Proteção ambiental com uma câmera de imagens ópticas de gás da FLIR

Algumas fábricas petroquímicas, farmacêuticas e industriais emitem gases que podem prejudicar o meio-ambiente e a saúde de funcionários da empresa e de habitantes das áreas adjacentes. As agências de proteção ambiental são responsáveis por garantir que essas emissões cumpram as diretrizes das políticas governamentais e internacionais. Para ajudá-las nessa tarefa, as agências de proteção ambiental podem usar uma câmera de imagens ópticas de gás.
Uma das primeiras agências de proteção ambiental europeias a adotar esta tecnologia é a agência holandesa DCMR, Agência de Proteção Ambiental de Rijnmond. “Esta tecnologia nos ajuda a ter uma visão clara das emissões fugitivas reais das empresas em nossa jurisdição”, explica Rob van Doorn, gerente técnico da DCMR. “É realmente uma excelente ferramenta para agências como a DMCR aplicarem suas políticas de controle de emissões de modo eficiente e efetivo.”

A tarefa mais importante da DCMR é possivelmente defender os regulamentos sobre emissões de gases fugitivos, já que influencia diretamente a saúde e qualidade de vida dos habitantes nas áreas adjacentes. Segundo Van Doorn, era muito difícil monitorar emissões fugitivas antes da compra da câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF-Series. “Há cálculos e modelos que podem ser usados para alcançar um valor teórico para a emissão fugitiva de tanques de armazenamento e tubulações, entre outros. No entanto, muitos estudos internacionais recentes mostraram que os números reais das emissões são geralmente muito maiores do que o valor teórico previsto pelas fórmulas. Essas fórmulas não levam em conta o fato de que instalações de armazenamento podem conter aberturas quebradas que não fecham direito sem que os funcionários da empresa notem, ou outros tipos de problemas de manutenção despercebidos que podem causar mais emissões fugitivas.”

Primeiro, Van Doorn contratou consultores externos para investigar as emissões fugitivas reais. “Logo percebemos que isso não foi uma solução eficiente a longo prazo. Os consultores cobram valores altos por cada inspeção, e com a frequência das inspeções que queríamos, o total das tarifas ultrapassava nosso orçamento. Foi por isso que decidimos comprar uma ferramenta de monitoramento de gases fugitivos nossa.”

A FLIR GF-Series requer muito pouco treinamento

Depois de comparar várias técnicas, Van Doorn e seus colegas optaram por uma câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF320. “Os consultores externos que contratamos anteriormente utilizavam tecnologias como SOF (fluxo de ocultação solar) e DIAL (detecção e medição de distância por luz de absorção diferencial). Embora essas técnicas sejam robustas e possam quantificar as emissões, essas tecnologias são caras de adquirir, são volumosas, precisam de grandes caminhões para transporte dos equipamentos e ainda são complicadas de usar e requerem muito treinamento para serem usadas efetivamente. Em comparação, a câmera GF-Series é uma solução bem mais econômica. É também compacta, leve, portátil e é muito fácil de usar, requerendo muito pouco treinamento.”

Uma câmera de imagens ópticas de gás é um instrumento de medição sem contato rápido que oferece imediatamente uma visão geral da situação ao operador da câmera. Pode também ser usada em locais de difícil acesso, uma vez que consegue detectar pequenos vazamentos a vários metros de distância e grandes vazamentos a centenas de metros de distância. Também mostra vazamentos em veículos de transporte em movimento, como caminhões-tanque, bem como barcas e vagões ferroviários.

Fácil de usar

A compra da câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF320 incluiu um curso de treinamento de três dias no Centro de Treinamento de Infravermelho (Infrared Training Center, ITC) para os inspetores que iriam trabalhar com a câmera. De acordo com Van Doorn, a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF320 é muito fácil de usar. “Fiquei surpreso de ver que conseguíamos trabalhar com a câmera de maneira rápida e eficiente, alcançando um alto nível de precisão, imediatamente depois de três dias de curso de treinamento. E, na verdade, o curso de três dias nem foi necessário, honestamente falando. A câmera é tão fácil de usar que você provavelmente consegue usá-la para verificar se há algum vazamento sem nenhum treinamento. Poderia dizer que é bem intuitiva.”

Absorção de infravermelho

A câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF320 contém um detector de infravermelho de Antimoneto de Índio (InSb) refrigerado que produz imagens térmicas com uma resolução de 320 x 240 pixels com uma sensibilidade térmica de 25 mK (0,025 °C). A funcionalidade de visualização de gás das câmeras de imagens ópticas de gás da FLIR GF-Series é baseada na absorção de radiação eletromagnética no comprimento de onda infravermelho por gases. A maioria dos gases absorve radiação infravermelha em comprimentos de onda específicos. Isto é, há comprimentos de onda de infravermelho em que o gás é essencialmente opaco. Todas as câmeras de imagens ópticas de gás da FLIR GF-Series contêm um filtro espectral, uma matriz de plano focal e um sistema óptico especificamente ajustados para faixas espectrais muito estreitas em que determinados gases absorvem radiação infravermelha. Com o gás absorvendo a radiação infravermelha e efetivamente bloqueando a radiação vinda de objetos atrás do vazamento, um vazamento de gás será mostrado como uma pluma preta ou branca na imagem térmica, caso o usuário tenha optado por “branco quente” ou “preto quente” nas configurações.

A câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF320 está ajustada para comprimentos de onda eletromagnéticos de 3,2 a 3,4 μm, que é a seção do espectro eletromagnético em que a maior parte dos hidrocarbonetos absorve radiação infravermelha.

Embora a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF320 consiga detectar uma variedade de gases diferentes, foi testada em laboratório para 19 gases que são comumente encontrados nas indústrias petroquímicas:

• Benzeno
• Butano
• Etano
• Etilbenzeno
• Etileno
• Heptano
• Hexano
• Isopreno
• Metiletilcetona (MEK)
• Metano
• Metanol
• MIBK
• Octano
• Pentano
• 1-Pentano
• Propano
• Propileno
• Tolueno
• Xileno

Esses compostos químicos e gases são normalmente invisíveis a olho nu, mas devido às propriedades de absorção de infravermelho desses gases, a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF320 permite que o inspetor veja os vazamentos de gases como plumas de fumaça que se movem na gravação de vídeo termográfico em tempo real exibida no visor ocular ou no LCD da câmera.

Design ergonômico

Além da visualização em tempo real, a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF320 também consegue gravar vídeo de luz visível e vídeo termográfico. “Isso é muito importante, pois a pluma de fumaça que se move aparece muito mais claramente em um vídeo do que em uma imagem parada”, explica Van Doorn. “Para o relatório de vazamentos, a capacidade de poder gravar um vídeo é crucial.”

Durante uma inspeção, o operador faz, normalmente, muitas gravações de vídeo. Manter seu arquivo de vídeos organizado pode ser desafiador devido à grande quantidade de vídeos gravados. Para que essa tarefa seja mais fácil de executar, a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF320 integra automaticamente dados de localização GPS nas gravações de vídeo. Com dados de data, hora e GPS integrados nos metadados do vídeo, é muito mais fácil manter seu arquivo de vídeos organizado.

Todas as câmeras de imagens ópticas de gás da FLIR GF-Series possuem também um design ergonômico com um cabo giratório, botões de acesso direto e visor e LCD inclináveis. Com um peso de 2,4 kg, a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF320 é também relativamente leve e compacta, em comparação a outras ferramentas de detecção de gases. Desenvolvida tendo em conta o usuário final, a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF320 oferece uma ergonomia avançada para melhorar a segurança e o desempenho individual do trabalhador, além de reduzir lesões nas costas e nos braços.

Depois de usar a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF320 por alguns meses, Van Doorn surpreendeu-se com a precisão apresentada pela câmera na detecção de vazamentos. “A câmera é muito mais sensível do que esperávamos, especialmente quando usada no modo de alta sensibilidade”, diz Van Doorn. “Ficamos surpresos de ver que até vazamentos muito pequenos eram claramente visíveis com a câmera, mesmo quando se está inspecionando à distância.”
Modo de Alta Sensibilidade

O Modo de Alta Sensibilidade (HSM, High Sensitivity Mode) é um recurso especial extra incluído em todas as câmeras de imagens ópticas de gás GF-Series. Trata-se de uma técnica de processamento de vídeo por subtração de imagem que aperfeiçoa, de fato, a sensibilidade térmica da câmera. O recurso HSM subtrai uma porcentagem dos sinais isolados de pixel dos quadros posteriores do streaming de vídeo, aumentando as diferenças entre os quadros, o que destaca mais os vazamentos nas imagens produzidas.

Prevenção de futuras emissões

“Temos trabalhado com a câmera já há algum tempo, o que nos permitiu detectar vazamentos e verificar transgressões regulamentares que poderiam não ter sido descobertos sem a câmera. Descobrimos muitos vazamentos em tanques de armazenamento que sempre supusemos estarem em boas condições e terem uma boa manutenção. Isso nos permitiu agir de modo a prevenir futuras emissões. Então, posso afirmar que a câmera já provou ser muito útil.”

DCMR – Agência de Proteção Ambiental de Rijnmond

A DCMR é a agência ambiental regional que opera em Rijnmond, a maior área do Porto de Roterdã, nos Países Baixos. Devido à presença do maior porto marítimo da Europa, esta área é ocupada por indústrias pesadas, incluindo refinarias, incineradores de resíduos, vários aterros sanitários e muitas usinas de processamento químico e metalúrgicas de grandes dimensões. Todas essas usinas trazem um risco de poluição. É por isso que a DCMR foi fundada em 1972, para melhorar a proteção ambiental na região de Roterdã e Rijnmond. Ela supervisiona e monitora programas de despoluição para minimizar o impacto da poluição do solo, do descarte de resíduos e de ruídos.