Fonte  MSA - The Safety Company

Os engenheiros da indústria de fertilizantes estão cientes da natureza tóxica e combustível da amônia. Em 2013, uma explosão catastrófica de nitrato ocorreu em uma fábrica de armazenamento de fertilizantes no oeste do Texas, EUA, que levou 15 vidas por meio de uma força explosiva de 7,5-10 toneladas de TNT. O manuseio e monitoramento inadequado da amônia podem ser um erro caro. A amônia é um gás com cheiro incolor e pungente e é encontrada naturalmente em quantidades vestigiais. No entanto, a amônia também é mais leve que o ar, e isso significa que ela pode formar nuvens e viajar além dos perímetros de uma fábrica de fertilizantes se houver uma liberação acidental. Os problemas podem ser ainda mais exacerbados se a água for misturada com nuvens de amônia, porque a nuvem permanece mais baixa no chão, representando um risco para os funcionários dentro de uma fábrica. A amônia é usada para produzir fertilizantes. É também usado em produtos farmacêuticos, como refrigerante em operações de processamento de alimentos e como agentes de limpeza. A amônia de grau industrial é geralmente fornecida como amônia anidra em tanques ou como forma líquida. É a forma anidra que é usada para fertilizantes. Fertilizante para aplicações agrícolas é comumente produzido usando o processo de Haber-Oswald. Isto é feito usando uma combinação de amônia anidra em fase gasosa e ácido nítrico concentrado, para produzir nitrato de amônio. Após a mistura dos reagentes, ocorre uma reação química seguida por um processo de secagem para remover o excesso de água.

Pequenos grânulos, também conhecidos como prills, são criados usando um nitrato de amônio derretido de uma torre de pulverização. Para que os grânulos sejam produzidos, o processo requer a pulverização em um tambor. As autoridades de saúde e segurança em todo o mundo concluem que a exposição tóxica à amônia (dependendo da forma e da dose) pode causar irritação nos olhos, nariz e garganta, dispneia, chiado e dor no peito, edema pulmonar, expectoração rosa, queimaduras na pele, bolhas e congelamento . Os vários controles regulatórios implementados pelos governos para os limites de exposição de amônia em fertilizantes (e outras plantas industriais). Monitorar qualquer vazamento de gás de amônia é um recurso de segurança obrigatório, independentemente de onde ele é usado. Detectando amônia Se ser tóxico não fosse suficiente, a amônia também é combustível. Mesmo que não seja altamente inflamável, a amônia contida é explosiva sob alto calor. O limite inferior de explosividade da amônia é de cerca de 15%, com o limite superior em torno de 28%. Os tipos mais comuns de sensores de gás de amônia são eletroquímicos, infravermelho, semicondutor de óxido metálico (MOS) e injeção de carga (CI).

Figura 1. Exterior da Fábrica de Fertilizantes.

Dependendo do layout da planta, pode ser difícil detectar amônia. Muitas usinas de fertilizantes estão lotadas de máquinas, de modo que o monitoramento perimetral é um processo essencial para proteger tanto a usina quanto a comunidade vizinha. Para isso, as equipes de segurança de fábrica precisam de uma mistura de detectores portáteis que podem ser usados pelos funcionários e sistemas fixos de detecção de gás para monitoramento 24 horas por dia, 7 dias por semana. Os processos da fábrica de fertilizantes que requerem detectores de gás de amônia incluem: Torres de pulverização Monitoramento perimétrico de plantas Bombas e compressores Tubulações e válvulas Tanques de armazenamento Carga e descarga de caminhões ou caminhões Terminais portuários Todos os sensores de detecção de gás de amônia têm vantagens e desvantagens, mas todos fazem um trabalho relativamente eficiente , dependendo da aplicação da planta, do ambiente, do local de instalação específico, da manutenção de rotina e da competência do pessoal. Dependendo do sensor, os problemas podem incluir células saturadas, desvio de calibração e lentes sujas - todas as quais precisam de atenção periódica. A melhor prática de segurança em uma fábrica é usando vários sensores para detectar amônia. Isso inclui sensores portáteis e fixos para acompanhar as necessidades da aplicação e a exposição do funcionário. Isso permite uma rede de cobertura altamente segura, com alguma redundância no sentido de proteger pessoas, equipamentos e instalações. Existem alguns problemas no detector de gás que são compartilhados por todos os tipos de sensores de gás, não apenas pelo detector de amônia. As reclamações comuns dos operadores da fábrica incluem vida útil curta do sensor, sujeira e envenenamento do sensor, a necessidade de testes freqüentes do sensor, limpeza e manutenção regulares e substituição regular. Devido a isso, o setor de segurança está trabalhando continuamente para melhorar as tecnologias existentes de sensores de gás e abordar esses problemas. A solução Para ajudar as fábricas de fertilizantes a atender às preocupações da detecção de amônia, a MSA oferece uma nova tecnologia de monitoramento de gás de trajetória aberta para uso em vários locais de processo de fábrica de fertilizantes. Isso inclui monitoramento de perímetro. Essa abordagem agora fornece o nível máximo de proteção para o monitoramento de amônia, juntamente com o maior tempo de atividade do serviço e manutenção mínima. Os detectores de gás Senscient LEDS TM criam um perímetro de detecção altamente confiável em torno de qualquer fábrica de fertilizantes para a detecção de amônia - tanto na planta como nas áreas de processo.

Figura 2. Detector de gás de caminho aberto baseado em laser LEDS TM da Senscient (OPGD).

A tecnologia por trás dos detectores de gás de caminho aberto LEDS (OPDG) baseia-se na espectroscopia de diodo laser aprimorada (LEDS) para detectar traços de amônia. No caso de ocorrer um vazamento de gás, a tecnologia dos sensores reconhece e analisa. Durante a operação, alguns dos detectores de luz laser são continuamente desviados através de uma amostra de gás de interesse, que está contida em uma célula de referência. Isto assegura que o laser permaneça bloqueado no comprimento de onda de gás específico, e. para amônia. Problemas anteriores de gases de interferência em outras tecnologias de detecção não são mais um problema. A tecnologia patenteada de impressão digital harmônica do detector ajuda a garantir o reconhecimento preciso do gás de amônia, minimizando o risco de falsos alarmes.

Figura 3. A impressão digital harmônica garante uma medição precisa. Os falsos alarmes são um grande problema para muitas tecnologias de detecção de gás. Alarmes falsos podem causar inatividade da planta, o que requer uma combinação de investigações complexas e relatórios normativos. Alarmes falsos também levam a uma falta de confiança dos funcionários, caso ocorram com frequência. Isso pode criar uma cultura de apatia que pode não tomar medidas rápidas se houver uma emergência real. Os lasers seguros para olhos da Classe 1 em LEDS podem penetrar em nevoeiros espessos, chuva forte e neve, o que está além da capacidade dos detectores infravermelho de caminho aberto (OPIR) convencionais. O recurso de segurança de autoverificação automatizado diário SimuGasTM significa que não há necessidade de verificações e recalibrações OPIR usuais, que geralmente exigem a necessidade de um técnico qualificado. O LEDS também é específico para gás de destino e não possui elementos sensores de consumo. Equipes de fábricas de fertilizantes podem apreciar que os detectores de amônia LEDS são fáceis de instalar, comissionar e operar. Eles também apresentam tecnologia sem fio Bluetooth e diagnósticos inteligentes avançados. Usando uma combinação de um dispositivo móvel e software específico do produto, o LEDS pode ser interrogado a partir de uma área segura. Esse é um recurso útil para ambientes em que arneses de segurança ou andaimes podem ser necessários para evitar que um funcionário caia. Engenheiros de processadores em fábricas de fertilizantes acharão este detector uma excelente escolha para monitoramento de perímetro e outras aplicações de processos internos. Com um tempo de resposta de 3 segundos, a tecnologia LEDS fornece uma resposta rápida à presença de amônia gasosa em comparação com outras tecnologias de detecção. Os detectores de gás LEDS também possuem receptores e transmissores separados, que são certificados para uso em atmosferas explosivas e detectam amônia a distâncias de 5 a 120 metros. Os detectores de gás LEDS são feitos de aço inoxidável resistente à corrosão de alta qualidade, o que ajuda a garantir a longevidade em cenários industriais. Ao contrário dos detectores de ponto convencionais, a corrosão da amônia é menos preocupante porque o arranjo do detector permite que os componentes fiquem longe das altas concentrações de amônia próximas a qualquer fonte de vazamento potencial. Os detectores LEDS são adequados para ambientes abertos e fechados, incluindo temperaturas congelantes no inverno e temperaturas extremamente altas. Óptica aquecida permite o uso em uma ampla faixa de temperatura entre -67 ° F e 140 ° F (-55 ° C a 60 ° C). Os detectores LEDS  também são adequados para uso em áreas perigosas aprovadas nos padrões CSA, UL, Classe 1, ATEX, IECEx, EAC e INMETRO. Com o recurso SimuGas de autodiagnóstico, os detectores LEDS  oferecem melhor instalação e vantagens financeiras operacionais contra detectores convencionais de ponto fixo. O SimuGas também nega a necessidade de custos contínuos dos testes de gás de rotina - um custo que muitas vezes pode exceder o custo inicial do instrumento de detecção de gás. Embora o custo inicial do detector de caminho aberto possa ser maior do que o dos detectores de gás convencionais, o custo total de toda a instalação é semelhante (ou menos caro) uma vez que todos os dispositivos de ponto fixo (para cobrir uma área ampla) foi instalado. Por exemplo, um comprimento de percurso de 50 a 60 m provavelmente exigirá seis detectores de gás de ponto individual para cobrir a mesma área e fornecer a mesma eficácia de monitoramento, como um detector de LEDS. Os detectores LEDS também são virtualmente livres de manutenção. Eles não possuem peças consumíveis, portanto, não há custos para substituir os componentes sensores, assim como os custos de mão-de-obra associados. Esses dispositivos são calibrados por toda a vida e não exigem recalibração. Como tal, os detectores ELDS oferecem custos de ciclo de vida muito reduzidos em comparação com os detectores convencionais de gás de ponto. Conclusão A amônia é um risco tóxico e combustível para as plantas de fertilizantes em sua forma gasosa. Ao desenvolver um plano de segurança de amônia, é imperativo que você tenha uma tecnologia confiável de detecção de gás que seja eficaz nas várias áreas de processamento dentro da fábrica e nas comunidades vizinhas. As tecnologias de gás nem sempre são intercambiáveis ??devido aos diversos ambientes da planta. Você também precisa ter certeza de que considera os requisitos de manutenção e confiabilidade, porque, a longo prazo, os custos de manutenção podem exceder o custo inicial do detector.

Esta informação foi obtida, revisada e adaptada de materiais fornecidos pela MSA - The Safety Company.

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