Datos al alcance de su mano: Detección de gas

1 de abril de 2017 | por Scott Jenkins

La detección de gases es una tarea crítica en muchas instalaciones de industrias de procesos químicos (CPI) para evitar riesgos para el personal y el medio ambiente. Los gases pueden presentar riesgos de explosión, inflamabilidad, toxicidad, contaminación ambiental y desplazamiento del aire respirable. Esta referencia de una página brinda información sobre las clases comunes de detectores de gas y sobre los gases comúnmente monitoreados en la industria.

Las tecnologías de detección de gases se pueden clasificar según las características de los gases que detectan: gases tóxicos o gases combustibles, y la mayoría de las tecnologías de detección de gases se clasifican en una de cuatro categorías amplias según su modo de funcionamiento: sensores electroquímicos y sensores de óxido metálico. los sensores semiconductores se utilizan generalmente para detectar gases tóxicos; y los sensores infrarrojos y catalíticos se utilizan para detectar gases combustibles y explosivos.

Electroquímico. Los sensores electroquímicos se basan en una celda electroquímica cuya corriente aumenta cuando la molécula de interés entra en contacto con el electrodo de detección. El gas objetivo puede oxidarse o reducirse en el electrodo de trabajo, y se produce allí un flujo de electrones pequeño, pero detectable, a partir de la reacción. Un electrodo de medición y un contraelectrodo también están conectados a la celda.

Semiconductor de óxido de metal (MOS). Los semiconductores de óxido metálico se basan en el principio de que la adsorción de gas y la desorción de la superficie de un óxido metálico cambia la conductividad del material. Cuando las moléculas objetivo entran en contacto con una película delgada de material sensor de área de superficie alta, la concentración de portadores de carga (electrones o huecos) cambia y la conductividad o resistividad se altera de manera medible.

Catalítico. La mayoría de los sensores de este tipo funcionan por oxidación catalítica, donde el gas combustible de interés entra en contacto con una superficie catalítica (a menudo bobina de alambre tratada con platino) y se oxida. Esto libera calor de reacción y la resistencia del cableado cambia por el aumento de temperatura. Por lo general, se utiliza un circuito de puente para indicar el cambio de resistencia. La mayor resistencia, en comparación con la resistencia en aire limpio, se utiliza para indicar la concentración de gas.

Infrarrojo. Los sensores infrarrojos funcionan a través de un sistema de transmisores y receptores de luz. Cuando los gases combustibles de interés entran en el campo de visión del receptor, se absorbe una parte de la radiación, cambiando la potencia de la luz entre el transmisor y el receptor.

La tabla [1] contiene información sobre posibles objetivos de detección de gas.

1. Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH), NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards, CDC, www.cdc.gov/niosh/npg/default, consultado en marzo de 2017.

2. Fine, GF y otros, Sensors, 10, págs. 5469–5502, 2010.

3. Figaro Engineering Inc., Tecnología de sensor de gas, consultado en marzo de 2017, www.figaro.co.jp