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Emergencias
Medidor de Nivel de Oxígeno
Debemos conocer el nivel de oxígeno presente a en la atmósfera para seleccionar nuestra protección, y determinar si hay riesgo de explosión.
Principio de Funcionamiento
Estos instrumentos tienen un sensor electroquímico para determinar la concentración de oxígeno en el aire. El sensor es una célula galvánica compuesta de dos electrodos, un cátodo de oro y un ánodo de plomo, ambos insertados en una solución electrolítica básica.
Las moléculas de oxígeno atraviesan la membrana hasta llegar a la solución. Las reacciones entre el oxígeno, las soluciones y los electrodos producen una corriente eléctrica proporcional a la concentración de oxígeno.
La corriente atraviesa el circuito eléctrico e indica una señal resultante amplificada como una deflexión del puntero medidor en la lectura digital; el resultado se expresa en porcentaje del volumen de oxígeno.
Limitaciones e Interferencias
Altas concentraciones de dióxido de carbono (CO2) disminuyen la vida útil del sensor de oxígeno. Por lo general, el equipo se puede usar en atmósferas con más de 0,5% de CO2 sólo con el reemplazo frecuente del sensor. La vida útil en una atmósfera normal (0,04% de CO2) puede variar desde una semana hasta un año, según el diseño del fabricante.
Altas temperaturas pueden influir en la respuesta del indicador de oxígeno. El intervalo normal para la operación del equipo varía entre 0 ºC y 49 ºC. En intervalos que oscilan entre -32 ºC y 0 ºC, la respuesta del equipo es lenta. En intervalos inferiores a -32 ºC, el sensor se puede dañar debido al congelamiento de la solución. El equipo se deberá calibrar en la misma temperatura en que será utilizado.
Presión Atmosférica: La concentración natural del oxígeno es una función de la presión atmosférica en una determinada altitud. Dado que el porcentaje de oxígeno no varía con la altitud, el peso de la atmósfera en el nivel del mar es mayor y, por lo tanto, si se compara con altitudes mayores, hay una compresión mayor de moléculas de oxígeno y de otros componentes del aire dentro de un determinado volumen.
A medida que la altitud aumenta, esta compresión disminuye, y también disminuye el número de moléculas de aire comprimidas en un determinado volumen. De esta forma, un indicador de oxígeno calibrado en el nivel del mar y operado en una altitud de algunos millares de pies, proporcionará medidas incorrectas. Esto indica una deficiencia de oxígeno en la atmósfera debido a una menor cantidad de esas moléculas que son "empujadas" hacia el sensor. Por consiguiente, es necesario calibrar el equipo en la misma altitud donde se utilizará.
Recomendaciones de Uso
La calibración se debe realizar en un lugar ventilado, sin contaminación, con 20,9% de oxígeno, preferentemente a la misma altura donde se van a realizar las mediciones.
Indicador de gas combustible (explosímetro)
Los explosímetros son aparatos para medir las concentraciones de gases y vapores inflamables. Permiten obtener resultados cuantitativos pero no cualitativos, es decir, es posible detectar la presencia y concentración de un gas o vapor combustible en una composición de gases, pero no se pueden distinguir las diferentes sustancias presentes.
Estos equipos no detectan la presencia de neblinas explosivas, combustibles ni atomizadas como aceites lubricantes y polvos explosivos, debido a que estas mezclas son retenidas en un filtro de algodón. Si ellas entraran en el explosímetro, podrían contaminar el catalizador de platino.
Principio de funcionamiento
Los indicadores de gas combustible tienen una cámara interna que contiene un filamento que sufre combustión ante la presencia de un gas inflamable. Para facilitar la combustión, el filamento es calentado o revestido con un agente catalítico (como platino o paladio). El filamento forma parte de un circuito de resistencias balanceado denominado Puente de Wheatstone.
Circuito del Puente de Wheatstone
En uno de los lados del puente, el aire a muestrear pasa sobre un filamento caliente. Si el aire contiene un gas o vapor combustible, el filamento calentado produce combustión y libera un calor adicional que aumenta la resistencia eléctrica del filamento. El otro lado del puente contiene un filamento semejante que esta sellado y se calienta de forma idéntica, pero sin corriente eléctrica. Este filamento sellado anula todos los cambios en la corriente eléctrica y la resistencia debido a las variaciones de la temperatura ambiente. El cambio que se produce en la variación de la resistencia de la corriente eléctrica en los filamentos, durante el paso del flujo de muestra, se debe a la presencia de gases combustibles. Estos cambios en la corriente eléctrica se registran como porcentajes del LEL (límite inferior de explosividad) en el mostrador del instrumento.
Limitaciones e Interferencias
La sensibilidad y precisión de los indicadores de gas combustible pueden estar influidas por varios factores. Éstos incluyen la presencia de polvo, alta humedad y temperaturas extremas. Por estas razones, la sonda de muestreo de muchos modelos debe disponer de un filtro de polvo y un agente secante. El equipo no se debe usar en ambientes extremadamente fríos ni calientes porque tales temperaturas interfieren en la respuesta del instrumento.
Recomendaciones de Uso
Se debe asegurar que cualquier instrumento usado en una atmósfera posiblemente inflamable no será en sí mismo la fuente de ignición. Esta característica de un instrumento es denominado "seguridad intrínseca" y significa que el instrumento ha sido probado y certificado en un laboratorio y no va a causar incendio o explosión en una atmósfera inflamable.
En Estados Unidos se requiere la certificación de UL o FM en atmósferas explosivas, y definen exactamente para cuales atmósferas--cuales grupos de químicos y sustancias-- el uso del instrumento ha sido aprobado. Para conocer si el equipo es intrísicamente seguro, busque alguno de los siguientes logos.
Interpretación de Resultados
Para la calibración de los explosímetros se utiliza un gas patrón. El instrumento debe leer correctamente el porcentaje de LEL del gas contenido en el cilindro. Esa parte de calibración es conocida como el "bump test" o prueba preliminar.
La mayoría de los fabricantes recomiendan calibración al menos cada 30 días. También es recomendable hacer la prueba preliminar antes del uso, y, si el instrumento no esta leyendo con precisión, hacer la calibración completa.
Entre los gases de calibración más utilizados podemos mencionar el metano, propano, pentano, y hexano. Para seleccionar el gas de calibración más adecuado para nuestras tareas debemos considerar la "Respuesta Relativa" del instrumento.
Por ejemplo, si el instrumento ha sido calibrado a metano, mide metano con precisión. Pero si el instrumento que ha sido calibrado a metano y se va a usar para medir vapores de petróleo, (gasolina), la lectura puede no ser precisa. Esto es porque los diferentes gases o compuestos tienen diferentes propiedades químicas, LEL y calor de combustión. Entonces para obtener la medida correcta es necesario multiplicar la lectura del instrumento por un factor de corrección.
RAE Systems, por ejemplo, recomienda calibración del Multi-rae con metano. Para petróleo, RAE da factor de corrección de 2. Entonces si la lectura del instrumento es 40 por ciento del LEL, y se están midiendo vapores de petróleo, la concentración verdadera es 80 % del LEL. (40 X 2 =80).
Los fabricantes dan los factores de corrección para sus instrumentos, y son específicos. Debemos seleccionar correctamente nuestro gas de calibración, para siempre tener factores de corrección cercanos a 1.
Indicador de Atmósfera Tóxica
Estos instrumentos comúnmente vienen configurados para detectar el monóxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, cianuro de hidrógeno, amoníaco o cloro.
Estos equipos son de alta precisión durante el monitoreo, gracias a compensaciones controladas por un microprocesador interno. También disponen de una alarma sonora y visual que funciona con baterías. Las alarmas se activan cuando la concentración del gas en la atmósfera excede el nivel preestablecido.
Principio de funcionamiento
Los sensores son celdas químicas electrolíticas. Consiste en un electrodo sensor (cátodo) y un contra electrodo (ánodo) separados por una delgada capa de electrolito. El gas que entra en contacto con el sensor reacciona sobre la superficie del electrodo sensor generando una reacción de oxidación o reducción. Los materiales del electrodo, específicamente desarrollados para el gas de interés, catalizan estas reacciones. Una corriente proporcional a la concentración de gas es generada, la que puede ser medida para determinar la concentración de gas.
La selectividad del sensor depende de la elección de la solución química y de los electrodos.
Limitaciones e Interferencias
Al igual que los sensores de oxígeno, estos se desgastan con el tiempo, principalmente cuando están expuestos a alta humedad y a temperaturas extremas.
Requieren como mínimo 16% de oxígeno para su funcionamiento.
Las celdas electroquímicas pueden sufrir algunas interferencias. Por ejemplo, los sensores de monóxido de carbono también responden al gas sulfhídrico, o sufre interferencias de vapores provenientes de líquidos inflambles. Los de cloro tienen interferencia de los otros elementos del grupo VII.
Recomendaciones de Uso
Estos equipos ofrecen lecturas directas que se observan en medidores digitales o analógicos.
Los resultados de las lecturas de estos instrumentos se expresan en partes por millón (ppm) o porcentaje en volumen (% en volumen).
Antes de usar estos instrumentos, se deben hacer dos verificaciones: la verificación del cero y la calibración del valor de referencia.
Cabe resaltar que estas verificaciones se deben realizar en la misma altitud en que se usará el instrumento. Si no se hiciera de esta manera, puede haber un error en la lectura.
También se debe recordar que los instrumentos se deben calibrar con los implementos de calibración proporcionados por los fabricantes.