Sensores infrarrojos de LEL del gas: ¿riesgo o ventaja?

Sensores infrarrojos de LEL del gas: ¿riesgo o ventaja?

Dave Wagner | viernes, 26 de junio de 2020

¿Cuáles son las limitaciones de los sensores infrarrojos de LEL del gas?

Recientemente, se han llevado a cabo muchos debates sobre los beneficios de los sensores infrarrojos de LEL del gas para las industrias de gas y petróleo. Incluso, se ha afirmado que estos sensores funcionan durante años sin necesitar una calibración y que extienden el tiempo de funcionamiento de los instrumentos de horas a meses sin recargar las baterías. Los beneficios de la tecnología infrarroja en comparación con la tecnología estándar de la industria de perlas catalíticas para detectar gases combustibles son innegables: tiene la capacidad de detectar gas combustible en entornos sin oxígeno y el sensor es inmune a sustancias tóxicas para las perlas catalíticas, como la silicona y el azufre. Sin embargo, se deben tener en cuenta las limitaciones del sensor, que también son innegables.

En primer lugar, los sensores infrarrojos de LEL del gas no pueden detectar hidrógeno (H2). Si el sensor se utiliza para detectar gas combustible donde puede haber H2, el usuario quedará desprotegido. Los fabricantes de instrumentos que utilizan sensores infrarrojos de LEL del gas de baja potencia, por lo general, reconocen esta limitación, pero fomentan la interferencia cruzada del hidrógeno sobre el sensor de monóxido de carbono (CO), que también se suele instalar en el instrumento, para compensar esta deficiencia. ¿En qué momento aprovechar la deficiencia de un sensor para compensar la deficiencia de otro se convirtió en una práctica aceptable? La interferencia cruzada del H2 sobre el sensor de CO es muy común y, por lo general, va del 20 al 60  %, pero puede variar de un sensor a otro. ¿Qué sucede si un sensor dado tiene un nivel de interferencia mucho menor? La interferencia del H2 en sensores de CO provoca falsas alarmas que hacen que el usuario no confíe en el monitor. Cuando esto sucede de forma reiterada, es muy posible que el usuario apague el monitor o directamente no lo use.

La detección de H2 no es la única brecha al usar un sensor IR tampoco. La capacidad de detección del sensor IR se ve limitada por las características de adsorción del gas objetivo y el ancho de banda del filtro del sensor. Muchos gases combustibles no se pueden detectar a causa de estos sensores infrarrojos de LEL del gas de baja potencia. El acetileno, el acrilonitrilo, la anilina y el disulfuro de carbono son ejemplos de gases combustibles no detectables. Nuevamente, los fabricantes reconocen las limitaciones del sensor para detectar el acetileno, un peligro muy común en trabajos en caliente y aplicaciones en ingresos a espacios confinados, y fomentan la interferencia del sensor de monóxido de carbono como solución a esta deficiencia. El argumento que antecede con respecto al hidrógeno sigue siendo el mismo y se extiende cuando se tiene en cuenta que el sensor de CO no permite la interferencia cruzada con un gas combustible dado que no esté dentro del alcance de detección del sensor infrarrojo.

¿Cuál es la mejor forma de detectar gas combustible?

Un beneficio clave de los sensores catalíticos es que detectan el gas combustible quemándolo. Por lo tanto, estos sensores son capaces de detectar casi cualquier gas combustible, simplemente porque es combustible. La respuesta del sensor catalítico al gas combustible es intrínsecamente lineal; existe una correlación cercana en la respuesta de varios gases con respecto al gas de calibración. Los factores de respuesta de los sensores catalíticos, por lo general, son menos de dos. La respuesta del sensor IR es no lineal y solo se vuelve lineal cuando el sensor es expuesto a un gas particular. Los factores de respuesta entre gases también varían en gran medida y pueden ser más de 10 en determinados casos. Si encuentra un gas con un factor de respuesta mayor o igual a ≥10, el instrumento emitirá una falsa alarma, cuando la concentración de gas real era solo del 1  % del LEL.

A diferencia de los sensores infrarrojos, los sensores catalíticos casi no se ven afectados por las condiciones medioambientales variables, como la temperatura y la presión, las cuales pueden afectar en gran medida el desempeño del sensor IR. Por lo tanto, los sensores infrarrojos de LEL del gas deben contar con las características para sobrellevar estos efectos medioambientales y emitir una respuesta precisa y confiable.

Los beneficios de la tecnología infrarroja para detectar gases combustibles en algunas aplicaciones son innegables. Sin embargo, antes de desestimar la tradicional tecnología de perlas catalíticas tan común en la industria, debe asegurarse de que su aplicación guarde relación con las características técnicas del sensor. De lo contrario, es posible que se exponga a un riesgo mucho mayor que las ventajas obtenidas.

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Este artículo se incluyó por primera vez en la edición de la revista BIC Magazine de agosto de 2017.