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.

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T4x um monitor de 4 gases de conformidade

É vital assegurar que o sensor de gás que emprega é totalmente optimizado e fiável na detecção e medição precisa de gás e vapores inflamáveis, qualquer que seja o ambiente ou local de trabalho em que se encontre, é da maior importância.

Fixo ou portátil?

Os detectores de gás apresentam-se de diferentes formas, mais comumente conhecidos como fixo, portátil ou transportáveis, em que estes dispositivos são concebidos para satisfazer as necessidades do utilizador e do ambiente, protegendo ao mesmo tempo a segurança dos que nele se encontram.

Os detectores fixos são implementados como equipamentos permanentes dentro de um ambiente para proporcionar uma monitorização contínua das instalações e do equipamento. De acordo com a orientação do Executivo de Saúde e Segurança (HSE) estes tipos de sensores são particularmente úteis quando existe a possibilidade de uma fuga para um espaço fechado ou parcialmente fechado que poderia levar à acumulação de gases inflamáveis. O Código Internacional do Transportador de Gás (Código IGC) declara que o equipamento de detecção de gás deve ser instalado para monitorizar a integridade do ambiente que deve monitorizar e deve ser testado de acordo com as normas reconhecidas. Isto é para assegurar que o sistema fixo de detecção de gás funciona eficazmente, a calibração atempada e precisa dos sensores é fundamental.

Os detectores portáteis vêm normalmente como um pequeno dispositivo portátil que pode ser utilizado em ambientes mais pequenos, espaços confinadospara detectar fugas ou avisos precoces da presença de gás e vapor inflamáveis dentro de áreas perigosas. Os detectores transportáveis não são portáteis, mas são facilmente deslocados de um lugar para outro para actuarem como um monitor "stand-in" enquanto um sensor fixo é submetido a manutenção.

O que é um monitor de conformidade de 4 gases?

Os sensores de gás são principalmente optimizados para a detecção de gases ou vapores específicos através da concepção ou calibração. É desejável que um sensor de gás tóxico, por exemplo um sensor que detecte monóxido de carbono ou sulfureto de hidrogénio, fornece uma indicação precisa da concentração de gás alvo em vez de uma resposta a outro composto interferente. Os monitores de segurança pessoal combinam frequentemente vários sensores para proteger o utilizador contra riscos de gás específicos. Contudo, um "monitor de conformidade de 4 gases" inclui sensores para medir os níveis de monóxido de carbono (CO) de sulfureto de hidrogénio (H2S), oxigénio (O2) e gases inflamáveis; normalmente metano (CH4) num só dispositivo.

O T4x monitor com o inovador sensor MPS™ inovador é capaz de fornecer proteção contra CO, H2S, O2 com a medição exacta de vários gases e vapores inflamáveis, utilizando uma calibração básica de metano.

Há necessidade de um monitor de conformidade de 4 gases?

Muitos dos sensores de gás inflamável implantados nos monitores convencionais são optimizados para detectar um gás ou vapor específico através da calibração, mas responderão a muitos outros compostos. Isto é problemático e potencialmente perigoso, pois a concentração de gás indicada pelo sensor não será precisa e pode indicar uma concentração de gás/vapor mais elevada (ou mais perigosa) e mais baixa do que a que está presente. Com os trabalhadores frequentemente potencialmente expostos a riscos de múltiplos gases e vapores inflamáveis no seu local de trabalho, é incrivelmente importante assegurar a sua protecção através da implementação de um sensor preciso e fiável.

Em que é que o detetor de gás portátil 4 em 1 T4x é diferente?

Para garantir a fiabilidade e precisão contínuas do detetor T4x . O detetor utiliza a funcionalidade do sensor MPS™ (Espectrometria de Propriedades Moleculares) na sua unidade robusta, que fornece uma gama de características para garantir a segurança. Oferece proteção contra os quatro perigos de gás mais comuns: monóxido de carbono, sulfureto de hidrogénio, gases inflamáveis e esgotamento de oxigénio, enquanto o detetor multigás T4x vem agora com uma deteção melhorada de pentano, hexano e outros hidrocarbonetos de cadeia longa. Inclui um botão único de grandes dimensões e um sistema de menu fácil de seguir para permitir uma utilização fácil por parte de quem usa luvas e que tenha recebido uma formação mínima. Resistente, mas portátil, o detetor T4x possui uma bota de borracha integrada e um filtro de encaixe opcional que pode ser facilmente removido e substituído quando necessário. Estas características permitem que os sensores permaneçam protegidos, mesmo nos ambientes mais sujos, para garantir a sua constância.

Uma vantagem única do detetor T4x é o facto de garantir que a exposição a gases tóxicos é calculada com precisão durante todo o turno, mesmo que seja desligado momentaneamente, durante uma pausa ou quando se desloca para outro local. A funcionalidade TWA permite uma monitorização ininterrupta e sem interrupções. Assim, ao ser ligado, o detetor recomeça do zero, como se estivesse a iniciar um novo turno, e ignora todas as medições anteriores. O T4x permite ao utilizador a opção de incluir medições anteriores dentro do período de tempo correto. O detetor não é apenas fiável em termos de deteção e medição precisas de quatro gases, é também fiável devido à duração da bateria. Tem uma duração de 18 horas e é útil para utilização em turnos múltiplos ou mais longos sem necessidade de carregamento regular.

Durante a utilização, o T4 utiliza um prático ecrã de "semáforo" que oferece uma garantia visual constante de que está a funcionar corretamente e de que está em conformidade com a política de teste de colisão e calibração do local. Os LEDs verdes e vermelhos brilhantes de Segurança Positiva são visíveis para todos e, como resultado, oferecem uma indicação rápida, simples e abrangente do estado do monitor, tanto para o utilizador como para as pessoas que o rodeiam.

T4x ajuda as equipas de operações a concentrarem-se em tarefas de maior valor acrescentado, reduzindo o número de substituições de sensores em 75% e aumentando a fiabilidade dos sensores. Ao garantir a conformidade em todo o local, o T4x ajuda os gestores de saúde e segurança, eliminando a necessidade de garantir que cada dispositivo está calibrado para o gás inflamável relevante, uma vez que detecta com precisão 19 de uma só vez. Sendo resistente ao veneno e com o dobro da duração da bateria, é mais provável que os operadores nunca fiquem sem um dispositivo. O T4x reduz o custo total de propriedade a 5 anos em mais de 25% e poupa 12 g de chumbo por detetor, o que facilita muito a sua reciclagem no final da sua vida útil.

Globalmente, através da combinação de três sensores (incluindo duas novas tecnologias de sensores MPS ™ e Longa duração de O2) num detetor multigás portátil já popular. A Crowcon permitiu melhorar a segurança, a relação custo-eficácia e a eficiência de unidades individuais e frotas inteiras. O novo T4x oferece uma vida útil mais longa com uma maior precisão para a deteção de perigos de gás, proporcionando simultaneamente uma construção mais sustentável do que nunca.

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Quanto tempo durará o meu sensor de gás?

Os detectores de gás são amplamente utilizados em muitas indústrias (tais como tratamento de água, refinaria, petroquímica, aço e construção, para citar algumas) para proteger pessoal e equipamento de gases perigosos e seus efeitos. Os utilizadores de dispositivos portáteis e fixos estarão familiarizados com os custos potencialmente significativos de manter os seus instrumentos a funcionar em segurança ao longo da sua vida operacional. Entende-se que os sensores de gás fornecem uma medição da concentração de alguns analitos de interesse, tais como CO (monóxido de carbono), CO2 (dióxido de carbono), ou NOx (óxido de azoto). Existem dois sensores de gás mais utilizados em aplicações industriais: electroquímicos para medição de gases tóxicos e oxigénio, e pelistores (ou esferas catalíticas) para gases inflamáveis. Nos últimos anos, a introdução de ambos Oxigénio e MPS (Espectrómetro de Propriedade Molecular) permitiram uma maior segurança.

Como posso saber quando o meu sensor falhou?

Houve várias patentes e técnicas aplicadas a detectores de gás nas últimas décadas que afirmam ser capazes de determinar quando um sensor electroquímico falhou. A maioria destas, no entanto, apenas inferem que o sensor está a funcionar através de alguma forma de estimulação de eléctrodos e pode fornecer uma falsa sensação de segurança. O único método seguro de demonstrar que um sensor está a funcionar é a aplicação de gás de teste e a medição da resposta: um teste de colisão ou calibração completa.

Sensor Electroquímico

Os sensoreselectroquímicos são os mais utilizados no modo de difusão em que o gás no ambiente entra através de um buraco na face da célula. Alguns instrumentos utilizam uma bomba para fornecer amostras de ar ou gás ao sensor. Uma membrana de PTFE é colocada sobre o buraco para impedir a entrada de água ou óleos na célula. As gamas e sensibilidades dos sensores podem ser variadas na concepção, utilizando furos de diferentes tamanhos. Os furos maiores proporcionam maior sensibilidade e resolução, enquanto que os furos mais pequenos reduzem a sensibilidade e resolução, mas aumentam o alcance.

Factores que afectam a vida do sensor electroquímico

Há três factores principais que afectam a vida do sensor, incluindo a temperatura, a exposição a concentrações de gás extremamente elevadas e a humidade. Outros factores incluem os eléctrodos dos sensores e as vibrações extremas e choques mecânicos.

Os extremos de temperatura podem afectar a vida útil do sensor. O fabricante indicará uma gama de temperaturas de funcionamento para o instrumento: tipicamente -30˚C a +50˚C. Os sensores de alta qualidade serão, contudo, capazes de resistir a excursões temporárias para além destes limites. A exposição curta (1-2 horas) a 60-65˚C para sensores H2S ou CO (por exemplo) é aceitável, mas incidentes repetidos resultarão na evaporação do electrólito e deslocamentos na leitura da linha de base (zero) e numa resposta mais lenta.

A exposição a concentrações de gás extremamente elevadas também pode comprometer o desempenho do sensor. Os sensores electroquímicos são tipicamente testados pela exposição a até dez vezes o seu limite de concepção. Os sensores construídos com material catalisador de alta qualidade devem ser capazes de resistir a tais exposições sem alterações na química ou perda de desempenho a longo prazo. Os sensores com menor carga de catalisador podem sofrer danos.

A influência mais considerável na vida do sensor é a humidade. A condição ambiental ideal para sensores electroquímicos é 20˚Celsius e 60% RH (humidade relativa). Quando a humidade ambiente aumenta para além de 60%RH, a água será absorvida pelo electrólito causando diluição. Em casos extremos, o conteúdo líquido pode aumentar 2-3 vezes, resultando potencialmente em fugas do corpo do sensor, e depois através dos pinos. Abaixo de 60%RH a água do electrólito começará a desidratar. O tempo de resposta pode ser significativamente prolongado à medida que o electrólito ou desidratado. Os eléctrodos dos sensores podem, em condições invulgares, ser envenenados por gases interferentes que se adsorvem no catalisador ou reagem com ele criando subprodutos que inibem o catalisador.

Vibrações extremas e choques mecânicos também podem danificar os sensores, fraturando as soldaduras que ligam os eléctrodos de platina, ligando tiras (ou fios em alguns sensores) e pinos juntos.

Expectativa de vida 'Normal' do Sensor Electroquímico

Os sensores electroquímicos para gases comuns tais como monóxido de carbono ou sulfureto de hidrogénio têm uma vida operacional tipicamente declarada de 2-3 anos. Os sensores de gases mais exóticos, como o fluoreto de hidrogénio, podem ter uma vida útil de apenas 12-18 meses. Em condições ideais (temperatura e humidade estáveis na região de 20˚C e 60%RH) sem incidência de contaminantes, sabe-se que os sensores electroquímicos funcionam há mais de 4000 dias (11 anos). A exposição periódica ao gás alvo não limita a vida útil destas minúsculas células de combustível: os sensores de alta qualidade têm uma grande quantidade de material catalisador e condutores robustos que não se esgotam com a reacção.

Sensor Pellistor

Os sensoresPellistor consistem em duas bobinas de arame emparelhadas, cada uma delas embutida numa conta de cerâmica. A corrente é passada através das bobinas, aquecendo os grânulos para aproximadamente 500˚C. Queimaduras de gás inflamável no grânulo e o calor adicional gerado produz um aumento na resistência da bobina que é medida pelo instrumento para indicar a concentração de gás.

Factores que afectam a vida do sensor Pellistor

Os dois principais factores que afectam a vida útil do sensor incluem a exposição a uma concentração elevada de gás e o posicionamento ou inibição do sensor. O choque mecânico extremo ou vibração também pode afectar a vida útil do sensor. A capacidade da superfície do catalisador para oxidar o gás reduz quando este foi envenenado ou inibido. A vida útil do sensor mais de dez anos é comum em aplicações onde compostos inibidores ou envenenadores não estão presentes. Os pelistores de maior potência têm maior actividade catalítica e são menos vulneráveis ao envenenamento. As esferas mais porosas também têm maior actividade catalítica à medida que o seu volume de superfície aumenta. Uma concepção inicial qualificada e processos de fabrico sofisticados asseguram a máxima porosidade dos grânulos. A exposição a elevadas concentrações de gás (>100%LEL) também pode comprometer o desempenho do sensor e criar um desvio no sinal de zero/linha de base. A combustão incompleta resulta em depósitos de carbono no talão: o carbono 'cresce' nos poros e cria danos mecânicos. O carbono pode, contudo, ser queimado ao longo do tempo para revelar de novo os locais catalíticos. O choque mecânico extremo ou vibração pode também, em casos raros, causar uma quebra nas bobinas do pellistor. Esta questão é mais prevalente nos detectores de gás portáteis do que nos detectores de gás de ponto fixo, uma vez que são mais susceptíveis de serem largados, e os pelistores utilizados são de menor potência (para maximizar a duração da bateria) e, portanto, utilizam bobinas de arame mais delicadas e mais finas.

Como posso saber quando o meu sensor falhou?

Um pellistor que tenha sido envenenado permanece electricamente operacional mas pode não responder ao gás. Assim, o detector e o sistema de controlo de gás pode parecer estar num estado saudável, mas uma fuga de gás inflamável pode não ser detectada.

Sensor de oxigénio

O nosso novo sensor de oxigénio sem chumbo e de longa duração não tem fios comprimidos de chumbo que o electrólito tem de penetrar, permitindo a utilização de um electrólito espesso, o que significa que não há fugas, não há corrosão induzida por fugas, e maior segurança. A robustez adicional deste sensor permite-nos oferecer, com confiança, uma garantia de 5 anos por mais um elemento mental.

Os sensores deoxigénio de longa duração têm uma longa vida útil de 5 anos, com menos tempo de paragem, menor custo de propriedade, e impacto ambiental reduzido. Medem com precisão o oxigénio numa vasta gama de concentrações de 0 a 30% de volume e são a próxima geração de detecção de gases O2.

Sensor MPS

MPS O sensor fornece tecnologia avançada que elimina a necessidade de calibrar e fornece um 'LEL (limite explosivo inferior) verdadeiro' para a leitura de quinze gases inflamáveis, mas pode detectar todos os gases inflamáveis num ambiente multiespecífico, resultando em custos de manutenção contínuos mais baixos e numa interacção reduzida com a unidade. Isto reduz o risco para o pessoal e evita dispendiosos tempos de paragem. O sensor MPS é também imune ao envenenamento dos sensores.

A falha do sensor devido a envenenamento pode ser uma experiência frustrante e dispendiosa. A tecnologia do sensor MPS™não é afectada por contaminações no ambiente. Os processos que têm contaminantes têm agora acesso a uma solução que funciona de forma fiável com design seguro contra falhas para alertar o operador a oferecer uma paz de espírito ao pessoal e bens localizados em ambiente perigoso. É agora possível detectar vários gases inflamáveis, mesmo em ambientes agressivos, utilizando apenas um sensor que não requer calibração e tem uma vida útil esperada de pelo menos 5 anos.

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