Categorias de Monitoramento de Gás:
1. Gás Combustível / Inflamável
• Perigo de explosão.
• Para evitar uma explosão, os níveis atmosféricos devem ser mantidos abaixo do limite explosivo mais baixo (LEL) para cada gás ou purgado de oxigênio.
• Geralmente medido como 0-100% do limite inferior de explosivos ou em parte por milhão de alcance.
• Os monitores de gás combustível são projetados para alarme antes que ocorra uma condição potencial de explosão.
2. Gases tóxicos / irritantes
• Perigoso para a saúde humana; a exposição do trabalhador deve ser monitorada.
• Normalmente medido na faixa de parte por milhão (ppm).
• Os monitores de gases tóxicos são projetados para alertar os trabalhadores antes que o nível de gás atinja uma concentração prejudicial.
• Alguns monitores de gases tóxicos podem calcular a exposição média ao longo do tempo, fornecendo leituras de limite de exposição de curto prazo (STEL) e média ponderada no tempo (TWA).
3. Oxigênio
• As atmosferas que contêm muito pouco oxigênio (menos de 19,5% de oxigênio em volume) são consideradas “deficientes em oxigênio” e interferem na respiração humana normal.
• As atmosferas que contêm muito oxigênio (mais de 25% de oxigênio em volume) são consideradas “enriquecidas com oxigênio” e possuem um risco aumentado de explosão.
• Medido na faixa de porcentagem de volume (a porcentagem normal de oxigênio no ar é 20,8% em volume ao nível do mar).
• Geralmente, os monitores de oxigênio são definidos como alarme se a atmosfera contiver muito pouco ou muito oxigênio.
Os quatro principais tipos de riscos de gás A tabela a seguir resume as quatro principais razões pelas quais o monitoramento de gás é realizado:
Tipos de riscos de gás
Atmosferas Inflamável / Explosiva
Para que uma chama exista, três condições devem ser atendidas. Deve haver:
• Uma fonte de combustível (por exemplo, vapores de metano ou gasolina).
• Oxigênio suficiente (acima de 10-15%) Oxidar ou queimar ou combustível.
• Uma fonte de calor (ignição) para iniciar o processo.
Triângulo de Fogo
Exemplos de fontes de calor e ignição
• As chamas abertas, como as de isqueiros, queimadores, fósforos e tochas de solda, são as fontes mais comuns de ignição.
• Radiação na forma de luz solar ou proveniente de superfícies quentes.
• Faíscas de várias fontes, como ligar ou desligar aparelhos elétricos, remover plugues, eletricidade estática ou relés de comutação.
Fatores de Atmosfera Combustível
Vapor Combustível X Gás
Embora frequentemente usados de forma intercambiável, os termos "vapor" e "gás" não são idênticos.
O termo "vapor" é usado para se referir a uma substância que, embora presente na fase gasosa, geralmente exista como líquido ou sólido à temperatura ambiente.
Quando dizemos que uma substância líquida ou sólida está queimando, na verdade são seus vapores que queimam.
"Gás" refere-se a uma substância que geralmente existe na fase gasosa à temperatura ambiente.
Pressão de vapor e ponto de ebulição
Pressão de vapor é a pressão exercida quando um sólido ou líquido em equilíbrio com seu próprio vapor. Está diretamente relacionado à temperatura.
Um exemplo de pressão de vapor é a pressão desenvolvida pelo vapor de um líquido em um recipiente fechado parcialmente cheio.
Dependendo da temperatura, a pressão do vapor aumentará até um certo limite. Quando esse limite é atingido, o espaço é considerado saturado.
A pressão de vapor e o ponto de ebulição de um produto químico determinam quanto é provável que ele se torne transportado pelo ar. Baixa pressão de vapor significa que há menos moléculas da substância para inflamar, portanto geralmente há menos risco presente. Isso também significa que há menos moléculas para detectar, o que pode tornar a detecção mais desafiadora e exigir instrumentação de maior sensibilidade.
Com pressão de vapor mais alta e um ponto de ebulição mais baixo, há uma maior probabilidade de evaporação.
Se os contêineres de produtos químicos com essas propriedades forem deixados abertos ou se eles se espalharem por grandes superfícies, é provável que causem maiores riscos.
Ponto de inflamação
Um material inflamável não emitirá uma quantidade de gás ou vapor suficiente para iniciar um incêndio até que seja aquecido até seu ponto de ignição.
O ponto de ignição é definido como a temperatura mais baixa na qual um líquido produz vapor suficiente para produzir uma chama. Se a temperatura estiver abaixo deste ponto, o líquido não produzirá vapor suficiente para inflamar. Se o ponto de ignição for alcançado e uma fonte externa de ignição, como uma faísca, for fornecida, o material pegará fogo. O documento NFPA-325M da Agência Nacional de Proteção contra Incêndio NFPA-325M, Propriedades de risco de incêndio de líquidos inflamáveis, gases e solventes voláteis, lista os pontos de ignição de muitas substâncias comuns. Os pontos de inflamação são significativos porque fornecem uma indicação do grau de perigo apresentado por um líquido inflamável. Geralmente, quanto mais baixo o ponto de flash, mais fácil é a formação de misturas inflamáveis de combustível e ar e, portanto.
Temperatura de auto-ignição
Se aquecido a um certo ponto de temperatura pode ocorrer ignição espontânea (ou "auto-ignição") - a maioria dos produtos químicos inflamáveis pode inflamar espontaneamente sob sua própria energia térmica, sem uma fonte externa de ignição.
Densidade do vapor
Densidade de vapor é a razão de peso de um volume de vapor inflamável em comparação com um volume igual de ar. A maioria dos vapores inflamáveis é mais pesada que o ar, e gravita em direção ao solo, estabelecendo-se em áreas baixas. Um gás ou vapor com uma densidade de vapor maior que 1 pode viajar em níveis baixos para encontrar uma fonte de ignição (por exemplo, hexano, que tem uma densidade de vapor 3,0); um gás ou vapor com uma densidade de vapor menor que 1 tenderá a aumentar (por exemplo, metano, que tem uma densidade de vapor de 0,6). É importante considerar a densidade do vapor ao determinar a localização ideal do sensor, pois ajuda a prever onde é mais provável que o gás ou vapor se acumule em uma sala ou área.
Limites de explosão
Para produzir uma chama, deve existir uma quantidade suficiente de gás ou vapor. Mas muito gás pode deslocar o oxigênio em uma área e deixar de apoiar a combustão. Por esse motivo, existem limites nas concentrações de gás de baixo e alto nível em que a combustão pode ocorrer. Esses limites são conhecidos como Limite explosivo inferior (LEL) e Limite explosivo superior (UEL). Eles também são chamados de Limite Inferior de Inflamabilidade (LFL) e Limite Superior de Inflamabilidade (UFL).
Para sustentar a combustão, a atmosfera deve conter a mistura correta de combustível e oxigênio (ar). O LEL indica a menor quantidade de gás que deve estar presente para a combustão e o UEL indica a quantidade máxima de gás. O nível real de LEL para diferentes gases pode variar amplamente e é medido como uma porcentagem em volume no ar. LELs e UELs de gás podem ser encontrados na NFPA 325.
LELs são tipicamente de 1,4% a 5% em volume. À medida que a temperatura aumenta, é necessária menos energia para acender o fogo e a porcentagem de gás em volume necessária para atingir 100% de LEL diminui, aumentando o risco. Um ambiente contendo níveis de oxigênio enriquecido aumenta o UEL de um gás, bem como sua taxa e intensidade de propagação. Como misturas de vários gases agregam complexidade, seu LEL exato deve ser determinado por teste.
A maioria dos instrumentos de gás combustível mede na faixa de LEL e exibe as leituras de gás como uma porcentagem do LEL. Por exemplo: uma leitura de 50% LEL significa que a mistura de gás amostrada contém metade da quantidade de gás necessária para suportar a combustão.
Limites explosivos de gás
Qualquer concentração de gás ou vapor que fique entre esses dois limites está na faixa inflamável (explosiva). Diferentes substâncias têm diferentes larguras de infamáveis - algumas são muito amplas e outras mais estreitas. Aqueles com uma faixa mais ampla geralmente são mais perigosos, pois uma quantidade maior de níveis de concentração pode ser inflamada.
Mistura de gás para ar
As atmosferas em que o nível de concentração de gás está abaixo do LEL (combustível insuficiente para inflamar) são chamadas de “muito magras” para queimar; aqueles em que o nível do gás está acima do UEL (oxigênio insuficiente para inflamar) são muito “ricos” para serem queimados.
Atmosferas tóxicas
Monitoramento de gases tóxicos
Um gás tóxico é aquele que é capaz de causar danos ao tecido vivo, comprometimento do sistema nervoso central, doença grave ou - em casos extremos - morte, quando ingerido, inalado ou absorvido pela pele ou pelos olhos. As quantidades necessárias para produzir esses resultados variam amplamente com a natureza da substância e o tempo de exposição. A toxicidade "aguda" refere-se à exposição de curta duração, como uma única exposição breve. A toxicidade "crônica" refere-se à exposição de longa duração, como exposições repetidas ou prolongadas.
O monitoramento de gases tóxicos é importante porque algumas substâncias não podem ser vistas ou cheiradas e não têm efeitos imediatos. Assim, o reconhecimento de um risco de gás pelos sentidos de um trabalhador geralmente chega tarde demais, depois que as concentrações atingem níveis perigosos.
Os efeitos tóxicos dos gases variam de geralmente inofensivos a altamente tóxicos. Alguns têm risco de vida mesmo em exposições curtas e de baixo nível, enquanto outros são perigosos apenas em exposições múltiplas em concentrações mais altas. O grau de perigo que uma substância representa para um trabalhador depende de vários fatores, que incluem o nível de concentração de gás e a duração da exposição.
Limites de exposição
A Conferência Americana de Higienistas Industriais Governamentais (ACGIH) publica uma lista revisada anualmente de limites de exposição recomendados para compostos industriais comuns, intitulados "TLV" e BEI "s, com base na documentação dos valores-limite para substâncias químicas e agentes físicos e biológicos Índices de Exposição ”. (Para solicitar uma cópia, consulte www.acgih.org). A ACGIH desenvolveu o conceito de Threshold Limit Value “(TLV), que é definido como a concentração no ar de um contaminante ao qual se acredita que quase todos os trabalhadores possam ser expostos repetidamente, dia após dia, durante uma vida útil sem desenvolver efeitos adversos. Esses valores são baseados em uma combinação de experiência industrial e pesquisa em humanos e animais.
Médias Ponderadas pelo Tempo (TWAs)
Os TLVs geralmente são formulados como médias ponderadas no tempo de 8 horas. O aspecto da média permite excursões acima do limite prescrito, desde que compensadas por períodos de exposição abaixo do TLV.
Limites de exposição a curto prazo (STELs)
Os limites de exposição a curto prazo são concentrações acima da média de 8 horas às quais os trabalhadores podem ficar expostos por curtos períodos de tempo sem efeitos nocivos. (Se a concentração for alta o suficiente, mesmo uma exposição única pode produzir efeitos nocivos à saúde.) Os STELs são usados para controlar situações nas quais um trabalhador é exposto a uma alta concentração de gás, mas apenas por um curto período de tempo. Eles são definidos como médias ponderadas no tempo de 15 minutos que não devem ser excedidas, mesmo que a TWA de 8 horas esteja abaixo do TLV.
Concentrações de teto
Para alguns gases tóxicos, uma única exposição que exceda o TLV pode ser perigosa para a saúde do trabalhador. Nesses casos, as concentrações do teto são usadas para indicar níveis que nunca devem ser excedidos.
Limites de exposição permitidos (PELs)
Os PELs são aplicados pela Administração de Segurança e Saúde Ocupacional (OSHA). A Parte 29 da Seção 1910.1000 do Código de Regulamentos Federais (CFR) contém esses padrões, que são semelhantes aos TLVs da ACGIH, exceto que eles são legalmente aplicáveis e não apenas recomendações. No entanto, os PELs mais precisos estão listados nas Folhas de Dados de Segurança do Material (MSDS) associadas.
Perigo imediato para a vida e a saúde (IDLH)
O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) define uma atmosfera de condição de exposição ao IDLH como uma ameaça à exposição a contaminantes transportados pelo ar, quando é provável que a exposição cause morte ou efeitos adversos permanentes à saúde imediatos ou retardados ou evite a fuga de tais substâncias. meio Ambiente. Como os valores do IDLH existem para garantir que um trabalhador possa escapar de um ambiente perigoso no caso de falha do equipamento de proteção respiratória, eles são usados principalmente para determinar a seleção respiratória apropriada em conformidade com os padrões da OSHA. Os sistemas de detecção de gás são usados para monitorar gases tóxicos principalmente em dois tipos de aplicações de monitoramento:
1. Monitoramento do ar ambiente (inclui monitoramento de vazamentos)
• detecção de gás de baixo nível para segurança do trabalhador;
• reduzir o vazamento de compostos caros (por exemplo, refrigerantes);
2. Monitoramento de processo
• monitorar os níveis de compostos usados nos processos de síntese química (por exemplo, nas indústrias de plásticos, borracha, couro e alimentos;
• de níveis baixos de ppm a altos% em volume Para o monitoramento de gases tóxicos, eletroquímicos, semicondutores de óxido metálico (estado sólido), infravermelho e fotoionização são as tecnologias de detecção mais usadas.
Deficiência / Enriquecimento de Oxigênio
Deficiência de oxigênio
O ar ambiente normal contém uma concentração de oxigênio de 20,8% em volume. Quando o nível de oxigênio cai abaixo de 19,5% da atmosfera total, a área é considerada deficiente em oxigênio. Em atmosferas deficientes em oxigênio, o oxigênio de suporte à vida pode ser deslocado por outros gases, como o dióxido de carbono. Isso resulta em uma atmosfera que pode ser perigosa ou fatal quando inalada. A deficiência de oxigênio também pode ser causada por ferrugem, corrosão, fermentação ou outras formas de oxidação que consomem oxigênio. À medida que os materiais se decompõem, o oxigênio é retirado da atmosfera para alimentar o processo de oxidação.
Deficiência de oxigênio no sistema de detecção de gás
O impacto da deficiência de oxigênio pode ser gradual ou repentino, dependendo da concentração geral de oxigênio e dos níveis de concentração de outros gases na atmosfera. Normalmente, níveis decrescentes de oxigênio atmosférico causam os seguintes sintomas fisiológicos:
Enriquecimento de Oxigênio Quando a concentração de oxigênio aumenta acima de 20,8% em volume, a atmosfera é considerada enriquecida com oxigênio e propensa a se tornar instável. Como resultado do nível mais alto de oxigênio, a probabilidade e a gravidade de um incêndio ou explosão de flash aumentam significativamente.
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