Todos os sensores de CO são iguais?



Os sensores de CO são normalmente aplicados em detetores de gases utilizados por trabalhadores que realizam os seus trabalhos em ambientes onde este gás tóxico pode estar presente. Sendo o CO resultado da combustão incompleta, pode ser encontrado na maioria das indústrias e representa uma grande ameaça para os trabalhadores. A maioria dos sensores de CO têm por base o princípio eletroquímico, no entanto existem diferentes tipos de sensores.
 
Conhecer os diferentes tipos e as vantagens e desvantagens específicas de cada um é fundamental para selecionar o sensor CO apropriado para sua aplicação.

 
A pergunta óbvia é: qual é a diferença?
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Este artigo pretende esclarecer as diferenças entre cada um destes tipos de sensores e apontar as correspondentes aplicações adequadas.


O sensor CO padrão é o tipo de sensor de CO mais utilizado. Geralmente inclui um filtro de sulfureto de hidrogénio (H2S) para eliminar a interferência cruzada com este gás, mas é suscetível à interferência cruzada com outros gases, nomeadamente hidrogénio (H2). Ao usar o sensor de CO padrão deve ser avaliada a presença de outros gases na instalação que possam interferir com as leituras deste sensor. Outro fator a considerar é a gama de medição do sensor. Um sensor de CO padrão mede até 1.000 ou 1.500 ppm (partes por milhão) o que pode não ser suficiente para todas as aplicações e indústrias, como por exemplo aplicações de resgate em minas ou em aplicações na indústria siderúrgica.

O COalto ou sensor de gama alta de CO não é tão comum na indústria em geral, mas sim na indústria mineira (resgate de mina) e indústrias do aço. Em vez da gama de medição típica de 1.000 ou 1.500 ppm, este sensor é capaz de medir o monóxido de carbono até concentrações de 9.999 ppm. Quando as instalações têm processos que libertam elevadas concentrações de CO e os trabalhadores realizam operações nesse ambiente, esses sensores são muitas vezes o sensor de eleição. 

O sensor COSH, também conhecido como CO/H2S, é comum na deteção de CO. Este sensor é uma combinação de um sensor de monóxido de carbono e um sensor de sulfureto de hidrogénio, com os dois sensores num bloco único. Este sensor inclui um elétrodo dedicado à deteção de monóxido de carbono e um segundo elétrodo dedicado à deteção de sulfureto de hidrogénio. Esses sensores são comuns nos equipamentos de quatro gases usando três slots de sensores ou na deteção de seis gases usando cinco slots de sensores. Embora esta configuração seja extremamente conveniente e útil na obtenção de detetores de gases de menor tamanho, é importante ressaltar que, como este sensor deve permitir que ambos os gases se difundam nele, o filtro de H2S não está incorporado. O filtro H2S está incluído em todos os outros sensores de CO mencionados neste artigo.

Os termos de sensor de CO/H2 baixo e sensor de CO/H2 nulo são frequentemente utilizados indistintamente, mas são de facto diferentes. Ambos indicam que o sensor foi projetado para reduzir a interferência cruzada do hidrogénio (H2) na leitura do sensor de CO. O sensor de CO/H2 baixo garante uma reduzida interferência cruzada de hidrogénio, utilizando dois elétrodos e um catalisador especial com uma menor sensibilidade ao hidrogénio. O sensor CO/H2 nulo usa quatro elétrodos e é na verdade um sensor combinado (semelhante ao sensor COSH). Este inclui um elétrodo dedicado à deteção de CO e um segundo elétrodo dedicado à deteção de H2. O sensor CO/H2 nulo mede as concentrações dos gases CO e H2 separadamente e, em seguida, subtrai matematicamente a leitura do gás H2 à leitura do gás CO.

É crítico que em ambientes onde existam níveis significativos de hidrogénio a medição de CO utilize um sensor de CO/H2 baixo ou CO/H2 nulo. Apliquemos um pouco de matemática para mostrar o porquê. Se 100 ppm de H2 fossem expostos a um sensor de CO que não fosse nem um sensor de CO/H2 baixo nem CO/H2 nulo, o sensor interpretaria os 100 ppm de H2 como 60 ppm de CO com base na sensibilidade cruzada do sensor de CO ao H2. As siderurgias e as centrais termoelétricas são exemplos de instalações em que é comum serem utilizados sensores do tipo CO/H2 baixo ou CO/H2 nulo.


 
Notas sobre o sensor CO/H2 baixo
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Este sensor tem tipicamente cerca de 5%, ou menos, de interferência cruzada com o H2. Voltando ao exemplo, um sensor de CO padrão interpretava e exibia 60 ppm de CO se 100 ppm de H2 estivesse presente no ambiente. Um sensor de CO/H2 baixo com 5% ou menos de interferência cruzada com H2 exibiria 5 ppm ou menos de CO se 100 ppm de H2 estivessem presentes no ambiente.


 
Notas adicionais sobre o sensor CO/H2 nulo
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O objetivo deste sensor é anular completamente o efeito do H2 no sensor CO. Na prática, um sensor de CO/H2 nulo terá tipicamente 1% ou menos de interferência cruzada com o H2. Voltando novamente ao nosso exemplo, um sensor de CO padrão exposto a 100 ppm de H2 reagiria como 60 ppm de CO. Com um sensor de CO/H2 baixo exposto a 100 ppm H2 obteríamos um resultado igual ou inferior a 5 ppm de CO. A utilização de um sensor de CO/H2 nulo exposto a 100 ppm de H2 resultaria numa concentração igual ou inferior a 1 ppm de CO.
Claramente, para ambientes com elevadas concentrações de H2, os sensores CO/H2 baixo e CO/H2 nulo podem evitar falsos alarmes e proporcionar um maior nível de confiança na leitura de CO que está a ser exibida, garantido que não foi comprometida pelos níveis de H2 de fundo.


 
Agora que são claras as diferenças entre os diferentes tipos de sensores de CO poderá questionar-se: Estarei a usar um sensor de CO incorreto para a minha aplicação?
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Qual é o risco? Bem, se o sensor de CO que está a utilizar tem uma gama inferior à necessária para a sua aplicação, poderá não ter dados suficientes sobre a exposição potencial, no caso de um operador exposto a esse ambiente adoecer. E relativamente a falsos alarmes resultantes de interferências cruzadas, uma grande preocupação é o facto dos falsos alarmes originarem perca de confiança nas leituras dos equipamentos e, consequentemente, os trabalhadores continuarem a trabalhar em situações de risco sem o equipamento de proteção pessoal adequado ou não evacuar a área quando necessário.

Depois de ler este artigo, provavelmente terá uma maior compreensão acerca dos diversos sensores de CO, mas não há dúvida de que os sensores são complexos e selecionar a opção correta pode ser um desafio. Assim, em termos mais simples, há três pontos a considerar na escolha de um sensor de CO – a sua aplicação, a gama de medição de CO e os potenciais interferentes de fundo que possam estar presentes. Se ainda tem dúvidas sobre que sensor de CO utilizar, pode sempre contactar-nos para que possamos analisar a melhor opção para a sua aplicação.

Artigo publicado na revista ISHN, Setembro 2014
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