A adequação de um sensor de metano não pode ser determinada por um único item de precisão indicado na ficha técnica do produto. Alarmes de segurança, medição de metano e estimativas de emissões exigem faixas e representatividade diferentes. O capítulo 8 de Tecnologia e soluções para comprovar a redução de carbono trata a escolha de sensores como uma questão de finalidade de uso e condições de instalação.

Defina primeiro os conceitos e o escopo de aplicação

O desempenho exigido deve partir da faixa de concentração esperada e da magnitude da mudança que precisa ser distinguida. Também é preciso avaliar se o tempo de resposta é compatível com o intervalo de coleta de dados e como serão verificados os efeitos das mudanças de temperatura e umidade. Os números da ficha técnica devem ser interpretados dentro das condições de aplicação indicadas. Na operação de longo prazo, o método de calibração e inspeção pode determinar os custos. É preciso decidir se a calibração pode ser feita em campo, se será necessário retirar o equipamento para inspeção e como tratar os dados do período em que for detectada uma anomalia. O plano de compra dos equipamentos e o plano para manter a qualidade dos dados devem ser avaliados em conjunto.

A medição (M) produz dados. Define-se o que será observado, onde, com que frequência e com quais equipamentos, e então se executa a medição. Os resultados incluem os dados originais e os metadados necessários para interpretá-los, como o histórico de calibração, as especificações do equipamento, as condições de instalação e os períodos de dados ausentes.

As quantidades de redução de emissões dependem tanto da rastreabilidade metrológica da medição quanto da rastreabilidade dos cálculos. Os valores medidos são vinculados a referências por meio de uma cadeia de calibração documentada e da incerteza; os dados de atividade e os fatores de emissão ou modelos são rastreados até o resultado final por suas fontes, versões e condições de aplicação. Nem toda quantidade de redução de emissões vem de uma única medição direta. Quem revisa deve verificar tanto se os cálculos podem ser reproduzidos quanto se os dados e métodos utilizados são adequados à alegação.

A concentração é a proporção de um gás no ar, enquanto a taxa de emissão é a massa emitida por unidade de tempo. Para medir ou estimar emissões, é preciso relacionar a concentração e a vazão, assim como o modelo de medição, de forma adequada ao objetivo. Mesmo que a concentração diminua, não se pode concluir que a taxa de emissão em massa tenha mudado na mesma direção se o fluxo de ar aumentou. Para converter as taxas de emissão ao longo do tempo em quantidade total de emissões, também é preciso considerar o período de medição e o tratamento dos intervalos ausentes.

Em galpões com ventilação mecânica, verifique não apenas a classificação nominal dos ventiladores, mas também a pressão estática, o estado de operação e as mudanças reais na vazão de ar causadas por contaminação ou desgaste. Na ventilação natural, examine a direção e a velocidade do vento, as diferenças de temperatura e o estado das aberturas. Avalie, dentro do modelo de medição, quanto a incerteza da estimativa da taxa de ventilação afeta a taxa de emissão.

Um caminho de desenvolvimento realista é acumular observações de concentração e medições de referência das taxas de emissão, conectando-as a informações sobre ventilação, condições meteorológicas, número de animais e ração. Avalie o erro de previsão em propriedades e períodos que não foram usados no desenvolvimento do modelo e especifique o escopo de aplicação. Mesmo que aumente o número de observações simultâneas, a confiança no modelo não melhora automaticamente quando falta representatividade ou há vieses comuns.

Combustão catalítica (pellistor). Esse método utiliza o calor gerado quando gases combustíveis reagem em um catalisador e requer oxigênio. É usado principalmente para fins de segurança, com unidades como percentual do limite inferior de explosividade (%LEL); é necessário verificar separadamente se as especificações bastam para quantificar pequenas diferenças em ppm na pecuária. O envenenamento ou a inibição do catalisador e efeitos ambientais como poeira podem reduzir a resposta, por isso são necessárias inspeções periódicas.

Condições e limites da aplicação no campo

Imagine uma situação em que se queira usar um equipamento destinado a alertar sobre o risco de gases combustíveis para quantificar diferenças em baixas concentrações. É preciso verificar se a unidade indicada, a resolução e o desvio são adequados ao objetivo da análise. Mesmo que o equipamento esteja funcionando normalmente, pode não ser capaz de distinguir a mudança necessária. O princípio de medição e o desempenho de cada produto devem ser examinados separadamente.

O infravermelho não dispersivo (NDIR) é um método que utiliza a absorção de luz infravermelha pelo metano. Não depende de oxigênio como a combustão catalítica e não sofre envenenamento do catalisador, mas não está livre dos efeitos de contaminação óptica, temperatura, pressão e umidade. Não se deve concluir, com base apenas no princípio de funcionamento, que o método é adequado ao monitoramento de longo prazo em uma propriedade. Para cada produto, verifique se o limite de detecção, a repetibilidade e o desvio são adequados diante da concentração esperada e da diferença entre as concentrações interna e externa.

O intervalo de calibração deve ser definido com base no ambiente de uso, nos procedimentos do fabricante, nos registros reais de desvio e na incerteza exigida. Mesmo os equipamentos que não permitem calibração em campo podem ser gerenciados por meio de uma combinação de comparações periódicas com padrões de referência, calibração após retirada e verificações com gás de teste. O essencial não é adotar um intervalo uniforme, mas manter registros que sustentem o desempenho entre calibrações e regras para tratar os dados quando forem detectadas anomalias.

Ao comparar sensores, examine em conjunto a faixa de medição, a resolução, a sensibilidade cruzada a outros gases, o tempo de resposta e o desvio. Também é preciso avaliar as condições ambientais, como temperatura, umidade e poeira, e os requisitos de calibração. Se o objetivo for distinguir pequenas diferenças de concentração, verifique, para cada produto e modo de operação, se a unidade indicada pelo equipamento e sua incerteza são adequadas a esse objetivo. O nome do princípio de funcionamento do sensor não substitui essa avaliação.

Evidências necessárias para a análise de investimento

Os investidores devem examinar os dados que confirmam o desempenho exigido no ambiente em questão, e não apenas a disponibilidade de sensores. É preciso verificar se foram avaliados os efeitos de poeira, umidade, variações de temperatura e métodos de manutenção na qualidade dos dados. A afirmação de que é possível detectar um gás é diferente da afirmação de que é possível quantificá-lo de forma adequada ao objetivo.

Os dados de avaliação de IA devem ser separados de acordo com a finalidade de uso. Para prever a operação futura, considere a ordem temporal; para aplicar o modelo em outras propriedades, considere a separação por propriedade. Também separe os dados usados para selecionar o modelo daqueles reservados para a verificação final de desempenho. Compare o modelo com um modelo de referência simples e examine não apenas o erro médio, mas também os vieses por propriedade e estação do ano e as condições de falha. Assim será possível explicar o escopo real de uso.

A linhagem dos dados é o caminho que mostra quais dados originais e transformações geraram o valor final. Registre as conversões de unidade, ajustes, filtragens e regras de agregação, juntamente com o equipamento, o canal e o horário de geração. Registre também quem executou e aprovou o processo e o que foi alterado posteriormente, e por quê. A existência dos dados originais e a possibilidade de um revisor qualificado verificar novamente o processamento são condições que devem ser examinadas em conjunto.

Critérios a manter na avaliação

A escolha de equipamentos conecta a finalidade, a faixa de concentração, as condições de campo e os custos de controle de qualidade. A comparação de especificações só faz sentido depois de definir a magnitude das mudanças que precisam ser distinguidas na prática. O plano de medição só fica completo quando inclui as inspeções e os registros após a instalação.

Sobre o autor

Bongjun Lee concluiu a pós-graduação em Gestão de Tecnologia (MOT) da Sogang University. Trabalhou durante 27 anos no setor de medição de gases, incluindo 7 anos na Infitron Co., Ltd. e 20 anos na Honeywell, atuando como engenheiro de serviços, em vendas técnicas e na gestão de canais. Atualmente, como fundador da AI Safety Korea Co., Ltd., pesquisa o monitoramento de metano na pecuária com o uso de sensores, IA e análise de dados, bem como sistemas de medição, relato e verificação (MRV).