Etiqueta: gases peligrosos

sensores de difusión controlada

La alta velocidad de las moléculas de gas es la causa de que los gases se expandan rápidamente y también se mezclen rápidamente con otros gases y no se vuelvan a separar nunca. Mientras que haya diferencias de concentración en la mezcla completa el proceso de mezcla es incompleto y no finaliza.

Estas diferencias de concentración también puede actuar como una micro-bomba. Si la diferencia de concentración se mantiene constante habrá un flujo continuo de moléculas en la dirección de la concentración más baja – y este efecto es utilizado para los sensores en la tecnología de detección de gas, los llamados sensores de difusión controlada. El truco: con el sensor de perla catalítica y el sensor electroquímico el gas patrón es consumido por la reacción química, directamente en el lugar de la reacción tenemos una concentración de gas cercana a cero, mucho menos entonces en la zona, produciendo una zona de reducción. Así hay una diferencia de concentración forzada y las moléculas de gas fluyen en la zona de reacción del sensor.

Convección hacia el sensor, difusión en el sensor Mientras que el gas esencialmente llega al sensor mediante convección natural, la penetración al interior del sensor vía disco sinterizado o filtro de polvo es un proceso de difusión controlada, porque los poros contienen aire en calma donde no se produce ninguna convección. No son las paredes de los poros sino el aire en calma es el que inhibe la penetración: ¡si una molécula de gas fuera tan grande como un guisante, un poro sinterizado o un poro de filtro tendría un diámetro de unos 100 a 1000 metros! Sensores de difusión controlada no necesitan una bomba.

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En una primera aproximación los equipos de detección son productos de tecnología de seguridad y son utilizados preferentemente para proteger a los trabajadores y asegurar seguridad de la planta. Los sistemas de detección de gases están dedicados a detectar concentraciones de gas peligrosas, para activar alarmas y – hasta donde sea posible – activar contramedidas antes de que se pueda producir una situación peligrosa para empleados, instalaciones y medioambiente.

Los equipos para detección de gases pueden ser portátiles (o semi-portátiles) o sistemas fijos de detección de gases. La seguridad de una zona potencialmente afectada por gases y vapores peligrosos depende principalmente de la fiabilidad del sistema de detección de gases, y especialmente de la calidad de los sensores utilizados. Al contrario que los sensores de equipos portátiles, los sensores fijos incluyendo su electrónica están en funcionamiento continuamente, año tras año, las 24 horas al día – solo para estar disponibles para el instante aleatorio de un escape de gas.

Y esto incluso en condiciones ambientales extremas, como por ejemplo a – 50 °C o + 65 °C, a humedad relativa del aire alta o incluso muy secas, en aplicaciones al aire libre con lluvia, tormenta y nieve o en condiciones del desierto, con influencias electromagnéticas o fuertes vibraciones… Y – evidente – la protección contra explosión no debe ser un problema y la medición solo debe ser afectada de manera insignificante. Como se muestra en los gráficos, hay un cruce fluido entre la tecnología de detección de gases por un lado y por otro, la instrumentación del proceso. Aunque desarrollados como un producto de tecnología de seguridad, hay ciertos transmisores para detección de gases que tienen unas características de medición tan excelentes que hoy en día incluso destacan más y más como equipos de análisis en el campo de la instrumentación del proceso.

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¡Prácticamente, todos los gases y vapores siempre son peligrosos! Si los gases no existen en su composición atmosférica familiar y respirable, la respiración segura ya puede estar afectada.

Es más: Cualquier gas es potencialmente peligroso, si esta licuado, comprimido o en su estado normal – lo importante es conocer su concentración.

Básicamente hay tres categorías de riesgo:

– Ex – Riesgo de explosión por gases inflamables.

– Ox – oxígeno.

Riesgo de asfixia por desplazamiento de oxígeno.

Riesgo de aumento de la inflamabilidad por enriquecimiento en oxígeno.

– Tox – Riesgo de intoxicación por gases tóxicos.

Sin herramientas auxiliares los humanos no son capaces de reconocer estos peligros con suficiente antelación para iniciar las contramedidas adecuadas. Con solo algunas excepciones nuestro olfato ha resultado ser un equipo de alarma extremadamente poco fiable.

Por ejemplo, somos sensibles al ácido sulfhídrico en bajas concentraciones por su típico olor de huevos podridos, pero altas concentraciones letales de ácido sulfhídrico no son detectadas por nuestra nariz. El escapar a áreas supuestamente no peligrosas por su falta de olor ya ha causado gran cantidad de accidentes fatales.

 Incluso gases inofensivos como argón, helio o nitrógeno pueden ser peligrosos cuando el vitalmente importante oxígeno es desplazado por un repentino escape. ¡Peligro de asfixia! Concentraciones de oxígeno inferiores al Vol% son letales. Exceso de oxígeno (más del 21 Vol%) aumenta el peligro de inflamabilidad y puede incluso causar la autoignición de materiales inflamables. Los gases y vapores inflamables no solo pueden causar considerables daños en las fábricas por ignición, sino que también la vida humana está comprometida.

Es esencial detectar de manera fiable los peligros Ex-Ox-Tox y proteger la vida humana, bienes y ambiente mediante medidas adecuadas.

– Esto es para lo que son necesarios los detectores de gas.

– Esto es para lo que son necesarios los sistemas de detección de gases.

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En oposición a los gases – pueden existir solo aprox. de 200 a 300 – el término apropiado para el estado gaseoso de la materia por debajo de su punto de ebullición es vapor. En general el vapor existe en un equilibrio con su fase líquida (o algunas veces incluso sólida) y condensa o evapora dependiendo de su temperatura. Este comportamiento se conoce muy bien en el agua: un enfriamiento del aire húmedo durante la noche causa niebla (condensación), mientras que el calor del sol de la mañana disuelve nuevamente la niebla (evaporación).

En un recipiente cerrado, la concentración máxima posible de vapor se forma encima de la superficie de un líquido. Esta concentración de vapor depende de la temperatura del líquido. En una vista microscópica, el vapor es generado por el movimiento aleatorio de las moléculas del líquido y su capacidad de sobreponerse a la tensión de superficie y mezclarse con las moléculas de aire de encima.

Cada líquido tiene una cierta presión de vapor característica que solo depende de la temperatura del líquido, y esta presión es igual a la presión atmosférica cuando su temperatura alcanza el punto de ebullición. El gráfico de esta correlación se conoce como la curva de presión de vapor, que hace posible determinar la concentración máxima posible de vapor a una determinada temperatura.

Dividiendo la presión de vapor máxima posible por la presión ambiente da como resultado la llamada concentración de saturación en Vol%. por ejemplo, para n-hexano a 20 °C (presión de vapor 162 mbar) a una presión ambiente de 1000 mbar la concentración máxima posible de n-hexano es 16.2 Vol%.

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