MONITORAMENTO DE VOCS ‐ PID OU FID? 

PID OU FID? 

FID OU PID? 

Esta é a questão 

No Brasil não existe padrão de qualidade do ar para Hidrocarbonetos Totais  (também  conhecidos por 

HCT) ou Compostos Orgânicos Voláteis  (conhecidos  também  como VOCs ou COVs).  Porém,  com  frequência 

cada vez maior, os órgãos ambientais estão exigindo o monitoramento no ar deste “grupo de poluentes”. 

GERAL 

Uma das principais decisões a serem tomadas quando se pretende realizar o monitoramento de Hidro‐

carbonetos Totais ou VOCs no ar ambiente é qual a metodologia mais apropriada: PID ou FID. 

Nas próximas páginas tentaremos uma descrição de ambas as tecnologias assim como apresentaremos 

detalhes, vantagens e desvantagens de cada uma. Mencionaremos brevemente no final deste trabalho a exis‐

tência de outras duas metodologias que na verdade não  se aplicam a este caso, mas  são  também utilizadas 

para monitorar hidrocarbonetos no ar. 

Mas primeiro uma definição: 

Os nomes PID e FID vem de: 

PID:  PHOTOIONISATION DETECTOR 

FID: FLAME IONISATION DETECTOR 

Em português o primeiro quer dizer:  

 ‐ Detector por Foto Ionização 

e o segundo: 

 ‐ Detector por Ionização por Chama 

 

NECESSIDADE DO MONITORAMENTO DOS HIDROCARBONETOS VOLÁTEIS OU VOCs 

Muitas indústrias usam solventes e outros hidrocarbonetos, seja no processo em si, seja por evaporação 

no uso de tintas, (pintura), impressoras de alta velocidade, colagem com adesivos, limpeza com solventes etc. 

Em outros casos, o problema é devido à contaminação do solo com hidrocarbonetos, seja por vazamento 

de tanques, por descaso ou descuido (lembrar que há mais de uns 15 a 20 anos atrás ninguém se interessava ou 

 

se preocupava com estes problemas e borras de produtos de petróleo eram simplesmente jogadas no solo sem 

nenhum cuidado gerando os atuais passivos ambientais sérios).  

Na indústria de petróleo e petroquímica ocorrem continuamente milhares de pequenos vazamentos em 

eixos de bombas, de compressores, ao encher tanques, em suspiros e na tomada de amostras. 

Solventes  típicos utilizados na  indústria  incluem MEC  (metil‐etil‐cetona), Celusolve etc. Estes  solventes 

precisam ser monitorados caso as taxas de emissão da fábrica sejam altas. 

Em  indústrias com processos que emitem hidrocarbonetos para o ar são usados com frequência, filtros 

de adsorção com carvão ativo. É costume incluir na saída destes filtros um monitor contínuo de VOCs para de‐

tectar quando o filtro se saturou. Uma vez saturado, o filtro, praticamente não reterá os poluentes, aumentan‐

do a emissão em quase duas ordens de magnitude, o que pode gerar problemas sérios de poluição do ar. 

Finalmente existem processos como as coquerias das siderúrgicas que emitem uma grande quantidade 

de compostos orgânicos diferentes, alguns dos quais são altamente tóxicos (Benzeno e outros cancerígenos).  

Em resumo, frequentemente existe uma necessidade justificada para monitorar estes compostos orgâni‐

cos classificados como Hidrocarbonetos Totais ou VOCs. 

DESCRIÇÃO GERAL 

Ambos os métodos  (FID e PID) conseguem detectar as moléculas de hidrocarbonetos no ar através da 

quebra das mesmas  (na verdade quebram a  ligação dos átomos de Carbono com os de Hidrogênio), gerando 

íons que, por ter carga, são atraídos a eletrodos com carga oposta. 

O desempenho de um instrumento de monitoramento de VOCs depende de sua habilidade em quebrar 

os hidrocarbonetos, seja com a energia de uma lâmpada Ultravioleta no caso do PID ou de uma chama no caso 

do FID. 

DESCRIÇÃO SIMPLIFICADA DO PID. 

De maneira simplificada, podemos dizer que um detector tipo PID usa a alta energia de uma lâmpada Ul‐

travioleta especial, para “quebrar” as moléculas de hidrocarbonetos gerando  radicais. Estes  radicais que  tem 

carga elétrica se descarregam nos eletrodos de um medidor /condensador. 

A corrente elétrica gerada por esta descarga é proporcional ao número de moléculas na amostra. Como o 

volume da amostra no instrumento é sempre o mesmo, pode‐se facilmente calcular então a concentração dos 

VOCs na amostra. 

A maioria dos monitores de VOCs opera com uma lâmpada de 10,6 eV.  Porem existem disponíveis, para 

usos mais específicos ou especiais,  lâmpadas de 10,0 eV e 11,8 eV. Em parágrafos posteriores explicaremos 

mais detalhadamente as vantagens e desvantagens de cada uma. 

Como a maioria das moléculas de hidrocarbonetos passam pela câmara sem serem quebradas ou se re‐

combinam após sua exposição à forte luz ultravioleta, não ocorre nenhuma transformação material da amostra 

e podemos dizer, sem muitas restrições, que a análise é não destrutiva. 

A detecção PID, por ser um método óptico /físico, possui alta velocidade de resposta. 

 

Na verdade a maior contribuição para a demora na leitura será o tempo que a amostra leva até entrar no 

instrumento e passar pela câmara de detecção. 

 

HISTÓRICO 

A metodologia de detecção PID é muito simples e compacta e os primeiros detectores PID foram comer‐

cializados na década de 70 do século passado.  Seu primeiro uso importante foi na detecção do MVC (monôme‐

ro  utilizado  para  fabricação  do  PVC)  após  ser  provado  claramente  por  detalhados  estudos  médi‐

cos/toxicológicos que o MVC era, de fato, um forte cancerígeno e tóxico. 

Após esta primeira aplicação, e devido ao sucesso, seu uso foi ampliado para muitos outros hidrocarbo‐

netos,  sobretudo  solventes,  sendo uma  tecnologia muito difundida  em  instrumentos portáteis para uso  em 

segurança do trabalho e higiene industrial.  

No diagrama abaixo é mostrado um esquema simplificado do detector tipo PID. 

 

A  sensibilidade de detecção a várias  substâncias e compostos orgânicos pode  ser controlada até certo 

ponto variando a energia da fonte ultravioleta. 

Existem  lâmpadas comumente usadas de 10,0 eV, 10,6 eV e 11,8 eV (esta última usada com pouca fre‐

quência devido principalmente a sua curta vida útil). 

Outra grande vantagem do PID é que as lâmpadas não tem energia suficiente como para ionizar o Oxigê‐

nio, Dióxido de Carbono, Nitrogênio, Monóxido de Carbono ou Vapor d’água e Metano.  Portanto, o PID é um 

detector  excelente  para  uso  especificamente  na medição  de  quantidades  pequenas  de  vapores  orgânicos 

(VOCs). 

A lâmpada de 11,8 eV permite a detecção de outros hidrocarbonetos além dos detectados pelas lâmpa‐

das de 10,0 e 10,6 eV. Porem, o uso desta lâmpada, com energia maior, tem dois sérios inconvenientes: 

a) A sensibilidade (limite de detecção) é umas 10 vezes menor que as mais comuns e; 

b) A vida útil é de umas 200 horas comparada com mais de 8000 horas para uma lâmpada com energia 

menor. 

 

 FIG. 1. Na foto acima é mostrado um detector portátil de uso industrial tipo PID 

DESCRIÇÃO MAIS DETALHADA 

O detector por  foto  ionização utiliza a  radiação ultravioleta de alta energia para  ionizar uma pequena 

porção da amostra que foi introduzida na câmara de ionização. O processo de ionização em si é iniciado primei‐

ro pela absorção de um fóton de alta energia por uma molécula e um composto orgânico nesta câmara. Se a 

molécula tem um potencial de ionização igual ou menor que a energia do Fóton (hv) a molécula é ionizada for‐

mando um íon positivo e um elétron. 

R+hv  =>  R+  +  e‐ 

Esta formação de  íon ocorre num campo elétrico entre os eletrodos do coletor da câmara de  ionização 

do detector. Os íons e elétrons que alcançam os eletrodos formam uma pequena corrente de ionização que é 

amplificada pelo circuito eletrônico do instrumento. 

A quantidade de íons que chegam aos eletrodos (e, por consequência a corrente gerada) será diretamen‐

te proporcional, em qualquer momento dado, à concentração de moléculas ionizáveis dentro do detector. 

Afortunadamente, só uma percentagem extremamente pequena do total de moléculas potencialmente 

ionizáveis produze de fato íons e, deste modo contribuem na geração de corrente. 

Tem sido estimado que aproximadamente só 0,01% das moléculas se transformam em íons e atingem os 

eletrodos coletores. 

Assim, no caso de detecção por  foto  ionização, virtualmente  todas as moléculas passam pelo detector 

sem sofrer nenhuma mudança física ou química. 

Portanto o PID é chamado de um detector virtualmente não destrutivo. 

 

 

 

 

DESCRIÇÃO DO DETECTOR FID 

A tecnologia FID é mais antiga e vem sendo utilizada, há muitos anos, em cromatografia em laboratórios 

e processos industriais. 

Baseia‐se na geração de íons com carga elétrica após contato com uma chama que quebra a ligação Car‐

bono –Hidrogênio. 

Os detectores tipo FID, mencionados no primeiro parágrafo do tópico possuem alta eficiência, assim co‐

mo uma ampla faixa de medição que é linear e são muito sensíveis aos compostos orgânicos normalmente en‐

contrados no ar ambiente. 

No diagrama abaixo é apresentado um esquema simplificado do detector  tipo FID mostrando à direita          

embaixo as entradas de ar de amostra e o combustível (H2), à direita em cima o filamento utilizado para ignição 

da chama, no centro embaixo o jato para a chama, em cima a exaustão do lado esquerdo o sistema elétrico de 

medição da corrente gerada pelos íons gerados na chama. 

 

 

A chama oxida os compostos orgânicos resultando em CO2 e água. Neste processo são formados íons que 

estando num campo elétrico no próprio detector geram uma corrente. 

Este campo elétrico é formado pelo jato onde ocorre a chama e um eletrodo coletor cilíndrico próximo a 

ela. 

A amostra de ar com hidrocarbonetos se mistura com o hidrogênio dentro do FID e na base do jato. Uma 

fonte externa adicional de ar ultra puro (sem hidrocarbonetos) fornece o oxigênio necessário para a combus‐

tão. 

Um diagrama simplificado do exposto acima pode ser visto na figura abaixo. 

 

 

Devido à presença do campo elétrico entre o  jato e o coletor, os  íons negativos formados (gerados) na 

chama migram para o coletor. Ao chegarem ao coletor geram uma mínima corrente  iônica. Esta corrente que 

pode ser de só 10‐10 até 10‐12 Amperes (ou seja, pode ser de milionésimos de micro Amperes) é proporcional ao 

número de íons gerados o que, por sua vez é proporcional às moléculas de CHx presentes.   

Diferentemente do PID, o detector de chama  responde a praticamente  todos os compostos orgânicos, 

incluindo principalmente o Metano. 

A corrente gerada pelos  íons negativos depende da quantidade de  ligações     Carbono –Hidrogênio que‐

bradas, a resposta do instrumento na verdade está relacionada à concentração molar do composto e também 

ao número de átomos de carbono por molécula. 

Cabe, portanto, destacar que uma molécula de, por exemplo, C6 H12 gerará uma  resposta muito maior 

que uma de metano  (CH4), pois a primeira tem seis  ligações C‐H que podem ser rompidas gerando  íons.   Por 

isso, com frequência os resultados de um FID são dados como PPMC (ou seja, incluem um C no final da unidade 

para indicar que são para cada carbono). 

ALGUMAS VANTAGENS E DESVANTAGENS DO PID 

A metodologia PID é muito mais simples e compacta, permitindo um instrumento menor, mais leve e que 

não precisa de vários equipamentos ou “reagentes” auxiliares como combustível, ar puro de combustão etc. 

Podemos dizer que o fato de não precisar de H2, que é um gás perigoso e explosivo em condições típicas 

de uso, é a principal vantagem do PID sobre o FID. 

 A principal desvantagem  (que compartilha com o FID) é que os  instrumentos deste tipo não permitem 

determinar os hidrocarbonetos específicos presentes no ar.  Ou seja, a análise não permite dizer, por exemplo, 

que o hidrocarboneto presente é Benzeno. 

No caso do FID isto não é totalmente verdade, pois são oferecidos instrumentos no mercado que fazem 

alguma diferenciação (ver abaixo nos parágrafos dedicados à separação Metano – Não Metanos nos instrumen‐

tos FID). 

Uma possível vantagem adicional do PID (que em alguns casos pode ser considerado um defeito) é que 

não mede nem detecta METANO  (CH4).     O FID detecta qualquer hidrocarboneto que  tenha uma  ligação C‐H 

obviamente incluindo o Metano. 

Os compostos orgânicos detectados e que podem ser medidos com um detector PID dependem princi‐

palmente do potencial de ionização de cada composto e da lâmpada utilizada. 

Outra vantagem comum com o FID é que os limites inferiores de detecção do PID são bastante baixos. Os 

PIDs possuem normalmente uma faixa de medição de 0‐30 ppm com resolução normalmente de 1 ppm.  Exis‐

tem, porém modelos sofisticados que podem medir numa  faixa menor e com resoluções de 0,5 e de até 0,1 

ppm. 

Os instrumentos fixos com detector FID têm sensibilidade normalmente maior e podem medir em faixas 

de 0‐5 ppm com resolução de 0,1 ppm.  Mas ao custo de precisar de combustível e ar puro de combustão. 

 

Afortunadamente e falando  de forma bem ampla, o PID  tem alta sensibilidade e  excelente resposta  pa‐

ra vários   compostos  considerados cancerígenos presentes no ar ambiente.  Por exemplo, o Tolueno tem po‐

tencial de 8,82 eV e os Xilenos 8,45 eV. 

 

FIG. 2.: Visão do interior de um monitor de VOCs portátil tipo PID mostrando no lado direito o cilindro 

com a lâmpada e em baixo dele a bomba, uma mangueira de teflon e o conector para saída da 

amostra e do lado esquerdo a parte eletrônica do instrumento. 

OUTRA DESVANTAGEM DO PID 

Um fenômeno muito raro, mas que pode acontecer (ou seja, é possível, mas não provável) e que pode 

resultar em erros de  leitura é o chamado efeito de “quenching”  (não encontro uma boa  tradução para esta 

palavra, mas a mais próxima e extinção). Na presença de concentrações muito altas de gases que absorvem luz 

na faixa do ultravioleta da  lâmpada do PID, pode acontecer que a  luz que “sobra”, pois não foi absorvida por 

estas moléculas, não seja suficiente para ionizar uma quantidade suficiente de moléculas dos VOCs presentes. 

Neste caso a leitura do instrumento será menor que a realidade. Mas isto é muito raro de acontecer, pois 

precisa de concentrações  realmente altas de outros gases que absorvam  justamente na  faixa ultravioleta da 

lâmpada, o que não é comum. 

 

FIG. 3. Monitor portátil PID para compostos orgânicos voláteis. 

 

 

 

 

FIG. 4.  A foto acima mostra um monitor contínuo de VOCs fixo com metodologia PID, bomba de vácuo 

interna e saídas analógicas e de alarmes. Instrumento simples, robusto e para operação 24 horas 

por dia  oferecido pela Energética.   ATE AQUI  

CALIBRAÇÃO DO PID 

Para calibração dos instrumentos tipo PID o gás mais utilizado é o Isobutileno. 

As únicas exceções são quando sabemos, com bastante certeza, qual ou quais são os gases ou compostos 

presentes no local que queremos monitorar. Neste caso é melhor usar este mesmo gás ou combinação de gases 

para calibrar o instrumento. 

Um exemplo ajudará a entender melhor isto. 

Digamos que eu quero monitorar as concentrações de compostos orgânicos voláteis no  interior de um 

galpão onde é realizada a pintura de peças metálicas. Conversando com o fornecedor da tinta ele informou que 

o solvente utilizado é o MEC. Neste caso específico é muito mais  interessante e correto utilizar este solvente 

como gás padrão e não o Isobutileno. 

Voltando ao Isobutileno. Porque é o mais usado? 

A resposta é que este composto oferece uma serie de vantagens práticas entre as quais: 

‐ é fácil de manusear 

‐ não é tóxico 

‐ é muito estável com o tempo 

‐nas concentrações “normais” está ainda bem longe da faixa de explosividade. 

 

LIMPEZA DA LÂMPADA 

A lâmpada utilizada nos detectores PID vai ficando “suja” com o uso. Seja pela existência de partículas na 

amostra, seja pelo acúmulo dos próprios hidrocarbonetos ou os produtos de sua oxidação que se depositam ou 

grudam no vidro da lâmpada. 

À medida que a lâmpada vai ficando suja, o instrumento vai perdendo sensibilidade e obtém uma respos‐

ta menor à mesma concentração de poluentes. 

 O usuário deve permanecer atento a esta possibilidade e, se durante uma calibração, percebe que a res‐

posta do instrumento caiu abaixo do aceitável, vai ter que limpar a lâmpada. 

A  limpeza da  lâmpada normalmente consiste em  retirá‐la do  instrumento e  fazer um polimento do Vi‐

dro/lente da mesma. 

Alguns fabricantes fornecem, junto com o instrumento, um pó fino para polir a lâmpada e, dependendo 

do uso, até especificam uma frequência recomendável para este processo. 

SEPARAÇÃO METANO NÃO METANOS USANDO FID 

Existem disponíveis no mercado mundial  instrumentos  tipo FID muito  sofisticados que permitem uma 

separação do Metano do resto dos Hidrocarbonetos voláteis presentes no ar (estes outros hidrocarbonetos são 

comumente chamados de Não Metanos); 

A foto abaixo mostra um equipamento deste tipo oferecido pela Energética. 

 

Porque desta necessidade que complica e encarece o instrumento? 

Qual a vantagem de separar o Metano dos Não Metanos? 

A principal vantagem de poder separar o Metano do resto dos Hidrocarbonetos voláteis presentes é que 

o Metano não é considerado um poluente tóxico que tenha efeitos negativos sobre a saúde (cuidado não esta‐

mos aqui nos referindo aos efeitos negativos do metano como gás de efeito estufa). 

O Metano está, com grande frequência, presente no ar ambiente. Sobretudo próximo a pântanos, lixões 

e onde possam ocorrer processos de decomposição de material orgânico. 

 

Se numa situação destas, nós monitorarmos a concentração de Hidrocarbonetos Totais (voláteis) pode‐

mos encontrar valores altos de concentração (digamos, por exemplo, 40 ppm de Hidrocarbonetos Totais), po‐

rém fica a dúvida de qual das duas situações abaixo está presente. 

a) 38 ppm de Metano e 2 dos outros Hidrocarbonetos Voláteis ou 

b) 2 ppm de Metano e 38 dos restantes Hidrocarbonetos voláteis. 

Como o Metano não é considerado um poluente a situação a) é muito mais “confortável” e tranquila com 

relação poluição do ar que a situação b). 

Os detectores tipo PID simplesmente não lêem o Metano; o ignoram completamente. 

 

 

FIG. 5. Visão  interna de um monitor portátil de Hidrocarbonetos Totais tipo FID, mostrando do  lado es‐

querdo o tanque de H2 para a chama e do lado direito o abafador de chama que faz o instrumento 

ser intrinsecamente seguro. No centro a parte eletrônica do mesmo. 

 

DETALHES DO DETECTOR FID  

Nos diagramas a seguir podemos ver vários detalhes de um detector FID de um  instrumento de uso contínuo 

(não portátil) tipo FID. 

 

 

FIG. 6. Duas visões do detector tipo FID incluindo um esquema detalhado das peças internas. 

 

 

FIG. 7. O mesmo detector acima mostrando o sistema de ignição e o termopar que monitora a tempera‐

tura da chama (e desliga o fornecimento do H2 caso a temperatura caia). 

 

No diagrama abaixo se mostra a parte interna do Monitor contínuo de Hidrocarbonetos que usa o detec‐

tor mostrado acima. 

 

 

FIG. 8. Diagrama mostrando os principais componentes internos de um monitor contínuo de Hidrocarbo‐

netos Totais tipo FID (sem separação Metano/ Não Metanos) 

 

 

FIG. 9. Diagrama interno dos principais componentes de um monitor contínuo de Hidrocarbonetos totais 

tipo FID com separação Metano e Não Metanos mostrando as diferenças com relação ao  instru‐

mento similar sem separação. Estas diferenças incluem uma válvula giratória e uma coluna croma‐

tográfica de separação mais elaborada e complexa. 

 

 

FIG. 10.  Diagrama mostrando o funcionamento da válvula de controle que permite a separação Metano 

/Não metano e as várias conexões pneumáticas. 

 

 

FIG. 11. Monitor portátil completo que possui detector PID e FID (ambos) no mesmo instrumento. Limite 

de detecção 100 ppb benzeno (PID); 300 ppb hexano (FID), utilizado principalmente para audito‐

rias de vazamentos em refinaria de petróleo e indústria petroquímica onde são exigidos os dois 

métodos. 

 

 

 

 

FIG. 12. Diagrama esquemático dos dois sensores em paralelo do instrumento da foto acima. 

 

RESPOSTA A DIFERENTES COMPOSTOS 

A resposta dos detectores PID varia muito dependendo do composto. 

Ou seja, não quer dizer que por um composto ser  ionizável, que a resposta do  instrumento será muito 

boa e com alta sensibilidade. Devido a estas variações, é necessário calibrar o instrumento com um composto 

reconhecidamente fácil de medir como  Isobutileno e depois calibrar novamente com o composto que quere‐

mos medir (se soubermos qual é). Com isto podemos determinar um Fator de Resposta para este composto em 

particular. 

Na tabela abaixo são mostrados, para cinco compostos diferentes, seu potencial de ionização (eV) e o fa‐

tor de resposta “normal” de um detector PID. 

 

Composto  Potencial de Ionização (eV)  Fator de Resposta 

Metano  ‐‐‐‐‐  ‐‐‐‐‐‐ Benzeno  9,25  0,7 

Óxido de Etileno  10,57  33,8 Hexano  10,18  11,3 

Óxido Nítrico  9,25  44,9 

 

Outro tipo de composto para o qual a resposta de um instrumento PID é bem baixa são os hidrocarbone‐

tos altamente clorados. 

Possuem, alem de alto potencial de  ionização, baixa  resposta. Possivelmente  isto seja devido a que as 

moléculas de Cl  ligadas ao hidrocarboneto absorvem a energia da  luz ultravioleta e atenuam os efeitos desta 

energia. 

Os detectores tipo PID NÃO são  lineares.    Isto e é frequentemente corrigido pelos fabricantes utilizando uma 

curva de correção inserida na memória do microcontrolador do instrumento, ou seja, no firmware. 

 

Os fabricantes e fornecedores falam que os  instrumentos tipo PID são analisadores de NÃO METANOS.  

Isto é verdade, mas só parcialmente, pois o instrumento realmente não mede ou detecta o Metano. Mas tam‐

bém não detecta nem Etano nem Propano.  E estes dois compostos são NÃO METANOS. 

Cabe informar que o tipo FID detecta, e sem problemas, estes três hidrocarbonetos. 

Ou seja, o usuário tem que estar muito atento e ter cuidado, pois o PID pode estar “enganando” se estão 

presentes no ar sendo monitorado compostos com potencial de ionização elevados e que não são Metano. Pois 

não serão medidos. 

Uma vantagem de ambos os detectores PID e FID é que a “qualidade” do monitoramento independe da 

vazão de amostragem (obviamente até certo ponto, pois com vazão zero não vamos ter amostra renovada na 

câmara de detecção). 

Ou seja, se o  instrumento está amostrando o ar ambiente com digamos 100 ou 200 ml /min os valores 

medidos não variarão se aumentamos a vazão de amostragem para uns 500 ml/min. 

Devido aos problemas de sujeira acumulada na  lâmpada, muitos fabricantes de PID recomendam que a 

vazão seja diminuída espaçando com isto os períodos entre limpeza da lâmpada. 

 

OUTRAS METODOLOGIAS SIMILARES  A pesar de não serem usadas em instrumentos típicos para monitoramento de hidrocarbonetos ou VOCs no ar ambiente  existem,  duas  outras metodologias  “similares”  que mencionaremos  brevemente,  pois  podem  ser consideradas “primas próximas”.  

Muito utilizadas em  instrumentos  fixos e até portáteis para detecção de explosividade e  segurança do trabalho, são  instrumentos mais simples, com peso menor, e medem normalmente concentrações bem maio‐res. 

 A faixa de medição normalmente está condicionada ou dirigida a medir o LEL (limite inferior de explosivi‐

dade), ou seja, não estamos falando de ppms ou ppbs e sim de valores medidos normalmente em %.  Não explicaremos em detalhe o que é o LEL, mas basta dizer que é uma faixa de concentrações na qual 

uma mistura do gás com ar ou oxigênio ocorrerá oxidação (uma oxidação rápida é uma combustão muito rápida é uma explosão). 

 Com este objetivo principal existem, há muitos anos, instrumentos que se valem de duas outras tecnolo‐

gias importantes e confiáveis:  ‐ Detectores por Absorção no Infravermelho ‐ Detectores Catalíticos   Como já mencionado várias vezes cada tecnologia ou metodologia tem vantagens e desvantagens que as 

fazem mais ou menos aplicáveis às diferentes situações.  

 

 

SENSORES CATALÍTICOS  

Usados  há mais  de  50  anos,  no  campo,  os  sensores  catalíticos,  também  conhecidos  como  pelistores, usam uma tecnologia com alta resposta. 

A metodologia baseia‐se no fato de que todo processo de oxidação (ou combustão) de gás combustível gera calor. O sensor detecta então este aumento de temperatura e converte a mudança de temperatura provo‐cada pela oxidação num sinal analógico que pode então ser alimentado a um microprocessador do instrumen‐to.  Quanto mais gás combustível, maior o calor gerado, maior a temperatura do sensor e maior o sinal analógi‐co gerado pelo sensor. 

 O principal  inconveniente deste tipo de sensor é que o elemento catalisador, chamado elemento ativo, 

precisa de uma superfície de  troca e de  reação ampla e não contaminada.  Inicialmente o sensor está nestas condições, mas com o  tempo vai  ficando “entupido” ou envenenado  (é o  termo utilizado  tecnicamente) per‐dendo sua eficiência e eficácia o que torna o instrumento inadequado. 

 Por outro  lado a  simplicidade,  robustez e  tamanho menor deste  tipo de  instrumento  são as principais 

vantagens que oferece. Podem‐se também destacar, a  longa vida útil (caso não ocorra envenenamento) facilidade para  instala‐

ção e calibração e ao fato de que um instrumento deste tipo permite detectar uma grande variedade de gases combustíveis – compostos de hidrocarbonetos. 

 Outro  inconveniente menor é que a única maneira de saber com tranquilidade que o  instrumento está 

funcionando corretamente é testando/verificando com um gás padrão de  forma  frequente e rotineira, sendo necessária uma recalibração frequente.  

DETECTORES POR ABSORÇÃO NO INFRAVERMELHO  

 Os detectores por infravermelho (conhecidos como IR ou NDIR do inglês Infra Red ou Non Dispersive In‐fra Red) se baseiam no princípio de absorção de radiação seletiva pelas moléculas do gás que queremos detec‐tar e medir. 

 Em outras palavras, se um gás absorve luz na faixa infravermelha e eu faço passar um feixe desta luz por 

uma câmara onde estão presentes as moléculas do gás, a energia que chega ao outro  lado desta câmara será tanto menor quanto maior seja a concentração de moléculas na câmara absorvendo a luz. Colocando um detec‐tor de  luz  infravermelha no  lado oposto da  lâmpada na  câmara,  seu  sinal  será  inversamente proporcional à concentração do gás na câmara. 

 Para muitos compostos, a absorção de energia é mais intensa e específica na faixa do Infravermelho. Com frequência os detectores deste tipo para  instrumentos portáteis possuem duas fontes de radiação 

distintas, uma na frequência na qual os compostos absorvem e outra com um comprimento de onda no qual as moléculas NÃO absorvem luz. 

 FIG. 13.  Instrumento infravermelho fixo para segurança industrial 

 

 

As principais vantagens de um  instrumento deste tipo comparado com um catalítico (lembremos que a faixa de concentrações medidas é muito superior a os do PID ou FID) são que NÃO está sujeitos à contaminação ou envenenamento e que podem operar continuamente na presença do gás sendo medido. 

 Outra grande vantagem que não deve ser desprezada, sobretudo para prevenção de acidentes em locais 

fechados é que o detector  infravermelho não precisa de ar ou oxigênio para  funcionar assim como  também pode funcionar em atmosferas com níveis de O2 superiores aos do ar ambiente. Os sensores catalíticos preci‐sam de O2 para a oxidação/combustão que gerará o calor necessário para a medição. 

 Por outro  lado, os detectores ou  instrumentos baseados na absorção da  luz no  infravermelho possuem 

algumas desvantagens e inconvenientes que devem ser considerados.   A primeira (meio óbvia) é que o gás/composto a ser medido ou detectado tem que absorver energia na 

frequência do infravermelho que a lâmpada emite. Por exemplo, o H2 não absorve no infravermelho e sua pre‐sença será simplesmente ignorada pelo instrumento. 

 Outro inconveniente é que a sensibilidade, para vários gases/compostos diferentes também será diferen‐

te de  forma  tal que a concentração resultante não será a real e sim uma “mistura” das respostas a cada gás (próximo a uma media ponderada). 

 Cabe mencionar que para situações/localizações extremas, tais como temperaturas muito altas ou muito 

baixas, condições de muito alta umidade, vibrações fortes etc. normalmente são preferidos instrumentos catalí‐ticos por sua robustez e tolerância a extremos, assim como manutenção mais simples. 

 Resumindo existem duas outras  tecnologias de detecção,  já muito  testadas no campo, que  funcionam 

bem e que podem ser aplicadas em muitas situações industriais onde o interesse principal é a segurança.  Po‐rem, cada caso é um caso e a escolha de qual mais se adéqua depende de uma serie de fatores que tem que ser avaliados com cuidado. 

 Esperamos ter dado nas páginas precedentes uma “pincelada” geral sobre o monitoramento dos Hidro‐

carbonetos Voláteis  (VOCs,)  as diferentes  tecnologias utilizadas para  sua medição e  as principais  vantagens, desvantagens e aplicações de cada tecnologia.    

   

     

ARQCAF/BIBLIOTECA / MONIT DE VOCS REV04‐09‐04‐14