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Practica en Neiva – Huila «Molino»

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Pantallas de Medición

Especificaciones de los sensores

Continúa especificaciones de los sensores

Valores límites

Valores limites

La abreviatura LC50 significa concentración letal. Su valor refleja la concentración de gas en el aire que matara al 50 % de los animales de laboratorio (principalmente ratones o ratas) si se inhala durante cierto tiempo (principalmente cuatro horas).

T+ muy toxico LC50 < 0.5 g/m3

Tricloruro de Boro, Trifloruro de Boro, bromo, diborano, fluor, arseniuro de hidrogeno, acido cianhidrico, fluoruro de hidrogeno, fosfamina, acido sulfhidrico, dioxido de nitrogeno, monoxido de nitrogeno, ozono, fosgeno, tetrafluoruro de azufre, hexafluoruro de tungsteno

T toxico LC50 = 0.5 ... 2.0 g/m3

Aceto de nitrilo, amoniaco, benceno, disulfuro de carbono, monoxido de carbono, cloro, dician, cloruro de hidrogeno, metanol, bromuro de metilo, trifluoruro de nitrogeno, dioxido de azufre.

Sistema hermético para muestreo de aire o gases por presión negativa. El aire no toca más

que la bolsa colectora de muestra. Apto para higiene industrial o métodos de la EPA (Mét. 18

para orgánicos en chimeneas, y Mét. 0040).

• Muestreadores pasivos para vapores orgánicos, formaldehído, mercurio, etc. para higiene industrial, personales y para área de trabajo. Con validación de NIOSH. Con indicación directa semicuantitativa o análisis posterior en laboratorio. Aptos para mediciones cortas (STEL).

• Cassette Air-O-Cell® para muestreo rápido de aerosoles tales como asbestos, lana de vidrio, fibras, cerámicas, cenizas, esporas, polen, fragmentos celulares, etc. Se utiliza con bombas de 15 litros/minuto. Cassettes y ciclones específicos para partículas de escapes Diesel según métodos NIOSH 5040 ó MSHA para operaciones en minas de carbón

• Muestreadores personales para PM10 y PM2.5 según método EPA IP-10A. Utilizados con una bomba de caudal constante a 2, 4 ó 10 l/min. Muestreadores espirales personales para partículas respirables y PM2.5 según la curva del método de referencia de la EPA por deposición inercial. Muy pequeños y livianos, pueden colocarse en la zona de respiración y como aproximación para determinación en aire ambiente.

Material PARTICULADO

• MP en la zonas urbanas los principales elementos encontrados por la quema de combustibles fósiles, transformación de metales e incineración de residuos son el Pb, Cd, Zn, Cu, Ni, V, Sb el MP asociados con materia mineral, aerosol marino, compuestos de azufre, compuestos de nitrógeno y compuestos de carbono

EQUIPOS DE MATERIAL PARTICULADO

• Los equipos utilizados para la medición de material particulado, succionan una cantidad medible de aire ambiente hacia una caja de muestreo a través de un filtro, durante un periodo de tiempo conocido, generalmente 24 horas. El filtro es pesado antes y después para determinar el peso neto ganado. El volumen total de aire muestreado se determina a partir de la velocidad promedio de flujo y el tiempo de muestreo. La concentración total de partículas en el aire ambiente se calcula como la masa recolectada dividida por el volumen de aire muestreado, ajustado a las condiciones de referencia. Existen dos muestreadores de este tipo que se diferencian en su controlador de flujo, pueden ser de sistema MFC (controlador de flujo de tipo másico) o VFC (controlador de flujo de tipo volumétrico) (MAVDT, 2010).

• Otros equipos son instalados directamente sobre las personas, llamados también bombas de muestreo personal. La bomba personal permite realizar mediciones directas de partículas PM10, tomando muestras de aire para medir la concentración de partículas en suspensión (líquido o sólido), proporcionando una continua y directa lectura, así como el registro electrónico de la información.

Causas de error en la medición de material particulado

• Contaminación artificial de las muestras en su manipulación.

• Pérdida de material colectado durante el muestreo, recolección o almacenamiento de los filtros.

• Inadecuado manejo de los filtros durante su transporte o almacenamiento.

• Modificación de las muestras durante su análisis.• Errores en el manejo de los datos.

Tecnologías de control para emisiones de material particulado

Las tecnologías utilizadas para el control de las emisiones de material particulado para fuentes fijas corresponden a:1.Ciclones: son equipos de recolección de polvo que se usan con mayor frecuencia. Los ciclones remueven el material particulado de la corriente gaseosa, basándose en el principio de impactación inercial, generado por la fuerza centrífuga. Son adecuados para separar partículas con diámetros mayores de 5 μm con eficiencias hasta del 90%; aunque partículas muchos más pequeñas, en ciertos casos, pueden ser separadas (Echeverri, 2006).

2.Multiciclones: son básicamente un conjunto de pequeños ciclones de alta eficacia, reunidos en un colector común. Al igual que los ciclones ordinarios, separan las partículas del gas a tratar mediante el centrifugado del mismo. La eficacia de los multiciclones para polvo con partículas entre 80 y 120 micras es del 95 al 98% (Mejía & Oviedo, 2006).

3.Lavador Venturi: el lavador inyecta chorros finos de líquido (generalmente agua) a alta velocidad en la estricción de un Venturi, el líquido se atomiza y se mezcla con la corriente de gases en la zona de expansión. Los lavadores Venturi pueden alcanzar el 99% de eficiencia en la remoción de partículas pequeñas. Sin embargo, una desventaja de este dispositivo es la producción de aguas residuales (Mejía & Oviedo, 2006). Las eficiencias de recolección de los depuradores tipo Venturi varían del 70 a más del 99 por ciento, dependiendo de la aplicación. Las eficiencias de recolección son generalmente más altas para la MP con diámetros aerodinámicos de aproximadamente 0,5 a 5 mm. Algunos depuradores tipo Venturi están diseñados con una garganta ajustable para controlar la velocidad de la corriente de gas y la caída de presión (EPA-452/F-03-017) (disponible enhttp://www.epa.gov/ttn/catc/dir2/fventurs.pdf).

4.Precipitador Electrostático: este dispositivo de control de partículas utiliza fuerzas eléctricas para mover las partículas fuera de la corriente de gas y sobre las placas del colector. A las partículas se les da una carga eléctrica forzándolas a que pasen a través de una corona, una región en la cual fluyen iones gaseosos. El campo eléctrico que fuerza a las partículas cargadas hacia las paredes, proviene de electrodos que se mantienen a un alto voltaje en el centro de la línea de flujo (EPA-452/B-02-002) (disponible en http://www.epa.gov/ttn/catc/dir2/c_allchs-s.pdf). La eficiencia de estos equipos depende de factores como la humedad de los gases del efluente, la resistividad de la mezcla del gas, partículas, etc. Permite tratar grandes flujos de gas a altas temperaturas y posee buena eficiencia para la recolección de particulado fino (Mejía & Oviedo, 2006)

Filtros de Mangas

• Filtros de Mangas: son considerados como los equipos más representativos de la separación sólido-gas. Su función consiste en recoger las partículas sólidas que arrastra una corriente gaseosa haciéndolas pasar a través de un tejido. En general, un filtro es una estructura porosa compuesta de material fibroso que tiende a retener las partículas según pasa el gas que las arrastra, a través de los espacios vacíos del filtro (Echeverri, 2008).

Tamaños de partículas más

comunes

Tamaños de partículas según su origen

Métodos para realizar mediciones de material particulado

Equipo Andersen de alto caudal para medir PM10. Utiliza el Método gravimétrico mediante muestreador de alto caudal

Equipo MSP modelo 400 de Bajo Caudal para medir PM 10 o PM 2.5. Utiliza el método gravimétrico mediante muestreador de

bajo caudal

Métodos alternativos

Ojo revizar según normatividad colombiana

Detectores de gases y vapores explosivos en ambientes

características

Composición de la atmosfera en partes ppm

• Nitrógeno 78%• Oxígeno 21%

Peligros según concentración de oxígeno

Riesgo por gases

• Básicamente hay tres categorías de riesgo1- Ex – Riesgo de explosión por gases inflamables2- Ox – oxígenoRiesgo de asfixia por desplazamiento de oxígenoRiesgo de aumento de la inflamabilidad por enriquecimiento en oxígeno3- Tox – Riesgo de intoxicación por gases tóxicos

Equipos de detección de gases y vapores

• Sistemas Portátiles o semi portátiles• Sistemas fijos (usados en el interior de

instalaciones industriales que requieren un monitoreo continuo).

Son de lectura directa

Medición de gases

Especialmente tres principios de medición se han hecho dominantes en las décadas recientes de la detección industrial de gases:

1) sensores electroquímicos2) sensores de perla catalítica3) sensores infrarrojos.

Sensores electroquímicos

Muchos gases tóxicos también son muy reactivos y en condiciones adecuadas cambian con reacciones químicas. El sensor electroquímico es un micro-reactor, que con la presencia de gases reactivos produce electrones exactamente como una batería. El flujo de electrones es una corriente eléctrica muy baja pero medible.

Sensores electroquímicos - característica

Los sensores electroquímicos necesita muy poca energía, por eso pueden funcionar en seguridad intrínseca. En este caso, no se necesita pasadas carcasas antideflagrantes y se pueden realizar los cambios de los sensores fácilmente sin necesidad de solicitar permisos de trabajo en caliente.

sensores de perla catalítica

Bajo ciertas circunstancias los gases y vapores inflamables se pueden oxidar mediante el oxigeno del aire para liberar calor de la reacción. Normalmente esto se consigue por un material catalizador especial y adecuadamente calentado, que aumenta ligeramente su temperatura por el calor de la reacción. Este aumento de temperatura es una medida para la concentración de gas.

Sensores Infrarojos

Considerando el amplio margen de gases y vapores inflamables, uno se da cuenta que la mayoría de estas sustancias son compuestos químicos que principalmente consisten en carbono, hidrogeno, oxigeno, y a veces nitrógeno. Estos compuestos orgánicos se denominan hidrocarburos. Los hidrocarburos tienen propiedades especiales que pueden ser usados para la medición por infrarrojos de su concentración.

ESCALAS DE SENSORES

BOMBA DETECTORA DE GASES

Las bombas detectoras de fuelle o de pistón pueden succionar un volumen fijo de aire (generalmente 100 cm3) con sólo una bombeada. El tubo detector es de vidrio herméticamente sellado y contiene materiales sólidos granulados como sílice gel, alúmina o piedra pómez impregnados con una sustancia química que reacciona cuando el aire que atraviesa el tubo contiene un contaminante específico o un grupo de contaminantes.

• METODO COLORIMETRICO: Cuantitativo• METODO POLYTEST: Cualitativo de -Acetileno - Acetona - Arsina- Benceno - Disulfuro de carbono- Gas sulfhídrico - Gases nitrosos- Gasolina -Gas licuado de petróleo -Monoestireno -Monóxido de carbono –Percloroetileno -Tolueno-Tricloroetileno - Xileno

El concepto de seguridad de un sistema de detección de gases siempre es:1)Detectar el gas peligroso2)reaccionar 3)advertir.

Requisitos del sistema de detección de gases

Puesto que los equipos y los sistemas de detección de gases con productos de tecnología de seguridad para aplicaciones industriales no solo deben cumplir con los requisitos legales (por ejemplo seguridad eléctrica, protección contra explosión, compatibilidad electromagnética) pero también con mas requisitos como que incluso en ambientes industriales duras la calidad del producto y la fiabilidad de la alarma se sostengan.

Oxímetros

Los indicadores de oxígeno (O2), también conocidos como oxímetros, son equipos que sirven para medir la concentración de oxígeno en la atmósfera, normalmente en el intervalo de 0 a 25%.

Uso de oxímetros• Se necesite protección respiratoria: el aire generalmente posee 20,8% de

oxígeno. De esta manera, si el oxígeno es inferior a 19,5% en el aire, el lugar se considera con deficiencia de oxígeno, lo que exige el uso de protección respiratoria especial (por ejemplo, equipo autónomo de respiración).

• Un aumento de la concentración de oxígeno puede causar riesgo de combustión: generalmente las concentraciones de O2 superiores a 25% se consideran ricas en oxígeno, lo que aumenta el riesgo de combustión

• Se utilizarán otros equipos: algunos instrumentos requieren una cantidad suficiente de oxígeno para su operación. Por ejemplo, los indicadores de gas combustible no presentan resultados cuando la concentración de oxígeno está por debajo de 14%. Además, la seguridad intrínseca de los instrumentos es válida para atmósferas normales y no para atmósferas ricas en oxígeno.

• Hay contaminantes: una disminución en la concentración de oxígeno se puede deber a su consumo (por la reacción de combustión u oxidación) o por el desplazamiento del aire por una sustancia química.

Principio de Operación para Oxímetros

• 1)Sensor de Oxígeno • 2)Mostrador de medición

Indicador de Gas Combustible Explosímetro

Cuando ciertas proporciones de vapores combustibles se mezclan con el aire y existe una fuente de ignición, se puede producir una explosión. Los límites de concentraciones sobre los que ocurre esto, se denominan límite de explosión, e incluye todas las concentraciones en que se produce una chispa o fuego cuando la mezcla entra en ignición. La menor concentración se conoce como límite inferior de explosión (LIE) y la mayor, como límite superior de explosión (LSE).

Desventaja del explosímetro

Estos equipos no detectan la presencia de neblinas explosivas, combustibles ni atomizadas como aceites lubricantes y polvos explosivos, debido a que estas mezclas son retenidas en un filtro de algodón. Si ellas entraran en el explosímetro, podrían contaminar el catalizador de platino.

Método del explosímetro

Los explosímetros permiten obtener resultados cuantitativos pero no cualitativos. Es decir, es posible detectar la presencia y concentración de un gas o vapor combustible en una composición de gases, pero no se pueden distinguir las diferentes sustancias presentes.Los indicadores de gas combustible se deben usar en atmósferas normales de oxígeno. La concentración mínima de oxígeno para permitir el funcionamiento perfecto del explosímetro es del orden de 14%.

RESULTADOS DEL EXPLOSÍMETRO

EXPLOSÍMETROS

Riesgo PARA VAPORES

Vapores inflamables: cuanto mas bajo es su punto de inflamación, mas peligrosos son. El punto de inflamación esta definido por la presión de vapor dependiente de la temperatura del liquido y su LEL.

vapores inflamables

Riesgo para Gases Inflamables

Gases inflamables: cuanto mas bajo es el limite inferior de explosion (LIE o LEL), mas peligrosos son.

Gases Inflamables

EXPECTOFOTÓMETROS

EXPECTOFOTÓMETROS

Un espectrofotómetro es un instrumento usado en el análisis químico que sirve para medir, en función de la longitud de onda, la relación entre valores de una misma magnitud fotométrica relativos a dos haces de radiaciones y la concentración o reacciones químicas que se miden en una muestra. También es utilizado en los laboratorios de química para la cuantificación de sustancias y microorganismos.Hay varios tipos de espectrofotómetros, puede ser de absorción atómica, de absorción molecular (que comúnmente se conoce como espectrofotómetro UV-VIS), y no debe ser confundido con un espectrómetro de masa.

USO DEL EXPECTOFOTÓMETRO

• Este instrumento tiene la capacidad de proyectar un haz de luz monocromática a través de una muestra y medir la cantidad de luz que es absorbida por dicha muestra. Esto le permite al operador realizar dos funciones:

• Dar información sobre la naturaleza de la sustancia en la muestra

• Indicar indirectamente qué cantidad de la sustancia que nos interesa está presente en la muestra

CLASIFICACIÓN HIMS

Bibliografía• Arciniegas Suarez Cesar Augusto; DIAGNÓSTICO Y CONTROL DE MATERIAL PARTICULADO:

 PARTÍCULAS SUSPENDIDAS TOTALES Y FRACCIÓN RESPIRABLE PM10*Grupo de Investigaciones GIA, Fundación Universitaria Tecnológico Comfenalco, Cartagena, Colombia 08 diciembre de 2011. Recuperado el 21 de abril de 2015 en:

http://lunazul.ucaldas.edu.co/index.php?option=content&task=view&id=703

• http://www.bvsde.paho.org/tutorial1/e/monimedi/index.html

• http://www.stps.gob.mx/dgift_stps/pdf/valores%20umbrales.pdf