Protezione dell'ambiente con un termocamera FLIR per la rilevazione ottica di gas

Alcuni impianti industriali, farmaceutici e petrolchimici emettono gas che possono danneggiare l'ambiente e costituire un rischio per la salute dei dipendenti e degli abitanti nelle zone circostanti. Le agenzie per la protezione ambientale hanno la responsabilità di accertare che tali emissioni rientrino nei parametri indicati dalle direttive locali e internazionali. Per svolgere le necessarie ispezioni queste istituzioni possono avvalersi di termocamere per la rilevazione ottica di gas.
Una delle prime agenzie europee per la protezione ambientale ad abbracciare questa tecnologia è stata l'agenzia olandese DCMR Environmental Protection Agency Rijnmond. "Questa tecnologia ci aiuta a ottenere una chiara visione delle emissioni fuggitive nel reale causate dalle aziende nella nostra giurisdizione" spiega Rob Van Doorn, responsabile tecnico di DCMR. "È realmente un ottimo strumento per le agenzie come DCMR per applicare attivamente e in modo efficiente le pratiche di controllo delle emissioni”-

Probabilmente il compito più importante del DCMR è quello di far rispettare i regolamenti sulle emissioni fuggitive di gas, poiché impattano direttamente la salute e la qualità di vita degli abitanti nelle zone circostanti. Secondo la Van Doorn prima dell'acquisto della termocamera per la rilevazione ottica di gas FLIR GF-Series monitorare le emissioni fuggitive era molto difficile. "Esistono formule e modelli utilizzabili per ottenere un valore teorico dell’emissione fuggitiva nei serbatoi di stoccaggio, nelle condutture e in altre installazioni, ma numerosi studi internazionali hanno recentemente dimostrato che i valori delle emissioni nel reale sono di solito molto più elevati rispetto al valore teorico previsto dalle formule. Queste formule non tengono conto della possibilità che nelle strutture di stoccaggio possa esserci un chiusino rotto che non chiude correttamente e che passa inosservato, o altri problemi ignorati che tuttavia richiedono manutenzione e che potrebbero causare ulteriori emissioni fuggitive".

In un primo momento Van Doorn ha incaricato le ispezioni per la ricerca di emissioni fuggitive nel reale ad alcuni consulenti esterni. "Ben presto abbiamo scoperto che non era una soluzione efficiente nel lungo termine. Il costo per ispezione era molto elevato e data la frequenza degli interventi che volevamo pianificare, il costo complessivo avrebbe superato il nostro budget. Questo è il motivo per cui abbiamo deciso acquistare uno strumento per il monitoraggio delle emissioni fuggitive".

La FLIR GF-Series richiede poca o nessuna formazione

Dopo aver confrontato le diverse tecniche Van Doorn e i suoi colleghi hanno optato per una termocamera per la rilevazione ottica di gas FLIR GF320. "I consulenti esterni che avevamo incaricato precedentemente, utilizzavano tecnologie come SOF (solar occultation flux) e DIAL (differential absorption light detection and ranging). Sebbene queste tecniche sono robuste e in grado di quantificare le emissioni, sono tuttavia molto costose, poco maneggevoli, richiedono grandi autocarri per trasportare le apparecchiature, sono complicate da usare e richiedono una formazione pesante per poterle utilizzare in modo efficace. In confronto la termocamera GF-Series è una soluzione molto più conveniente. È inoltre leggera e compatta, portatile, e molto facile da usare e richiede pochissima formazione".

Una termocamera per la rilevazione ottica di gas è uno strumento di misura rapido e senza contatto, in grado di fornire immediatamente all'operatore una panoramica sulla situazione. Può anche essere utilizzata per zone difficili da raggiungere, perché è in grado di rilevare piccole fughe di gas a diversi metri di distanza e fuoriuscite importanti anche da centinaia di metri, può mostrare le fughe nei mezzi di trasporto in movimento, come ad esempio i camion cisterna, ma anche chiatte e vagoni ferroviari.

Di facile utilizzo

Con l'acquisto della termocamera per la rilevazione ottica di gas FLIR GF320 sono compresi tre giorni di corso di formazione presso l'ITC (Infrared Training Center) per il personale che utilizzerà la termocamera. Secondo Van Doorn la termocamera OGI FLIR GF320 è molto facile e intuitiva. "Sono stato sorpreso di quanto rapidamente siamo stati in grado di lavorare con la termocamera, raggiungendo dopo i tre giorni di formazione un alto livello di accuratezza ed efficienza. E forse i tre giorni di corso non erano neanche necessari, per essere completamente onesto. La termocamera è così facile da usare che per verificare l'eventuale presenza di una fuga probabilmente si può anche utilizzarla senza alcuna formazione di qualsivoglia natura. Si può dire che è decisamente autoesplicativa."

Assorbimento di infrarosso

La termocamera per la rilevazione ottica di gas FLIR GF320 è dotata di un sensore ad Antimoniuro di Indio (InSb) raffreddato, che produce immagini termiche a 320 x 240 pixel con una sensibilità termica di 25 mK (0,025 °C). La funzione di visualizzazione dei gas delle termocamere OGI FLIR GF-Series è basata sulla capacità di assorbimento del gas di radiazione elettromagnetica nella lunghezza d'onda dell'infrarosso. La maggior parte dei gas assorbono la radiazione infrarossa a specifiche lunghezze d'onda. In altre parole, in alcune le lunghezze d'onda dell'infrarosso il gas è sostanzialmente opaco. Tutte le termocamere per la rilevazione ottica di gas FLIR GF-Series contengono un filtro spettrale, un focal plane array e un sistema ottico, tutti componenti specificamente ottimizzati per bande spettrali molto strette in cui determinati gas assorbono la radiazione infrarossa. Quando il gas assorbe la radiazione infrarossa e blocca la radiazione proveniente dagli oggetti dietro la fuga, l’emissione verrà visualizzata come un pennacchio nero o bianco nell'immagine termica, in base alla tavolozza correntemente selezionata, "bianco caldo" o "nero caldo".

La termocamera OGI FLIR GF320 è regolata per le lunghezze d'onda elettromagnetica tra 3,2 e 3,4 μm, ossia la sezione dello spettro elettromagnetico in cui la maggior parte degli idrocarburi assorbono la radiazione infrarossa.

Sebbene termocamera FLIR GF320 sia in grado di rilevare di una moltitudine di gas, i test di laboratorio si sono concentrati sui 19 gas che si trovano più comunemente nelle industrie petrolchimiche:

• Benzene
• Butano
• Etano
• Etilbenzene
• Etilene
• Eptano
• Esano
• Isoprene
• Metiletilchetone (MEK)
• Metano
• Metanolo
• MIBK
• Ottano
• Pentano
• 1-Pentano
• Propano
• Propilene
• Toluene
• Xilene

Questi composti chimici e gas sono normalmente invisibili all'occhio umano, ma grazie alle proprietà di assorbimento dell'infrarosso di tali gas la termocamera OGI FLIR GF320 consente di vedere di fughe di gas sotto forma di pennacchi di fumo ondeggianti in tempo reale nelle riprese video termico, visualizzate nell'oculare o sullo schermo LCD della termocamera.

Design ergonomico

Oltre alla visualizzazione in tempo reale la termocamera per la rilevazione ottica di gas FLIR GF320 è anche in grado di registrare sia video a luce visibile, che video termico. "Questo è molto importante perché il fumo che si muove come un pennacchio è molto più chiaramente visibile in un video che in un'immagine fissa", spiega Van Doorn. "La capacità di registrare video è fondamentale per segnalare una fuga".

Nel corso di un’ispezione l'operatore spesso cattura molte registrazioni video. Mantenere l'archivio video ordinato può essere un'ardua sfida, data l'enorme quantità di video che è possibile registrare. Per semplificare questo compito la termocamera per la rilevazione ottica di gas FLIR GF320 integra automaticamente i dati di posizione GPS nelle registrazioni video. Con data e ora e dati GPS incorporati nei metadati del video è molto più facile mantenere organizzato il proprio archivio.

Tutte le termocamere FLIR GF-Series sono anche ergonomiche e dotate di impugnatura orientabile, pulsanti per l'accesso diretto alle funzioni, di un oculare e di uno schermo LCD inclinabili. Con un peso di 2,4 kg, la termocamera per la rilevazione ottica di gas FLIR GF320 è anche relativamente leggera e compatta, in confronto ad altri strumenti per la rilevazione di gas. La termocamera OGI FLIR GF320 è ergonomica e progettata attorno alle esigenze dell'utilizzatore, e migliora la sicurezza e la produttività dell'operatore, per non parlare del minore affaticamento a carico del braccio e della schiena.

Dopo appena qualche mese di utilizzo della termocamera FLIR GF320, Van Doorn era già piacevolmente soddisfatto della precisione con cui ha potuto rilevare le fughe. "La termocamera è molto più sensibile di quanto avevamo previsto, in particolare nella modalità ad alta sensibilità", spiega Van Doorn. "Siamo rimasti sorpresi di scoprire che anche fughe molto piccole sono chiaramente visibili con la termocamera, anche ispezionando a distanza”.
Modalità alta sensibilità

La modalità ad alta sensibilità (HSM) è un'ulteriore funzione speciale inclusa in tutte le termocamere per la rilevazione ottica di gas GF-Series. È una tecnica di elaborazione video a sottrazione di immagine che migliora efficacemente la sensibilità termica della termocamera. Una percentuale di singoli pixel dai fotogrammi dello stream video viene sottratta dai fotogrammi successivi, accentuando così le differenze tra i fotogrammi per rappresentare la fuga con maggiore chiarezza nell'immagine risultante.

Prevenzione di emissioni in futuro

"Abbiamo lavorato con la termocamera per qualche tempo e ci ha permesso di rilevare fughe e verificare le trasgressioni ai regolamenti che sarebbero rimaste inosservate senza la termocamera. Nei serbatoi di stoccaggio che abbiamo sempre supposto essere in buone condizioni e ben manutenuti abbiamo al contrario rilevato fughe piuttosto gravi. Abbiamo immediatamente preso i dovuti provvedimenti per prevenire ulteriori emissioni. Mi sento di poter affermare con certezza che la mia termocamera ha già dimostrato pienamente la sua utilità".

Agenzia per la protezione ambientale DCMR di Rijnmond

DCMR è l'agenzia regionale per l'ambiente di Rijnmond, il più grande porto di Rotterdam nei Paesi Bassi. Data la presenza del porto più grande d’Europa, quest’area ospita numerose industrie pesanti, comprese raffinerie, inceneritori di rifiuti, discariche a cielo aperto, molti grandi impianti chimici e aziende metallurgiche. Tutti questi impianti sono una potenziale fonte di inquinamento. Questo è il motivo per cui nel 1972 è stata fondata la DCMR con l'obiettivo di migliorare la tutela ambientale nella regione di Rotterdam-Rijnmond. L'agenzia sorveglia e verifica i programmi di risanamento per ridurre al minimo l'impatto dell'inquinamento del terreno, dello smaltimento dei rifiuti e dell'inquinamento acustico.