Reatividade cruzada no local de trabalho – Os gases tóxicos, combustíveis e asfixiantes representam algumas das maiores ameaças à segurança no local de trabalho. Em alguns casos, você pode não ter certeza de quais gases podem estar presentes em seu ambiente de trabalho. Felizmente, muitas opções diferentes estão disponíveis para detectar gases em uma instalação. Por exemplo, você pode coletar uma amostra e analisá-la com um espectrômetro de massa para obter uma leitura exata do que está na área. No entanto, esse método pode levar tempo, e se o seu laboratório local não estiver devidamente equipado, você pode ter de enviar a amostra para fora, o que significa despesas adicionais. Como alternativa, você pode usar tubos detectores de gás colorimétricos, que são ótimos porque só reagem com um produto químico ou uma família específica de produtos químicos. O problema com os tubos é que podem ser caros e alguns têm uma vida útil curta. Além disso, se você não tiver certeza de qual é o gás, pode ser necessário abrir vários tubos até encontrar o adequado para o produto químico presente e acabar desperdiçando muito tempo e dinheiro.
Então, qual opção a maioria das pessoas escolhe? A escolha que normalmente faz mais sentido é a de medidores de gás portáteis e/ou monitores de área. Equipados para detectar um único gás ou vários gases, esses monitores usam tecnologias sofisticadas para procurar perigos relacionados a gás.
Os sensores de difusão catalítica e de infravermelho (IV) podem detectar gases combustíveis, enquanto os sensores de fotoionização (PID) normalmente verificam a presença de compostos orgânicos voláteis (VOCs) e outros hidrocarbonetos. Para gases tóxicos que podem ser prejudiciais ao sistema respiratório humano, o sensor eletroquímico é a opção mais prática.
Os componentes básicos de um sensor eletroquímico são um eletrodo de trabalho (ou sensor), um contraeletrodo e, geralmente, um eletrodo de referência. Esses eletrodos são colocados na caixa do sensor em contato com um eletrólito líquido. O sensor tem uma membrana de Teflon que permite a entrada de gás e que ajuda a impedir a entrada de sujeira, água e outros contaminantes no sensor. O gás se difunde no sensor e através da membrana até o eletrodo de trabalho.
Quando o gás atinge o eletrodo, ocorre uma reação química e, durante essa reação, é criada energia. A corrente elétrica recém-criada é proporcional à concentração de gás que atinge o sensor, ou seja, mais gás equivale a uma corrente elétrica maior, menos gás equivale a uma corrente menor. Em seguida, o instrumento exibe a concentração de gás em partes por milhão (ppm) nos sensores de gases tóxicos e em porcentagem por volume (% vol) nos sensores de oxigênio. Cada sensor é projetado especificamente para o gás que pretende detectar, mas podemos obter reatividade cruzada com essa tecnologia de sensor.
As reatividades cruzadas, também conhecidas como gases interferentes, são gases que podem fazer com que o eletrodo do sensor reaja mesmo que o gás alvo não esteja presente. Essa reação pode ser eliminada? Em um mundo perfeito, sim, mas infelizmente é muito difícil desenvolver um eletrodo que não responda a nada além do gás alvo. Idealmente, um usuário gostaria que um sensor de monóxido de carbono (CO) lesse apenas o monóxido de carbono, mas há outros gases que podem gerar leituras nesse sensor. Esse é apenas um exemplo de muitas reatividades cruzadas. Podemos retardar essa reação com o uso de filtros nos sensores, mas, mais uma vez, isso não elimina a reação. No momento, não existe uma tecnologia perfeita que possa filtrar todos os gases interferentes.
Então, como encarregado de um programa de detecção de gás, isso pode ser problemático para você e seus trabalhadores. Eles podem estar em uma área onde são obrigados a usar um único monitor de gás CO e obter uma leitura de gás no medidor. Graças ao treinamento de detecção de gás de integração recebido quando foram contratados, eles sabem que o monóxido de carbono é produzido por combustão incompleta. Olham em volta e não veem nada que possa estar produzindo CO. Agora você tem uma batalha difícil com os usuários, pois eles não confiam mais nos medidores porque não há CO nessa área. Mas o que realmente aconteceu aqui? O que os trabalhadores não perceberam é que a área de processo por onde andaram tinha uma grande quantidade de hidrogênio (H2) que fez com que o sensor de monóxido de carbono respondesse. Essa é uma das razões pelas quais é muito importante treinar as pessoas antecipadamente sobre o potencial de reatividade cruzada.
Como a reatividade cruzada pode auxiliar você na investigação dessa leitura de gás? Por ser tão importante, a maioria dos fabricantes de detecção de gás publica as reatividades cruzadas do sensor de gás tóxico. No gráfico de amostra abaixo, o tipo de sensor está listado na parte superior e os gases interferentes no lado esquerdo. Esse gráfico pode ser impresso e mantido com os trabalhadores para uso como referência durante o trabalho. Se um trabalhador tiver um instrumento configurado com monóxido de carbono, sulfeto de hidrogênio, oxigênio e um sensor de LEL, poderá trabalhar com essa unidade e o gráfico de reatividade cruzada. Se o trabalhador obtiver uma leitura incomum do instrumento como no exemplo anterior, poderá consultar o gráfico para obter melhor compreensão dos gases que podem estar presentes. Essa é uma ciência exata? Não, de maneira alguma. Mas esse método pode ser usado em conjunto com outro método de detecção de gases de que falamos anteriormente.
Se você ou um usuário final obtiver leituras positivas de CO e H2S em uma área onde nenhum desses gases deve estar presente, é possível consultar o gráfico de sensibilidade cruzada para ver quais gases podem ter causado as leituras. Com o gráfico de amostra fornecido, agora é possível ver que pode ser cianeto de hidrogênio (HCN) ou talvez H2. Armado com essas informações, você está pronto para pegar os seus tubos colorimétricos. Agora, em vez de pegar e abrir cegamente vários tubos para ver o que pode achar, você pode restringir-se a uma família de produtos químicos ou até mesmo a um produto químico específico.
| Sensor | CO | H2S | SO2 | NO2 | Cl2 | ClO2 | HCN | HCl | PH3 | NO | H2 | NH3 |
| Monóxido de carbono (CO) |
100% | 1% | 1% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 20% | 0% |
| Sulfeto de hidrogênio (H2S) |
5% | 100% | 1% | -40% | -3% | -25% | 10% | 300% | 25% | 10% | 20% | 25% |
| Dióxido de enxofre (SO2) |
0% | 1% | 100% | 0% | 0% | 0% | -- | 40% | -1% | 0% | 0% | -40% |
| Dióxido de nitrogênio (NO2) |
-5% | -24% | -165% | 100% | 45% | -- | -70% | -- | -11% | 30% | 0% | -10% |
| Cloro (Cl2) |
-10% | -17% | -25% | 10% | 100% | 60% | -20% | 6% | -20% | 0% | 0% | -50% |
| Dióxido de cloro ClO2 |
-- | -- | -- | -- | 20% | 100% | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
| Cianeto de hidrogênio (HCN) |
15% | 10% | 50% | 1% | 0% | 0% | 100% | 35% | 4% | 0% | 30% | 5% |
| Ácido clorídrico (HCl) |
3% | 0% | 5% | 0% | 2% | 0% | 0% | 100% | 0% | 15% | 0% | 0% |
| Fosfina (PH3) |
-- | -- | -- | -- | -- | -100% | 425% | 300% | 100% | -- | -- | -- |
| Óxido nítrico NO |
25% | -0,2% | 1% | 5% | -- | -- | -5% | -- | -- | 100% | 30% | 0% |
| Hidrogênio (H2) |
22% | 0,1% | 0,5% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 100% | 0% |
| Amônia (NH3) |
0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 100% |
| Acetileno | 202% | 0% | 138% | 0% | -- | -- | -- | -- | -- | 0% | -- | -- |
Outro ponto a observar com a reatividade cruzada é que alguns monitores podem mostrar leituras negativas, dependendo do fabricante. Esse é outro ponto problemático para os usuários finais. Às vezes eles perguntam: "Como estou obtendo leituras negativas de gás?" Supõem que o medidor está quebrado. As leituras negativas ocorrem quando o gás presente faz com que o eletrodo reaja de forma negativa. Nesse caso, é a reatividade cruzada que faz com que os produtos químicos no interior reajam. Alguns fabricantes incluem a chamada "faixa morta" dos sensores na programação deles. Isso significa que se o sensor estiver recebendo leituras negativas, está programado para não mostrá-las na tela do monitor. Nesse caso, você verá apenas uma leitura de zero. Alguns fabricantes fazem isso nos níveis inferiores da faixa positiva para evitar que os usuários vejam reatividades cruzadas e flutuações de baixo nível. Outros fabricantes optam por não usar sensores de faixa morta, já que as pequenas flutuações e leituras negativas podem fazer com que o usuário saiba que algo está na área. Se o medidor estiver calibrado corretamente, você pode supor que ele está lendo corretamente.
Manter os trabalhadores em segurança
Então, as reatividades cruzadas são uma coisa ruim? Elas podem causar algumas dores de cabeça às vezes, mas podem ser úteis por informar que há um gás presente. As reatividades cruzadas podem dizer ao usuário: "Ei, tem algo aqui. Acho melhor você dar uma olhada." E saber quais reatividades cruzadas se aplicam às suas unidades e ao seu local de trabalho pode ajudar a reduzir os gases que podem estar presentes. Não é uma ciência perfeita, mas compreender as reatividades cruzadas pode certamente ajudar a manter os trabalhadores em segurança.
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