A câmera de imagens ópticas de gás da FLIR ajuda a melhorar a segurança e o meio ambiente na Borealis Stenungsund

Várias usinas petroquímicas lidam com hidrocarbonetos gasosos invisíveis. A maioria desses gases representa algum tipo de ameaça à segurança. Eles podem ser tóxicos ou podem causar problemas de saúde devido à exposição prolongada. Outros são bastante inflamáveis, até explosivos, e a maioria tem um impacto negativo no meio ambiente quando entram na atmosfera em grandes quantidades. É por isso que a detecção de vazamentos é crucial nessas usinas petroquímicas.

Uma delas é a usina de polietileno de baixa densidade (LDPE) de alta pressão da Borealis em Stenungsund, na Suécia, que produz produtos de LDPE para o setor de cabos e fios e tem uma capacidade de produção anual de 350 000 toneladas. A instalação de craqueamento da Borealis entrega o ingrediente principal: o etileno, que é convertido em polietileno em um processo de polimerização de alta pressão.

O etileno é um hidrocarboneto altamente inflamável. Para aumentar ainda mais a segurança dentro da usina e reduzir o impacto ambiental, a Borealis comprou uma câmera de imagens ópticas de gás da FLIR Systems. Com essa ferramenta de detecção de vazamento de gás, a Borealis garante que nenhum vazamento escape à atenção dos operadores do processo.

Uma câmera de imagens ópticas de gás é um instrumento de medição rápido e sem contato que pode visualizar os vazamentos de gás em tempo real. Diferente de muitos outros instrumentos de medição que somente fornecem um número ao inspetor, as câmeras de imagens ópticas de gás apresentam informações visuais, tornando o processo de detecção de vazamento mais intuitivo. As câmeras de imagens ópticas de gás também podem ser usadas em locais de acesso difícil, pois podem detectar pequenos vazamentos à distância. "Quando começamos a testar essa tecnologia relativamente nova, eu inicialmente fiquei bastante cético", diz o supervisor de turnos de LDPE Jan Åke Schiller. “Mas ver essas câmeras de imagens ópticas de gás em ação me fez rapidamente perceber que elas tinham um imenso potencial para detecção de vazamentos aqui na usina de polietileno e nas usinas petroquímicas em geral.”

Vantagens das imagens ópticas de gás

Antes da compra de uma câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF306, Schiller e seus colegas usavam os chamados ‘detectores de gás’, dispositivos que medem a concentração de um determinado gás em um único local e geram uma leitura de concentração em partes por milhão (ppm). “A principal vantagem da câmera de imagens ópticas de gás é que ela oferece a possibilidade de detectar gases visualmente”, diz Schiller. “Onde os detectores dão somente um número, uma câmera de imagens ópticas de gás permite detectar vazamentos de gás em qualquer lugar dentro do campo de visão da câmera. Isso acelera as inspeções consideravelmente. Agora que temos a câmera de imagens ópticas de gás, fazemos uma varredura rápida a cada inicialização. Com a varredura rápida, cobrimos aproximadamente 80% de toda a usina em aproximadamente trinta minutos. Você iria precisar de uma equipe de dez pessoas com detectores trabalhando dois dias inteiros para conseguir o mesmo resultado.”

Isso não significa que eles pararam de utilizar os detectores, destaca Schiller. “Nós usamos os detectores junto com a câmera de imagens ópticas de gás. Usamos a câmera de imagens ópticas de gás para detectar vazamentos e depois os detectores para quantificá-los.” Schiller ficou surpreso de ver como a sensibilidade da câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF306 se saiu. “Detectei vazamentos onde o detector deu uma leitura abaixo de 100 ppm, especialmente operando no Modo de Alta Sensibilidade; essa câmera é surpreendentemente sensível e pode ser usada para detectar até os menores vazamentos de gás de aproximadamente setenta metros. Isso permite ao operador realizar inspeções de uma distância segura.”

Modo de Alta Sensibilidade

O Modo de Alta Sensibilidade (HSM) é um recurso especial 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.

Todos os vazamentos a serem reparados são relatados às equipes de manutenção. Nessa parte do processo, o uso das câmeras de imagens ópticas de gás também tem uma vantagem em relação aos detectores, segundo Schiller. “Ao usar os detectores, você tem de descrever o local exato de um vazamento usando palavras que podem às vezes ser difíceis. Com uma câmera de imagens ópticas de gás, podemos simplesmente anexar o arquivo de vídeo ao pedido do trabalho e a equipe de manutenção irá ver por si só onde o vazamento está localizado. Isso me permite gastar menos tempo na geração de relatórios de vazamento e mais tempo na usina, detectando vazamentos ou realizando outras tarefas.”

Maior frequência de inspeção

Devido ao fato dessas inspeções consumirem muito menos tempo agora que ele usa a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF306, a frequência de detecção de vazamentos aumentou significantemente, segundo Schiller. “Quando tínhamos só os detectores, fazíamos inspeções anualmente. Para cobrir toda a tubulação contida na usina, que é ao todo de aproximadamente 100 quilômetros de comprimento, era necessário uma equipe de pessoas com detectores e uma semana inteira para inspecionar a usina completamente. Com a câmera de imagens ópticas de gás, só é necessária uma pessoa e um dia. Agora que temos essa câmera, inspecionamos a usina toda duas vezes ao ano e também realizamos inspeções rápidas a cada inicialização. Então, a frequência de inspeção subiu consideravelmente.”

Uma ferramenta usada com tanta frequência como a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF306 usada na Borealis em Stenungsund precisa ser leve, compacta e projetada ergonomicamente para prevenir dores nas costas e braços. Todas as câmeras de imagens ópticas de gás FLIR GF-Series são projetadas ergonomicamente. Com cabo giratório, botões de acesso direto e visor e LCD inclináveis, a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF306 foi feita pensando na perspectiva do usuário final, oferecendo ergonomia avançada para melhorar a segurança do trabalhador. Com um peso de 2,4 kg, a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF306 é ainda relativamente leve e compacta.

Absorção de infravermelho

A câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF306 contém um Fotodetector Infravermelho de Poços Quânticos (QWIP) 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 FLIR GF-Series é baseada na absorção infravermelha. Os gases absorvem radiação eletromagnética em certas partes do espectro. As câmeras de imagens ópticas de gás FLIR GF-Series contêm um filtro espectral, uma matriz de plano focal e óptica que são reguladas especificamente para tal parte da faixa espectral. Como o gás absorve radiação infravermelha, ele bloqueia a radiação dos objetos atrás do gás, fazendo um vazamento de gás aparecer como uma pluma preta ou branca na imagem térmica, caso o usuário tenha optado por “branco quente” ou “preto quente” nas configurações.

Gravação de filmagem

Além da visualização em tempo real, a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF306 também consegue gravar vídeo por luz visual 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 Schiller. “Para os relatórios de vazamento, geralmente começamos a gravação de vídeo no modo de vídeo visual, para mostrar o local à equipe de manutenção, e depois alternamos para o modo de detecção de gás para mostrar o vazamento e depois voltamos ao modo de vídeo visual para verificar o local do vazamento. Esse método funciona muito bem para nós.”

“Essa usina é relativamente nova, foi aberta há alguns anos para substituir a antiga usina de polietileno”, acrescenta Schiller. “A nova usina de polietileno tinha alguns problemas iniciais, mas com a ajuda da câmera de imagens ópticas de gás, conseguimos transformá-la em uma das usinas de polietileno de menor vazamento no mundo. Para dar uma ideia, essa nova usina produz duas vezes a quantidade de polietileno produzido pela usina antiga, mas a quantidade de VOCs que escapa por vazamento é dez vezes menor. Na minha opinião, a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF306 ajudou a tornar possível essa taxa de vazamento bastante baixa.”

Detecção de vazamentos em locais inesperados

Segundo Schiller, uma das vantagens de usar as imagens ópticas de gás é que há mais chances de detectar os vazamentos em locais inesperados. “Os vazamentos podem aparecer nos locais mais estranhos. Houve um caso onde um duto de apoio foi soldado em uma curva da tubulação, mas o soldador se entusiasmou demais e a solda causou um vazamento da tubulação para o suporte. Com a câmera de imagens ópticas de gás foi bastante fácil localizar o gás vazando do duto de apoio, já que ficou bastante claro na imagem térmica, mas com o detector teria levado anos para detectar o vazamento, se houvesse detecção mesmo, por que quem iria procurar vazamentos em um duto de suporte?”

“Outro exemplo de um local inesperado de vazamento foi quando encontrei gás vazando do material isolante. Devido a um vazamento em uma conexão na outra ponta, o gás vazou por trás do isolamento e depois vazou na outra ponta de novo. E esse é só um de uma lista de vazamentos detectados com a câmera de imagens ópticas de gás que não teriam sido possíveis de se detectar com um detector. O detector tem de ser colocado exatamente no local certo para detectar um vazamento, então o inspetor só coloca em locais onde se espera haver vazamento. Com uma câmera de imagens ópticas de gás, você vê todos os vazamentos dentro do campo de visão da câmera. Você pode usá-la para detectar vazamentos facilmente, rapidamente e suas inspeções ficam mais completas.”

Vale o investimento

“Algumas companhias pode relutar em comprar uma câmera de imagens ópticas de gás por causa do preço, o que é compreensível, já que o detector é muito mais barato”, continua Schiller. “Mas a diferença no custo da compra é enganadora. Primeiro porque a inspeção com detectores é muito mais intensiva e demanda muitas horas de trabalho que não são baratas, pelo menos não aqui na Europa. Segundo, os vazamentos em locais inesperados são difíceis de encontrar e fáceis de passar batido com detectores, então o uso de câmeras de imagens ópticas de gás ajudará a garantir a segurança do pessoal e dos habitantes nas áreas de entorno, e na minha opinião, a segurança definitivamente vale o investimento. O uso das imagens ópticas de gás também aumenta o senso de segurança dos trabalhadores da usina. Eles se sentem seguros sabendo que nenhum vazamento de gás escapa à minha atenção com a câmera de imagens ópticas de gás FLIR GF306.”

“E por último mas não menos importante, o uso de imagens ópticas de gás ajudará a reduzir a quantidade de gás perdido na atmosfera”, continua Schiller. “Dado o fato de que esses gases são nosso material base, é um desperdício perdê-los em vazamentos. Eu preferiria transformar tudo em plástico. Então, o vazamento de gás é de fato dinheiro jogado fora. Reduzi-lo com uma câmera de imagens ópticas de gás compensa o custo da compra. Portanto, eu diria que a câmera de imagens ópticas de gás vale realmente o investimento.”