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El uso de los detectores de foto-ionización
Muchos gases y vapores combustibles son tóxicos mucho antes de llegar a su límite de explosión. Una medición adicional de los compuestos orgánicos volátiles (COVs) en el rango de ppm (partes por millón) con un detector de foto-ionización (PID) asegura la protección óptima a los trabajadores expuestos. De este modo, la combinación de mediciones LIE/LEL (límite inferior de explosividad) y ppm es la solución ideal.
Los beneficios de la detección LIE y VOC simultáneas
Una de las técnicas usadas con mayor frecuencia para medir los riesgos de explosión es la tecnología de esfera o perla catalítica.
En la superficie caliente de un pellistor (1) activo se oxidan mediante el oxígeno del aire los gases o vapores inflamables. Este proceso origina una reacción química que genera calor, con lo que se eleva la temperatura del pellistor activo.
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La señal resultante es la medición de la concentración de gas. Con estos sensores combustibles de esfera catalítica pueden detectarse todos los gases inflamables en el rango de su valor LIE.
No obstante, para la mayoría de los Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs), pueden haberse excedido los límites de exposición tóxica mucho antes de que alcancen una concentración suficientemente alta para activar la alarma de un detector LIE ordinario. Para detectar estos COVs, la tecnología PID proporciona la mejor solución. Se emplea una lámpara ultravioleta para ionizar los gases y vapores para la medición. Las moléculas son ionizadas a través de la radiación y producen una corriente. Esta corriente eléctrica es proporcional a la concentración del gas y su lectura se indica en el medidor. Los detectores PID más comunes funcionan con una lámpara de 10,6 eV, por lo que todos los gases o vapores con una energía de ionización inferior a los 10,6 eV pueden detectarse en el rango de ppm.
Entrada a espacios confinados y utilidades de monitorización de área
En el entorno industrial, el acceso a espacios confinados forma parte de las rutinas diarias. El análisis del espacio confinado en busca de peligros por presencia de gases es una norma de obligado cumplimiento antes de entrar. La prioridad de la medición será asegurarse de la presencia de unos adecuados niveles de oxígeno, comprobando al mismo tiempo la inexistencia de gases combustibles. Asimismo, los trabajadores deben asegurarse que el nivel de gases tóxicos se encuentra por debajo de los límites de exposición permisibles. Los gases tóxicos más comunes en estos trabajos son el ácido sulfhídrico (H2 S) y el monóxido de carbono (CO). Para esta aplicación, el instrumento debe ir equipado con un sensor de esfera catalítica o infrarrojos para la detección de los gases combustibles en el rango LIE y un sensor PID que mide los COVs tóxicos en el rango de ppm. El oxígeno, el sulfhídrico y el monóxido de carbono son monitorizados mediante fiables sensores electroquímicos. En esta combinación, una ventaja esencial del sensor infrarrojo es que su funcionamiento no resulta alterado por otro gas (por ejemplo, H2 S), como ocurre con los sensores de esfera catalítica. Con una potente bomba integrada, puede ejecutarse el muestreo remoto a distancias considerables empleando una larga sonda. Cuando la situación está claramente definida, cada trabajador equipado con un pequeño y ligero monitor personal del aire puede acceder al espacio confinado para hacer las pertinentes labores de mantenimiento o reparación.
Durante la ejecución de dicho trabajo, un asistente debe monitorizar continuamente el espacio. Esto puede hacerse desde fuera del espacio cerrado mediante un muestreo remoto.
Por otra parte, bajo ciertas circunstancias puede hacerse necesario introducir el instrumento de medida en el espacio confinado y dejarlo allí con el fin de evaluar la atmósfera interior. En este sentido, es importante que el detector no pierda ninguna funcionalidad en atmósferas húmedas, admitiendo la completa inmersión en agua (nivel de protección IP 67). Esto significa que todos los sensores tienen que estar protegidos mediante membranas hidro-repelentes. Adicionalmente, la bomba de muestreo debe estar protegida mediante membranas resistentes al agua, que previenen los daños a la bomba por la presencia de líquidos. Si uno de los gases detectados alcanza el nivel de alarma, debe activarse una alarma sonora perfectamente audible (por encima de los 100 dB). La alarma visual debe ser brillante y visible desde todas las direcciones. Junto a la robustez del instrumento, todo esto hace que el mismo resulte especialmente adecuado para el uso en aplicaciones de monitorizado local.
Acceso a espacios confinados y monitorización local en plantas químicas y petroquímicas
En tanques empleados para almacenar sustancias orgánicas, debe hacerse una exhaustiva medición antes de que el personal acceda a dicho depósito. La tendencia más definida es evaluar las sustancias orgánicas no sólo en relación con el potencial peligro de explosión que encierran, sino con respecto a su posible toxicidad intrínseca. Esta actividad, incluyendo una amplia gama de sustancias orgánicas, puede hacerse mediante el uso de sensores PID. Especialmente cuando el personal tiene que entrar en depósitos, conducciones y otros espacios confinados, es importante asegurarse que la concentración de las sustancias almacenadas en su interior es suficientemente baja como para no causar ningún daño al personal.
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Un buen ejemplo de la medición de Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs) con tecnología PID es el cierre de un tanque de crudo para mantenimiento y reparación. El tanque se seca para hacer inerte la atmósfera en su interior. Antes de que el equipo de mantenimiento reciba autorización para entrar al depósito, deben asegurarse que no existen sustancias nocivas en su interior.
Una configuración típica de un instrumento de detección de gases sería un sensor PID, un sensor infrarrojo para explosividad (IR Ex) y sensores electroquímicos para el O2, CO y H2 S. Se da preferencia al sensor IR porque el H2 S del crudo podría envenenar un sensor de esfera catalítica. Adicionalmente, durante el proceso de inertización no está disponible el oxígeno necesario para el correcto funcionamiento de los sensores catalíticos.
Cuando el proceso de inertización se ha finalizado y el tanque está lleno de aire normal, los trabajadores pueden entrar y llevar a cabo su trabajo de mantenimiento. Si una de estas labores es la soldadura, con el consiguiente empleo de etileno, el sensor IR puede sustituirse fácilmente por un sensor de esfera catalítica, con lo que gozaremos nuevamente de una completa protección.
La ventaja de la tecnología PID, nuevamente, reside en el hecho de que permite mediciones en el rango de ppm. Si el detector PID va equipado con una memoria de calibración, las diferentes calibraciones de sustancias pueden almacenarse en el instrumento. Esto supone que puede hacerse, por ejemplo, una medición de benceno, seguida de una de tolueno poco después. La calibración de las memorias individuales puede hacerse antes del proceso de medición, por tanto sólo necesitamos seleccionar la memoria de calibración en cuestión cuando llega el momento de hacer una medición.
Otra aplicación adicional en la industria química y petroquímica es el monitorizado clásico del área de trabajo, por ejemplo, cuando se han de evaluar concentraciones de sustancias peligrosas durante determinadas condiciones de trabajo (por ejemplo, el trasvase de sustancias entre contenedores).
Acceso a espacios confinados y monitorización en el acceso a depósitos de combustible de los aviones
Los instrumentos equipados con un sensor infrarrojo son ideales para la medición de combustibles de aviación. El sensor IR puede detectar fácilmente estos hidrocarburos pesados superando a los típicos sensores de esfera catalítica usados en la mayoría de los detectores portátiles. Mientras que un sensor de esfera catalítica debe afrontar una difícil tarea de oxidación de las grandes moléculas, éstas absorberán más energía infrarroja que los hidrocarburos más pequeños.
Los depósitos de los aviones constituyen un ejemplo particularmente extremo de lo que es un espacio confinado. Dado que el personal de mantenimiento e inspección tiene que realizar sus comprobaciones en las partes más extremas del depósito, el uso de equipo de protección respiratoria sólo es recomendable bajo determinadas condiciones. Esto es lo más importante para llevar a cabo una medición exhaustiva y para asegurar, por ejemplo, que la concentración de keroseno está por debajo de 10 ppm. Dado que los sensores catalíticos e infrarrojos no pueden medir fiablemente concentraciones tan bajas de sustancias orgánicas, esta situación es también un ejemplo típico de una aplicación PID. El instrumento puede funcionar como un monitor de área en el depósito del ala, o fuera, con una sonda de extensión, como un monitor de área remota, mientras los operarios dentro del depósito están equipados con pequeños monitores personales de aire.
Detección de fugas y análisis ambiental
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Un detector de foto ionización es también adecuado para la detección de fugas en diferentes medios, por ejemplo, canalizaciones en refinerías, depósitos en factorías químicas, refinerías y gasolineras, así como en barcos y otros medios de transporte. Si se detecta una filtración o se produce un accidente en el que intervienen productos peligrosos, es importante determinar si el suelo próximo a la fuga ha resultado contaminado. Gracias a su alta sensibilidad y rápido tiempo de respuesta, el detector de foto ionización es apropiado para estas tareas, así como para efectuar una clasificación preliminar de muestras del suelo (realizando una inspección visual que ayude a decidir si es necesario realizar un análisis de laboratorio).
Detectores multi-gas con tecnología PID
El Dräger X-am 7000 PID puede equiparse con cinco sensores, dos de los cuales se basan en la combinación de un sensor infrarrojo, un sensor de esfera catalítica o un sensor PID. Con esta configuración pueden realizarse todas las tareas de medición relevantes relacionadas con el área de monitorizado. Todos los sensores son inteligentes, así almacenan toda la información relevante del sensor en una memoria EEPROM incorporada. Esto supone que el software se configura automáticamente cuando se instala cada uno de los sensores. Dicha característica representa una gran ventaja porque el nuevo sensor PID inteligente es compatible con todos los equipos X-am 7000s que ya están en uso. Tan sólo es necesario hacer una actualización del software. Los tres puertos restantes son para sensores electroquímicos de sustancias específicas. La combinación de más de veinticinco sensores inteligentes diferentes permite la adaptación flexible a prácticamente cualquier labor específica de medición. Si surge una nueva aplicación con un Compuesto Orgánico Volátil (VOC) desconocido, el servicio de asistencia de Dräger puede determinar fácilmente el factor de respuesta individual para este nuevo gas o vapor e instalarlo en el equipo.
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