A detecção do perigo em áreas de mineração

Conheça o papel dos detectores de gás e calibradores de misturas de gases de alta precisão na segurança da mineração.

Stephen

Stephen Bruce Harrison

Atualmente, os perigos na mineração podem ser controlados, mas é um triste fato que a mineração, desde o início da industrialização, é uma das profissões civis mais perigosas. Entretanto, a boa notícia é que grandes avanços têm sido feitos para melhorar a segurança dos mineradores ao redor do mundo.

Por exemplo, de acordo com os dados publicados pelo Departamento do Trabalho dos Estados Unidos, o número de fatalidades ligadas à mineração na indústria de carvão nos EUA na década de 90, era de 32 a cada 100.000 mineradores.

Na primeira década deste milênio as fatalidades caíram para 27 a cada 100.000 mineradores e por sete anos inteiros desta década a média caiu para 17 fatalidades. Mas o que está por trás deste enorme aumento da segurança nas mineradoras?

Interior da mina vagonetes de carga

Uma área é o uso de detectores de gás altamente confiáveis que são utilizados pelos mineradores durante todo o tempo em que estão trabalhando no subsolo, ou sistemas fixos de detecção de gás instalados estrategicamente na mina. Os detectores de gás utilizados em mineração normalmente contêm uma gama de sensores para metano, H2S, CO2, CO e oxigênio.

Os sistemas eletrônicos sofisticados convertem os impulsos dos sensores das diversas concentrações dos gases em uma leitura e produzem alarmes sonoros e visuais quando os altos níveis de gases tóxicos e inflamáveis estejam presentes ou quando há baixos níveis de oxigênio. Além disso, o registro de dados é usado para capturar as leituras e os alarmes que podem ter sido gerados ou silenciados.

Esses dados costumam ser usados por equipes de investigação de incidentes para identificar as causas principais e fazer recomendações para evitar ocorrências semelhantes no futuro. Os detectores de gás são um dos sistemas e dispositivos de segurança mais importantes que um minerador usa.

Cup-Shaped

Seu capacete, assim como a sua lâmpada, também se classificam na categoria de uso obrigatório. Antes de entrar na mina, a lâmpada pode ser testada quanto à funcionalidade com uma verificação visual.

Mas como é possível garantir que os detectores de gás estão funcionando? Isso é feito com um teste de funcionalidade usando misturas de gases em cilindro no início do dia, ou em caso de ambientes hostis, no início de cada turno de trabalho.

Os sistemas fixos de detecção são usados no subsolo em áreas determinadas, onde atmosferas explosivas ou IDLH (Imediatamente Perigosas para a Vida e para a Saúde) podem se formar e não há necessariamente a presença humana para controle. Também é imprescindível testar periodicamente os detectores de gás fixos instalados no subsolo. Neste caso, é levado ao subsolo um cilindro portátil, menor, com talvez 1 ou 2 litros de capacidade da mistura de gases necessária para o “teste de reação”.

Os sensores usados nos detectores de gás dependem geralmente de eletroquímica e muitos dos sensores requerem calibração ou substituição em intervalos prescritos para evitar os problemas de desvio no resultado medido. Este evento de calibração difere do teste funcional diário, porque um teste funcional é o suficiente para dizer que o detector funciona, mas não é um evento de calibração precisamente controlado.

COR Mineiro Operando em Mina Monitor de Gases marca MSA

Embora o teste funcional geralmente ocorra na boca da mina, a calibração geralmente ocorre em um laboratório externo. Outra alternativa seria a devolução do detector para o fabricante para uma revisão geral, que também pode envolver a substituição de alguns dos sensores contidos no detector de gás.

Sobre esse tópico de calibração de sensores de gás, o supervisor nacional de serviços da MSA, Jackson Machado, informa que no Brasil existe a Coordenação Geral de Acreditação (Cgcre), uma divisão do Inmetro. Esta instituição é a responsável pelo credenciamento de laboratórios. Eles exigem a emissão de um certificado de calibração baseado no uso de cilindros de mistura de gases que são classificados como padrões primários.

No entanto, eles normalmente não especificam uma frequência de calibração mínima, deixando este requisito para ser definido por outros padrões. “Para os detectores portáteis e fixos, a leitura do instrumento deve ser o mais próximo possível da concentração certificada do cilindro de gás padrão que também deve ter a menor incerteza de medição possível“, explica Machado.

“Se uma boa combinação entre a leitura do detector e o gás de calibração não for obtida imediatamente durante a verificação inicial, um procedimento de calibração completo é realizado para garantir que o detector possa ser retornado ao serviço em pleno funcionamento”, acrescenta.

A disponibilidade local de misturas de gases para teste funcional é geralmente alta. Muitos dos principais fornecedores de gases industriais e especiais em todo o mundo são capazes de produzir gases em cilindros para esse fim, porque os requisitos de certificação e de acreditação são normalmente bem diretos.

Por outro lado, a disponibilidade de misturas de gases de calibração acreditada na ISO 17034 não é uma questão simples. A questão torna-se ainda mais complexa quando a mistura de gases deve conter gases corrosivos, como H2S, ou vários gases diferentes presentes no mesmo cilindro, como exigido ao calibrar detectores de gás equipados com múltiplos sensores para uso na indústria de mineração.

Jackson Machado observa que podemos obter gases de teste com funcionalidade precisa de fornecedores conhecidos como Portagas e Calgaz, mas pelos regulamentos que são seguidos, deve-se usar um material de referência padrão para calibração. “Para obter esse nível de mistura de gases, optamos por importar produtos da Coregas na Austrália. Suas misturas certificadas de gás de material de referência ISO 17034 contêm os componentes que necessitamos nas concentrações alvo necessárias. E o mais importante para a calibração, eles atendem aos mais altos padrões metrológicos exigidos pela Cgcre, a agência que credencia as operações de laboratório no Brasil“, complementa Machado.

O alto nível de sofisticação associado a essas misturas de gases como material de referência significa que os cilindros devem ser frequentemente fornecidos por fornecedores de gases especiais no exterior, como a Coregas Pty Ltd, na Austrália.

Victor

O gerente de desenvolvimento de negócios da Coregas, Victor Chim, comenta que a especialidade da empresa cresceu a partir dos clientes de mineração na Austrália. “Temos trabalhado em estreita colaboração com eles e com o órgão nacional de acreditação NATA por muitos anos, para desenvolver uma gama de misturas de gases de calibração ISO 17034, que podem ser usadas como materiais de referência para a calibração de sensores de detectores de gás. A Associação Nacional Australiana de Autoridades em Testes – The Australian National Association of Testing Authorities – (NATA) é uma das principais autoridades de acreditação em todo o mundo e é considerada líder na Ásia e Pacífico“.

Ao calibrar detectores de gás com múltiplo s sensores, é mais conveniente usar misturas gasosas com múltiplos componentes. De um ponto de vista metrológico, esta é também a maneira mais robusta de calibrar o detector, pois cada sensor é exposto ao coquetel cheio de gases que podem estar presentes no ar subterrâneo e, portanto, quaisquer interferências cruzadas serão observadas.

A combinação de vários componentes juntos em um único cilindro de gás economiza o tempo de troca de vários cilindros de misturas binárias pelo técnico de serviço de laboratório. Victor Chim admite que a empresa é arrojada em termos de inovação tanto quanto a segurança e a ciência permitirem.

“Portanto“, complementa, “se eles não explodirem no cilindro e não reagirem vamos misturar os componentes. Por exemplo, isso limita a quantidade de metano que podemos adicionar a uma mistura de detectores de gás, é mais comum incluir metano até 50% do limite explosivo inferior (LEL). Maiores concentrações são possíveis, mas requerem técnicas altamente especializadas de preparação de mistura de gases”.

Stephen Bruce Harrison é britânico, com formação em engenharia química e mestrado pelo Imperial College de Londres. Atualmente, é consultor independente e freelancer em sua empresa sbh4 GmbH – www.sbh4.de/



Categorias:Metrologia, Opinião

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