MONITOREO DE GASES PELIGROSOS INSTALADO PERMANENTEMENTE
Resulta común al momento de seleccionar un sistema de detección permanente de gases peligrosos, enfrentarnos a una cantidad diversa de opciones disponibles en el mercado, preguntándonos, ¿Cuál es el sistema ideal para cubrir mi necesidad?
Por ello, este post pretende ser una ayuda para aquellos en busca de respuestas y recomendaciones de las mejores prácticas en la selección y diseño para este tipo de sistemas.
¿QUE HACER?
Ingeniería básica.
La ingeniería básica nos ayudará a plasmar con detalle las necesidades a las que debemos dar cumplimiento. El contar con ella nos evitará dolores de cabeza al momento de la implementación, así como caer en sobre costos por un limitado o erróneo dimensionamiento. Esta ingeniería también nos puede ayudar en gran medida para determinar un costo aproximado del proyecto.
En la ingeniería básica se consideran normas o reglamentaciones nacionales e internacionales que se tengan que cumplir según lo amerite el proceso ó tipo de industria.
Siempre es recomendable generar una ingeniería básica de diseño que nos dé respuesta a los temas que a continuación se enumeran
¿PARA QUE LO USARÉ?
- Razones ó propósitos de la detección
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- Seguridad personal. La STPS, OSHA y NIOSH son organismos quienes reglamentan el tiempo máximo permitido de exposición que puede permanecer el trabajador en contacto con gases peligrosos durante su jornada de trabajo.
- Explosividad. Presencia de gases combustibles que ponen en riesgo a las personas e instalaciones.
- Protección ambiental. PROFEPA y EPA son organismos quienes reglamentan el cuidado y protección al medio ambiente.
- Control de procesos. Evitar malfuncionamiento de los procesos
Un beneficio implícito al contar con un sistema de detección permanente de gases peligrosos es la reducción del costo anual de la póliza de seguro contra riesgos y accidentes.
¿COMO DISEÑARLO?
- Tener claro cuál ó cuáles son los gases peligrosos que deseamos detectar. Hay una lista numerosa de posibles gases peligrosos usados en la industria, cada uno con una particularidad para ser tratado según su riesgo, normalmente la HDS (Hoja de datos de seguridad) nos marca la pauta del riesgo y trato qué debemos darle a cada gas.
- Unidades de medición. Determinar las unidades de medición: ppm, % en volumen, % LEL.
- Cantidad de sensores a instalar. Esta sección es muy significativa en la labor de ingeniería pues se siguen una serie de mejores prácticas y combinación de tecnologías de detección para concluir un diseño que cubra todas las posibilidades de riesgo, teniendo en cuenta:
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- Ubicar las posibles fuentes de emisión de probables fugas como por bridas, válvulas; áreas de producción donde transita normalmente el personal son lugares apropiados para instalar sensores que brinden protección para mantener un aire de calidad respirable. Los lugares conocidos como “espacios confinados” son sitios donde se debe prestar atención para contar con detección de gases peligrosos.
- Identificar corrientes de vientos dominantes ya sea dentro de una nave con diversos accesos, o bien corrientes dominantes de viento en áreas exteriores.
- Conocer si tenemos fuentes de extracción o ventilación dentro del área donde deseamos monitorear.
- La cantidad de sensores también dependen del tipo de tecnología a utilizar, habiendo opciones diferentes de cómo realizar la detección: ya sea de forma puntual, por succión y/o de forma perimetral.
- Tipo de tecnología de detección. Existen diferentes tecnologías de detección, esto debido a las propiedades que tiene cada gas, además que, algunas ofrecen mayor rapidez de respuesta o mayor rango de medición.
- Clasificación eléctrica. Conocer si el área donde se desean instalar los sensores, tableros de alarmas y alarmas audibles-visuales es área clasificada como zona peligrosa, esto para seleccionar que tipo de certificación eléctrica (Clase, División y Grupo) deberán contar los equipos acuerdo a la IEC o NEC.
- Tipo de señalización. Es necesario determinar el tipo, ubicación y cantidad de alarmas audibles y visibles que deberán de alertar a las personas del riesgo que se ha presentado, normalmente existen códigos estandarizados de colores para cada tipo de riesgo.
- Funciones de control. Es importante determinar si el sistema de detección también tendrá funciones de control como por ejemplo accionar un ventilador o extractor al sobrepasar cierto nivel de gas peligroso presente en el área o bien abrir una puerta de acceso o emergencia en caso de una alarma ó más crítico aún, mandar parar un proceso por que un nivel de alarma de un gas peligroso se ha presentado. Es tarea del diseñador junto con el cliente llegar a este nivel de conclusiones de la mano con los estándares de cada industria para obtener un diseño de sistema que minimice la mayor cantidad de riesgos.
Cuando el sistema de detección de gases peligrosos incluye la detección de fuego, es común que sea enlazado a un sistema de supresión de fuego, siendo este último el encargado de sofocar las flamas que se lleguen a presentar en el sitio. Para ello el sistema de detección de gases peligrosos deberá contar con un enlace de comunicación hacia el tablero de control de supresión de fuego para que le permita iniciar la secuencia de supresión.
- Tipo de señal de transmisión del sensor
- Analógica. Lo más común y económico es la señal analógica en versión de corriente 4-20 mA o en versión de voltaje 1-5 volts
- Digital. Son marcadas las ventajas de contar con protocolos de comunicación digital para la comunicación de los sensores, por ejemplo, nos ahorramos costos en cableado por su característica de conexionado, además de beneficios de tener acceso a información o estados del sensor que la versión analógica no nos ofrece. Por ejemplo: Modbus, Hart, Profibus, etc.
- Inalámbrica. Totalmente libre de cables, es decir, todos los sensores son comunicados a una estación maestra que recibe de forma inalámbrica señales vía Wi-Fi, Radio o Celular.
- Cumplimiento para Sistemas Instrumentados de Seguridad
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- Hay procesos industriales que por su naturaleza son considerados de riesgo y son clasificados en base al resultado de un estudio de riesgo llamado HAZOP (Hazardous Operations), estos estudios son avalados por una agencia certificadora. Dependiendo del nivel de riesgo que resulte del estudio, estos se clasifican en niveles de seguridad desde SIL1 hasta SIL4 (Safety Integrity Level). Si estamos en este caso, el sistema de detección debe cubrir los lineamientos de los estándares IEC61508 y IEC61511
- Capacidad de crecimiento
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- Es común que al momento del diseño del sistema nos ubiquemos en el presente y no en el futuro, olvidando incrementos posteriores del tamaño de planta, es indispensable tenerlo en cuenta para que el sistema seleccionado tenga la versatilidad de incrementar su capacidad de monitoreo cuando sea requerido, de manera tal que la inversión inicial sea parte integral del futuro crecimiento.
- Instalación electromecánica. Parte fundamental del éxito de un sistema de detección de gases peligrosos es llevar a cabo una correcta instalación siguiendo las guías del fabricante, de la ingeniería básica y de detalle. Sucede con frecuencia que un sistema bien diseñado y seleccionado no da los resultados esperados debido a que su instalación electromecánica fue defectuosa, por ello recomiendo no escatimar en la supervisión y costos de materiales. Acérquese con un instalador experto que le ayude en llevar a cabo esta tarea.
- Puesta en operación. Una vez instalado y debidamente conectado el sistema de detección, es necesario ponerlo en operación, estas labores de configuración, calibración, pruebas en sitio y de aceptación por el usuario, son necesarias las realice una empresa certificada por el fabricante, al finalizar, el proveedor deberá entregar un reporte de las pruebas y certificados de calibración de los sensores para su respectiva bitácora y futura calibración.
¿DONDE LOCALIZAR LOS SENSORES?
- Localización de sensores. Esta sección es muy significativa en la labor de ingeniería pues se siguen una serie de mejores prácticas y combinación de tecnologías de detección para concluir un diseño que cubra todas las posibilidades de riesgo, teniendo en cuenta:
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- El peso del gas respecto al aire es un factor importante para determinar a qué altura respecto al piso se deberá instalar el sensor.
- Si el sensor deberá montarse remoto del transmisor para tener acceso a actividades de calibración.
- Ubicar las posibles fuentes de emisión de probables fugas como por bridas, válvulas; áreas de producción donde transita normalmente el personal son lugares apropiados para instalar sensores que brinden protección para mantener un aire de calidad respirable.
- Identificar áreas de lugares conocidos como “espacios confinados” así como procesos críticos.
- Tener precaución si su riesgo está cerca de un área vecinal para que considere detectar la fuga antes de que el gas peligroso afecte a vecinos.
- Ubicar corrientes de vientos dominantes ya sea dentro de una nave con diversos accesos, o bien corrientes dominantes de viento en áreas exteriores.
- Conocer si tenemos fuentes de extracción o ventilación dentro del área donde deseamos monitorear.
- La ubicación de sensores, también dependen del tipo de tecnología a utilizar, habiendo opciones diferentes de cómo realizar la detección: ya sea de forma puntual, por succión y/o de forma perimetral.
¿QUIEN SUPERVISARÁ EL SISTEMA?
¿Quién es el usuario del sistema de detección?
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- ¿Es el departamento de Seguridad Salud y Ambiente quien lo necesita?, ¿Qué tipo de información debe proporcionarle el sistema?, ¿Necesita algún tipo de informe diario, semanal o mensual de los niveles de exposición a los que tuvieron expuestos sus empleados? ¿Hubo fugas importantes que se liberaron a la atmósfera por accidente? ¿En qué días fueron? Son preguntas importantes que debemos tener en cuenta a la hora de diseñar el sistema de detección de gases peligrosos.
- Producción. ¿Qué información necesita producción? ¿Qué fugas hubo y a que niveles se presentaron, en que áreas, fechas y horarios? ¿Es necesario la historización de alarmas y eventos?
- Seguridad física. Es de suma importancia que el sistema de detección de gases peligrosos sea monitoreado 24/7 por personal que conozca cómo proceder en caso de emergencia, siguiendo los protocolos de actuación de emergencia de cada empresa, normalmente el personal de seguridad física es quien permanentemente puede estar vigilando lo que sucede, por ello siempre es deseable que el personal de esta área cuente con un monitor dentro de su caseta de guardia.
- Personal de mantenimiento siempre será un usuario natural por tratarse de equipos eléctricos y electrónicos; recomiendo siempre que se seleccione y diseñe un sistema de detección de gases peligrosos, pensar qué una vez instaladas todas sus partes estas deberán tener fácil acceso para su revisión, supervisión, calibración y/o fácil remoción de algún componente en caso de falla.
En este apartado podremos con mayor certeza definir que tipo de tablero o combinación de ellos debemos considerar en nuestro diseño para dar servicio a diferentes usuarios. Teniendo como posibles opciones:
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- Tablero unitario. Tablero tipo Stand alone que por medio de un display numérico nos indica el valor del gas presente, y a través de luces indicadoras tipo led nos muestra los diferentes tipos de alarma.
- Pantalla tipo HMI. Es una pantalla gráfica a color táctil, donde a través de una imagen de video nos presenta visualmente el área con el más mínimo detalle que deseemos donde se muestra la ubicación física de los sensores y sus alarmas, además de los eventos de alarmas que pudieran presentarse.
- Visualización WEB. Es posible tener visualización a través de una pagina web desde cualquier lugar donde tengamos acceso a internet, se podrá visualizar el estado de cada sensor de gas peligroso y sus respectivos eventos de alarmas.
Relación costo vs beneficio.
Un factor determinante al momento de tomar la decisión sobre cuál sistema de detección de gases peligrosos se debe adquirir, va en función de la relación costo vs beneficio; por ello es importante el dominio y conocimiento de las diferentes tecnologías y mejores prácticas utilizadas por el diseñador para concluir en un sistema de detección de gases peligrosos con una equilibrada relación.
Autor: Rafael Durán
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