Existem diversas aplicações no ramo da instrumentação analítica. Qualidade do produto final; controle dos processos; combustão são algumas delas e, uma das mais sérias e importantes é a aplicação para segurança de processos, através do monitoramento e controle de gases.
Compreende a análise aplicada ao monitoramento de determinados contaminantes potencialmente reativos e dentro das incontáveis particularidades de cada produção. Um de seus mais comuns exemplos, o monitoramento de oxigênio; normalmente realizado dentro de tanques; reatores; silos – entre outros – nas indústrias alimentícia, farmacêutica, de hidrocarbonetos, gases industriais, papel e celulose e assim sucessivamente, incluindo os esgotos.
Exemplo cotidiano:
Para possibilitar um melhor entendimento, vamos usar este último como exemplo. O monitoramento em sistemas de esgotos e sanitários é necessário em decorrência da formação de metano e outros gases dentro das galerias e tubulações. Em contato com o oxigênio, estes gases formam uma mistura ideal para a combustão ou seja, tornam-se explosivos. Casos como os da cidade do Rio de Janeiro, entre Janeiro e Março de 2020 por exemplo ou, um dos mais famosos no Botafogo em 05 de abril de 2016 que levou 5 pessoas à morte. Todos causados por gases em mistura nas galerias de esgoto.
As explosões causam grandes danos às estruturas civis de ruas, prédios fazendo com que tampas de bueiros sejam arremessadas a longas distâncias ferindo pessoas. Como resultado, grandes prejuízos à administração pública e similar a estes, podem ser agravados exponencialmente quando ocorrem em processos industriais.
Oxidante, é o elemento responsável pela geração da vida e também por sua extinção. Sendo assim, ao lidar com esta aplicação, precauções devem ser tomadas ou assumidas adequadamente.
Em resumo, o Oxigênio é comburente e estabelece um dos três requisitos para a formação da chama. Quando abundante, é um risco para muitas indústrias que, durante seus processos, geram combustíveis como produto ou subproduto de suas reações.
Potenciais Riscos do oxigênio ao processo
O resultado do ingresso de oxigênio a combustíveis é altamente perigoso pelo potencial de gerar explosões. Através do aumento em sua concentração ou adição de uma pequena fonte de calor, tem como resultado da mistura, uma rápida e violenta combustão. A depender dos elementos de segurança, dos preparativos e pontos do processo, os resultados podem ser catastróficos.
Os combustíveis muitas vezes são gerados, ou fazem parte do processo, tornando quase impossível eliminá-los sem que grandes investimentos e grandes modificações sejam realizadas.
Como as fontes de calor nas indústrias são abundantes, tanto durante o processo produtivo como no ambiente e seus entornos, para minimizar os riscos, o oxigênio é o elemento que, dentre os três, apresenta maior facilidade de remoção.
Metodologias de monitoramento e controle: inertização
Inúmeros métodos são aplicados para tornar os processos mais seguros. O mais comum deles é a utilização de gases isentos de oxigênio, chamados inertes ou inertizantes, sendo largamente aplicada nas indústrias para expulsar, substituir e assim evitar o comburente.
O monitoramento e controle da admissão destes gases, possui uma vasta gama de métodos. Parte dos sistemas mais simples com valores de implementação econômicos, até os mais elaborados, com custos de manutenção e consumo monitorados e trabalhados para sua máxima eficiência a médio e longo prazos; em outras palavras, tornam-se mais econômicos quando avaliados os custos de implementação junto ao custo operacional.
Admissão Constante
Uma forma de realizar a inertização dos processos é a injeção direta de nitrogênio. Muitas empresas avaliam esta solução como adequada em decorrência seu baixo custo de aplicação, porém, com o passar do tempo, poucas permanecem com esta metodologia. Isso ocorre, devido a posterior avaliação aos altos custos que esta admissão normalmente demanda, causada por sua baixa efetividade e ausência de controle de consumo. Também há a dificuldade de saber se, em algum ponto, um possível ingresso de oxigênio atmosférico (ou de outras fontes) pode ocorrer, já que não existe neste nenhum monitoramento.
Admissão Controlada
Outra forma, um pouco mais técnica, é a admissão do nitrogênio através de válvulas de controle operadas por lógica de pressão e vazão. Este prevê que, reatores, tanques, entre outros, sempre estarão pressurizados e o controle de injeção de nitrogênio pode ser modulado, fazendo com que esta pressão nunca baixe, o que garante que o processo estará sempre inertizado.
O método funciona bem. Indicado e largamente aplicado nas indústrias em geral. Apresenta entretanto um risco: Não permite a certeza se os volumes totais dos tanques foram atualizados e se o valor limite de explosividade foi atingido durante a partida e parada da planta.
Para mitigar possíveis riscos, muitas indústrias solicitam diversas medições manuais, realizadas nos pontos mais críticos para a certificação de segurança desse processo alocando altos recursos de H/H muitas vezes, por longas horas.
Outro recurso utilizado é pela abertura total das válvulas que acelera a inertização por tempo controlado mas que, durante este período acaba consumindo muito o gás e, algumas vezes, causa o desbalanceamento do sistema da planta dadas as perdas de pressão e distâncias dos pontos mais afastados.
Adicionalmente um ponto importante é que não é se avalia com este método é a possibilidade de arraste de oxigênio causado por um vazamento de um flange ou quaisquer outras conexões de processo, que podem rapidamente contaminar um tanque inteiro, a depender da vazão do produto e do possível efeito Venturi.
Parada 0% com o plano de manutenção preditiva da McFlu
Menos stress
Admissão Monitorada
A terceira, mais segura e indicada forma de realizar este controle é a utilização de um analisador de oxigênio que realiza o monitoramento e controle dos gases em pontos do processo, dentro de um período de segurança adequado, com análise constante ou intermitente a depender da criticidade do processo.
Tem seu custo de implementação inicial normalmente mais elevado que os demais; em contrapartida, com um sistema eficaz de injeção, possibilita o controle efetivo de sua admissão, atestando sempre a segurança do processo.
Adicionalmente, sem desperdício de recursos gerando grandes economias, no decorrer dos anos de operação da planta, poupando centenas ou milhares de metros cúbicos de nitrogênio por ano.
Este método também auxilia na comprovação da efetividade do sistema de segurança para consultorias ou auditorias internas e externas de segurança. Muitas vezes, esta também incorre na economia com controles de segurança adicionais, seguradoras e excedentes de mão de obra.
Desenvolvimentos de Sistemas de Monitoramento e Admissão Controlada de inertizantes
Cada aplicação é única! Fundamentalmente é necessário seu estudo aprofundado, determinação dos fatores de risco, avaliação de cada componente do sistema, juntamente ao entendimento do processo para o sucesso da aplicação.
Com projetos de monitoramento e controle de Gases bem sucedidos em operação, a McFlu Analítica tem como uma de suas áreas foco auxiliar os clientes na definição e implementação de sistemas de segurança para inertização, medição de oxigênio, entre outros diversos gases nos processos de seus clientes e reforça:
Não basta somente calcular o sistema. É necessário visar a eficiência, administração de recursos, fazer o estudo de “downpayment” para comprovar a efetividade do projeto. Estes são alguns dos adicionais importantes para o sucesso da aplicação.
Dentro de sua expertise A McFlu Analitica fornece sistemas para a realização deste monitoramento e realiza survays em diferentes indústrias para tornar seus processos mais seguros e eficientes.
