Sistemas Avanzados de Detección de Gas: Tecnologías y Actuación para la Seguridad Industrial

Tecnologías de Detección de Gas

Clasificación de Técnicas de Detección de Gas

Las principales técnicas utilizadas para la detección de gases son:

• Catalítica: Basada en la combustión del gas.
• Electroquímica: Utiliza electrodos y un electrolito.
• Infrarroja: Proyección de luz infrarroja.
• Por Semiconductor: Reacción química en un óxido semiconductor.
• Conductividad Térmica: Comparación de conductividad.
• Cinta de Papel: Reacción con reactivos químicos específicos.

Explicación Detallada de las Técnicas de Detección

Detección Catalítica

Se utiliza en sensores de gas combustible de bajo costo, basada en la combustión del gas presente en el ambiente.

Detección Electroquímica

Basa su funcionamiento en varios electrodos sumergidos en un electrolito, generando una corriente proporcional a la concentración del gas.

Detección Infrarroja

Consiste en proyectar dos señales de luz correspondientes a la zona infrarroja del espectro sobre una mezcla de gas combustible. La absorción diferencial de la luz permite determinar la concentración del gas.

Detección por Semiconductor

Se basa en un óxido semiconductor superficial que absorbe el gas presente en el entorno y produce una reacción química que reduce la resistencia del semiconductor, lo que se traduce en una señal detectable.

Detección por Conductividad Térmica

Se basa en la comparación de la conductividad térmica del gas ambiente con la de un gas de referencia, utilizando un sensor expuesto al entorno y un elemento de referencia localizado en un compartimento cerrado. La diferencia de conductividad indica la presencia y concentración del gas.

Detección por Cinta de Papel

Consiste en la utilización de una cinta de papel impregnada con reactivos químicos específicos que reaccionan únicamente con uno o varios gases específicos, produciendo un cambio de color visible que indica la presencia del gas.

Actuadores y Dispositivos de Seguridad en Sistemas de Detección de Gas

Definición de Actuador

Los actuadores asociados a la detección de gas son los dispositivos que reciben y ejecutan las acciones para las que han sido configurados, como activar alarmas o cortar suministros.

Dispositivos de Aviso y Señalización

Son actuadores que generan alarmas basadas en fuertes sonidos o destellos luminosos, que pueden ser regulados en función de la concentración del gas. Los tipos de indicadores luminosos más comunes son:

• LED de Servicio: Indica el funcionamiento normal del sistema.
• LED de Avería: Señala un fallo o mal funcionamiento.
• LED de Alarma: Advierte sobre la detección de gas en niveles peligrosos.

Dispositivo de Corte de Suministro

Son actuadores que envían una señal a la electroválvula, y esta corta el suministro de gas, evitando la acumulación excesiva de gas y previniendo situaciones de riesgo.

Sistema de Ventilación Forzada

Son sistemas muy completos que activan extractores para evacuar el gas del ambiente, asegurando una renovación constante del aire y reduciendo la concentración de gases peligrosos.

Cálculo de Volumen de Ventilación o Caudal

El volumen de ventilación (V) o caudal necesario se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

V = Renovación Mínima × Superficie de Planta

Centrales de Detección de Gas: Componentes y Funcionamiento

Definición de Central de Detección de Gas

La central de detección de gas proporciona la alimentación eléctrica al resto de componentes, realiza la lectura de las concentraciones de gas entregadas por los detectores y, cuando procede, activa los sistemas de aviso y actuación.

Parámetros Clave para Seleccionar una Central de Detección de Gas

Al elegir una central de detección de gas, es fundamental considerar los siguientes parámetros:

• Tipo de gas a detectar.
• Velocidad de respuesta necesaria.
• Tipo de actuación requerida (alarmas, cortes, ventilación).
• Posibilidad de programación o calibración de nivel.

Componentes Internos Fundamentales de una Central

Las centrales de detección de gas suelen incluir los siguientes componentes internos esenciales:

• Microprocesador.
• Fuente de alimentación.
• Panel de control.
• Selectores de máxima concentración.
• Display numérico por zona.
• Indicadores luminosos de estado.

Tipos de Centrales de Detección de Gas más Comercializadas

Entre los tipos de centrales más comunes en el mercado, destacan:

• Central de Monóxido de Carbono (CO): Especializada en la detección de monóxido de carbono, un gas incoloro e inodoro, crucial para la seguridad en espacios cerrados como garajes o túneles.
• Central de Detección de Gases Múltiples: Diseñada para monitorear simultáneamente varios tipos de gases (combustibles, tóxicos, etc.), ofreciendo una protección integral en entornos complejos como plantas industriales o laboratorios.

Niveles de Actuación de una Central de CO

Una central de monóxido de carbono (CO) típicamente opera con los siguientes niveles de actuación, asociados a la concentración y al funcionamiento de los extractores:

• Nivel 1: Concentración superior a 30 ppm. Activación lenta de los extractores para iniciar la renovación del aire.
• Nivel 2: Concentración superior a 50 ppm. Extractores a máxima velocidad para una evacuación rápida del gas.
• Nivel 3: Concentración superior a 100 ppm. Activación de señales acústicas y ópticas (alarmas), con aviso de evacuación inmediata del área.