Los sensores electroquímicos se utilizan para la detección de oxígeno y gases tóxicos. Lo hacen mediante la medición de la concentración de una corriente dentro de un circuito externo. Hay muchos tipos adaptados para controlar gases tóxicos y no tóxicos de diversos rangos de concentración, y todos tienen capacidad para soportar entornos difíciles, a veces con alta humedad y temperatura.
Los sensores se utilizan en modo de difusión, en el que el gas del entorno entra a través de un orificio en la cara de la célula. Algunos instrumentos utilizan una bomba para suministrar muestras de aire o gas al sensor, donde la difusión se encarga de transportar el gas a las partes de medición del sensor. Se coloca una membrana de PTFE sobre el orificio para evitar que el agua o los aceites entren en la célula.
Los rangos y las sensibilidades de los sensores pueden variar en el diseño utilizando agujeros de diferente tamaño. Los agujeros más grandes proporcionan una mayor sensibilidad y resolución, mientras que los agujeros más pequeños reducen la sensibilidad y la resolución pero aumentan el alcance.
Son populares en entornos industriales donde la necesidad de controlar el sulfuro de hidrógeno, el monóxido de carbono y otros gases industriales es un requisito legal y de seguridad. Y tienen muchas características muy beneficiosas, como ser muy robustos, no necesitar una potencia significativa, ser fáciles de certificar como intrínsecamente seguros y, en general (aunque no siempre), tener un precio razonable.
Peligro
En los sectores del transporte y la energía, el uso a gran escala de combustibles fósiles provoca la emisión de gases contaminantes como el monóxido de carbono, los óxidos de nitrógeno, los hidrocarburos y los compuestos orgánicos volátiles (COV). Esto es peligroso para la mano de obra del sector. También supone un peligro más amplio para el medio ambiente y la sociedad debido a la contaminación del aire. Los sensores electroquímicos controlan estos riesgos mediante pruebas de fugas, automoción y control de calderas, para detectar qué gases peligrosos se emiten en tiempo real y su concentración o acumulación. También pueden ayudar a optimizar los procesos de combustión y a reducir las emisiones mejorando la eficiencia energética, y avisar de las concentraciones peligrosas de los tipos de gases residuales.
Debido al uso de dióxido de carbono y etanol en el sector de la alimentación y las bebidas, es necesario detectar continuamente los gases para evitar la ingestión de gases venenosos y nocivos. Las áreas de preocupación incluyen los procesos de vapor, los gases inertes para el envasado, el CO2 utilizado para la carbonatación, los gases tóxicos utilizados para la esterilización y el amoníaco utilizado en la refrigeración. Es un requisito legal y ético controlar los niveles de gases tóxicos dentro de estos entornos y es vital elegir el mejor sensor para el trabajo.
Debido a su capacidad para detectar niveles bajos de gases tóxicos, como el sulfuro de hidrógeno, los sensores electroquímicos son especialmente beneficiosos para ayudar a proteger a quienes trabajan en los sectores del petróleo y el gas. Su robustez también es muy útil en entornos de plataformas marinas y plataformas de perforación, ya que mantienen su disponibilidad para informar de las emisiones de gas.
Se encuentran en plantas petroquímicas y químicas, plantas de gas natural y refinerías, instalaciones de almacenamiento y carga de gas, y tuberías y estaciones de compresión. Las plantas de procesamiento petroquímico suelen ser de gran tamaño, con diseños compactos que incluyen equipos, tuberías y tanques. Las áreas de procesamiento que necesitan detección de gas pueden estar parcial o totalmente al aire libre, lo que requiere que los monitores de gas soporten la luz solar, el calor, la humedad, la niebla, la lluvia, el viento y, a veces, la arena. La versatilidad y robustez de los sensores electroquímicos se adaptan a las necesidades de estas plantas y ayudan a superar las complicaciones que plantean los diferentes riesgos de los gases.
Los tres factores principales que afectan a la vida de un sensor electroquímico son la temperatura, la exposición a concentraciones de gas extremadamente altas y la humedad. Otros factores son los electrodos del sensor y las vibraciones extremas y los golpes mecánicos.
Vida útil variable - La vida útil de un sensor electroquímico depende del entorno en el que funciona, incluidas las condiciones ambientales, la humedad, el calor y las concentraciones de gas.
Los sensores para gases comunes, como el monóxido de carbono o el sulfuro de hidrógeno, suelen tener una vida útil de 2 a 3 años. Los sensores de gas utilizados para el fluoruro de hidrógeno pueden tener una vida útil de sólo 12-18 meses. Cabe destacar que, con una temperatura y una humedad estables en el entorno de los 20˚C y el 60%RH, junto con la no incidencia de contaminantes, los sensores electroquímicos han llegado a durar hasta 11 años.
Desgaste - La exposición a largo plazo a una humedad baja hace que el electrolito líquido de un sensor electroquímico pierda agua y gane agua con una humedad alta, lo que puede provocar fugas y la degradación de la funcionalidad del sensor. Aunque los sensores pueden secarse con el tiempo, puede tardar hasta un mes en almacenarse en el aire ambiente, y existe la posibilidad de que la sensibilidad disminuya y/o el tiempo de respuesta aumente.
