DICA TÉCNICA

Quais são as limitações dos sensores de infravermelhos na medição do LEL?


Recentemente tem-se discutido acerca dos benefícios dos sensores de gás infravermelhos na medição do LEL no setor do petróleo e do gás. Alguns inclusive revindicam que esses sensores podem funcionar durante anos sem qualquer calibração, ao mesmo tempo que permitem aumentar o tempo de funcionamento sem necessidade de recarregar as baterias. Os benefícios da tecnologia de infravermelhos, sobre a tecnologia catalítica, na deteção de gases combustíveis na indústria são inegáveis: a capacidade de detetar gases combustíveis em ambientes com baixas concentrações de oxigénio e insensibilidade do sensor a contaminantes típicos dos catalisadores, tais como o silicone e o enxofre. No entanto, as limitações desta tecnologia, que são igualmente inegáveis, devem ser reconhecidas.

 
Em primeiro lugar os sensores de gases por infravermelhos (IR) para medição do LEL não conseguem detetar hidrogénio (H2).

Se o sensor estiver a ser utilizado numa aplicação onde se pretende detetar gases combustíveis e onde exista H2, o utilizador fica desprotegido. Os fabricantes de detetores que utilizam sensores IR de baixa potência para medição do LEL geralmente reconhecem essa limitação, mas promovem a interferência cruzada do H2 no sensor de monóxido de carbono (CO) que normalmente está instalado no detetor, como solução para este problema. É aqui que a questão se coloca:

Desde quando é que confiar nas deficiências de um sensor, para compensar as falhas de outro, se tornou uma prática aceitável?
 
A interferência cruzada do H2 no sensor de CO é muito comum e geralmente varia de 20 a 60%, mas pode variar de sensor para sensor. O que acontece então se um determinado sensor apresenta um nível significativamente menor de interferência?

A interferência de H2 nos sensores de CO origina falsos alarmes que gradualmente levam à falta de confiança do utilizador no seu detetor de gases, aumentando a probabilidade de o desligar na ocorrência de uma alarme ou mesmo de deixar de o utilizar.

 
A não deteção de H2 não é a única lacuna na utilização de um sensor de IR. A capacidade de deteção do sensor IR é limitada pelas características de adsorção do gás visado e a largura de banda do filtro no sensor. Muitos dos gases combustíveis são simplesmente indetetáveis por estes sensores de LEL com o princípio infravermelho de baixa potência.
DICA TÉCNICA

Quais são as limitações dos sensores de infravermelhos na medição do LEL?


Como exemplos de gases combustíveis não detetados estão o acetileno, a acrilonitrila, a anilina ou o dissulfureto de carbono. Novamente, os fabricantes reconhecerão a limitação do sensor na deteção de acetileno, comum em aplicações de soldadura ou espaços confinados, e irão considerar a interferência do sensor de monóxido de carbono como solução para este risco. O argumento acima mencionado, em relação ao H2, permanece o mesmo e é ampliado quando se tem em conta que o sensor de CO pode não ter uma interferência cruzada com determinado gás combustível que não seja detetável pelo sensor IR.

Qual é a melhor forma de detetar gases combustíveis?

 
Um dos principais benefícios dos sensores catalíticos é que eles detetam gases combustíveis pela sua queima. Por esta razão, o sensor catalítico é capaz de detetar praticamente qualquer gás combustível, só porque é combustível. A resposta do sensor catalítico a gás combustível é inerentemente linear; existe uma correlação estreita na resposta de vários gases em relação ao gás de calibração. Os fatores de resposta para sensores catalíticos são tipicamente inferiores a dois. A resposta do sensor IR não é linear e só se torna linear quando o sensor é calibrado para um determinado gás. Os fatores de resposta entre os gases também variam muito e podem ser superiores a 10 em alguns casos. Se existir exposição a um gás com um fator de resposta ≥ 10, o detetor produzirá um alarme falso quando a concentração real de gás é de apenas 1% LEL.


Ao contrário dos sensores infravermelhos, os sensores catalíticos são relativamente pouco afetados pela variação das condições ambientais, tais como a temperatura e a pressão, que podem afetar muito o desempenho do sensor IR. Portanto, os sensores infravermelhos de LEL devem ser adequados a esses efeitos ambientais, para que possam responder de forma precisa e fiável.
 
Os benefícios da tecnologia de infravermelhos para detetar gases combustíveis em algumas aplicações são inegáveis. No entanto, antes de descartar a tecnologia catalítica certifique-se de que sua aplicação está enquadrada nas capacidades técnicas do sensor. Caso contrário, os riscos a que se está a expor podem ser muito superiores aos benefícios da sua utilização.

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