Detectar gas cloro de manera más eficiente y segura

Detectar gas cloro de manera
más eficiente y segura
Consejos de expertos para aplicaciones prácticas
El cloro es una de las sustancias más empleadas en la fabricación de
compuestos y en los procesos de la industria química. Su detección constituye
un auténtico reto para los analistas químicos y para los ingenieros de seguridad.
Averigüe cómo aumentar la fiabilidad y la eficiencia de la detección de cloro.
© Drägerwerk AG & Co. KGaA
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DETECTAR GAS CLORO DE MANERA MÁS EFICIENTE Y SEGURA
Un todoterreno omnipresente
Su típico olor nos trae viejos recuerdos de infancia como los flotadores
de la piscina, los toboganes de agua y los trampolines a 10 metros, pero
este mismo olor es el que pone en alerta al empleado o al ingeniero de
seguridad en una planta. Nos referimos al cloro, cuyo símbolo es Cl.
La capacidad de producción
global de cloro alcanza
58
millones de
toneladas.1
1 www.worldchlorine.org; http://www.worldchlorine.org/wp-content/themes/
brickthewp/pdfs/sustainablefuture.pdf (29/1/2015)
En la tabla periódica de los elementos químicos, el cloro se encuentra
bajo el número atómico 17 en el 7̊grupo principal, con los halógenos.
›Chlorós‹ (en griego) significa ›verde claro, natural‹ – una referencia
al color de la sustancia gaseosa a temperatura ambiente.
El largo trayecto hasta el sensor
En jerga técnica, ›adsorción‹ (del latín adsorbere, atraer para sí)
describe el estado si un gas (o un líquido) se adhiere a la superficie
de otra sustancia, y este suele ser precisamente el caso más
frecuente con el cloro. Su alta reactividad implica que las moléculas
del cloro buscan unirse a otros elementos, incluso si luego se
difunden en dirección de un sensor de Cl.
CL
De 0,02 a 0,05 ppm
Umbral de olor
0,5 ppm
Umbral en el lugar de trabajo (AGW, NIOSH)
1,0 ppm
Valor de tolerancia de aplicación (ETW)
3,0 ppm
Actividad intolerable a largo plazo
20 ppm
Pérdida de consciencia tras un breve
período
50 ppm
Muerte en menos de 100 minutos
La propiedad más destacada del cloro es su reactividad: se
une con muchos elementos, incluso a temperatura ambiente,
frecuentemente de forma explosiva. El cloro está presente en
numerosos compuestos orgánicos e inorgánicos, desde cloruros
inofensivos como el cloruro de sodio (sal de mesa) hasta los
organoclorados altamente tóxicos como la dioxina.
El gas cloro propiamente dicho es un riesgo diario y básicamente
controlable en la industria, siempre y cuando su presencia se pueda
detectar de manera fiable. Pero las cosas no son tan fáciles...
Encontrará más información sobre cloro y otras sustancias peligrosas
en la base de datos de sustancias peligrosas VOICE de Dräger
en www.draeger.com/VOICE
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DETECTAR GAS CLORO DE MANERA MÁS EFICIENTE Y SEGURA
Mucho más práctico que la
exposición manual al gas: prueba
de gas en una estación de pruebas.
››El problema con el gas cloro radica en que se queda rápidamente
atrapado en las superficies de los dispositivos, por ejemplo en el
diafragma de un detector de gas, en el adaptador del equipo de
pruebas de gas o en las válvulas de una estación de calibración‹‹,
explica Ulf Ostermann, experto en sensores de Dräger. La
consecuencia es: las moléculas del gas tardan mucho más tiempo
en alcanzar el sensor, ya se trate de un detector personal de gases,
un dispositivo de medición de paso o una prueba funcional. En
particular, las moléculas de cloro tienden a acumularse en el interior
de las mangueras. Como resultado, muchos dispositivos no pueden
homologarse para realizar mediciones de muestreo del cloro.
Una razón de la acumulación es la contaminación de los dispositivos
o las mangueras. ››Cualquiera que trabaje en el sector sabe que: un
detector portátil de gases nunca está completamente limpio‹‹, dice
Ostermann. ››Es imposible evitar la contaminación, leve o grave,
en función del entorno en que se utilice. Los depósitos se forman
a partir de partículas, vapores o incluso en la piel del usuario.‹‹
Las moléculas de cloro quedan inmediatamente atrapadas si
la superficie tiene trazas de grasa. El cloro también tiene una
particular tendencia a acumularse en partículas de hollín.
Factor de coste de las pruebas de gas
El diseño de las estaciones de pruebas que comercializan la mayoría
de los fabricantes no permite la realización de pruebas de gas cloro,
ya que el recorrido que debe hacer el gas de prueba hasta el sensor
es demasiado largo. Por esa razón, los dispositivos se exponen
al gas manualmente en muchas operaciones. Pero esta condición
propicia la aparición de errores, es un proceso prolongado y es
caro. ››Las moléculas a menudo quedan atrapadas en los accesorios
del dispositivo‹‹, informa Ulf Ostermann. ››En un cilindro de gas de
prueba con 5 ppm de cloro, deben bombearse previamente tres
litros de gas para que funcione desde el principio. Si se introduce
el gas de prueba a través de mangueras adicionales al módulo
gaseado, la cantidad de superficie en la que el cloro queda atrapado
aumenta mucho más. Se trata de un procedimiento tedioso, sobre
todo si deben realizarse pruebas en varios dispositivos. Y desde el
punto de vista comercial, la carga de trabajo y el consumo de gas
de prueba tienen un impacto considerable.‹‹
¿La limpieza no sería una solución al problema de la acumulación?
››Es una pregunta que nos suelen hacer en la práctica‹‹, afirma
Ostermann. ››Pero no podemos olvidar que estamos hablando
de moléculas. Aún un dispositivo limpiado concienzudamente
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DETECTAR GAS CLORO DE MANERA MÁS EFICIENTE Y SEGURA
con un paño húmedo presenta depósitos minúsculos con los que
reaccionarían las moléculas de cloro. Ni siquiera el uso de agentes
de limpieza mejoraría la situación.‹‹
La solución inteligente
Contrarrestar la ›inercia‹ del gas cloro durante la detección con un
sensor rápido resulta mucho más eficaz. Los sensores de cloro
presentan diferencias notables en sus tiempos de respuesta; los
productos disponibles en el mercado abarcan desde 30 a 120
segundos y más. El experto Ostermann explica la implicación
práctica de un sensor que es 4 veces más rápido que otro: la
velocidad del sensor es un aspecto de seguridad que los ingenieros
de seguridad y los analistas químicos tienen en cuenta en una
planta industrial: un tiempo de respuesta más rápido implica más
tiempo para reaccionar, más fiabilidad a la hora de decidir las
precauciones de seguridad a tomar y, en caso de emergencia, por
supuesto también menos personas lesionadas o lesiones de menor
gravedad, y menos daños en general.
›Mayor rapidez implica mayor seguridad‹: esta ecuación podría
enfatizarse para sustancias peligrosas como el sulfuro de
hidrógeno. En última instancia, unos pocos segundos pueden
marcar la diferencia entre la vida y la muerte en caso de exposición
a H2S. Pero ¿hasta qué punto es importante la velocidad del
sensor en la detección del cloro? Ulf Ostermann lo explica:
››El H2S es, obviamente, un caso especial, porque es imposible
olerlo en concentraciones peligrosas. Por el contrario, el
cloro puede identificarse directamente por su olor a cualquier
concentración. Esto significa que, en el caso de una exposición
inesperada, por ejemplo, ante una fuga, su propio olfato generaría
una alerta aunque el sensor no respondiera. Pero el olor por sí
solo no indica si la concentración está dentro del umbral permitido
en el lugar de trabajo o por el contrario sobrepasa 20 veces el
límite. Y la diferencia es significativa después de unas cuantas
respiraciones. No debemos olvidar que: estamos hablando de la
salud y la seguridad de los empleados.‹‹
Y la velocidad del sensor también es un aspecto económico. Cuanto
más rápido sea el tiempo de respuesta, más breve es la duración del
test y menor el tiempo de trabajo y el consumo de gas de prueba.
››En la práctica diaria, hay una gran diferencia entre un sensor de cloro
que tarda 30 segundos en responder durante una prueba de gas, y
el que tarda dos minutos‹‹, enfatiza Ostermann. ››Los especialistas
en el sector pueden evaluar fácilmente lo que supone esta diferencia
de un minuto y medio en el tiempo de respuesta para su equipo y la
frecuencia de uso a lo largo de un año.‹‹
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DETECTAR GAS CLORO DE MANERA MÁS EFICIENTE Y SEGURA
UN SENSOR MÁS RÁPIDO ES MÁS RENTABLE
Cuanto mayor sea el número de unidades y mayor la frecuencia
de uso de los detectores de cloro, mayor es la conveniencia
de considerar los costes operativos. El gas de prueba es caro,
y su consumo aumenta cada segundo que el sensor necesita
detectar la concentración de gas de manera fiable durante una
prueba. Hemos calculado la diferencia total que puede suponer
en un año tomando como ejemplo un sensor con un tiempo de
respuesta de 30 segundos y uno con un tiempo de respuesta
mucho mayor, de 120 segundos.
Suposiciones básicas:
Una compañía utiliza 20 detectores de gas portátiles para la
detección de cloro, y cada uno de ellos realiza 230 pruebas
de gas al año, lo que supone un total de 4600 pruebas cada
año. El coste de una botella de gas de prueba (de 58 litros)
es de 342 euros. El coste de una hora de trabajo se calcula
en 40 euros/h.
Dispositivo 1
Características técnicas
del dispositivo
Duración de la(s) prueba(s) de gas
Duración del tiempo de lavado
Consumo de gas (ml/min)
Coste de mano de obra
Coste del gas de prueba
Dispositivo 2
40
15
300
120
15
300
4600 pruebas de gas con un
tiempo de lavado de 55 s
(prueba de gas 40 s + tiempo de lavado 15 s) =
253 000 s = 70,28 h
4600 pruebas de gas con un
tiempo de lavado de 135 s
(prueba de gas 120 s + tiempo de lavado 15 s) =
621 000 s = 172,5 h
70,28 h x 40 euros = 2811,11 euros
172,5 h x 40 euros = 6900 euros
4600 pruebas de gas a 40 s =
184 000 s = 3066,67 min
4600 pruebas de gas a 120 s =
552 000 s = 9200 min
3066,67 min x 300 ml/min = 920 000 ml
9200 min x 300 ml/min = 2 760 000 ml
9200 h x 5,90 euros = 5428 euros
2 760 000 ml x 5,90 euros/l = 16 284 euros
Resultado: el tiempo de trabajo y el consumo del gas de calibración es notablemente más alto en el sensor más
lento: en total, el coste de los dos elementos asciende a 23 184 euros. En comparación: el gasto del dispositivo 1 solo
asciende a unos 8.239 euros.
14 945 €
es el dinero que puede ahorrarse
cada año si emplea un sensor rápido.
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DETECTAR GAS CLORO DE MANERA MÁS EFICIENTE Y SEGURA
Medir el cloro de forma eficiente y segura el método fácil
De la prueba funcional a la medición de paso, el experto en
sensores Ulf Ostermann sabe qué es lo importante.
El cloro es difícil de detectar por su
alta reactividad. ¿Qué problemas
surgen en la práctica y qué
soluciones proporciona Dräger?
El principal problema es que las
moléculas de cloro se acumulan
rápida y fácilmente en las superficies
de los dispositivos y en una atmósfera
contaminada las moléculas adecuadas
tardan mucho tiempo en difundir
hasta el sensor. En este caso, el
Ulf Ostermann,
uso de un sensor de alta sensibilidad
Director de soluciones globales –
resulta extremadamente ventajoso.
Sistemas portátiles de detección
de gases
Nuestro DrägerSensor® XXS para
cloro, por ejemplo, tiene un tiempo
de respuesta t90 de 30 segundos, 4 veces más rápido que otros
muchos detectores de cloro.
Y más económica: por ejemplo, nuestro sistema permite probar
un dispositivo Dräger con sensor de cloro a diario durante un año
empleando tan solo una botella de 58 litros de gas de prueba.
Con el X-dock también se puede probar el tiempo de respuesta
de un sensor de cloro. Si un dispositivo no responde después de
60 segundos en la estación significa que la prueba de gas ha
fracasado. Esto resulta útil, por ejemplo, para identificar tiempos
de respuesta más lentos a causa de la contaminación de las
superficies de los dispositivos.
Las mediciones de paso en los contenedores o espacios
confinados también son problemáticas. ¿Qué debe tomarse
en cuenta aquí?
Las mangueras convencionales que se utilizan en operaciones de
bombeo no permiten el paso del cloro, o bien permiten un paso muy
lento. El resultado en la práctica es que los propios dispositivos deben
introducirse en el contenedor o espacio confinado a través de una
cuerda, varilla o similar. El problema: no se pueden leer los valores.
Por esta razón desarrollamos una nueva manguera que ahora
también permite realizar mediciones de paso adecuadas para el
cloro en los dispositivos de bombeo.
Existe otro punto crítico que a menudo se relaciona con las
sensibilidades cruzadas...
Correcto, como ocurre con el sulfuro de hidrógeno. Existen dispositivos
en el mercado para los que el sensor responde a 10 ppm de H2S
en la atmósfera mediante una alarma de presencia de cloro, e indica
30 ppm, lo que conduce al disparo de un gran número de alarmas no
deseadas, especialmente en plantas petroquímicas. Nuestro sensor
es mucho más robusto en este aspecto: 10 ppm de H2S da como
resultado una lectura de menos de 0,5 ppm de cloro.
Cuanto más difícil es medir una sustancia peligrosa, más
importante es que el dispositivo funcione con absoluta fiabilidad.
Antes era difícil comprobar el correcto funcionamiento de los
sensores de cloro. ¿Ha cambiado algo?
Dräger X-dock® proporciona un método fijo y práctico para
comprobar los sensores de cloro. En primer lugar, el X-dock
requiere recorridos relativamente cortos. Otra ventaja radica
en que hemos desarrollado y presentado una válvula de acero
inoxidable específicamente concebida para la exposición
al cloro. Esto hace que la prueba de gas sea aún más rápida.
FUENTE:
www.worldchlorine.org
IMPRESO EN
ALEMANIA
Dräger Safety AG & Co. KGaA
Revalstraße 1
23560 Lübeck
www.draeger.com
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