Cómo el bump testing puede ahorrar tiempo y dinero en la comprobación de los detectores de gas en lugares de alto riesgo sin comprometer la seguridad

Mientras que el bump testing es un procedimiento bien conocido y utilizado para probar instrumentos portátiles de detección de gases, no ha tenido mucho éxito en el mundo de los detectores de gas fijos. Sin embargo, a medida que el bump testing se vuelve más inteligente y automatizado, se convierte en la posibilidad de ahorrar a muchos lugares de alto riesgo un gasto considerable en pruebas de calibración periódicas.

En la actualidad, muchos emplazamientos de seguridad crítica, como fábricas petroquímicas, plataformas petrolíferas, refinerías, etc., llevan a cabo una calibración completa de sus equipos de detección de gases cada tres meses, mientras que las aplicaciones menos críticas lo hacen cada seis meses. Una prueba funcional más sofisticada podría encontrar su lugar en las zonas de alto riesgo en las pruebas provisionales, por lo que las calibraciones completas seguirían realizándose cada seis meses con una prueba funcional tres meses después de cada calibración completa.

El bump test es un procedimiento mucho más rápido y puede automatizarse para agilizarlo aún más. Sus detractores afirman que el bump test no comprueba la precisión, por lo que no es adecuado para las zonas de alto riesgo. Pero esto está cambiando con los detectores de gas modernos, de tal manera que si estos lugares tienen una prueba completa cada seis meses, todo lo que se necesita para la prueba intermedia cuando se utiliza un detector inteligente con el software de bump testing instalado es verificar que los sensores están respondiendo y produciendo una salida adecuada.

Detectores de punto fijo

Convencionalmente, los detectores de punto fijo se calibran completamente en cada ocasión; un procedimiento que implica la puesta a cero del sensor en aire limpio, seguida de la aplicación de gas de calibración y la calibración tanto del amplificador del detector como del sistema de control al que está conectado el detector.

La calibración puede llevar mucho tiempo y ser costosa. El primer trabajo es acceder a los detectores. Estarán repartidos por toda la planta y no será fácil acceder a ellos; pueden estar bajo las tuberías, en conductos o en postes, por lo que será necesario utilizar una escalera. Además, cada detector está conectado a un sistema de control, por lo que la primera etapa consiste en aislar el detector de dicho sistema, para evitar que suene una alarma o que se desconecte alguna parte de la planta durante la prueba.

La siguiente etapa consiste en comprobar que no hay gas presente utilizando un detector portátil. Una vez hecho esto, el detector fijo se pone a cero y se comprueba la precisión de la salida, que suele ser de 4 mA. Esto también tiene que ser comprobado en el centro de control para asegurarse de que también está mostrando cero.

A continuación, el detector se pone en modo de calibración y se aplica el gas a una velocidad de entre 0,5 y 1,0 litros/min. La calibración requiere que la reacción del sensor al gas se estabilice por completo; en muchos casos esto puede llevar de 30 a 60 segundos, o más para algunos gases, como el amoníaco. Una vez estabilizada la lectura, se ajusta el detector a la lectura correcta y se comprueba la señal de salida. Este ajuste puede realizarse mediante una herramienta magnética, pulsando botones o mediante el ajuste de un potenciómetro, dependiendo del tipo de detector de gas.

Ahora hay que comprobar que el sistema de control también muestra la lectura correcta. Si hay un solo técnico, es posible que haya que dejar fluir el gas en el sensor mientras el técnico vuelve a verificar la calibración del panel de control, con lo que se utiliza mucho gas caro. Si suponemos que el coste del gas es de alrededor de 1 libra por minuto de flujo, lo cual no es una generalización razonable, es fácil ver cómo el coste de esto puede acumularse rápidamente. Tener dos ingenieros conectados por radio para hacer esto puede obviamente ahorrar tiempo y gas, pero este ahorro puede ser más que compensado por el coste del ingeniero adicional.

La calibración del detector de punto fijo también puede tener que realizarse bajo el control de un permiso de trabajo en caliente, ya que es necesario abrir el detector para ajustar la configuración interna. Esto supone un trabajo adicional considerable y una perturbación de los procesos de la obra.

Aunque el proceso completo de puesta a cero y calibración de seis meses sigue siendo necesario para algunos tipos de sensores, las pruebas funcionales ofrecen la oportunidad de reducir el coste y el tiempo que suponen las pruebas más frecuentes de los sensores.

Pruebas de choque

Una prueba funcional es una breve aplicación de gas a un sensor durante un periodo de tiempo definido para invocar una reacción prescrita y confirmar que el sensor reacciona adecuadamente. Es un término ampliamente comprendido y una práctica aceptada para los instrumentos portátiles de detección de gases.

La norma europea para usuarios EN60079-29-2: 2007 cubre la selección, instalación, uso y mantenimiento de los detectores de gas para gases inflamables y oxígeno. Abarca los aparatos que pueden proporcionar un medio para reducir el peligro mediante la detección de la presencia de un gas inflamable y la emisión de advertencias audibles o visuales adecuadas. La norma prescribe que los fabricantes de instrumentos portátiles de detección de gases incluyan en el manual del producto una instrucción para realizar una prueba de choque de las unidades cada día antes de su uso. Es muy probable que se establezcan requisitos similares para los detectores de gases tóxicos.

Las pruebas funcionales proporcionan un método rápido y directo para verificar que los sensores de gas funcionan correctamente; algunas tecnologías de sensores, como las perlas catalíticas y los sensores electroquímicos, no son seguras, ya que pueden volverse insensibles al gas pero seguir pareciendo operativas.

Los últimos detectores y transmisores de gas inteligentes facilitan las pruebas funcionales, lo que hace más fácil y rentable garantizar que los detectores estén en perfecto estado de funcionamiento y reduce significativamente el tiempo que el personal tiene que pasar en lugares peligrosos. Hay dos opciones para el bump testing: un método rápido (o veloz) para verificar simplemente que el sensor generará una alarma si se expone al gas, o bien un método para determinar que la respuesta del sensor es precisa. Como las pruebas funcionales pueden realizarse sin abrir el detector, no es necesario un permiso de trabajo en caliente. También requieren la aplicación de una cantidad sustancialmente menor de gas, lo que supone un mayor ahorro de costes.

La prueba "speedy bump" verifica que un sensor funciona correctamente mientras consume la cantidad mínima de gas de prueba. Una vez activado, debe aplicarse al sensor un gas con una concentración que supere el umbral de alarma-uno mediante un tapón de calibración. El detector permite un período de tiempo -30 segundos como máximo por defecto- para que el sensor responda más allá del umbral de alarma-uno, tras lo cual se pide al usuario que retire el gas y confirme cuando la señal del sensor ha vuelto a los niveles normales. El resultado de la prueba se muestra entonces como un pase o un fallo. La salida analógica y los relés de alarma, si están instalados, se inhiben mientras se realiza la prueba.

Por otro lado, la prueba "smart bump" verifica que un sensor responde correctamente a una concentración determinada de gas de prueba. En este caso, debe aplicarse al sensor un gas de una concentración determinada mediante un tapón de calibración. El detector deja pasar un periodo de tiempo, también normalmente de 30 segundos como máximo, para que el sensor responda. Si la señal del sensor no cambia dentro de este periodo, la prueba fallará.

El gas de prueba debe permanecer en el sensor durante el resto de la prueba. Durante el siguiente periodo de tiempo, que también suele ser de 30 segundos según el tipo de sensor, el software del detector controla la lectura del sensor y la prueba se supera si la lectura final está dentro de un rango aceptable. El detector se inhibe durante la prueba para evitar alarmas no deseadas, y se pide al usuario que retire el gas y confirme cuando la señal del sensor haya vuelto a los niveles normales.

La primera ventaja del bump test sobre una calibración completa es que no necesita ser precedido por un ajuste de la señal cero. El transmisor inteligente también se inhibe durante el procedimiento de bump test. El usuario sólo tiene que suministrar el gas hasta que el detector muestre que pasa o no pasa. El transmisor inteligente también proporcionará un asistente en pantalla que guiará al operador a través del proceso semiautomatizado. Las funciones de bump test y los ajustes se realizan a través del teclado integrado sin necesidad de herramientas especiales ni de un permiso de trabajo en caliente.

Aplicaciones

En el caso de los emplazamientos más grandes con muchos sensores, las pruebas pueden ser una operación continua, ya que el tiempo que se tarda en calibrar cada sensor significa que, una vez terminado, hay que volver a empezar. Esto se debe a que algunos de estos sitios tienen cientos de detectores, con sitios más grandes que pueden tener más de mil. Mientras que una prueba funcional, en sí misma, dura 30 segundos, la calibración puede ser muy variable, de uno a muchos minutos, si requiere el trabajo de ida y vuelta al sistema de control para asegurarse de que tiene las lecturas correctas. Además, la configuración inicial de una prueba de calibración lleva más tiempo que una prueba de impacto. Por lo tanto, es fácil ver que el ahorro potencial de algunas instalaciones, tanto en términos de coste de gas como de tiempo de los ingenieros, podría ser considerable.

Los lugares e instalaciones que probablemente encuentren un valor sustancial en los detectores inteligentes con capacidad de prueba funcional son aquellos en los que existe un grave riesgo de exposición tóxica o una gran explosión si se produce una fuga de gas. Se trata de áreas en las que normalmente se realizan pruebas de calibración completas cada tres meses. Es probable que estas instalaciones incluyan zonas de peligro uno y dos, donde la detección de gases es una medida de seguridad clave contra el gas combustible. También existe un riesgo significativo de acumulación y exposición a gases tóxicos; el sulfuro de hidrógeno (H2S), en particular, durante los procesos previos, y diversos vapores de compuestos orgánicos volátiles tóxicos, como el benceno.

Un buen ejemplo sería la supervisión continua de gases necesaria para proteger los costosos buques de almacenamiento y descarga de producción flotante (FPSO) y reducir el riesgo para el personal que opera y vive en ellos. Otro ejemplo es la supervisión continua de los gases combustibles y tóxicos, que es una faceta crítica del funcionamiento de las refinerías de petróleo. Además, los materiales combustibles y tóxicos que se encuentran en las plantas de procesamiento de petróleo y gas son extremadamente peligrosos para la instalación y su personal, especialmente en las zonas de producción altamente congestionadas que contienen reactores, turbinas, válvulas y tuberías de distribución de alta presión.

Una típica plataforma petrolífera en alta mar se compone de varios módulos, entre ellos la bahía del pozo, los alojamientos, las áreas de proceso, la energía y las áreas de perforación. La proximidad de los módulos en las plataformas petrolíferas en alta mar exige la supervisión continua de las emisiones fugitivas. Todos estos son los tipos de instalaciones que actualmente pueden calibrar los detectores a intervalos de 3 meses, por lo que podrían beneficiarse de la tecnología de detección de protuberancias fijas.

Conclusión:

Aunque no existe ninguna legislación que obligue a los usuarios a realizar bump-tests en los detectores de punto fijo, las oportunidades de ahorro de tiempo y gas son evidentes. Con los últimos detectores inteligentes, el procedimiento de bump test es mucho más rápido que una calibración completa y sólo se necesita un ingeniero para realizar las pruebas. El tiempo que se pasa en lugares peligrosos se reduce significativamente, al igual que la cantidad de gas utilizada. Una calibración completa puede implicar dejar el gas encendido durante 60 segundos, o mucho más si el ingeniero tiene que volver a la sala de control para comprobar las lecturas; para una prueba funcional, sólo se necesitan 30 segundos.

Aunque las zonas de alto riesgo seguirán necesitando una calibración completa cada seis meses, la realización de una prueba funcional tres meses después de cada calibración garantizará que todos los detectores sigan funcionando correctamente, y esto puede hacerse con un gran ahorro en comparación con la realización de una calibración completa cada tres meses.

Publicado en Hydrocarbon Engineering