Tecnologías para Medición de ácido Sulfhídrico H2s.
Miles de trabajadores están expuestos a la presencia de ácido sulfhídrico, H2S, un gas altamente toxico e inflamable. Industrias como las de exploración de petróleo y gas, minera, petroquímica, tratamiento de aguas, entre otras, utilizan detectores para prevenir la exposición
Sagarra Daniel Hernan
20 de May · 728 palabras.
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馃晿 Resumen
El mercado mundial de detectores de H2S no ofrece un dispositivo perfecto, ya que el desconocimiento del sensor o ambiente puede causar fallas drásticas. Los detectores de H2S tienen sensibilidad cruzada, lo que significa que no solo responden a H2S, sino también a otros gases, lo que puede impedir que el sensor responda a la presencia de H2S si se presenta junto con otro gas. Además, la correcta interpretación de las especificaciones del detector puede proporcionar un sistema de alarma temprana con un costo significativamente menor que uno propuesto. Es crucial tener en cuenta otras características, como la deriva en la medición, la repetibilidad, la resistencia a la contaminación, la sobrecarga y el sistema de muestreo y filtros. Los sensores de estado sólido funcionan mediante la aplicación de un material semiconductor a un sustrato no conductor y la colocación de dos electrodos. Cuando las moléculas H2S entran en contacto con la superficie del semiconductor, esto causa una disminución en la resistencia eléctrica que está relacionada de forma logarítmica. En resumen, tener conocimientos profundos sobre el sensor y saber interpretar sus especificaciones es clave para garantizar que el detector de H2S elegido sea el adecuado para su uso.Para cualquier detector de H2S, que se adquiera en el mercado mundial, seria una utop铆a pensarlo como un detector perfecto, el desconocimiento del tipo de sensor o ambiente de trabajo pueden provocar que un instrumento, en aparente funcionamiento perfecto, falle dr谩sticamente, los siguientes aspectos deben ser de consideraci贸n:
1. Sensibilidad cruzada: todos los detectores de H2S, y de gases en general, padecen, en mayor o menor medida, de cross-sensitvity, esto es, un detector de H2S no solo responde a la presencia de H2S, tambi茅n responde a la presencia de otros gases, un caso particular seria que el sensor no responda a la presencia de H2S si se presenta combinado con otro gas.
2. Ahorro de recursos, la diferencia en costos para instrumentos de este tipo puede ser de 10 a 1, una correcta interpretaci贸n de las especificaciones del los detectores, sumado al conocimiento del medio, pude proporcionar un sistema de alarma temprana con un costo de una fracci贸n a otro propuesto, por otro lado, una falsa alarma puede provocar costos operativos enormes en horas hombres perdidas.
3. Otras caracter铆sticas a tener en cuenta son: deriva en la medida, repetibilidad, resistencia a la contaminaci贸n (poisoning), overload, sistema de muestreo y filtros.
2. Principios de operaci贸n, sensores estado s贸lido.
En los sensores de estado s贸lido un material semiconductor es aplicado a un sustrato no conductor y se le colocan dos electrodos. El sustrato es calentado a una temperatura, que pude ser o no controlada, facilitando el cambio de conductividad del semiconductor ante la presencia del gas H2S. En la condici贸n de cero gas las mol茅culas de O2 mantienen fijos los electrones del semiconductor impidiendo la circulaci贸n de cargas el茅ctricas, dicho de otra manera el semiconductor esta en su estado de alta impedancia. Cuando mol茅culas de H2S entran en contacto con la superficie estas remplazan las de O2, esto da como resultado la liberaci贸n de electrones y una disminuci贸n en la resistencia el茅ctrica, esta variaci贸n esta relacionada en forma logar铆tmica con la concertaci贸n de H2S en el ambiente. Un efecto no deseado es que el desplazamiento de las mol茅culas de O2, por las de H2S, no es el 煤nico mecanismo por el cual la impedancia del sensor cambia, este es uno de los puntos d茅biles de los sensores de estados s贸lido, produciendo una larga lista de gases que provocan este mismo efecto.
3. Principios de operaci贸n, sensores electroqu铆micos.
Los sensores electroqu铆micos son clasificados como celdas de combusti贸n, donde tiene lugar un proceso de conversi贸n de energ铆a qu铆mica a energ铆a el茅ctrica, hay de dos o tres electrodos, pero el principio b谩sico de operaci贸n es el mismo. Existe una membrana que separa el ambiente exterior del interior de la celda, en el interior hay un electrolito, la membrana funciona como una barrera hidr贸fuga, cuando las mol茅culas del gas en el exterior ingresan, se produce una oxido-reducci贸n, cerrando el circuito entre el 谩nodo y c谩todo los electrones libres producidos pueden ser medidos con un circuito potenciostatico, la se帽al de corriente es en proporci贸n lineal con la cantidad de gas que ingresa a la celda y en consecuencia con la concertaci贸n del gas exterior, si bien se tiene una selectividad mayor que en el caso de sensores de estado s贸lido, como en estos, el gas H2S no es el 煤nico que produce se帽al, incluso la presencia de determinados gases puede invertir los procesos de oxido-reducci贸n obteniendo medidas negativas, por motivos oscuros los fabricantes de sensores de estados s贸lido generalmente no hacen p煤blicos documentos donde muestren una tabla de sensibilidad cruzada, diferentemente, los fabricantes de sensores electroqu铆micos normalmente incluyen en sus hojas de datos tablas de sensibilidad cruzada, aunque esta no es toda la historia, en mi experiencia en campo, y luego realizando medidas, eh comprobado que una larga lista de gases, tan comunes como los que aparecen en tablas proporcionadas por el fabricante, tienen sensibilidad cruzada con los gases de inter茅s, en varios casos los fabricantes me han enviado tablas complementarias, como conclusi贸n se deber铆an hacer pruebas si se sospecha que un determinado tipo de gas estar谩 en contacto con el detector, aunque no este especificado por el fabricante.
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