Embora ambos monitorizem a qualidade do ar interior, os sensores de dióxido de carbono (CO2) e os detetores de gás operam sob princípios físicos e químicos totalmente distintos, visando ameaças diferentes.
A tecnologia por trás do sensor de dióxido de carbono (CO2)
O monitor de CO2 destina-se principalmente a avaliar a qualidade da ventilação num espaço habitacional. A tecnologia mais fiável e comum para esta medição é o sensor de infravermelho não dispersivo (NDIR). O princípio de funcionamento baseia-se na física da absorção ótica.
Dentro da câmara do sensor, uma fonte de luz infravermelha emite um feixe de luz que atravessa o ar amostrado até atingir um recetor ótico equipado com um filtro de banda estreita. As moléculas de CO2 possuem uma frequência vibracional específica que absorve a luz infravermelha num comprimento de onda exato de 4,26 micrómetros. Quanto maior for a concentração de CO2 na câmara, mais luz infravermelha é absorvida e menos luz atinge o detetor. Esta diferença na intensidade de luz é convertida num sinal elétrico que calcula com precisão as partes por milhão (ppm) de CO2 no ambiente.
O mecanismo dos detetores de gás combustíveis e inflamáveis
Ao contrário dos sensores de CO2, que medem um produto natural da respiração humana, os detetores de gás destinam-se a identificar fugas de substâncias perigosas, como o metano (gás natural), propano, butano ou monóxido de carbono (CO). Estes dispositivos utilizam maioritariamente dois tipos de sensores: semicondutores de óxido metálico (MOS) ou sensores catalíticos (pellistors).
Os sensores de óxido metálico funcionam através da alteração da condutividade elétrica. O sensor possui uma película cerâmica de óxido de estanho aquecida que, em ar limpo, apresenta uma resistência elétrica elevada devido ao oxigénio depositado na sua superfície. Quando gases combustíveis entram em contacto com esta película quente, reagem com o oxigénio livre, libertando eletrões e reduzindo drasticamente a resistência elétrica do material. Esta queda de resistência é o gatilho eletrónico que ativa o alarme.
Já os sensores catalíticos funcionam através da oxidação controlada. O gás inflamável entra em contacto com uma espiral de platina revestida com um catalisador ativo, provocando uma combustão microscópica sem chama. Esta reação liberta calor, aumentando a temperatura da espiral e alterando a sua resistência elétrica por efeito térmico, o que permite quantificar a concentração do gás inflamável.
A diferença fundamental entre CO (Monóxido) e CO2 (Dióxido de Carbono)
Um dos erros mais comuns na segurança doméstica é confundir o monóxido de carbono com o dióxido de carbono. O CO é um gás altamente tóxico, inodoro e incolor, resultante da combustão incompleta de hidrocarbonetos em lareiras ou caldeiras. Para detetar o CO, utilizam-se sensores eletroquímicos.
Estes sensores eletroquímicos contêm elétrodos imersos num eletrólito. Quando o CO penetra na célula, ocorre uma reação de oxidação no elétrodo de trabalho, onde o CO reage com a água para formar CO2, iões de hidrogénio e eletrões. O fluxo de eletrões gera uma corrente elétrica diretamente proporcional à concentração de monóxido de carbono no ar, permitindo uma resposta rápida antes que os níveis se tornem nocivos. Este processo químico é completamente diferente da medição ótica de CO2 descrita anteriormente.
Regras físicas para o posicionamento correto dos sensores
A eficácia destes dispositivos não depende apenas da sua eletrónica, mas também da física dos gases e da sua densidade em relação ao ar ambiente.
- Sensores de CO2: Como o dióxido de carbono exalado se mistura de forma relativamente homogénea com o ar devido à convecção térmica da respiração, estes sensores devem ser colocados à altura média da respiração, aproximadamente entre 1 a 1,5 metros de altura do chão, evitando cantos mortos sem circulação de ar ou proximidade de janelas abertas.
- Detetores de Gás Natural (Metano): Sendo o metano mais leve do que o ar, ele sobe rapidamente em direção ao teto. O detetor deve ser instalado no teto ou na parede a uma distância máxima de 30 centímetros do ponto mais alto.
- Detetores de GPL (Propano/Butano): Estes gases são mais pesados do que o ar e acumulam-se junto ao solo. O sensor deve ser posicionado a cerca de 15 a 30 centímetros do chão, próximo do equipamento de queima para detetar fugas imediatamente de forma física e eficaz.
