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A evolução da detecção de gás

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A evolução da detecção de gás

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A história recente da humanidade apresenta capítulos tristes em relação à insegurança na qual os trabalhadores da área de exploração (principalmente de minério) eram submetidos. 

 

Após várias situações onde a tentativa e erro custaram muitas vidas, medidas inusitadas surgiram para contornar a falta de tecnologia de certas épocas, entre elas a detecção de gás.

 

Veja nesse post algumas dessas soluções de contorno que salvaram muitas vidas e como a tecnologia da detecção de gases evoluiu para nos trazer a segurança que temos hoje em ambientes com esse tipo de exposição.

 

Como ocorreu a evolução da detecção de gás?

 

Com o acontecimento de muitos desastres, com mortes em massa ocorrendo em minas, descobriu-se que a causa dessas tragédias eram gases como o monóxido de carbono que é inodoro, incolor e mortal.

 
Vale lembrar que antigamente, a iluminação das minas era feita com lamparinas.

 
Isso causou acidentes explosivos em minas de carvão que estavam suscetíveis, também, à presença de gases inflamáveis, como o metano que costumava vazar a partir das rochas que contém carvão.

 
Situações como essas exigiram soluções rápidas e criativas para contornar o problema da falta de tecnologia, vejamos alguns exemplos:


Lâmpada de Humphry Davy

 

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É muito comum que algumas minas tenham gases inflamáveis acumulados e sendo dissipados durante a atividade mineradora. 

 

Isso acabou causando vários acidentes com explosões e inúmeras mortes.

 

Humphry Davy estava decidido a encontrar uma forma de tornar segura a iluminação dentro das minas utilizando o fogo, que era o principal recurso da época. 

 

Em seus experimentos, ele descobriu que a chama não se propaga através de pequenos orifícios.

 

Com essa descoberta, Humphry Davy construiu uma estrutura de ferro, na qual a vela era envolvida em um pedaço de tela metálica com pequenos buracos. 

 

Assim, os fios de metal que formam a tela absorvem todo o calor da chama, esfriando a chama até que não consiga mais se sustentar, mesmo assim, a presença de gás inflamável era percebida pelos mineradores pela mudança na cor da chama da vela.

 

Com essa invenção, a vela era mantida acesa e o risco de uma explosão era minimizado.

 

Canários nas minas de carvão

 

Após descobrir que a intoxicação por gases era a principal causa das mortes em minas, John Haldane, um estudioso da época, utilizou seus conhecimentos sobre o sistema respiratório dos pássaros e passou a utilizar canários como detectores de gases nocivos nesses ambientes.

 
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 monóxido de carbono no ar, 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.

 

Essa solução foi utilizada até 1986, quando foi substituída por detectores digitais conhecidos como “electrical nose”, ou nariz elétrico.

 
Como a detecção de gás é feita atualmente?

 

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Atualmente existem várias tecnologias disponíveis, como os sensores eletroquímicos, que, é constituído por um conjunto de eletrodos colocados sobre um reagente químico que ao entrar em contato com o gás que se deseja detectar, reage quimicamente e altera a corrente elétrica.


Já no sensor catalítico há um circuito com duas bobinas, com uma esfera de alumínio em cada uma, sendo elas tratadas: uma é impregnada de catalisador para promover a oxidação (detector) e a outra é tratada para inibir a oxidação (compensador). 

 

A corrente passada nas bobinas faz as esferas alcançarem uma temperatura em que a oxidação do gás ocorra assim que entrar em contato com a esfera catalisada. Esta oxidação resulta em um aumento ainda maior na temperatura e, consequentemente, um aumento na resistência da bobina em que está a esfera catalisada provocando um desequilíbrio no circuito e gerando uma leitura do gás.


Existem também detectores infravermelhos. Isso porque os gases possuem espectros de absorção de radiação infravermelha diferentes. 


Assim, o sensor infravermelho é composto por uma câmara onde há luz infravermelha, com superfícies que refletem esses raios de luz infravermelha e os sensores detectam esses raios, ou seja, quando há gases que se deseja detectar, parte dos raios emitidos são absorvidos por eles e a intensidade de luz que chega aos sensores é menor que a luz emitida.


A detecção por fotoionização (PID) é muito utilizada para a detecção de compostos voláteis orgânicos (VOCs). Essa, por sua vez, utiliza um sensor com uma lâmpada ultravioleta, que através de sua radiação gera a ionização das moléculas de gás. Os eletrômeros dentro do sensor medem as diferenças elétricas causadas pelos íons.


Nos sensores que utilizam condutividade térmica, é possível medir gases que possuem esse atributo maior do que o ar como, por exemplo, o metano e o hidrogênio. Já os gases que possuem condutividade térmica próxima a do ar, como amônia e monóxido de carbono, não podem ser detectados.


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(Imagens: divulgação)



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