Uma fuga de hidrogénio ou de metano pode ser invisível, mas não passará despercebida a uma nova geração de sensores desenvolvidos pelo INESC TEC. Durante dois dias, investigadores do instituto instalaram e testaram nas instalações da PRF, em Leiria, uma tecnologia de monitorização de gases desenvolvida no âmbito do PRR Aliança para a Transição Energética (ATE).
Este é um importante passo para a segurança das futuras infraestruturas energéticas. O demonstrador industrial, desenvolvido em conjunto com a PRF, a TEKEVER e o ISQ, permitiu simular fugas controladas de diferentes gases e validar o desempenho dos sensores desenvolvidos pelo INESC TEC através da comparação com sistemas comerciais de referência utilizados pelo ISQ. Em paralelo, a TEKEVER realizou também ensaios de deteção remota de metano com recurso a drones. Além dos sensores, o INESC TEC desenvolveu também as unidades de interrogação remota, capazes de controlar simultaneamente até 32 sensores.
“O INESC TEC desenvolveu toda a tecnologia de deteção de hidrogénio e metano, desde aos sensores em fibra ótica até aos sistemas de interrogação. Fizemos também toda a caracterização, calibração e validação laboratorial”, explica Luís Coelho, investigador do INESC TEC.
A tecnologia desenvolvida distingue-se das soluções comerciais por recorrer exclusivamente a sensores passivos em fibra ótica, permitindo a deteção remota e a monitorização contínua sem necessidade de componentes elétricos junto ao ponto de medição. “A maioria das soluções comerciais é eletroquímica ou necessita de equipamentos elétricos acoplados ao sensor. Em ambientes onde existe risco de explosão, como acontece com o hidrogénio ou o metano, isso pode representar uma limitação. A nossa solução permite monitorização em tempo real, com registo automático, elevada escalabilidade e possibilidade de multiplexar vários sensores na mesma infraestrutura”, acrescenta o investigador.
Particularmente relevante é o facto desta tecnologia considerar a evolução prevista das infraestruturas energéticas atualmente assentes no gás natural e que deverão integrar progressivamente hidrogénio nos próximos anos. Os sensores poderão ser utilizados em condutas, reservatórios de armazenamento, instalações de produção ou sistemas de abastecimento, permitindo identificar precocemente fugas e reduzir o risco de acidentes, bem como minimizar as emissões de gases para a atmosfera.
Os ensaios realizados demonstraram a capacidade da tecnologia para responder rapidamente à presença de hidrogénio e metano em condições controladas. No caso do hidrogénio, os sensores baseados em fibras óticas e nanoestruturas, apresentam “tempos de resposta inferiores a um segundo (T90)”. Já na monitorização de metano, os resultados mostraram capacidade para detetar concentrações inferiores a 1%, recorrendo à espetroscopia ótica, possibilitando igualmente a medição da pressão do gás.
“Estes resultados demonstram o potencial das tecnologias desenvolvidas para aplicação em infraestruturas energéticas, redes de transporte e distribuição de gases, ambientes industriais e sistemas de segurança”, explica Luís Coelho.
O projeto deu ainda origem à submissão de três pedidos de patente atualmente em avaliação internacional, reforçando o carácter inovador e o potencial de valorização tecnológica. Ao nível da capacitação científica e técnica, destacam-se duas teses de mestrado – uma na área do hidrogénio e outra na área do metano –, ambas concluídas com a classificação de 20 valores, e uma tese de doutoramento em curso. Os resultados foram também disseminados através de artigos científicos publicados em revistas internacionais, artigos submetidos e em preparação, participação em conferências nacionais e internacionais com avaliação, e em eventos de discussão e interação com a indústria.
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