A qualidade do monitoramento de um galpão não pode ser avaliada apenas pelo número de sensores instalados. A localização dos sensores de metano deve ser definida considerando o objetivo da medição, a distribuição das fontes de emissão e o fluxo de ar. O capítulo 8 de Tecnologia e soluções para comprovar a redução de carbono explica que a instalação de sensores não é apenas uma questão de orçamento, mas um problema de planejar observações representativas.
Defina primeiro os conceitos e o escopo de aplicação
A representatividade espacial pode variar conforme as condições de operação. É preciso examinar como o estado de abertura do galpão, a operação dos ventiladores e as mudanças nas áreas de alimentação e criação afetam os locais de medição. Uma planta da instalação feita no momento da instalação não explica, por si só, o significado de todos os dados de longo prazo. Se a localização for alterada, verifique se os dados anteriores e posteriores ainda podem ser comparados sob as mesmas condições. É preciso registrar também a identificação do equipamento e o histórico de instalação para distinguir mudanças no espaço de mudanças reais nas emissões. São necessárias justificativas para a distribuição dos sensores compatíveis com o objetivo da medição.
Qual tipo de incerteza é dominante depende das condições de medição. Em galpões com ventilação natural, a contribuição da taxa de ventilação e da representatividade espacial pode ser grande; para detectar pequenas diferenças de concentração, podem ser importantes a repetibilidade, o desvio e a correção do fundo do equipamento. Primeiro, elabore um orçamento de incerteza e compare o custo de reduzir cada componente com a melhora que isso traz à decisão final. Sensores mais caros ou um número maior de amostras não são sempre o melhor investimento.
Verificação funcional. O teste de resposta de um detector de segurança consiste em aplicar gás para verificar a resposta do sensor e a função de alarme; ele não substitui a calibração quantitativa. Em analisadores de metano para pesquisa, devem ser realizadas verificações adequadas ao objetivo, como testes de zero e de span segundo o procedimento do fabricante, verificação de vazamentos e ensaios de recuperação. A aprovação numa verificação funcional não garante, por si só, a exatidão da medição das emissões.
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.
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.
Condições e limites da aplicação no campo
Imagine que o mesmo equipamento seja instalado em duas áreas com fluxos de ar diferentes. Mesmo com equipamentos de desempenho idêntico, o grau em que os valores de cada local representam o galpão inteiro pode ser diferente. Para saber se a mudança observada em determinado local decorre do efeito da ração ou de uma mudança localizada no fluxo de ar, são necessárias justificativas para a distribuição dos sensores e registros de operação. Aumentar apenas o número de sensores não elimina o viés.
Há informações que precisam ser registradas por escrito no desenho de implantação: a localização exata de cada sensor (coordenadas e altura no desenho), a orientação de instalação, as estruturas ao redor, a distância até as entradas e saídas de ar próximas e o histórico de alterações após a instalação. Os galpões mudam continuamente. Surgem divisórias, os ventiladores são substituídos e os cochos mudam de lugar. Se essas alterações não forem registradas, as descontinuidades dos dados permanecerão sem causa identificada.
A concentração de metano é registrada pelo relógio do gateway dos sensores; os horários de alimentação, pelo relógio do alimentador automático; o estado dos ventiladores, pelo relógio do sistema de controle; e a temperatura e a umidade, pelo relógio de outro registrador. Se esses relógios estiverem defasados por alguns minutos, o padrão de “aumento de metano após a alimentação” poderá desaparecer ou um padrão inexistente poderá ser criado.
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.
Evidências necessárias para a análise de investimento
Os investidores devem verificar que mudanças o plano de instalação pretende captar. Não se deve presumir que os critérios de instalação para monitoramento ambiental sejam os mesmos usados para a estimativa das emissões. Examine se foram registrados as mudanças de localização, a manutenção e as falhas de comunicação e se a representatividade do campo real foi avaliada.
Para compreender os números de uma propriedade, é preciso examinar primeiro o espaço em que eles são produzidos. A estrutura do galpão, o fluxo de ar, os locais onde os animais permanecem e os trajetos de alimentação e limpeza são o ponto de partida para definir os locais de observação e os planos de manutenção. Também é preciso planejar como obter dados confiáveis de forma contínua no dia a dia da propriedade.
Se for difícil estabelecer um grupo de comparação, use linhas de base repetidas para entender a variabilidade e as tendências ao longo do tempo, mas não suponha que esses dados, por si só, eliminem todos os fatores de confusão. Mesmo que a mudança seja menor do que a variação natural das observações individuais, é possível estimar um efeito médio por meio de repetições independentes suficientes. Por outro lado, uma diferença aparentemente grande pode resultar da estação do ano ou do crescimento. Apresente em conjunto a estimativa do efeito, o intervalo de confiança e os limites da interpretação causal.
Quando o projeto-piloto termina, é preciso tomar uma decisão. Mas essa decisão costuma ser adiada. É comum cair na inércia de passar para uma “segunda demonstração” sem chegar a uma conclusão. Os custos continuam e o aprendizado não aumenta.
Critérios a manter na avaliação
A instalação de sensores começa pela definição da pergunta e pelo exame das variações espaciais e temporais. É preciso escolher os locais comparando a qualidade necessária dos dados e os custos. A planta de instalação e os registros reais de operação devem ser mantidos juntos para que quem fizer a análise seguinte possa compreender o significado dos dados.
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).