Muitos gases são perigosos quando estão presentes em uma determinada concentração. No entanto, a maioria desses gases não podem ser detectados sem a ajuda de um instrumento porque são invisíveis e inodoros. É por esta razão que, no caso do gás natural e do gás liquefeito de petróleo, adicionam um odorante antes de chegar aos consumidores. Contudo, no caso de muitos gases perigosos, ou não é possível avisar com um odor adicionado porque não tem efeito ou porque o odor não pode ser percebido. Por isso, para proteger as pessoas e bens, costuma-se utilizar um detector de gás que avisa a tempo. Por outro lado, um detector de gás também é utilizado em processos de produção para controlar a concentração desejada de gases.
Critérios importantes para selecionar um detector de gás
Que tipo de gás devemos medir?
Antes de adquirir um detector de gás, primeiro devemos esclarecer qual gás ou gases o dispositivo deve detectar. Dependendo do tipo de dispositivo e sensor, um detector de gás pode medir ou detectar um único gás ou vários gases separadamente ou em grupos. Para determinar o tipo de perigo, os gases são divididos em 3 grupos: gases inflamáveis, gases tóxicos e gases nocivos para o meio ambiente. Alguns gases pertencem a mais de uma destas categorias porque, por exemplo, são ao mesmo tempo inflamáveis e tóxicos ou inflamáveis e prejudiciais para o meio ambiente. Com um detector de gás você pode verificar a concentração de gás no exterior, em salas, tubulações ou recipientes, ou detectar vazamentos.
Exemplo de gases perigosos:
Proteção contra ignição de acordo com ATEX para uso em atmosferas potencialmente explosivas
Em áreas onde ocorrem misturas explosivas, deve ser utilizado um detector de gás especialmente equipado para trabalhar em atmosferas potencialmente explosivas. O design e as medidas de proteção adicionais evitam a ocorrência de faíscas ou altas temperaturas no detector de gás, o que poderia causar incêndios ou explosões. A Diretiva Européia 2014/34/UE (ATEX) especifica os requisitos para dois grupos de aparelhos. O grupo de aparelhos I inclui equipamentos adequados para trabalhos subterrâneos em minas onde existe perigo por gases e poeiras explosivas. Os equipamentos para atmosferas potencialmente explosivas fora da mina pertencem ao grupo de aparelhos II. Ambos os grupos estão divididos em várias categorias. O usuário deverá selecionar o equipamento adequado para os riscos presentes na área de utilização.
A faixa de medição de um detector de gás utilizado para fins de proteção é geralmente determinada com base na concentração na qual o respectivo gás é perigoso. O valor de medição é indicado em ppm para a maioria dos gases. Um ppm significa uma parte por milhão e, portanto, corresponde a um mililitro por metro cúbico de ar ou um miligrama por quilograma de ar. Por outro lado, a concentração de gases inflamáveis é normalmente indicada como uma porcentagem da concentração no limite inferior de explosividade (LIE).
1 ppm = 1 ml/m³ = 1 mg/kg
Na hora de definir os limites de alarme do detector de gás, é essencial levar em consideração a rapidez com que é possível reagir no próprio local se o valor limite for excedido. Contudo, devido a possíveis imprecisões de medição, geralmente é definido um limite de alarme muito baixo. Porém, ao determinar a faixa de medição em algumas áreas específicas, como processos de produção ou armazenamento de produtos, não se leva em conta tanto o perigo, mas sim a eficácia da concentração do gás utilizado. Nestes casos, podem haver concentrações muito elevadas, portanto a proteção das pessoas deverá ser garantida com outras medidas.
Em aplicações onde o detector de gás é utilizado principalmente em áreas não perigosas para detectar vazamentos em tubulações e recipientes ou para verificar ocasionalmente a presença de gases inflamáveis, não é necessário ter um dispositivo com display que exiba o valor da medição. Com um detector de gás deste tipo, o dispositivo avisa através da iluminação graduada de vários LEDs ou acusticamente ou por vibração. No entanto, certifique-se de que o detector de gás detecta os gases desejados e cubra a faixa de medição pertinente. Muitos dispositivos alternam automaticamente entre faixas de medição altas e baixas. Ambas as faixas de medição facilitam a localização das fontes de emissão.
Existem diferentes métodos de medição e uma grande variedade de sensores especiais para detectar a concentração de gases com um dispositivo eletrônico. Muitos tipos de dispositivos são projetados para funcionar com sensores de diferentes princípios de medição. Alguns deles reconhecem automaticamente o sensor conectado, enquanto em outros é necessário ajustar e calibrar a unidade de avaliação em função do sensor utilizado.
Sensores eletroquímicos
O gás flui na câmara do sensor sobre um eletrodo com sensor especial e lá se oxida ou reduz eletroquimicamente. No caso da oxidação, os elétrons fluem em direção ao contra-eletrodo. A redução causa um fluxo de elétrons do contra-eletrodo para o eletrodo de trabalho. A quantidade de elétrons depende da concentração de gás. É avaliado e exibido como concentração.
Sensores catalíticos
Os gases inflamáveis são determinados qualitativa e quantitativamente pela sua inflamabilidade. O gás difusor queima (oxida) estimulado pelo catalisador. A oxidação aumenta a temperatura na bobina de medição e, portanto, altera sua resistência elétrica. Esta alteração é medida, avaliada e exibida como concentração.
Sensores semicondutores
Os sensores de gás semicondutores modificam sua condutividade elétrica quando entram em contato com o gás a ser medido. Podem ser usados para todos os gases oxidáveis ou redutíveis. Dependendo do tipo de gás, a sensibilidade varia de algumas milésimas de ppm a vários milhares de ppm.
Sensores infravermelhos NDIR
NDIR são siglas em inglês que significa método infravermelho não dispersivo. A luz infravermelha irradiada com um comprimento de onda específico é absorvida pelas moléculas do gás a ser medido. Um detector de gás infravermelho projetado para um gás específico dificilmente é afetado por outros gases. A sobreposição das faixas de absorção pode ser compensada através de sensores multigás.
