La rilevazione ottica di gas (OGI) è una tecnica di ispezione senza contatto che utilizza termocamere per visualizzare gas altrimenti invisibili all'occhio umano. La maggior parte degli idrocarburi, compresi alcuni solventi utilizzati nelle industrie alimentari e di processo, assorbe l'energia infrarossa a lunghezze d'onda specifiche. Storicamente, la tecnologia OGI è stata orientata verso l'industria petrolifera e del gas o delle utility, concentrandosi sul rilevamento delle emissioni di idrocarburi come il metano. Più recentemente, la tecnologia OGI si è avanzata per includere la quantificazione, consentendo alle aziende leader in questi settori non solo di trovare le perdite, ma anche di misurarle per gestire meglio le emissioni.

John Crane, leader globale nelle tecnologie di controllo dei flussi e azienda di Smiths Group plc, da decenni fornisce soluzioni per un’ampia gamma di settori. Un aspetto dell’offerta di John Crane è il supporto ai clienti con il rilevamento fuggitivo delle emissioni, spesso con una termocamera OGI e, più recentemente, l’integrazione della misurazione delle emissioni nelle sue capacità. 

Recentemente, un team di John Crane ha completato con successo un sondaggio Quantitative Optical Gas Imaging (QOGI) per un importante produttore del settore alimentare, dimostrando come la visualizzazione e la quantificazione avanzate del gas, combinate con operatori di termocamere di servizio qualificati, possono ridurre direttamente le perdite di materiale, migliorare l’affidabilità delle risorse e fornire rendimenti finanziari misurabili.

Come funziona la rilevazione ottica di gas (OGI) per vedere idrocarburi come l'esano

Una termocamera OGI viene filtrata a lunghezze d'onda specifiche che corrispondono alle caratteristiche di assorbimento dei gas, come gli idrocarburi, consentendo di rilevare il contrasto di assorbimento dell'infrarosso tra il pennacchio di gas e lo sfondo. Quando il gas fuoriesce da una guarnizione, una flangia o un raccordo, la termocamera la rende un pennacchio visibile in tempo reale, senza interrompere la produzione o richiedere l’accesso fisico alla fonte della perdita.

A differenza dei sensori a punti o dei metodi di sniffing tradizionali, OGI consente agli ispettori di:

• Scansiona rapidamente aree di grandi dimensioni
• Osservare dinamicamente il comportamento delle perdite
• Distinguere tra emissioni intermittenti o dipendenti dal processo
• Ispeziona in sicurezza apparecchiature pericolose o difficili da monitorare (DTM)

Ciò rende OGI particolarmente efficace per apparecchiature rotanti, sistemi di estrazione di solventi e processi chiusi o ad alta temperatura comuni nella produzione alimentare.

Specifico per l'esano, un idrocarburo comunemente utilizzato nell'estrazione dell'olio vegetale, le termocamere OGI sono regolate per adattarsi alle forti caratteristiche di assorbimento nello spettro infrarosso di questo composto. Le termocamere OGI avanzate, come la Gx620 di Flir, sono progettate con sensori a infrarossi raffreddati e filtraggio ottico specifico per il gas per sfruttare questa proprietà.

Figura 1: Assorbimento spettrale di esano (giallo) rispetto alla regione filtrata di Flir Gx620 (rosso)

Quando l’esano fuoriesce dalle apparecchiature, assorbe la radiazione infrarossa in modo diverso rispetto all’aria circostante o alle superfici di fondo. La termocamera converte questo assorbimento in un'immagine visibile, consentendo ai tecnici di vedere:

• Posizione e dimensioni delle perdite
• Direzione e dispersione del pennacchio di gas
• Cambiamenti nel comportamento delle perdite in condizioni operative

Questa capacità è particolarmente preziosa nei processi alimentari a base di solventi, dove piccole perdite possono persistere inosservate, contribuendo al contempo alla perdita di prodotto, al rischio per la sicurezza e all’impatto ambientale.

Dalla visualizzazione delle perdite alla misurazione dell'impatto: Perché la QOGI è importante

Mentre l’OGI tradizionale risponde alla domanda qualitativa “Si verifica una perdita?”, la rilevazione ottica quantitativa di gas (QOGI) risponde alla domanda molto più preziosa: “Quanto ci costa questa perdita?”

QOGI si basa sulla tecnologia OGI standard, stimando il tasso di emissione delle perdite rilevate utilizzando tecniche di quantificazione convalidate. Combinando la visualizzazione del gas con i parametri operativi, QOGI fornisce una portata di massa o volume stimata per ogni perdita. Gli imager avanzati, come Flir Gx620, forniscono questa funzione all'interno della termocamera, rendendo il processo di quantificazione semplice quasi quanto l'ispezione stessa.  

Questo trasforma il rilevamento delle perdite da un'attività puramente diagnostica in uno strumento di manutenzione e decisione finanziaria basato sui dati, consentendo agli operatori di:

• Classifica le perdite in base all'impatto economico
• Dare priorità alle riparazioni in base al valore, non solo alla visibilità
• Quantifica le perdite evitate dopo la manutenzione
• Sostenere gli obiettivi interni di sostenibilità ed efficienza con dati difendibili

Quantificazione delle perdite nella produzione di petrolio vegetale

Il recente sondaggio QOGI di John Crane si è concentrato su un estrattore critico utilizzato nella produzione di olio vegetale. Utilizzando la tecnologia OGI avanzata, gli ingegneri hanno identificato 22 potenziali punti di perdita tra raccordi, guarnizioni, punti di ispezione e flange.

Di queste, sono state quantificate nove perdite, con un tasso di emissione combinato di circa 16 kg/ora. Sulla base del valore di riferimento del cliente per l'utilizzo di solventi idrocarburici, queste emissioni quantificate si traducono in una perdita di materiale annuale stimata superiore a 194.000 USD se non affrontate.

Figura 2: Fotocamera, immagini HSM e OGI dall'ispezione che mostrano perdite di esano da varie apparecchiature

Condotto a una frazione del potenziale risparmio, il sondaggio ha chiaramente dimostrato un forte ritorno sull’investimento. Cosa ancora più importante, ha fornito al cliente dati chiari e obiettivi per dare priorità alle azioni di manutenzione correttiva che avrebbero fornito il massimo beneficio operativo e finanziario.

QOGI e ROI: Manutenzione più intelligente, ritorno più rapido

Il valore primario di QOGI risiede nella sua capacità di collegare le emissioni direttamente ai costi. Invece di trattare tutte le perdite allo stesso modo, QOGI consente agli operatori di concentrare le risorse dove hanno il maggiore impatto. Alcuni dei principali vantaggi del ROI includono la riduzione della perdita di prodotto, identificando e riparando le perdite ad alto impatto, una maggiore efficienza di manutenzione grazie alla prioritizzazione basata sul valore e una riduzione del rischio di tempi di inattività non pianificati, prevenendo l’escalation dei guasti alle guarnizioni e ai raccordi. Nei processi ad alta intensità di solventi, anche un piccolo numero di perdite quantificate può giustificare il costo di ispezione e riparazione molte volte. Ad esempio, nella figura 3 di seguito è presente una perdita di oltre 6 litri al minuto e con un esano sfuso che costa quasi 4 USD per litro, il risparmio di questa perdita da sola potrebbe essere di circa 34.000 USD al giorno. 

Figura 3: Perdita di esano mostrata nel pennacchio colorato e misurata dalla tecnologia QOGI di Flir mentre attraversa il cerchio blu. Questa perdita era superiore a 6 litri al minuto.

Sebbene gli idrocarburi e i solventi siano una soluzione naturale per la QOGI nell'industria alimentare, lo stesso approccio offre valore in un'ampia gamma di gas e applicazioni, tra cui altri idrocarburi e COV utilizzati nell'industria petrolifera e del gas, nel gas naturale rinnovabile o automobilistica. In ogni caso, la logica economica è la stessa: se il gas ha valore, quantificarne la perdita consente decisioni più intelligenti e un ritorno più rapido.

Approfondimento applicativo: Prestazioni sostenute attraverso il monitoraggio QOGI di routine

La risposta dei clienti al programma QOGI di John Crane è stata molto positiva. Dopo il sondaggio iniziale, sono già state completate ulteriori ispezioni QOGI presso un secondo impianto che utilizza apparecchiature simili. I sondaggi ripetuti in entrambi i siti sono programmati per l’inizio del 2026 per convalidare l’efficacia della manutenzione e supportare miglioramenti prolungati delle prestazioni. L’interesse è cresciuto anche in altre regioni, dove sono ora in corso di esplorazione iniziative simili.

Fornito come parte del framework di servizio modulare John Crane Performance Plus™, QOGI rientra nella categoria Asset Condition Management, supportando decisioni di manutenzione informate e basate sui dati nell’ambito di un approccio strutturato di affidabilità gestita. 

"Questo progetto dimostra come la diagnostica avanzata può supportare processi di produzione alimentare più affidabili e sostenibili", ha dichiarato Philippe Lambert, VP Commercial and Service di John Crane. “QOGI offre ai clienti una chiara visibilità dei meccanismi di perdita, consentendo loro di individuare efficacemente le riparazioni e convalidare l’impatto della manutenzione nel tempo.”

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Rendere fruibile l'invisibile

Visualizzando e quantificando le emissioni difficili da rilevare attraverso i metodi tradizionali, QOGI consente agli operatori del settore alimentare di proteggere l'efficienza dei processi, migliorare la sicurezza dei dipendenti e ridurre i costi operativi non necessari. Come dimostra questo sondaggio, la capacità di vedere, misurare e agire sulle perdite di gas sta diventando una capacità sempre più preziosa, ovunque solventi e gas di processo svolgano un ruolo fondamentale.

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