Pregunta 7. ¿Qué concentración de gas se debe detectar?

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El requisito es supervisar una gran variedad de gases en numerosas condiciones y aplicaciones para los niveles de exposición ocupacional o los niveles de detección de fugas de gas de acuerdo con las normas internacionales.

CONCEPTOS BÁSICOS

Las concentraciones se pueden expresar de varias maneras, pero las más comunes son las siguientes:

1- % de composición de volumen: la relación del volumen de un componente con la suma de volúmenes de todos los componentes en una mezcla antes de mezclarla. Tipo de conversión: 1% vol = 10.000 ppm

2- Concentración de masa (mg/m3): es la relación de la masa de un componente con el volumen de la mezcla. Tipo de conversión a 20 °C y 1 atm: mg/m3 = (ppm) (peso molecular en gramos del compuesto)/24,04

3- ppm (partes por millón): es el número de partes de un componente en 1 millón de partes de la mezcla gaseosa.

4- LEL: sólo se aplica a las concentraciones bajas de gases combustibles y significa Lower Explosive Limit (límite inferior de explosividad). Es la composición de volumen de un gas inflamable en el aire. Por debajo de este límite no se formará ninguna atmósfera explosiva. Los niveles de concentración con fines de detección de gases se expresan en % de LEL. Es decir, es la relación del volumen del gas con el LEL.

Los detalles de las propiedades de los gases, incluidos los valores de LEL, se pueden encontrar en:
http://www.cdc.gov/niosh/npg/pdfs/2005-149.pdf

Los gases combustibles pueden tener valores LEL muy diferentes y varían de una autoridad a otra. Normalmente son los siguientes:

GAS LEL GAS LEL
Amoniaco 15% Monóxido de carbono 12,5%
Butano 1,9% Isobutano 1,8%
GLP 1,9% Hidrógeno 4%
Metano 5,0% Gasolina 1,4%
Tolueno 1,1% Propano 2,1%

5- TWA: Los límites de exposición permitidos (PEL, Permissible Exposure Limit), los límites de exposición recomendados (REL, Recommended Exposure Limit) y los valores umbrales límite (TLV, Threshold Limit Value) son límites considerados seguros para la mayoría de las personas expuestas a un agente químico durante 8 horas al día, 40 horas a la semana, 50 semanas al año, a lo largo de la vida laboral. Estos límites se denominan a menudo promedios ponderados en el tiempo de 8 horas (TWA, time weighted average).

6- STEL: el límite de exposición de corta duración varía según el país y sustancia siendo un promedio ponderado en el tiempo de entre 10 y 15 minutos.

NIVELES DE DETECCIÓN

Los niveles de concentración que se van a detectar varían según el fin previsto: seguridad ocupacional o detección de una fuga de gas.

a- Seguridad ocupacional: Generalmente, las leyes y las normas relativas a la seguridad ocupacional requieren que los gases se supervisen a niveles expresados en promedios ponderados en el tiempo (TWA) de la exposición de larga (8 horas) y corta duración (10 minutos).

Cada país establece sus propios límites de exposición ocupacional (OEL, Occupational Exposure Limit), normalmente tomando como referencia los valores oficiales de otros países.

En Europa la CE está intentando establecer un conjunto estándar de valores de referencia y la directiva 2000/39/CE de la Comisión incluye la primera lista de los niveles de OEL de referencia. La directiva exige que los estados establezcan niveles de OEL nacionales que tengan en cuenta los valores comunitarios. El Comité Europeo de Normalización (CEN) está trabajando actualmente para formular una norma sobre la evaluación de exposiciones en el lugar de trabajo.

Muchos países de todo el mundo al establecer estos valores toman como referencia los límites de exposición ocupacional (límites de exposición en el lugar de trabajo (WEL, Workplace Exposure Limit)) de la Comisión de Salud y Seguridad del Reino Unido o los valores MAK (DFG-Deutsche Forschungsgemeinschaft). En EE. UU., los valores los establece la OSHA (Administración de la Seguridad y Salud Ocupacionales, Departamento de Trabajo de los EE. UU.), el NIOSH (Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacionales, Departamento de Salud y Recursos Humanos de los EE. UU.) y la ACGIH (Conferencia americana de higienistas industriales gubernamentales).

Tabla 1. Lista de referencia de los niveles de exposición

Gas en ppm ACGIH: TLV OSHA: PEL NIOSH: REL RU: WEL DFG: MAK
8 horas
8 horas
10 horas
8 horas
8 horas
Amoniaco
25
50
25
25
20
Dióxido de carbono
5.000
5.000
5.000
5.000
5.000
Monóxido de carbono
25
50
35
30
30
Hidrógeno
Asfixiante
Sulfuro de hidrógeno
10
-
-
5
10
Halocarburos, p. ej., R-22
1.000
-
1.000
-
500
Hidrocarburos, p. ej., metano, propano, butano
1.000
-
-
600 (butano)
-

(Guide to Occupational Exposure Values (guía de valores de exposición ocupacional), compilada por la ACGIH www.acgih.org y la norma EH40 de la Comisión de Salud y Seguridad del Reino Unido).

(Consulte también el Programa Internacional sobre Seguridad de las Sustancias Químicas donde la sección 6.3 muestra los límites mundiales de exposición al amoniaco http://www.inchem.org/documents/hsg/hsg/hsg037.htm#SectionNumber:6.1)

b- Detección de gases: el sector típico al que se aplican todos los niveles de detección de gases es el de la refrigeración y aire acondicionado. En este caso la postura está más definida. Por ejemplo, la ASHRAE de EE. UU. considera el valor umbral límite (TLV) de larga duración como umbral máximo de alarma adecuado para los detectores de gas.

Sin embargo, la mayoría de las normas tienen su origen en la norma ISO 5149 y, por lo tanto, son muy similares.

En Europa, la norma EN 378 2000 especifica ‘límites prácticos’ para el umbral máximo de alarma. Estos límites prácticos se basan en varios criterios. Para halocarburos, se basan en la mitad de la concentración que puede llevar a la asfixia debido al desplazamiento del oxígeno o que tiene efectos narcóticos o de sensibilización del corazón. Normalmente este valor se sitúa en el nivel de 7-8% (70-80.000 ppm), es decir, 8% de R-407C, 11% de R-404A. Para los gases combustibles, se utiliza un nivel inferior de inflamabilidad (LFL, Lower Flammability Level) de 20%. En el caso de gases tóxicos/combustibles, como el amoniaco, el límite práctico hace referencia a las propiedades toxicológicas y de inflamabilidad. Para el amoniaco se recomienda un umbral de alarma de nivel bajo de un máximo de 500 ppm y un nivel alto de un máximo de 30.000 ppm.

QUÉ NIVEL DETECTAMOS

Nuestro objetivo es detectar las fugas lo antes posible a la vez que se cumplen todas las leyes y directivas. La práctica habitual dentro del sector prevé rangos de detección típicos para diferentes fines. Los resumimos a continuación, junto a un tipo de sensor adecuado y los puntos de ajuste típicos del relé de alarma. Los requisitos pueden variar en función del país.

El monitor se puede configurar para que active la alarma al alcanzar cualquier valor del rango.

Rango de ppm Propósito Tipo de sensor Puntos de ajuste (ppm)
bajo alto
Amoniaco
0-100 Exposición ocupacional Electroquímico 25 35
0-1.000 Detección de gases Electroquímico 500 900
0-10.000 Detección de gases: nivel alto Semiconductor 5.000 9.000
0-30.000 Detección de gases: nivel alto Catalítico 3.000 28.000
Dióxido de carbono
0-10.000 Exposición ocupacional: detección de gases Infrarrojo 5.000 9.000
Halocarburos
0-1.000 Exposición ocupacional: detección de gases Semiconductor 500 900
Hidrocarburos
0-50% LEL Detección de gases Catalítico 20% LEL 40% LEL
0-5.000 ppm Exposición ocupacional: detección de gases en aplicaciones de refrigeración Semiconductor 1.000 2.000

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