O limite inferior de explosividade (LIE, ou LEL na sigla em inglês) é a menor concentração de um gás ou vapor inflamável no ar capaz de pegar fogo quando encontra uma fonte de ignição. No metano, por exemplo, isso acontece a partir de 5 % em volume. Os detectores não mostram esse número direto: mostram quanto do caminho até o LIE já foi percorrido, em % do LIE. Uma leitura de 10 % do LIE quer dizer que a atmosfera tem um décimo do gás necessário para explodir.
Resumo
- O LIE é a menor concentração de gás inflamável no ar que pega fogo; no metano, 5 % em volume.
- O detector mostra % do LIE: 10 % do LIE de metano são 0,5 % de metano no ar.
- O modelo de Permissão de Entrada da NR-33 traz inflamáveis abaixo de 10 % do LIE; o sensor catalítico precisa de oxigênio para ler certo.
Procura o equipamento? Veja a página de gases combustíveis (LEL).
LIE, LSE e faixa de explosividade
Todo gás inflamável tem uma faixa em que a mistura com o ar queima. Abaixo do LIE, há pouco combustível e a chama não se propaga: a mistura é pobre. Acima do limite superior de explosividade (LSE, ou UEL em inglês), falta oxigênio para a queima: a mistura é rica. Entre os dois fica a faixa de explosividade, onde basta uma faísca, uma superfície quente ou uma descarga de eletricidade estática.
Estar acima do LSE não deixa o local seguro. Basta abrir uma porta, ligar a ventilação ou a nuvem de gás se espalhar para a mistura voltar a passar pela faixa de explosividade. Além disso, um ambiente com tanto gás também tem pouco oxigênio para respirar.
O que significa a leitura em % do LIE
O detector com sensor de inflamáveis mostra a escala de 0 a 100 % do LIE. Zero é ar limpo; 100 % é a concentração em que a mistura já pode explodir. A conversão para % em volume depende do gás. Com o metano, que tem LIE de 5 % em volume:
| Leitura no detector | Metano no ar (% em volume) | Metano no ar (ppm) |
|---|---|---|
| 10 % do LIE | 0,5 % | 5.000 ppm |
| 20 % do LIE | 1,0 % | 10.000 ppm |
| 50 % do LIE | 2,5 % | 25.000 ppm |
| 100 % do LIE | 5,0 % | 50.000 ppm |
A conta muda com a referência usada. A norma internacional de atmosferas explosivas (IEC 60079-20-1) adota 4,4 % para o metano, e alguns detectores vêm configurados assim. Nesse caso, os mesmos 0,5 % em volume aparecem como 11 % do LIE. Por isso, o certificado de calibração e o manual informam qual gás e qual valor de LIE o aparelho usa.
LIE e LSE dos gases mais comuns
Os valores abaixo vêm do guia de bolso de riscos químicos do NIOSH, instituto de saúde ocupacional dos Estados Unidos, medidos no ar à temperatura ambiente.
| Gás ou vapor | LIE (% em volume) | LSE (% em volume) |
|---|---|---|
| Metano (CH₄) | 5,0 | 15 |
| Propano | 2,1 | 9,5 |
| Butano | 1,6 | 8,4 |
| Sulfeto de hidrogênio (H₂S) | 4,0 | 44 |
| Monóxido de carbono (CO) | 12,5 | 74 |
| Amônia (NH₃) | 15 | 28 |
| Gasolina | 1,4 | 7,6 |
Repare no H₂S e no CO: os dois são inflamáveis, mas matam por intoxicação muito antes de chegar perto do LIE. O H₂S é imediatamente perigoso à vida a 100 ppm, enquanto o LIE dele é 40.000 ppm. Para esses gases, quem dá o alarme é o sensor tóxico, em ppm, e não o sensor de inflamáveis. Os limites de exposição estão na biblioteca de gases.
Quando o LIE muda
- Temperatura: quanto mais quente a mistura, mais larga fica a faixa de explosividade e menor o LIE. Os valores da tabela valem para a temperatura ambiente.
- Oxigênio acima do normal: em atmosfera enriquecida de oxigênio, o LSE sobe muito e a queima fica mais violenta.
- Mistura de gases: vapor de solvente com gás de processo tem um LIE próprio, que não é o de nenhum dos dois isolados. O detector calibrado em um único gás dá só uma estimativa.
Limites de alarme e liberação do serviço
Os detectores portáteis costumam ter dois níveis de alarme para inflamáveis. Valores de fábrica comuns são 10 % do LIE no alarme baixo e 20 % do LIE no alarme alto, mas cada aparelho e cada procedimento podem usar outros números: confira a configuração antes do uso.
Para entrada em espaço confinado, o modelo de Permissão de Entrada e Trabalho do Anexo II da NR-33 traz, no teste da atmosfera, inflamáveis abaixo de 10 % do LIE. Muitas empresas usam o mesmo critério, ou um mais rígido, para liberar trabalho a quente. A sequência completa de medição está no guia de como medir gases em espaço confinado.
O sensor também tem limites
- Sensor catalítico queima uma pequena amostra do gás. Precisa de oxigênio para funcionar e lê errado em atmosfera pobre em oxigênio. Silicones, compostos de chumbo e alguns gases com enxofre podem envenenar o sensor e reduzir a resposta sem aviso.
- Acima de 100 % do LIE, o sensor catalítico pode mostrar leitura falsa e baixa, porque falta oxigênio para a queima. Por isso, muitos detectores travam o alarme quando a leitura passa do fundo de escala e só liberam em ar limpo.
- Sensor infravermelho não depende de oxigênio e não é envenenado, mas só enxerga gases que absorvem a luz infravermelha. Ele não detecta hidrogênio.
- Gás de calibração diferente do gás medido: o sensor calibrado em metano responde de forma diferente a outros gases. Em hidrocarbonetos mais pesados, como os vapores de solventes, a leitura tende a sair abaixo do valor real. O manual do fabricante traz os fatores de correção de cada gás.
Erro comum x boa prática
| Erro comum | Boa prática |
|---|---|
| Ler 10 % do LIE como 10 % de gás no ar | Lembrar que 10 % do LIE de metano é 0,5 % em volume |
| Achar que leitura acima do LSE é segura | Tratar como atmosfera perigosa: a mistura volta à faixa de explosividade ao ventilar |
| Medir vapor de solvente com sensor calibrado em metano sem correção | Aplicar o fator de correção do manual ou calibrar no gás de interesse |
| Confiar no sensor catalítico em espaço sem oxigênio | Medir o oxigênio primeiro e usar sensor infravermelho quando falta oxigênio |
| Pular o teste de resposta antes do turno | Fazer o bump test diário com gás conhecido |
Como a R2 Safety ajuda
A R2 Safety aluga e calibra detectores com sensor de inflamáveis, catalítico e infravermelho. A frota de locação tem MSA ALTAIR 4XR e 5X, Honeywell BW e Senko, e todo equipamento sai testado, calibrado e com teste de resposta. No laboratório da R2, em Macaé/RJ, o sensor de inflamáveis calibrado em metano recebe certificado RBC (CAL 0826); a calibração em outro gás combustível é rastreada. Os modelos de detecção fixa e portátil para inflamáveis estão na página de gases combustíveis (LEL), e o uso em campo, na página do explosímetro.
Perguntas frequentes
O que é o limite inferior de explosividade?
É a menor concentração de um gás ou vapor inflamável no ar capaz de pegar fogo com uma fonte de ignição. Abaixo dele, a mistura é pobre demais para a chama se propagar. No metano, o LIE é 5 % em volume.
LIE e LEL são a mesma coisa?
Sim. LIE é a sigla em português (limite inferior de explosividade) e LEL é a sigla em inglês (lower explosive limit). Os detectores podem mostrar qualquer uma das duas, ou ainda “COMB” ou “EX”.
Quanto é 10 % do LIE do metano?
0,5 % de metano em volume no ar, ou 5.000 ppm, tomando o LIE de 5 %. Se o aparelho usar o LIE de 4,4 % da norma IEC, 10 % do LIE equivalem a 0,44 % em volume.
Qual o limite de LIE para entrar em espaço confinado?
O modelo de Permissão de Entrada e Trabalho do Anexo II da NR-33 traz inflamáveis abaixo de 10 % do LIE. O procedimento da empresa pode adotar um valor mais rígido.
Por que o detector mostra zero em um ambiente cheio de gás?
Pode ser falta de oxigênio para o sensor catalítico queimar a amostra, sensor envenenado ou gás que o sensor não enxerga, como o hidrogênio no sensor infravermelho. Por isso a medição começa pelo oxigênio e o bump test é feito antes do uso.
Precisa de apoio técnico ou cotação formal para sua operação?
Nossa equipe de engenharia atende cotações de locação industrial, aquisição de equipamentos e calibração acreditada RBC (CAL 0826 exclusiva para detectores de gases) em horário comercial.