente, é pouco provável que o odor viaje com ele. A fuga de hidrogénio dentro de casa recolhe-se rapidamente, inicialmente ao nível do tecto e eventualmente enche a sala. Por conseguinte, a colocação de detectores de gás é fundamental na detecção precoce de uma fuga.

O hidrogénio é geralmente armazenado e transportado em tanques de hidrogénio liquefeito. A última preocupação é que, por ser comprimido, o hidrogénio líquido é extremamente frio. Se o hidrogénio escapar do seu tanque e entrar em contacto com a pele, pode causar fortes queimaduras por congelamento, ou mesmo a perda das extremidades.

Qual é a melhor tecnologia de sensor para detectar hidrogénio?

Crowcon tem uma vasta gama de produtos para a detecção de hidrogénio. As tecnologias de sensores tradicionais para a detecção de gás inflamável são pellistors e infravermelhos (IR). Os sensores de gás Pellistor (também chamados sensores de gás de esferas catalíticas) têm sido a principal tecnologia para a detecção de gases inflamáveis desde os anos 60 e pode ler mais sobre sensores de pellistor na nossa página de soluções. No entanto, a sua principal desvantagem é que, em ambientes com pouco oxigénio, os sensores de pellistor não funcionarão correctamente e poderão mesmo falhar. Em algumas instalações, os pelistores estão em risco de serem envenenados ou inibidos, o que deixa os trabalhadores desprotegidos. Além disso, os sensores de pellistor não são à prova de falhas, e uma falha do sensor não será detectada a menos que seja aplicado gás de teste.

Os sensores de tipo infravermelho são uma forma fiável de detectar hidrocarbonetos inflamáveis em ambientes com pouco oxigénio. Não são susceptíveis de serem envenenados, pelo que os infravermelhos podem aumentar significativamente a segurança nestas condições. Leia mais sobre os sensores IR na nossa página de soluções, e as diferenças entre pelistores e sensores IR no blogue seguinte.

Tal como os pelistores são susceptíveis a envenenamento, os sensores IR são susceptíveis a choques mecânicos e térmicos graves e são também fortemente afectados por alterações de pressão brutas. Além disso, os sensores IR não podem ser utilizados para detectar hidrogénio. Assim, a melhor opção para a detecção de gás inflamável de hidrogénio é a tecnologia de sensor de espectrómetro de propriedade molecular (MPS™). Isto não requer calibração durante todo o ciclo de vida do sensor, e uma vez que o MPS detecta gases inflamáveis sem o risco de envenenamento ou falsos alarmes, pode poupar significativamente no custo total de propriedade e reduzir a interacção com unidades, resultando em paz de espírito e menos risco para os operadores. A detecção de gases do espectrómetro de propriedade molecular foi desenvolvida na Universidade de Nevada e é actualmente a única tecnologia de detecção de gases capaz de detectar vários gases inflamáveis, incluindo hidrogénio, simultaneamente, com grande precisão e com um único sensor.

Leia o nosso livro branco para saber mais sobre a nossa tecnologia de sensores MPS e, para obter mais informações sobre a deteção de gás hidrogénio, visite a nossa página do sector e consulte alguns dos nossos outros recursos sobre hidrogénio:

O que precisa de saber sobre o Hidrogénio?

Hidrogénio Verde - Uma visão geral

Hidrogénio azul - Uma visão geral

Xgard Bright MPS fornece deteção de hidrogénio em aplicações de armazenamento de energia

Os implantes de silicone estão a degradar a sua detecção de gás?

Em termos de detecção de gases, os pelistores têm sido a principal tecnologia para a detecção de gases inflamáveis desde os anos 60. Na maioria das circunstâncias, com uma manutenção correcta, os pelistores são um meio fiável e rentável de monitorização dos níveis de gases inflamáveis. Contudo, há circunstâncias em que esta tecnologia pode não ser a melhor escolha, e a tecnologia infravermelha (IR) deve ser considerada em vez disso.

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