Fatos ao seu alcance: detecção de gás

1 de abril de 2017 | Por Scott Jenkins

A detecção de gases é uma tarefa crítica em muitas instalações de indústrias de processos químicos (CPI) para evitar riscos ao pessoal e ao meio ambiente. Os gases podem apresentar riscos de explosão, inflamabilidade, toxicidade, poluição ambiental e deslocamento do ar respirável. Esta referência de uma página fornece informações sobre classes comuns de detectores de gás e gases comumente monitorados na indústria.

As tecnologias de detecção de gás podem ser classificadas de acordo com as características dos gases que detectam: gases tóxicos ou gases combustíveis, e a maioria das tecnologias de detecção de gás se enquadra em uma das quatro grandes categorias com base em seu modo de operação: sensores eletroquímicos e óxido metálico sensores semicondutores são geralmente usados ​​para detectar gases tóxicos; e sensores infravermelhos e catalíticos são usados ​​para detectar gases combustíveis e explosivos.

Eletroquímica. Os sensores eletroquímicos são baseados em uma célula eletroquímica cuja corrente aumenta quando a molécula de interesse entra em contato com o eletrodo sensor. O gás alvo pode ser oxidado ou reduzido no eletrodo de trabalho, e um fluxo pequeno, mas detectável, de elétrons é produzido a partir da reação ali. Um eletrodo de medição e um contraeletrodo também estão conectados à célula.

Semicondutor de óxido de metal (MOS). Os semicondutores de óxido metálico são baseados no princípio de que a adsorção e dessorção de gás na superfície de um óxido metálico altera a condutividade do material. Quando moléculas-alvo entram em contato com um filme fino de material sensor de alta área de superfície, a concentração de portadores de carga (elétrons ou buracos) muda e a condutividade ou resistividade é alterada de maneira mensurável.

Catalítico. A maioria dos sensores desse tipo funciona por oxidação catalítica, onde o gás combustível de interesse entra em contato com uma superfície catalítica (geralmente bobina de fio tratado com platina) e é oxidado. Isso libera calor de reação e a resistência da fiação é alterada pelo aumento da temperatura. Normalmente, um circuito de ponte é usado para indicar a mudança de resistência. O aumento da resistência — em comparação com a resistência do ar limpo — é usado para indicar a concentração de gás.

Infravermelho. Os sensores infravermelhos funcionam através de um sistema de transmissores e receptores de luz. Quando gases combustíveis de interesse entram no campo de visão do receptor, uma parte da radiação é absorvida, alterando a potência da luz entre o transmissor e o receptor.

A tabela [1] contém informações sobre possíveis alvos de detecção de gás.

1. Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH), NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards, CDC, www.cdc.gov/niosh/npg/default, acessado em março de 2017.

2. Fine, GF e outros, Sensors, 10, pp. 5.469–5.502, 2010.

3. Figaro Engineering Inc., tecnologia de sensor de gás, acessado em março de 2017, www.figaro.co.jp