Empresa brasileira desenvolve solução inovadora para detecção rápida e precisa de vazamento de metano em operações industriais

Solução da Alfa Sense reduz custos, aumenta a eficiência e traz mais segurança para as operações em plataformas de óleo e gás

A Alfa Sense, deep tech 100% nacional, desenvolveu uma tecnologia inovadora que permite a detecção rápida e precisa de vazamentos de gás metano em operações industriais de óleo e gás. Utilizando sensores avançados, a solução é capaz de reconhecer moléculas de metano através da luz, de maneira eficiente, segura e econômica, superando os métodos tradicionais que são manuais, demorados e imprecisos.

A tecnologia foi desenvolvida por meio do programa Conexões para Inovação da Petrobras, uma iniciativa que busca encontrar parceiros para acelerar o desenvolvimento tecnológico da estatal. A entrega da solução deu tão certo, que a Petrobras se tornou parceira estratégica da Alfa Sense no projeto. “A solução foi desenvolvida em 2020, em meio a pandemia, e foi particularmente desafiador devido às restrições de acesso a laboratórios e à necessidade de adaptações que ocorreram ao longo do processo. No entanto, conseguimos não só entregar a solução dentro do prazo, como também superar as expectativas iniciais do desafio proposto pela Petrobras”, explicou Hamilton Luiz, CEO da Alfa Sense.

O objetivo da solução é identificar em tempo real emissões fugitivas de metano (ou outros gases) e localizar de forma precisa sua origem, evitando que possam comprometer a segurança, a preservação do meio ambiente e a eficiência energética dos processos. O sistema desenvolvido consiste no uso de sensores, dispositivos e uma infraestrutura de rede óptica para coletar e transmitir dados de forma passiva (captados em forma de pulso de luz) que permitem medir a concentração dos gases, em vários pontos.

Dores do mercado sanadas

O vazamento de gás metano é extremamente problemático tanto para o meio ambiente quanto para as empresas. Trata-se de um poderoso gás de efeito estufa com potencial 80x maior do que o dióxido de carbono (CO₂), contribuindo significativamente para o aquecimento global. Além de ser inodoro e incolor, o que torna sua detecção difícil, o metano é altamente inflamável, representando um risco sério de explosões. Para as empresas, a incapacidade de detectar e controlar os vazamentos pode resultar em perdas financeiras significativas, incluindo multas regulatórias, danos à reputação, perda de receita e até riscos operacionais devido a explosões.

Atualmente, o padrão internacional utilizado para o monitoramento de vazamentos é o EPA 21, um método de checagem manual, que realiza a medição ponto a ponto, captando o rastro de hidrocarbonetos. Além de ser demorado – podendo levar até 4 meses para identificar um vazamento –, pouco eficiente, impreciso e passível de muitos erros, o método ainda tem um custo alto de execução, levando a perdas de receitas de mais de R$ 1,2 bilhão de reais por ano no Brasil.

Primeira demonstração dos resultados aferidos. Foto: Victor Diago – CTO da Alfa Sense

Em contraste, a solução da Alfa Sense identifica de forma precisa o metano e não somente o hidrocarboneto, realizando uma coleta automática que permite mais de 30 mil medições por ano, detectando vazamentos em menos de 17 minutos e reduzindo custos em cerca de 44%, em um cenário offshore com 10 mil pontos de medição.

Sensor de vazamento instalado em equipamento. Foto: Victor Diago – CTO da Alfa Sense

O sistema combina o conceito de Internet das Coisas (IoT) e sensoriamento fotônico de efeitos quânticos, com múltiplos sensores passivos, capaz de identificar e monitorar concentrações de metano e outros gases em plataformas offshore, estações de processamento de gás e refinarias de petróleo – com aplicação em diversos setores, como mineração e aterros sanitários.

O sensor óptico de campo, dispositivo desenvolvido baseado na fotônica com tecnologia avançada, funciona como uma forma de captura da “impressão digital” do gás metano, identificando, qualificando e quantificando a sua detecção em tempo real através de uma plataforma automática e inédita. Tudo isso, realizado de forma intrinsicamente segura, sem nenhum dispositivo elétrico ou eletrônico em campo.

“O feito é um marco importante para a empresa, evidenciado pela parceria com a Petrobras no projeto disruptivo, sendo um marco importante e fundamental para o setor de óleo e gás que agora podem contar com uma solução com eficácia superior a 7.000 vezes e mais de 40% mais barata que o método oficial utilizado atualmente para monitoramento de gás metano no mundo. Uma tecnologia inovadora, precisa e à disposição da indústria”, enfatizou o CEO.

Além disso, a solução utiliza inteligência artificial para análise de dados e manutenção preditiva, permitindo através de análise comportamental, prever falhas antes que ocorram e contribuir para um cenário de emissão zero de metano.

“Os sensores, que possuem garantia de 25 anos e vida útil de mais de 100 anos, são instalados em pontos estratégicos nas plataformas, detectando vazamentos em tempo real e enviando alertas para reparo. Já o sistema, que pode ser integrado com outras plataformas existentes na empresa, realiza leituras automáticas e mostra o status de cada ponto em uma tela interativa, todo processo é realizado sem intervenção humana, reduzindo drasticamente a possibilidade de erros”, falou o CEO. “Nós trouxemos uma solução que veio para revolucionar o monitoramento de emissões fugitivas. O nosso objetivo com a solução é resolver definitivamente a dor do mercado no curto e médio prazo”, completou Hamilton.

Técnico inspecionando instalação dos sensores. Foto: Victor Diago – CTO da Alfa Sense

Prova de conceito

Durante a prova de conceito da solução realizada na Unidade de Tratamento de Gás Monteiro Lobato (UTGCA), localizada no município paulista de Caraguatatuba, foi realizado um monitoramento intensivo das emissões de metano. Para validar a eficácia da solução, engenheiros da Petrobras conduziram testes cegos ao longo de vários meses. Eles liberavam metano em pontos específicos para verificar se os sensores conseguiam detectar os vazamentos. Os testes incluíram monitoramento 24 horas por dia, 7 dias por semana, e os sensores instalados mostraram-se 7 mil vezes mais eficientes que o padrão mundial adotado atualmente, segundo a Alfa Sense.

Além de monitorar a concentração de metano, a prova de conceito também envolveu o controle da temperatura das micro regiões com sensores adicionais. Durante o dia, a temperatura aumentava, mas não havia vazamento. No entanto, à noite, a temperatura caía e os vazamentos apareciam, atingindo até 30% de grandeza.

Tela de análise automática de espectro. Foto: Victor Diago – CTO da Alfa Sense

Essa correlação entre temperatura e vazamento foi crucial do ponto de vista da medição. Quando um vazamento era detectado, ações corretivas eram imediatamente implementadas, eliminando o problema. Esse processo demonstrou a eficiência e precisão da tecnologia que foi desenvolvida.

Aprovação e futuro promissor

A tecnologia foi aprovada pelo Cenpes – Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Petrobras e já teve a patente depositada tanto no Brasil como nos Estados Unidos, com a colaboração da estatal. Este avanço não só representa uma solução eficiente e econômica para a detecção de vazamentos de metano, mas também um grande passo para a sustentabilidade ambiental e a segurança das operações no setor de óleo e gás.

A Alfa Sense, em menos de quatro anos, posicionou o Brasil como protagonista na inovação em sensoriamento óptico e IoT, fornecendo soluções avançadas para os setores de segurança eletrônica, defesa, energia, mineração e óleo & gás. Desde a sua fundação, a deep tech vem acumulando prêmios e conquistas internacionais, dobrando de tamanho a cada ano e realizando alto investimento no desenvolvimento tecnológico. Com parcerias estratégicas com universidades e centros de pesquisa, a fabricante e desenvolvedora está se tornando um verdadeiro ecossistema de inovação. Para conhecer mais, acesse: www.alfasense.com.br.