Sensores de Ozono: Análise Detalhada das suas Particularidades

O ozono (O3) é um gás com um forte poder oxidante, utilizado em diversas aplicações industriais e presente também no meio ambiente. A sua monitorização é crucial, tanto para garantir a segurança dos trabalhadores como para avaliar a qualidade do ar.

Neste artigo, vamos explorar as particularidades dos sensores eletroquímicos de O3, especificamente aqueles utilizados nos transmissores GfG, embora os princípios aqui discutidos tenham aplicabilidade geral.

Importante: Este artigo baseia-se em sensores eletroquímicos de O3 utilizados nos transmissores GfG. Em caso de dúvida, contacte o fabricante do seu equipamento de deteção de gases.

A Sensibilidade ao detalhe: Resolução e Sinal Elétrico

Uma das características mais marcantes dos sensores de ozono é a sua elevada resolução, tipicamente na ordem dos 0,01 ppm (partes por milhão). Essa precisão permite detetar variações mínimas na concentração de O3.

A leitura da medição provém de alterações extremamente pequenas na saída elétrica do sensor. Pequenas alterações no sinal elétrico de saída que seriam invisíveis com a maioria dos outros sensores são completamente visíveis com o sensor de O3 devido à sua sensibilidade.

Interferências: O Lado Negro da Sensibilidade

A alta sensibilidade dos sensores de O3 também os torna suscetíveis a interferências de outros gases. É crucial entender como essas interferências podem afetar as leituras e, consequentemente, a interpretação dos dados.

Interferências Positivas: Gases oxidantes como o cloro (Cl2), o dióxido de cloro (ClO2) e o dióxido de nitrogénio (NO2) podem causar leituras falsamente elevadas de ozono.

Em concentrações significativas, esses gases podem até mesmo levar o sensor a exceder o limite máximo de medição, exibindo um alarme de “excesso de limite”. Assim que o sinal volta a descer abaixo da concentração acima do limite, o instrumento começa a apresentar uma leitura numérica.

Interferências Negativas: Por outro lado, gases redutores, como o sulfeto de hidrogénio (H2S), podem causar leituras negativas. Uma exposição a 20 ppm de H2S pode resultar numa leitura de aproximadamente -1,6 ppm num sensor de O3 saudável.

Felizmente é necessária uma grande quantidade de H2S para que isto aconteça quando o instrumento está em funcionamento normal.

Recuperação e Impacto a Longo Prazo: os sensores de O3 saudáveis recuperam rapidamente da exposição a gases interferentes e não são normalmente afetados por uma exposição moderada.

No entanto, os rácios de interferência podem mudar ao longo da vida do sensor e podem ser influenciados pela quantidade de gás interferente a que o sensor é exposto ao longo do tempo.

Atenção aos Dispositivos Multigás: A utilização de instrumentos de deteção portátil de gases equipados com sensores de O3 e H2S apresenta desafios. A exposição regular do sensor de O3 a 20 ppm de H2S durante testes funcionais pode afetar o sensor de O3.

Se os sensores de ozono falharem a calibração ou apresentarem leituras erráticas ou instáveis em ar fresco, por isso devem ser substituídos. É preferível evitar a instalação de sensores de O3 e H2S no mesmo instrumento.

A melhor solução é instalar os sensores de O3 e de H2S em equipamentos diferentes ou utilizar um instrumento com um único sensor para a medição do O3.

Ozono e Humidade: Uma relação instável

A humidade também exerce influência sobre os sensores de O3. Variações lentas ou modestas na humidade têm pouco ou nenhum efeito na leitura do ar fresco, uma vez que o sensor estabiliza na nova humidade em alguns segundos.

Mudanças bruscas na humidade, como ao sair de um ambiente climatizado ou levar o instrumento para espaços confinados, podem causar flutuações nas leituras. É possível observar um efeito semelhante, substancialmente maior, se o utilizador expirar sobre o sensor.

Esta flutuação desaparece à medida que o sensor se adapta às novas condições.

Num sensor saudável, estes “transientes de humidade” são normalmente muito breves. Normalmente, são necessários apenas 15 ou 20 segundos (ou menos) para que o sensor se ajuste à nova humidade.

A imagem gráfica abaixo demonstra o aspeto dos transientes de humidade. Estes transientes, com componentes positivos e negativos opostos, não afetam os cálculos de STEL e TWA.

O gráfico ilustra o efeito de alterações bruscas na humidade nas leituras do sensor, mostrando uma rápida recuperação e equilíbrio da resposta.

Este comportamento é comum em sensores de ozono, embora outros fabricantes possam apresentar desvios maiores e recuperações mais lentas.

Se as leituras de ar fresco não estabilizarem em 0,00 ppm após uma mudança na humidade, recomenda-se aguardar até 30 segundos ou até a leitura estabilizar antes de ajustar o ar fresco.

Teste de Colisão e Calibração: A importância da paciência

Após a exposição a outros gases, durante a calibração ou testes de resposta, é fundamental permitir que o sensor de O3 recupere completamente antes da sua utilização.

Aguardar até que a leitura estabilize no ar fresco, o que pode levar até 10 minutos ou mais, é crucial para evitar leituras imprecisas.

CUIDADO: Certifique-se de que se encontra ao ar livre antes de ajustar o sensor com ar fresco!

Conclusão: Compreensão para uma monitorização precisa

Os sensores de ozono são instrumentos poderosos para a monitorização deste gás, mas a sua sensibilidade exige uma compreensão das suas particularidades.

Ao considerar as interferências de outros gases, a influência da humidade e a importância de uma calibração adequada, é possível obter leituras precisas e confiáveis, garantindo a segurança e a qualidade do ar.

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