Compreender os sistemas de incêndio e gás aumenta a segurança

Por Edward Naranjo, diretor dos sistemas de detecção de incêndio e gás da Rosemount, Emerson

Embora muitos funcionários da planta de processo tenham algum conhecimento sobre sistemas de incêndio e gás, a própria natureza desses sistemas – isolados e separados do controle básico do processo e agindo apenas durante acidentes – pode fazer com que os trabalhadores os considerem como garantidos. Como um detector de fumaça em casa, um sistema de incêndio e gás, uma vez instalado, pode facilmente desaparecer em segundo plano. Quando os trabalhadores se familiarizam ou se familiarizam novamente com as funções críticas fornecidas pelos sistemas de incêndio e gás, isso melhora a segurança geral.

A engenharia de sistemas de incêndio e gás é um campo especializado que se tornou mais complexo à medida que as práticas de projeto e manutenção de sistemas ao longo de seu ciclo de vida evoluíram ao longo dos anos. Muita coisa mudou com o advento dos padrões prescritivos desenvolvidos pela Associação Nacional de Proteção contra Incêndio, Comunidade Européia e, mais recentemente, Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) 61511 e Sociedade Internacional de Automação (ANSI/ISA) 84.00.01. Esses padrões estabeleceram critérios baseados no desempenho para avaliar o desempenho dos Sistemas Instrumentados de Segurança (SIS). O relatório técnico TR84.00.07, desenvolvido por um grupo de trabalho ISA 84, fornece orientação sobre como os sistemas de incêndio e gás podem ser projetados de acordo com a IEC 61511.

Então, o que são esses sensores montados ao lado do tanque de amônia? Como eles funcionam e o que deve acontecer se houver um lançamento? Qual é o procedimento se houver um incêndio? Aqui estão alguns conceitos básicos que todos deveriam saber.

Assim como o controle de processo básico e o SIS, os sistemas de incêndio e gás usam sensores ligados a um controlador (Figura 1) programado para executar tarefas para mitigar o perigo em resposta à detecção de uma condição específica. Perigos típicos incluem liberações não inflamadas de gases e líquidos combustíveis ou tóxicos, ou a presença de fogo aberto se uma fonte de ignição for encontrada.

Figura 1: Embora um sensor possa ser a única parte visível, a lógica do sistema de detecção de incêndio e gás pode ser bastante complexa.

As ações de mitigação variam de acordo com a natureza, localização e gravidade do perigo detectado. Para um incêndio, pode haver várias ações. Isso inclui soar alarmes de alerta para o pessoal, liberar extintor, cortar o fluxo do processo, isolar a fonte de combustível e ventilar o equipamento. Tudo isso pode acontecer simultaneamente para extinguir o incêndio. Para uma liberação de gás tóxico, os alarmes podem soar para direcionar o pessoal para áreas de concentração seguras.

Essas funções devem poder acontecer sem o apoio de outros sistemas, mas não existem isoladamente. Eles são frequentemente integrados com SIS, desligamento de emergência (ESD) e controles do sistema de ventilação, ampliando a capacidade de mitigar um incidente ao interagir com esses outros sistemas.

As respostas refletem a lógica funcional gerada a partir de estudos de segurança de processo e resumidas em uma matriz transparente e bem documentada que relaciona as causas aos efeitos. Esses diagramas de causa e efeito especificam os requisitos funcionais do sistema de segurança. Algumas das ações de controle são executadas autonomamente pelo sistema de incêndio e gás, enquanto alguns disparos internos ativam os outros sistemas mencionados.

Os sensores usados ​​em sistemas de incêndio e gás geralmente são os elementos menos compreendidos, pois são diferentes dos instrumentos de processo mais familiares. Para começar, eles detectam o que está acontecendo em um espaço aberto, em vez de dentro de um vaso ou tubo. Compreender como eles detectam um gás perigoso, líquido ou uma fonte de energia radiante como um incêndio exige diligência.

A maioria dos sensores de gases tóxicos ou inflamáveis ​​são detectores pontuais, o que significa que eles monitoram condições altamente localizadas. Além disso, eles dependem do gás alvo atingir o sensor.

Um sensor identifica o gás alvo porque o gás reage com algo dentro do sensor de uma forma que altera um sinal elétrico (eletroquímico) (Figura 2) ou porque o gás alvo absorve comprimentos de onda específicos de luz infravermelha (IR). Quando o gás passa entre uma fonte IR e um receptor, a mudança é mensurável. Os sensores de ponto IR podem ter apenas um centímetro ou dois entre os dois elementos dentro de um único gabinete.