SISTEMA DE MONITORAMENTO CONTÍNUO DE EMISSÕES – CEMS

Veja neste artigo sobre a composição do CEMS, regulamentações, sistemas de amostragem, analisadores extrativos e in situ, sistema de aquisição DAHS, calibrações e auditoria RATA para o Sistemas de Monitoramento Contínuo de Emissões.

gases na atmosfera

A figura mostra chaminés de um sistema de emissões de efluente de fontes estacionárias.

Muitas vezes se confundir qualquer analisador de gás na função de monitor de chaminé com Sistema de Monitoramento Contínuo de Emissões, conhecidos como CEMS. Um verdadeiro CEMS é um sistema complexo, caro de se implantar, caro de se manter, mas necessário no monitoramento contínuo de grandes fontes de emissões poluidoras.

rack analisadores

A figura acima mostra um rack com vários analisadores de gases que compõem o CEMS.

 A necessidade de ter um sistema de monitoramento contínuo (CEMS) em operação nasce de três situações distintas que se interconectam e coexistem: A presença de uma fonte poluidora, a existência de um conjunto de leis que regulamentam o enquadramento das emissões poluidoras e a definição de normas que padronizam o desempenho do sistema de monitoramento. Este sistema é instalado em fontes estacionárias industriais e comumente monitora gases como por exemplo: CO, CO2, SO2, NOx e material particulado em diversas faixas de concentração, no entanto dependendo da aplicação outros gases podem ser monitorados como: ETR (TRS), HCl, Hg, CL2, hidrocarbonetos e outros.

Até hoje a legislação de meio ambiente brasileira em geral tem sido complacente com as indústrias não exigindo certificação dos seus sistemas de monitoramento, uma realidade praticada em países da Europa, Estados Unidos, Canadá, Austrália, Oriente Médio e que aos poucos vem chegando ao Brasil. É bom esclarecer que junto com os sistemas de monitoramento são instalados filtros, lavadores, ciclones, reatores e outros sistemas de mitigação da poluição.

sonda in situ

A figura acima mostra uma sonda de medição in situ que efetua a medição diretamente dentro da chaminé.

Muito além de ser apenas simples analisadores de gases calibrados com gases padrões, um verdadeiro CEMS é muito mais que isso, pois precisa estimar em unidades normalizadas e dentro de parâmetros de confiabilidade pré estabelecidos as massas de poluentes emitidos para a atmosfera, considerando a vazão e umidade relativa dos dados. Mais do que isso ainda um verdadeiro CEMS é mantido de forma certificada, com registros de dados e manutenção estruturada conforme as regulamentações e normas fixadas por entidades com credibilidade internacional. Um analisador de gás sozinho da apenas uma noção da tendência e faixa das emissões, sem garantia de continuidade a que se aplica o CEMS.

shelter

A figura acima mostra uma casa de analisadores (Shelter) onde mostra os gases de calibração e internamente é instalado o rack com os analisadores.

Um sistema de monitoramento pode ser dividido em cinco subsistemas distintos: o subsistema analítico; medições de vazão, pressão, temperatura e umidade do efluente; o subsistema de supervisão e controle (DAHS); o subsistema de validação e certificação e uma equipe de manutenção capacitada para manter a confiabilidade.

cems

A figura acima mostra um CEMS instalado em chaminé, com analisadores extrativos e insitu, sistema de condicionamento, DAHS, datalogger e dispositivo de rede de TI.

 A especificação do sistema analítico depende da espécie e da faixa dos poluentes que se quer monitorar, além de haver diversas soluções tecnológicas de preços, complexidades e incertezas diferentes. Cabe ainda uma definição que influenciará toda a especificação que é se o sistema será instalado para operar de forma extrativa ou in situ.

extrativo

A figura acima mostra um sistema analítico extrativo, com sonda, linha de transporte aquecida, sistema de condicionamento e analisadores.

Sistemas extrativos são clássicos, mais complexos (amostragem, transporte e condicionamento de amostras), mais caros e tendem a requerer mais manutenção, enquanto que, sistemas in situ são tecnologicamente mais avançados, podem ser pontuais ou tipo path, requerem mais compensações na medição, são mais difíceis de se calibrar e funcionam num ambiente mais agressivo o que eventualmente pode levar a resultados questionáveis ou duvidosos.

umbilical

A figura acima mostra uma linha aquecida de transporte de amostra, chamada de umbilical.

Além das análises de concentrações de poluentes, os resultados das medições de vazão, pressão, temperatura e umidade do efluente serão usadas para calcular os fatores de emissão de cada poluente a partir da sua concentração.

insitu

A figura acima mostra um sistema de medição in situ com sondas de medição, gases de calibração e analisadores.

O subsistema de supervisão e controle, chamado de DAHS (Data Acquisition Handling System) deve comandar as calibrações, monitorar o desvio e as intervenções de manutenção e declarar o sistema fora de operação quando o desvio exceder valores pré-definidos, conforma os padrões adotados.

DAHS

A figura acima mostra as telas de um DAHS usado em CEMS.

Além disso eventualmente este subsistema registra todos os eventos (datalogger) e valores do sistema de medição, podendo servir de cálculos de emissões, predizer resultados dentro de um período limitado e servir como backup.

isocinetica

A figura acima mostra a realização de amostragem isocinética, executado na chaminé, com trem de amostragem e sistema de controle da amostragem.

 O subsistema de validação e certificação envolve rotinas pré programadas de calibrações automáticas com padrões disponíveis na planta e testes de auditoria tipo RATA (Relative Accuracy Test Audit) com outro sistema similar certificado que será usado para determinar os desvios e incertezas do sistema de  monitoramento.

RATA

A figura acima mostra um sistema de certificação móvel montado num trailer que é posicionado ao lado da chaminé para realizar a auditoria RATA.

 Atualmente a equipe de manutenção do CEMS tem sido vista como o principal fator de confiabilidade do sistema de monitoramento, dela dependerá, as rotinas preventivas de limpeza e calibração semanais, ações corretivas em falhas, as auditorias anuais e o cumprimento do plano de garantia de qualidade do sistema de monitoramento.

Para saber mais sobre calibrações visite o post METROLOGIA QUÍMICA.

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Para saber mais informações sobre CEMS e sobre analisadores contínuos, visite:

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  1. Controle da Combustão em Fornalhas | ianalítica - 7 de março de 2016

    […] artigo anterior intitulado de Sistema de Monitoramento Contínuo de Emissões – CEMS, falamos de modo geral sobre os sistemas usados para medir e monitorar de forma garantidamente […]

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  2. Monitoramento de Particulado em Chaminé | ianalítica - 21 de abril de 2016

    […] Veja também aqui um artigo publicado sobre CEMS. […]

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  3. Artigos em ianalitica | Instrumentação Analítica - 4 de julho de 2016

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