{"id":11023,"date":"2024-05-30T12:30:33","date_gmt":"2024-05-30T10:30:33","guid":{"rendered":"https:\/\/samon.com\/sin-categorizar\/exploracion-de-los-principios-de-medicion-en-la-deteccion-de-gases-refrigerantes\/"},"modified":"2024-10-23T09:32:11","modified_gmt":"2024-10-23T07:32:11","slug":"exploracion-de-los-principios-de-medicion-en-la-deteccion-de-gases-refrigerantes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/samon.com\/es\/articulos\/exploracion-de-los-principios-de-medicion-en-la-deteccion-de-gases-refrigerantes\/","title":{"rendered":"Exploraci\u00f3n de los principios de medici\u00f3n en la detecci\u00f3n de gases refrigerantes"},"content":{"rendered":"\t\t
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Exploraci\u00f3n de los principios de medici\u00f3n en la detecci\u00f3n de gases refrigerantes<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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Cuando se trata de proteger los entornos industriales contra las fugas de refrigerante, la elecci\u00f3n de la tecnolog\u00eda de detecci\u00f3n desempe\u00f1a un papel fundamental. Existe una gran variedad de tecnolog\u00edas de sensores de gas listas para ser utilizadas. Cada tecnolog\u00eda tiene sus propias ventajas e inconvenientes, por lo que el proceso de selecci\u00f3n es una tarea llena de matices. El viaje comienza con la identificaci\u00f3n del refrigerante espec\u00edfico que debe detectarse y la determinaci\u00f3n de a qu\u00e9 nivel de concentraci\u00f3n deben activarse las alarmas de gas refrigerante, sentando las bases para una toma de decisiones informada. Sin embargo, profundizar m\u00e1s revela que, incluso dentro de categor\u00edas espec\u00edficas de tecnolog\u00eda de sensores de refrigerante, existen variaciones significativas, que requieren un conocimiento profundo de las opciones y un equilibrio entre las ventajas para la aplicaci\u00f3n y el coste de su implantaci\u00f3n. El din\u00e1mico panorama de las tecnolog\u00edas de sensores de gas necesita ser desentra\u00f1ado para llegar a las complejidades de la detecci\u00f3n moderna de refrigerantes. <\/p>\n

Sensores semiconductores<\/strong><\/p>\n

Los sensores semiconductores, tambi\u00e9n conocidos como sensores de \u00f3xido met\u00e1lico, destacan como herramientas vers\u00e1tiles para la detecci\u00f3n de gases refrigerantes. Estos sensores tienen la capacidad de detectar una amplia gama de gases en concentraciones medidas en partes por mill\u00f3n (ppm), as\u00ed como en rangos combustibles para gases inflamables. Compuesto normalmente de \u00f3xidos met\u00e1licos depositados sobre una oblea de silicio, la superficie del sensor se calienta a temperaturas que oscilan entre 149 y 426\u00baC (300 y 800\u00baF), seg\u00fan los gases que se detecten. La composici\u00f3n de los \u00f3xidos mezclados y la temperatura de funcionamiento dictan la respuesta del sensor a diversos gases t\u00f3xicos, vapores y refrigerantes. <\/p>\n

Durante el funcionamiento normal, las mol\u00e9culas de ox\u00edgeno de la atm\u00f3sfera se adhieren a la superficie del sensor, creando una barrera de resistencia. Sin embargo, cuando un gas reductor entra en contacto con el sensor, como en el caso de una fuga de refrigerante, estas mol\u00e9culas de ox\u00edgeno sufren una reacci\u00f3n redox, alterando la resistencia y aumentando la conductividad el\u00e9ctrica. Este cambio en la conductividad se mide entonces y se correlaciona para determinar la concentraci\u00f3n del gas presente. <\/p>\n

A pesar de su versatilidad, los sensores semiconductores presentan algunos inconvenientes. Carecen de selectividad y pueden responder a cualquier gas reductor, lo que puede dar lugar a falsas alarmas. Adem\u00e1s, pueden verse afectados por factores como el vapor de agua, la humedad elevada, las fluctuaciones de temperatura y los niveles bajos de ox\u00edgeno, lo que aumenta a\u00fan m\u00e1s el riesgo de falsas lecturas. <\/p>\n

En la pr\u00e1ctica, las falsas alarmas pueden deberse a la exposici\u00f3n a diversos materiales, como disolventes, productos de limpieza, emisiones de escape de veh\u00edculos e hidr\u00f3geno de estaciones de carga el\u00e9ctrica (por ejemplo, de carretillas elevadoras). Para mitigar este problema, puede ser eficaz utilizar una funci\u00f3n de retardo de la alarma. Esta funci\u00f3n garantiza que el detector de fugas no dispare una alarma inmediatamente, sino que se active tras un periodo determinado, permitiendo que los gases transitorios se disipen y reduciendo la probabilidad de falsas alarmas. <\/p>\n

Aunque los sensores semiconductores tienen sus limitaciones, son muy rentables y siguen siendo herramientas valiosas en las aplicaciones de detecci\u00f3n de gases refrigerantes, incluida la detecci\u00f3n de fugas de refrigerantes HFC y HFO. Comprender estas limitaciones y emplear estrategias de mitigaci\u00f3n adecuadas es esencial para garantizar una detecci\u00f3n de gases precisa y fiable en entornos industriales comerciales. <\/p>\n

Sensores infrarrojos<\/strong><\/p>\n

En el coraz\u00f3n de la tecnolog\u00eda de sensores de infrarrojos (IR) subyace un principio fundamental: la absorci\u00f3n de radiaci\u00f3n infrarroja por el gas objetivo que se va a medir. Este principio se aplica a varios gases, como los HFC, los HFO yel CO2<\/sub>, cuyos enlaces qu\u00edmicos absorben energ\u00eda infrarroja en longitudes de onda espec\u00edficas del espectro infrarrojo. En particular, la mayor\u00eda de los refrigerantes, incluidos los HFC y los HFO, absorben la luz en torno a la longitud de onda de 9 \u03bcm, debido a los enlaces hidr\u00f3geno-fl\u00faor. <\/p>\n

En la pr\u00e1ctica, la medici\u00f3n tiene lugar cuando el aire de la ubicaci\u00f3n de la muestra entra en un banco \u00f3ptico, ya sea por difusi\u00f3n o por aspiraci\u00f3n de la muestra. En esta configuraci\u00f3n, la luz emitida por una fuente de infrarrojos atraviesa el gas del banco y se dirige hacia un elemento detector. Las paredes del detector, a menudo micropulidas y chapadas con metales preciosos, mejoran la reflectividad para garantizar el m\u00e1ximo paso de luz y energ\u00eda, optimizando as\u00ed la respuesta en el detector de infrarrojos y la resoluci\u00f3n de la medici\u00f3n. La reducci\u00f3n de la intensidad de la fuente de luz infrarroja, atribuida a la presencia del gas objetivo, se correlaciona directamente con la concentraci\u00f3n de gas. La electr\u00f3nica interna y el software procesan estos datos para producir una se\u00f1al de salida linealizada, facilitando una medici\u00f3n precisa. <\/p>\n

En el caso de los HFC y los HFO, el tama\u00f1o del banco \u00f3ptico, o m\u00e1s bien la longitud del camino por el que la luz infrarroja atraviesa el gas, surge como un factor cr\u00edtico que influye en la resoluci\u00f3n y la precisi\u00f3n. Las longitudes de trayectoria m\u00e1s largas son esenciales para conseguir una resoluci\u00f3n y una precisi\u00f3n elevadas. Estas longitudes de trayectoria m\u00e1s largas suelen estar restringidas a los sistemas aspirados en aplicaciones de detecci\u00f3n de refrigerantes, debido a su tama\u00f1o y a su coste relativamente elevado. Este nivel de tecnolog\u00eda de sensores infrarrojos, aunque superior en resoluci\u00f3n y precisi\u00f3n, puede plantear problemas a la hora de desplegar varios sensores en una instalaci\u00f3n, debido al mayor tama\u00f1o de los sensores. Las consideraciones econ\u00f3micas impulsan a\u00fan m\u00e1s el dise\u00f1o del sistema hacia configuraciones centralizadas. <\/p>\n

Los sensores de refrigerante por infrarrojos de formato m\u00e1s peque\u00f1o se suelen utilizar en detectores de gas basados en la difusi\u00f3n, ya que son m\u00e1s econ\u00f3micos y, por tanto, m\u00e1s f\u00e1ciles de implantar en un sistema de detecci\u00f3n distribuido. Aunque no ofrecen el mismo nivel de precisi\u00f3n ni el l\u00edmite inferior detectable para los HFC y los HFO, proporcionan las mismas ventajas que se atribuyen generalmente a la tecnolog\u00eda de sensores de gas por infrarrojos. <\/p>\n

Los sensores de refrigerante deCO2<\/sub> suelen estar disponibles en formato m\u00e1s peque\u00f1o, ya que la absorci\u00f3n es por stringer, lo que significa que es menos necesaria una mayor longitud de recorrido. Un factor clave en la detecci\u00f3n de fugas deCO2<\/sub> es garantizar que se selecciona un sensor y un detector de gas refrigerante con un tiempo de respuesta lo suficientemente r\u00e1pido, tanto para cumplir los requisitos de las normas de seguridad de refrigerantes como para garantizar la seguridad del personal expuesto a una fuga de un sistema deCO2<\/sub>. <\/p>\n

Los sensores infrarrojos gozan de inmunidad a los efectos de gases cruzados o interferencias en aplicaciones con refrigerantes, junto con buenos niveles de resoluci\u00f3n y precisi\u00f3n. Los cambios de temperatura se compensan eficazmente con el software del sensor, y la especificidad de la medici\u00f3n se centra s\u00f3lo en el refrigerante. Por tanto, no se ve afectado por el tipo de interferencias transitorias de gases cruzados que pueden afectar a los sensores semiconductores. <\/p>\n

Un sensor de infrarrojos bien dise\u00f1ado es muy estable, no se puede envenenar y no es propenso a desviarse con el tiempo. Esto reduce a\u00fan m\u00e1s el riesgo de falsas alarmas y garantiza una larga vida \u00fatil del sensor, que suele ser de unos 10 a\u00f1os. Esta larga vida \u00fatil y estabilidad pueden hacer que los sensores infrarrojos sean especialmente adecuados para aplicaciones en las que los sensores se integran directamente en aparatos como bombas de calor o vitrinas refrigeradas. <\/p>\n

Los atributos de los sensores de refrigerante por infrarrojos los convierten en una opci\u00f3n excelente para aplicaciones de detecci\u00f3n de fugas de HFC y HFO en las que la medici\u00f3n precisa es primordial o en las que las condiciones ambientales y los gases interferentes plantean posibles retos. Aunque tiene un precio m\u00e1s elevado, la tecnolog\u00eda de detecci\u00f3n por infrarrojos ofrece un rendimiento superior al conseguir niveles m\u00ednimos detectables m\u00e1s bajos que los sensores semiconductores cuando se aplica a los HFC y los HFO, lo que refuerza a\u00fan m\u00e1s su atractivo en los escenarios de detecci\u00f3n de gases en los que la detecci\u00f3n a un nivel m\u00e1s bajo resulta beneficiosa. Para elCO2<\/sub>, un detector de gas refrigerante con sensor de infrarrojos es la \u00fanica opci\u00f3n realista, por lo que la elecci\u00f3n del detector es importante en cuanto a su idoneidad para la aplicaci\u00f3n y el entorno en el que se instalar\u00e1. <\/p>\n

Tecnolog\u00edas de sensores emergentes<\/strong><\/p>\n

En los \u00faltimos a\u00f1os han empezado a surgir nuevas tecnolog\u00edas de sensores para la detecci\u00f3n de refrigerantes. En su mayor parte, se limitan a aplicaciones de detecci\u00f3n en el rango de inflamabilidad, dando salida en porcentaje del L\u00edmite Inferior de Inflamabilidad (%LFL) en lugar de en niveles inferiores de ppm. <\/p>\n

La tecnolog\u00eda de medici\u00f3n ac\u00fastica funciona de forma equiparable a los sensores de infrarrojos, s\u00f3lo que en este caso no hay absorci\u00f3n de una fuente de luz, sino reducci\u00f3n de la velocidad de una onda sonora al atravesar la c\u00e1mara de medici\u00f3n. La velocidad a la que la onda sonora recorre la distancia del emisor al detector se equipara a la concentraci\u00f3n de gas. Aunque se afirma una reducci\u00f3n del efecto de los factores ambientales en comparaci\u00f3n con las tecnolog\u00edas de detecci\u00f3n de refrigerantes m\u00e1s tradicionales, la gama de gases detectables parece ser menor, actualmente no se dispone de medici\u00f3n del nivel de partes por mill\u00f3n para los refrigerantes, y los datos parecen limitados para hacer una comparaci\u00f3n significativa con la selectividad de la detecci\u00f3n por infrarrojos. No obstante, es un avance interesante en las opciones de detecci\u00f3n de gases refrigerantes. <\/p>\n

Los sensores de gas Molecular Property Spectrometer\u2122 han aparecido en aplicaciones de detecci\u00f3n de gases refrigerantes, de nuevo dirigidas y limitadas a la medici\u00f3n de %LFL de refrigerantes inflamables (y otros gases inflamables). El fabricante de una sola fuente afirma que la vida \u00fatil del sensor es muy larga, que es inmune al envenenamiento y que no produce falsas alarmas, por lo que las ventajas de la detecci\u00f3n de gases refrigerantes no parecen ser distintas de las de los sensores de refrigerantes por infrarrojos, aunque para una gama de aplicaciones m\u00e1s limitada. Parece que se dispone de pocos datos sobre el principio de medici\u00f3n, lo que dificulta una comparaci\u00f3n tecnol\u00f3gica en relaci\u00f3n con las necesidades de las aplicaciones de detecci\u00f3n de fugas de refrigerante. <\/p>\n

Sensores electroqu\u00edmicos para la detecci\u00f3n de fugas de NH3<\/sub> <\/strong><\/p>\n

Los sensores semiconductores y los sensores de microesferas catal\u00edticas, o del tipo utilizado habitualmente para la detecci\u00f3n de gases inflamables, pueden utilizarse para detectar altas concentraciones de amon\u00edaco que se aproximen a su LFL de 15%\/vol.<\/p>\n

Tambi\u00e9n es necesaria la detecci\u00f3n a bajo nivel debido a los efectos t\u00f3xicos del amon\u00edaco a bajas concentraciones.<\/p>\n

Las normas y reglamentos var\u00edan seg\u00fan el pa\u00eds, pero los niveles t\u00edpicos son los que se indican a continuaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
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Concentraci\u00f3n de NH3<\/sub> en el aire<\/strong><\/p>\n<\/td>\n

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Efectos<\/strong><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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25 ppm<\/p>\n<\/td>\n

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L\u00edmite de exposici\u00f3n a largo plazo – 8 horas TWA<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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35-50ppm<\/p>\n<\/td>\n

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L\u00edmite de exposici\u00f3n a corto plazo – 15 minutos, algunas molestias f\u00edsicas<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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70-300ppm<\/p>\n<\/td>\n

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Irritaci\u00f3n grave de nariz, garganta y v\u00edas respiratorias, riesgo de acumulaci\u00f3n de l\u00edquido en los pulmones<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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300 ppm<\/p>\n<\/td>\n

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L\u00edmite IDLH (Peligro Inmediato para la Vida y la Salud)<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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5.000 ppm<\/p>\n<\/td>\n

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Parada respiratoria r\u00e1pida<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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15-28%<\/p>\n<\/td>\n

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Inflamable, explosivo<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

La detecci\u00f3n de niveles inferiores se consigue utilizando sensores electroqu\u00edmicos, que pueden adaptarse espec\u00edficamente a distintos rangos de medici\u00f3n.<\/p>\n

En el principio de funcionamiento de una c\u00e9lula electroqu\u00edmica para NH3<\/sub>, el gas se difunde a trav\u00e9s de una membrana permeable al gas hasta un electrodo donde se reduce o se oxida. En t\u00e9rminos b\u00e1sicos, el sensor consta de un electrodo sensor\/de trabajo, un contraelectrodo, un electrodo de referencia y un electrolito. <\/p>\n

Una reacci\u00f3n redox en los electrodos sensor y contraelectrodo produce una se\u00f1al el\u00e9ctrica proporcional a la concentraci\u00f3n de gas amon\u00edaco.<\/p>\n

2 NH3<\/sub> \u2192 N2<\/sub> + 6 H+<\/sup> + 6 e-<\/sup><\/p>\n

O2<\/sub> + 4 H+<\/sup> + 4 e- \u2192 <\/sup> 2 H2O<\/sub><\/p>\n

Para mejorar la estabilidad, un electrodo de referencia mantiene un voltaje constante en el electrodo sensor para compensar la degradaci\u00f3n del electrolito debida a la reacci\u00f3n en la superficie del electrodo, lo que prolonga la vida \u00fatil del sensor. No obstante, la vida \u00fatil t\u00edpica de la mayor\u00eda de los sensores electroqu\u00edmicos para NH3<\/sub> es de unos dos a\u00f1os. Sin embargo, en la actualidad hay en el mercado algunos detectores de gases refrigerantes con sensores de NH3<\/sub> probados en la pr\u00e1ctica con una vida \u00fatil superior a cinco a\u00f1os. <\/p>\n

En general, el uso de sensores de amon\u00edaco presenta algunos inconvenientes que conviene tener en cuenta para garantizar que las rutinas de mantenimiento y las pr\u00e1cticas de instalaci\u00f3n adecuadas proporcionen un sistema de detecci\u00f3n de refrigerante eficaz. Es vital tener en cuenta la limitada vida \u00fatil, y no se puede obviar el hecho de que los sensores electroqu\u00edmicos tienen un coste relativamente elevado. Lo ideal es que el sensor, y no todo el detector de gas, pueda sustituirse sobre el terreno. Los sensores tambi\u00e9n pueden envenenarse por contaminantes o incluso por sobreexposici\u00f3n a niveles muy altos de amon\u00edaco, y pueden verse afectados por niveles muy altos o muy bajos de humedad. <\/p>\n

Esto se compensa con los aspectos positivos de la detecci\u00f3n de NH3<\/sub> con sensores electroqu\u00edmicos. Hay un alto grado de selectividad, y no es probable que se produzcan falsas alarmas. La precisi\u00f3n es muy buena, y se pueden detectar niveles de amon\u00edaco adecuadamente bajos de forma fiable y eficaz. <\/p>\n

Seleccionar el sensor adecuado<\/strong><\/p>\n

La elecci\u00f3n del detector de gas refrigerante y de la tecnolog\u00eda de sensores de refrigerante utilizada es, por naturaleza, una decisi\u00f3n subjetiva, que depende tanto de los requisitos de la aplicaci\u00f3n como de las preferencias del usuario. Lo que es seguro es que hay opciones disponibles. <\/p>\n

Es probable que los proveedores especializados en detecci\u00f3n de gases refrigerantes dispongan de una gama de tipos de sensores para satisfacer las diversas necesidades de sus clientes. La mayor\u00eda de las veces, no existe un enfoque \u00fanico para la detecci\u00f3n de gases, por lo que es aconsejable hablar con un experto para que te ayude a tomar la decisi\u00f3n m\u00e1s adecuada para cada usuario o cada proyecto. <\/p>\n

Sobre el autor<\/u><\/p>\n

Tom Burniston es Director de Marketing de SAMON y Jefe de Gesti\u00f3n de Productos del Grupo de Vigilancia Segura. Tiene 20 a\u00f1os de experiencia en detecci\u00f3n de gases, trabajando en disciplinas como marketing, ventas t\u00e9cnicas internacionales, gesti\u00f3n de canales y productos y planificaci\u00f3n estrat\u00e9gica. Con experiencia en sectores como la refrigeraci\u00f3n, el petr\u00f3leo y el gas, los vertederos y el biog\u00e1s, Tom tiene experiencia en el desarrollo de nuevos productos y mercados, el posicionamiento de productos y la adaptaci\u00f3n de los productos a las normas y mejores pr\u00e1cticas del sector. Sus viajes m\u00e1s recientes le han llevado a EE.UU., Espa\u00f1a, Italia y Alemania, donde presenta informaci\u00f3n sobre refrigeraci\u00f3n en importantes conferencias y ferias comerciales. Tom es licenciado por la Universidad de Leicester y reside en el Reino Unido. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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