Breve historia de la detección de gases 

La evolución de la detección de gases ha cambiado considerablemente a lo largo de los años. Las nuevas e innovadoras ideas, desde los canarios hasta los equipos de monitorización portátiles, proporcionan a los trabajadores una monitorización continua y precisa de los gases.

La Revolución Industrial fue el catalizador del desarrollo en la detección de gases debido a la utilización de un combustible muy prometedor, como el carbón. Como el carbón puede extraerse de la tierra mediante la minería o la explotación subterránea, herramientas como los cascos y las luces de llama eran su única protección contra los peligros de la exposición al metano bajo tierra que aún estaban por descubrir. El gas metano es incoloro e inodoro, por lo que es difícil conocer su presencia hasta que se descubrió un patrón notable de problemas de salud. Los riesgos de la exposición al gas dieron lugar a la experimentación de métodos de detección para preservar la seguridad de los trabajadores durante años.

La necesidad de la detección de gases

Una vez que la exposición al gas se hizo evidente, los mineros comprendieron que debían saber si la mina tenía alguna bolsa de gas metano en el lugar donde trabajaban. A principios del siglo XIX, se registró el primer detector de gas y muchos mineros llevaban luces de llama en sus cascos para poder ver mientras trabajaban, por lo que poder detectar el metano, extremadamente inflamable, era primordial. El trabajador llevaba una manta gruesa y húmeda sobre su cuerpo mientras portaba una larga mecha con el extremo encendido. Al entrar en las minas, el individuo movía la llama alrededor y a lo largo de las paredes en busca de bolsas de gas. Si se encontraban, se producía una reacción y se comunicaba a la tripulación mientras la persona que detectaba estaba protegida por la manta. Con el tiempo, se desarrollaron métodos más avanzados de detección de gas.

La introducción de los canarios

La detección de gases se trasladó de los humanos a los canarios debido a sus fuertes pitidos y a sus sistemas nerviosos similares para controlar los patrones de respiración. Los canarios se colocaban en determinadas zonas de la mina, desde donde los trabajadores controlaban a los canarios para cuidarlos y ver si su salud se había visto afectada. Durante los turnos de trabajo, los mineros escuchaban el piar de los canarios. Si un canario empezaba a agitar su jaula, eso era un fuerte indicador de una exposición a una bolsa de gas que había empezado a afectar a su salud. Los mineros evacuaban entonces la mina y señalaban que no era seguro entrar en ella. En algunas ocasiones, si el canario dejaba de piar del todo, los mineros sabían que debían salir más rápido antes de que la exposición al gas tuviera la oportunidad de afectar a su salud.

La luz de la llama

La luz de llama fue la siguiente evolución para la detección de gases en la mina, como resultado de la preocupación por la seguridad de los animales. Al mismo tiempo que proporcionaba luz a los mineros, la llama se alojaba en un caparazón que absorbía el calor y capturaba la llama para evitar que encendiera el metano que pudiera haber. El caparazón exterior contenía una pieza de vidrio con tres incisiones en sentido horizontal. La línea central se fijaba como el entorno de gas ideal, mientras que la línea inferior indicaba un entorno con falta de oxígeno, y la línea superior indicaba la exposición al metano o un entorno enriquecido con oxígeno. Los mineros encendían la llama en un entorno con aire fresco. Si la llama bajaba o empezaba a morir, indicaba que la atmósfera tenía una baja concentración de oxígeno. Si la llama aumentaba de tamaño, los mineros sabían que había metano con oxígeno, indicando en ambos casos que debían abandonar la mina.

El sensor catalítico

Aunque la luz de llama fue un avance en la tecnología de detección de gases, no era una solución única para todas las industrias. Por ello, el sensor catalítico fue el primer detector de gases que se asemeja a la tecnología moderna. Los sensores funcionan según el principio de que cuando un gas se oxida, produce calor. El sensor catalítico funciona mediante el cambio de temperatura, que es proporcional a la concentración de gas. Aunque esto supuso un paso adelante en el desarrollo de la tecnología necesaria para la detección de gases, al principio todavía requería una operación manual para recibir una lectura.

Tecnología moderna

La tecnología de detección de gases se ha desarrollado enormemente desde principios del siglo XIX, cuando se registró el primer detector de gases. En la actualidad hay más de cinco tipos diferentes de sensores que se utilizan habitualmente en todas las industrias, entre ellos Electroquímico, Perlas catalíticas (Pellistor), Detector de fotoionización (PID) y Tecnología de infrarrojos (IR), junto con los sensores más modernos Espectrómetro de Propiedades Moleculares™ (MPS) y Oxígeno de larga duración (LLO2), los detectores de gas modernos son altamente sensibles, precisos y, lo que es más importante, fiables, todo lo cual permite que todo el personal se mantenga seguro reduciendo el número de muertes en el lugar de trabajo.

¿Qué es un detector de llama y cómo funciona?

¿Qué es un detector de llamas??

Un detector de llamas es un tipo de sensor que puede detectar y responder a la presencia de una llama. Estos detectores tienen la capacidad de identificar el líquido sin humo y el humo que puede crear un fuego abierto. Por ejemplo, en los hornos de calderas los detectores de llama son muy utilizados, ya que un detector de llama puede detectar el calor, el humo y el fuego. Estos dispositivos también pueden detectar el fuego en función de la temperatura y el movimiento del aire. Los detectores de llama utilizan tecnología ultravioleta (UV) o infrarroja (IR) para identificar las llamas, lo que significa que pueden alertar de ellas en menos de un segundo. El detector de llamas responderá a la detección de una llama en función de su instalación, pudiendo, por ejemplo, hacer sonar una alarma, desactivar la línea de combustible o incluso activar un sistema de extinción de incendios.

¿Dónde se encuentran estos detectores? 

  • Naves industriales
  • Plantas de producción química
  • Almacenes de productos químicos
  • Estaciones de almacenamiento y bombeo de gasolina
  • Talleres de soldadura por arco
  • Centrales eléctricas
  • Centros de transformación
  • Túneles subterráneos
  • Bancos de pruebas de motores
  • Almacenes de madera

¿Cuáles son los componentes de un sistema de vigilancia de llamas y cómo funciona?

El componente principal de un sistema detector de llamas es el propio detector. Se compone de circuitos de detección fotoeléctrica, circuitos de acondicionamiento de señales, sistemas de microprocesadores, circuitos de E/S y sistemas de refrigeración del viento. Los sensores del detector de llama detectarán la radiación que envía la llama, el fotoeléctrico convierte la señal de intensidad radiante de la llama en una señal de tensión relevante y esta señal se procesaría en un microordenador de un solo chip y se convertiría en una salida deseada.

¿Cuántos tipos de detectores de llama hay y cómo funcionan? 

Existen 3 tipos diferentes de detectores de llama: Ultra-Violeta, Infra-Red y una combinación de ambos Ultra-Violeta-Infra-Red

Ultravioleta (UV)

Este tipo de detector de llama funciona detectando la radiación UV en el punto de ignición. Casi todos los incendios emiten radiaciones UV, por lo que en el caso de la llama, el sensor se daría cuenta de ello y producir una serie de los pulsos que se convierten por la electrónica del detector en una salida de alarma.

Hay ventajas y desventajas de un detector UV. Las ventajas del detector UV incluyen la respuesta a alta velocidad, la capacidad de responder a incendios de hidrocarburos, hidrógeno y metales. Por otro lado, las desventajas de los detectores UV incluyen la respuesta a la soldadura a larga distancia, y también pueden responder a los rayos, chispas, etc.

Infrarrojos (IR)

El detector de llamas por infrarrojos funciona comprobando la banda espectral de infrarrojos en busca de ciertos adornos que desprenden los gases calientes. Sin embargo, este tipo de dispositivo requiere un movimiento de parpadeo de la llama. La radiación infrarroja no sólo puede ser emitida por las llamas, sino también por hornos, lámparas, etc. Por lo tanto, existe un mayor riesgo de falsa alarma

UV-IR

Este tipo de detector es capaz de detectar tanto las radiaciones UV como las IR, por lo que posee tanto el sensor UV como el IR. Los dos sensores funcionan individualmente igual que los descritos, pero los dos circuitos complementarios procesan las señales debido a que existen ambos sensores. En consecuencia, el detector combinado tiene una mejor capacidad de rechazo de falsas alarmas que el detector UV o IR individual.

Aunque hay ventajas y desventajas del detector de llama UV/IR. Entre las ventajas se encuentran la alta velocidad de respuesta y la inmunidad a las falsas alarmas. Por otro lado, las desventajas del detector de llama UV/IR incluyen la cuestión de que no se puede utilizar para los incendios que no son de carbono, así como que sólo es capaz de detectar los incendios que emiten tanto la radiación UV/IR no individualmente.

¿Hay productos disponibles? 

El FGard IR3 ofrece un rendimiento superior en la detección de incendios de hidrocarburos. El dispositivo utiliza los últimos algoritmos de detección de llamas por infrarrojos para garantizar la máxima inmunidad a las falsas alarmas. El detector ha sido sometido a pruebas independientes que demuestran que puede detectar un incendio de una cacerola de hidrocarburos a casi 60 metros en menos de 5 segundos. El FGuard IR3 cuenta con un IR multiespectro que permite un alcance de detección de llamas de 60 metros. Eso puede detectar todos los incendios de hidrocarburos sin que se forme condensación en la ventana, lo que mejora la fiabilidad y el rendimiento a través de la temperatura. Este producto tiene un tiempo de detección rápido que responde en menos de 5 segundos a un fuego de 0,1m² a 60 metros.

Crowcon ofrece una gama de detectores de llamas basados en infrarrojos (IR) y ultravioletas (UV) para detectar rápidamente las llamas a distancia. Según el modelo, esto incluye una variedad de fuegos de gas y combustible, incluidos los generados por hidrocarburos, hidrógeno, metales, fuentes inorgánicas e hidroxilos.

Los peligros del hidrógeno

Como combustible, el hidrógeno es altamente inflamable y las fugas generan un grave riesgo de incendio. Sin embargo, los incendios de hidrógeno son muy diferentes a los de otros combustibles. Cuando se producen fugas de combustibles e hidrocarburos más pesados, como la gasolina o el gasóleo, se acumulan cerca del suelo. En cambio, el hidrógeno es uno de los elementos más ligeros de la Tierra, por lo que cuando se produce una fuga el gas se dispersa rápidamente hacia arriba. Esto hace que la ignición sea menos probable, pero otra diferencia es que el hidrógeno se enciende y arde más fácilmente que la gasolina o el gasóleo. De hecho, incluso una chispa de electricidad estática procedente del dedo de una persona es suficiente para desencadenar una explosión cuando hay hidrógeno. La llama del hidrógeno también es invisible, por lo que es difícil determinar con precisión dónde está el "fuego" real, pero genera un calor radiante bajo debido a la ausencia de carbono y tiende a quemarse rápidamente.

El hidrógeno es inodoro, incoloro e insípido, por lo que las fugas son difíciles de detectar únicamente con los sentidos humanos. El hidrógeno no es tóxico, pero en ambientes cerrados, como las salas de almacenamiento de pilas, puede acumularse y provocar asfixia al desplazar al oxígeno. Este peligro puede contrarrestarse hasta cierto punto añadiendo odorantes al combustible de hidrógeno, lo que le confiere un olor artificial y alerta a los usuarios en caso de fuga. Pero como el hidrógeno se dispersa rápidamente, es poco probable que el odorante viaje con él. Las fugas de hidrógeno en interiores se acumulan rápidamente, al principio a la altura del techo y acaban llenando la habitación. Por lo tanto, la colocación de detectores de gas es clave para la detección precoz de una fuga.

El hidrógeno suele almacenarse y transportarse en tanques de hidrógeno licuado. La última preocupación es que, al estar comprimido, el hidrógeno líquido es extremadamente frío. Si el hidrógeno se escapa de su depósito y entra en contacto con la piel, puede provocar graves congelaciones o incluso la pérdida de las extremidades.

¿Qué tecnología de sensores es la mejor para detectar el hidrógeno?

Crowcon dispone de una amplia gama de productos para la detección de hidrógeno. Las tecnologías de sensores tradicionales para la detección de gases inflamables son los pellistores y los infrarrojos (IR). Los sensores de gas de pellistor (también llamados sensores de gas de perla catalítica) han sido la tecnología principal para la detección de gases inflamables desde la década de 1960 y puede leer más sobre los sensores de pellistor en nuestra página de soluciones. Sin embargo, su principal desventaja es que, en entornos con poco oxígeno, los sensores de pellistor no funcionan correctamente e incluso pueden fallar. En algunas instalaciones, los pellistores corren el riesgo de envenenarse o inhibirse, lo que deja a los trabajadores desprotegidos. Además, los sensores de pellistor no son a prueba de fallos, y un fallo del sensor no se detectará a menos que se aplique gas de prueba.

Los sensores de infrarrojos son una forma fiable de detectar hidrocarburos inflamables en entornos con poco oxígeno. No son susceptibles de ser envenenados, por lo que los IR pueden mejorar significativamente la seguridad en estas condiciones. Obtenga más información sobre los sensores IR en nuestra página de soluciones, y sobre las diferencias entre pellistores y sensores IR en el siguiente blog.

Al igual que los pellistores son susceptibles de envenenamiento, los sensores IR son susceptibles de sufrir fuertes choques mecánicos y térmicos y también se ven muy afectados por los cambios brutos de presión. Además, los sensores IR no pueden utilizarse para detectar el hidrógeno. Así que la mejor opción para la detección de gases inflamables de hidrógeno es la tecnología de sensores de espectrómetro de propiedades moleculares (MPS™). Esta no requiere calibración durante todo el ciclo de vida del sensor y, dado que el MPS detecta los gases inflamables sin riesgo de intoxicación o falsas alarmas, puede ahorrar significativamente el coste total de propiedad y reducir la interacción con las unidades, lo que se traduce en tranquilidad y menos riesgo para los operarios. La detección de gases por espectrómetro de propiedades moleculares se desarrolló en la Universidad de Nevada y es actualmente la única tecnología de detección de gases capaz de detectar múltiples gases inflamables, incluido el hidrógeno, de forma simultánea, muy precisa y con un único sensor.

Lea nuestro libro blanco para obtener más información sobre nuestra tecnología de sensores MPS y, si desea más información sobre la detección de gases de hidrógeno, visite nuestra página del sector y eche un vistazo a otros recursos sobre el hidrógeno:

¿Qué hay que saber sobre el hidrógeno?

Hidrógeno verde - Una visión general

Blue Hydrogen - Una visión general

Xgard Bright MPS detecta hidrógeno en aplicaciones de almacenamiento de energía

¿Los implantes de silicona degradan su detección de gases?

En términos de detección de gases, los pellistores han sido la tecnología principal para detectar gases inflamables desde los años 60. En la mayoría de las circunstancias, con un mantenimiento correcto, los pellistores son un medio fiable y rentable de controlar los niveles de combustible de los gases inflamables. Sin embargo, hay circunstancias en las que esta tecnología puede no ser la mejor opción, y en su lugar debe considerarse la tecnología de infrarrojos (IR).

Seguir leyendo "¿Los implantes de silicona degradan su detección de gases?"