Altura de instalação do detector de gás

Detector na altura errada detecta tarde, ou não detecta

O equipamento está energizado, o laço está supervisionado, a inspeção passa, e mesmo assim a nuvem se forma e se acumula em um lugar onde o sensor não está.

A altura de instalação de detector de gás não tem um número único. Ela é consequência de três coisas: a densidade do gás em relação ao ar, onde está a fonte e para onde o gás tende a migrar, e como o ar se move naquele ambiente.

Este artigo trata desses três critérios, dos três erros mais comuns que eles produzem em campo, e do que precisa estar definido antes de alguém furar a parede.

A densidade do gás é o primeiro critério

O comportamento da nuvem depende de quanto o gás pesa em relação ao ar. É daí que sai a primeira decisão de altura.

Dois pontos que costumam escapar dessa leitura.

O primeiro é a temperatura. Vapor quente pode subir mesmo sendo mais denso que o ar, e depois descer conforme esfria. Em área de processo com fonte aquecida, a densidade sozinha não descreve o caminho da nuvem.

O segundo é que densidade define a tendência, não o trajeto. Quem define o trajeto é a geometria do ambiente mais o movimento do ar, que é o terceiro critério deste artigo.

Cenário 1: gás leve com detector baixo

O metano tende a subir e se acumular na parte alta do ambiente. Com o sensor posicionado na altura de olho, o alarme depende de a concentração crescer o suficiente para que a nuvem alcance aquele ponto mais baixo.

O efeito prático é o atraso. O sistema funciona, o sensor responde, mas responde depois que a massa de gás já está formada no teto. Em ambiente com fonte contínua, esse intervalo é justamente o que o projeto tentava comprar.

O ajuste usual é levar o sensor para perto do teto, no ponto alto real do ambiente. Vale olhar a estrutura antes: viga, entreforro e desnível criam bolsões onde o gás fica preso, e o ponto alto médio da sala nem sempre é o ponto alto onde o gás chega primeiro.

Cenário 2: gás pesado com detector alto

É o inverso, e costuma ser o mais grave dos três. O GLP tende a descer e formar bolsão no piso, em vala, em poço e em qualquer área rebaixada.

Com o sensor instalado no alto da parede, a nuvem pode se acumular a metros de distância dele sem produzir leitura relevante, porque ela simplesmente não sobe. É o arranjo que mais aproxima da situação de não detectar, e não apenas de detectar tarde.

A prática de projeto costuma trabalhar com o sensor a poucos centímetros do piso, em faixas na ordem de 15 a 30 cm, sempre confirmando o valor no manual do fabricante e no datasheet do modelo especificado. O número exato varia com o equipamento e com a aplicação.

E vale a mesma observação do cenário anterior, com o sinal trocado: o ponto baixo do desenho não é necessariamente o ponto baixo da obra. Se existe vala, canaleta ou área rebaixada, é ali que o gás se concentra, e é ali que o sensor precisa enxergar.

Cenário 3: ventilação ignorada

Este é o cenário que derruba projeto com altura correta.

Em ambiente ventilado, o gás não fica parado esperando a densidade agir. Ele se desloca com o ar. Um sensor na altura certa, mas fora do caminho do fluxo, fica olhando para uma região por onde a nuvem não passa.

Duas situações aparecem com frequência em campo:

• Sensor de frente para o difusor de insuflamento. O ar limpo empurrado sobre o sensor dilui a amostra na entrada do elemento e empurra a nuvem para longe dele.
• Sensor fora do eixo entre a fonte e a exaustão. O gás é arrastado em direção ao ponto de extração, e se o sensor não está nesse percurso, a nuvem passa ao lado.

O critério que costuma orientar o posicionamento é colocar o sensor no caminho entre a fonte provável e o ponto de exaustão, e nunca de frente para o insuflamento. Em área com renovação alta de ar, a leitura de projeto muda de acumulação para deslocamento, e o ponto passa a ser escolhido pelo trajeto da nuvem.

O que o sistema protege também muda a altura

Dois projetos no mesmo ambiente podem pedir alturas diferentes, porque respondem a perguntas diferentes.

Detecção de acúmulo de inflamável

O objetivo é perceber a formação da atmosfera explosiva antes de ela chegar ao limite inferior de explosividade. Aqui manda a densidade, e o sensor vai para onde o gás se acumula, alto ou baixo.

Proteção de pessoas contra gás tóxico

O objetivo é a exposição de quem trabalha ali. Nesse caso o ponto costuma ser a zona de respiração, mesmo quando o gás é mais pesado que o ar, porque o que importa é a concentração onde a pessoa respira.

Confundir os dois objetivos é o que produz o projeto que atende ao papel e não protege ninguém na prática. Quando o ambiente exige as duas coisas, a saída usual é tratar como duas camadas, com pontos distintos, e não tentar resolver com um sensor em altura intermediária.

As três perguntas antes de fixar o sensor

1. Qual é o gás e qual a densidade dele em relação ao ar? Se a planta trabalha com mais de um gás, a resposta pode ser mais de um ponto.
2. Onde está a fonte e onde o gás tende a acumular? Fonte é flange, válvula, bomba, conexão, tanque, ponto de carregamento. Acúmulo é vala, poço, canaleta, forro e área rebaixada.
3. Como o ar se move no ambiente? Insuflamento, exaustão, renovação, portas que abrem e ventilação natural.

Vale somar uma quarta, que é operacional e costuma ser esquecida na fase de projeto: o ponto vai ser alcançável para manutenção? Sensor instalado onde a rotina de teste não chega tende a deixar de ser testado, e detector sem rotina de verificação perde confiabilidade ao longo do tempo. Esse assunto está detalhado no artigo sobre bump test e calibração.

Ponto de instalação é decisão de projeto

Não existe uma altura padrão que atenda qualquer gás em qualquer ambiente, e por isso a definição não deveria sair do padrão do instalador nem do que foi feito na obra anterior.

A altura costuma vir de três fontes combinadas: o manual e o datasheet do fabricante do equipamento especificado, o estudo de dispersão ou a avaliação de risco da área, e a engenharia responsável pelo projeto, que decide diante da geometria real e da ventilação real do ambiente.

Quando o levantamento mostra que a fonte é difusa, que a área é grande demais para ponto fixo ou que a nuvem se desloca antes de acumular, a conversa deixa de ser sobre altura e passa a ser sobre tecnologia de detecção. Esse é o assunto do artigo sobre detecção de gás por caminho aberto.

Perguntas frequentes

Qual a altura certa para instalar detector de gás? Depende da densidade do gás. Gás mais leve que o ar, como metano, tende a pedir sensor próximo ao teto. Gás mais pesado, como GLP, tende a pedir sensor próximo ao piso. Gás tóxico com densidade próxima à do ar, como monóxido de carbono, costuma ser monitorado na zona de respiração. O valor exato sai do manual do fabricante do equipamento especificado.

Detector de GLP fica em cima ou embaixo? Embaixo. O GLP é mais pesado que o ar e tende a descer, acumulando no piso e em qualquer área rebaixada, como vala, poço e canaleta. A prática de projeto costuma trabalhar com o sensor a poucos centímetros do piso, na faixa confirmada pelo manual do fabricante.

Detector de metano fica em que altura? Na parte alta. O metano é mais leve que o ar e tende a subir, acumulando no teto e em bolsões formados por viga e entreforro. O ponto útil é o ponto alto real do ambiente, que nem sempre é o centro do teto.

A ventilação muda o ponto de instalação? Muda. Em ambiente ventilado, o gás se desloca com o ar em vez de simplesmente acumular. O sensor costuma ser posicionado no caminho entre a fonte provável e a exaustão, e evita-se colocá-lo de frente para o difusor de insuflamento, porque o ar limpo dilui a amostra e afasta a nuvem.

Quantos detectores são necessários em uma área? Não existe um número que se aplique a qualquer área. A quantidade depende das fontes potenciais de vazamento, da geometria do ambiente, da ventilação e do que o sistema precisa proteger. O levantamento por fonte e por ponto de acúmulo é o que fecha a conta, e não a metragem sozinha.

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A SAFE1 trabalha com a linha Honeywell Analytics de detecção de gás e chama, com estoque local e engenharia de aplicação para avaliar o ponto junto com o integrador, ainda na fase de projeto.

Manda a planta da área, o gás envolvido e o desenho da ventilação que a gente avalia o posicionamento e fecha a lista de material com o que está disponível.

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