O documento discute a detecção de gases, trazendo exemplos históricos de acidentes causados por vazamentos tóxicos e explosivos e a necessidade do desenvolvimento de detectores de gases. Resume os principais tipos de detectores, incluindo lamparinas, canários, detectores catalíticos, de infravermelho, eletroquímicos e PID, explicando seus princípios de funcionamento.

1. VISÃO GERAL
DETECÇÃO DE GÁS

2. A epopéia humana em suprir produtos e serviços, para um número cada vez maior de pessoas.
Atendendo a necessidade de: energia, saúde, educação, alimentação, lazer etc.,
Nas últimas décadas, grandes empresas travam um corrida à descoberta de novas tecnologias.
Destacam-se:
* Sintetização
* Polimerização
A partir delas se permitiu:
* Maior variedade de produtos
* Produção em grande escala
* Menor custo ambiental
Visão Geral – Detecção de Gases

3. Para isso houve a ampliação do papel participativo da indústria química e petroquímica, com a descoberta e processamento de
grandes volumes de substâncias químicas, como gases e vapores.
Porém, assim como o fogo, o que constrói, se fora de controle, também destrói; e nem sempre foi pacífica a convivência com
gases e vapores tóxicos e inflamáveis.
A experiência humana está repleta de acontecimentos indesejáveis, provenientes de vazamentos que geraram nuvens
tóxicas e/ou explosivas.

4. A relação trabalho vs tempo, geram alguns fatores como:
• Fadiga de material
• Excesso de pressão
• Corrosão
• Vibração
• Falha Operacional (Fator Humano)

5. Algumas tragédias ao longo da história:
1974 – Flixborough, Reino Unido: Explosão de uma fábrica de produtos químicos: 23 mortos, 104 feridos;
1978 – Manfredonia, Itália: Vazamento de Amônia de uma fábrica de produtos químicos – 10 mil retirados;
1984 – Bhopal, Índia: Vazamento de pesticida de fábrica. 2500 mortos, milhares de feridos, 200 mil retirados;
1988 – Mar do Norte: Explosão da plataforma Piper Alfa, mais de 100 mortos;
1996 – Osasco, Brasil: Explosão de um Shopping Center, mais de 40 mortos e 200 feridos.

6. • 1974 – Flixborough, Reino Unido: Explosão de uma fábrica de produtos químicos: 23 mortos, 104 feridos;

7. 1978 – Manfredonia, Itália: Vazamento de Amônia de uma fábrica de produtos químicos – 10 mil
retirados;

8. 1984 – Bhopal, Índia: Vazamento de pesticida de fábrica. 2500 mortos, milhares de feridos, 200 mil
retirados;

9. • 1988 – Mar do Norte: Explosão da plataforma Piper Alfa, mais de 100 mortos;

10. • 1996 – Osasco, Brasil: Explosão de um Shopping Center, mais de 40 mortos e 200 feridos.

11. Detectores de gases
Princípios de detecção

12. Lamparina
Uma forma primitiva de detector de gases
usada em minas de carvão subterrâneas e
esgotos. Embora originalmente concebido
como uma fonte de luz, o aparelho
também pode ser usado para estimar o
nível de gases combustíveis, com uma
precisão de cerca de 25-50%, em função do
comportamento da chama
Canários
Pelo seu sistema respiratório mais eficiente, uma ave sente os
efeitos de gases nocivos antes dos humanos, manifestando seu
desconforto e alertando os trabalhadores a tempo de evacuar
uma mina quando ela apresenta níveis perigosos de gases
tóxicos.
Os canários ficavam dentro de caixas de vidro, que continham
uma porta para deixar o ar entrar, e uma grade para não permitir
que o pássaro escape. Quando houvesse gás no ambiente, o
animal começaria a mostrar sinais de desconforto, balançando
em seu poleiro e, até mesmo, caindo.
Se o canário perdesse a consciência, a porta da caixa de vidro era
fechada e a válvula, conectada a um cilindro de oxigênio, era
aberta para “reviver” o pássaro.

13. Princípio de funcionamento
• Sensores Catalíticos
Quase todos os sensores de detecção modernos e de baixo custo para gás combustível são do tipo eletro-catalítico.
Eles são feitos de uma bobina de fio de platina aquecido eletricamente, coberto primeiro com uma base de cerâmica,
tais como alumina e, em seguida, com um revestimento final exterior do catalisador de paládio ou ródio disperso em
um substrato de tório.

14. Princípio de funcionamento
Detector de gás por infravermelho
Muitos gases combustíveis têm bandas de absorção na região do infravermelho do espectro eletromagnético da luz e do
princípio da absorção no infravermelho tem sido utilizada como uma ferramenta de análise de laboratório por muitos
anos.

15. Princípio de funcionamento
• Sensor eletroquímico
Sensores eletroquímicos pode ser usado para detectar a maioria dos comuns gases tóxicos incluindo CO, H2S,Cl2, SO2,
etc. Os sensores eletroquímicos são compactos, exigem pouca energia, exibem excelente linearidade e repetibilidade
e, geralmente, têm uma vida útil longa, tipicamente 1-3 anos. Os tempos de resposta, denominado T90, isto é o tempo
para atingir 90% da resposta final, são tipicamente de 30-60 segundos e intervalo mínimo de detecção dos limites de
0,02 a 50 PPM, dependendo do tipo de gás alvo.

16. Princípio de funcionamento
• PID (Photoionization Detector)
É um detector de gases que tem como princípio de funcionamento a fotoionização. A determinação de VOCs é
precisa desde baixas concentrações, na ordem de ppb (partes por bilhão), até concentrações superiores a 10.000 ppm
(partes por milhão). Além disso, essa tecnologia terá utilizada em outras aplicações distintas. .

17. Princípio de funcionamento
• O que o PID detecta?
Todos os elementos que podem ser ionizados necessitaram de quantidades diferentes de energia. Essa energia
necessária para desassociar um elétron e ionizar um composto, é chamada de Potencial de Ionização (PI) e medida em
elétron-Volt (eV). A energia luminosa emitida pela lâmpada UV é sempre medida em eV.

18. O que é LEL?

19. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Catalítico - Interpretando %LEL
Combustível
0%
POBRE
L.I.I.
L.S.I.
EXPLOSIVA RICA
100%
Ar 0%
100%
Muito Gás e
pouco Ar
Pouco Gás
L.I.I. é o ponto onde existe a mínima
concentração para que uma mistura de ar
+ gás/vapor se inflame.
L.S.I. é o ponto máximo onde ainda
existe uma concentração de mistura de
ar + gás/vapor capaz de se inflamar.

20. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Catalítico - Interpretando %LEL
Combustível
0%
POBRE
L.I.I.
L.S.I.
EXPLOSIVA RICA
100%
Ar 0%
100%
5%
15%
CH4 - METANO
0% 100%
%L.I.I.

21. LEL
• Práticas Seguras de Monitoramento
• A detecção e o sistema de alerta precoce são necessários para detectar os níveis de 0% até o LEL – Limite Inferior de
Explosividade.
• Até o momento que a concentração de LEL é atingida, os procedimentos ou o apuramento local já devem ter sido
colocados em operação.
•
Então, convencionalmente, os alarmes devem iniciar a uma concentração de 10% do valor de LEL,

22. H2S
Sulfeto de Hidrogênio

23. H2S
• O QUE É?
• O sulfeto de hidrogênio ocorre naturalmente em petróleo bruto, gás natural, gases vulcânicos, fontes
termais e também é produzido por atividades humanas. Também é produzido por resíduos humanos e
animais como resultado da degradação bacteriana da matéria orgânica. As bactérias encontradas na
boca e no aparelho digestivo produzem sulfeto de hidrogênio durante a digestão de alimentos
contendo proteínas vegetais ou animais. Fontes industriais de sulfeto de hidrogênio incluem refinarias
de petróleo, plantas de gás natural, plantas petroquímicas, plantas de coque e plantas de
processamento de celulose, alimentos e curtumes.

24. H2S
• Concentração de H2S (ppm) partes por milhão - efeito nos seres humanos
• 0,3 a 1,0 Detectável pela maioria das pessoas pelo sentido do paladar, mais do que pelo do odor.
• 3 a 5 Facilmente detectável. Odor moderado
• 8 Inicia processo de irritação dos olhos. Nível de exposição permissível para 8 horas de exposição
• 20 a 30 Odor forte e desagradável, mas não intolerável. Provoca tosse e imediata irritação dos olhos.
Máxima concentração permissível para curto período de exposição (10 minutos por turno de 8 horas)
• 50 Pronunciada irritação dos olhos, garganta e pulmões, mas é possível respirar por alguns minutos.
• 100 Tosse, irritação dos olhos, perda do olfato após 2 a 5 minutos de exposição.
• 200 Inflamação nos olhos e irritação no sistema respiratório após uma hora de exposição
• 500 Perda da consciência e possível morte em 30 minutos a uma hora.
• 700 a 1000 Inconsciência imediata, paralisação da respiração e morte. Poderá resultar em danos
cerebrais permanentes.
• 1000 a 2000 Inconsciência instantânea, com parada respiratória e morte em poucos minutos.A morte
poderá ocorrer mesmo se houver remoção para ambiente não contaminado. Ocorrem danos
cerebrais.

25. CO
Monóxido de Carbono

26. CO
O monóxido de carbono (CO) é um gás levemente inflamável, inodoro e muito perigoso devido à sua grande
toxicidade. É produzido pela queima em condições de pouco oxigênio (combustão incompleta) e/ou alta
temperatura de carvão ou outros materiais ricos em carbono, como derivados de petróleo, por exemplo,
pelos motores dos veículos. Grande quantidade de subproduto de CO é formada durante os processos
oxidativos para a síntese de produtos químicos.
O monóxido de carbono realiza ligações estáveis com a hemoglobina, sendo mais tóxico para o corpo do que
o dióxido de carbono.

27. • CO x Tempo:
• Ligeira dor de cabeça, desconforto (200ppm x 3hs)
• Dor de cabeça, desconforto (600ppm x 1 h)
• Confusão, dor de cabeça (1000 a 2.000 ppm x 2 hs)
• Tendência a cambalear (1.000 a 2.000 ppm x 1,5 hs)
• Palpitação leve (1.000 a 2.000 ppm x 30 minutos);
• Inconsciência (2.000 a 5.000 ppm);
• Fatal (10.000 ppm).
Limites de inflamabilidade no ar:
•Limite Superior: 75 %
•Limite Inferior: 12 % (=12.000 ppm)
CO