Sensibilidad cruzada en el lugar de trabajo- Los gases tóxicos, combustibles y asfixiantes representan algunas de las peores amenazas a la seguridad en el lugar de trabajo. En algunos casos, tal vez no sepa qué gases podría haber presentes en su entorno de trabajo. Afortunadamente, hay muchas opciones disponibles para detectar gases en las instalaciones. Por ejemplo: podría tomar una muestra y analizarla con un espectrómetro de masas para obtener una lectura exacta de qué hay en el área. Sin embargo, este método puede tomar tiempo y, si el laboratorio en el sitio no está equipado adecuadamente, es posible que deba enviarlo a otro lado, lo que conlleva gastos adicionales. Otra alternativa es usar tubos colorimétricos para la detección de gases, que son una gran alternativa porque solo reaccionan con una sustancia química específica o con una familia de sustancias químicas. El problema de los tubos es que pueden ser costosos y algunos tienen poca vida útil en estante. Además, si no está seguro de qué gas se trata, podría abrir varios tubos hasta encontrar el apropiado para la sustancia química en cuestión, de modo que gastaría mucho tiempo y dinero.
¿Entonces qué opción eligen la mayoría de las personas? La opción que suele tener más sentido es usar medidores de gas portátiles o monitores de área. Equipados para detectar un solo gas o varios gases, estos monitores utilizan tecnologías sofisticadas para verificar la presencia de peligros relacionados con los gases.
Los sensores de difusión catalítica e infrarrojos (IR) pueden detectar gases combustibles, mientras que los detectores de fotoionización (PID) normalmente buscan compuestos orgánicos volátiles (VOC) y otros hidrocarburos. Para los gases tóxicos que pueden ser perjudiciales al sistema respiratorio humano, el sensor electroquímico es la opción más práctica.
Los componentes básicos de un sensor electroquímico son un electrodo de trabajo (o de detección), un contraelectrodo y, generalmente, un electrodo de referencia. Estos electrodos se encuentran dentro del alojamiento de la carcasa del sensor y en contacto con un líquido electrolítico. El sensor tiene una membrana de teflón que permite el ingreso del gas y ayuda a evitar que entren suciedad, agua y otros contaminantes. El gas se propaga hacia el sensor a través de una membrana hasta llegar al electrodo de trabajo.
Cuando el gas llega al electrodo, se produce una reacción química durante la cual se crea energía. La nueva corriente eléctrica creada es proporcional a la concentración de gas que llega al sensor, es decir, más gas equivale a una mayor corriente eléctrica creada, menos gas equivale a una corriente más baja. El instrumento muestra entonces la concentración de gas en partes por millón (PPM), para los sensores de gases tóxicos, y en porcentaje de volumen (% vol.), para los sensores de oxígeno. Cada sensor está diseñado específicamente para el gas que debe detectar, pero podemos obtener sensibilidad cruzada con esta tecnología de sensores.
Las sensibilidades cruzadas, también llamadas gases de interferencia, son gases que provocan que el electrodo dentro del sensor reaccione incluso si el gas objetivo no está presente. ¿Se puede eliminar esta reacción? En un mundo perfecto, sí, pero, lamentablemente, es muy difícil desarrollar un electrodo que responda exclusivamente al gas objetivo. Idealmente, un usuario desea un sensor de monóxido de carbono (CO) para que lea solo monóxido de carbono, pero hay otros gases que pueden generar lecturas en este sensor. Este es solo un ejemplo de muchas interferencias cruzadas. Podemos aminorar esta reacción con el uso de filtros en los sensores, pero, de igual manera, eso no elimina la reacción. En este momento no hay una tecnología perfecta que pueda filtrar todos los gases de interferencia.
Entonces, como persona a cargo de un programa de detección de gases, esto puede ser problemático para usted y sus trabajadores. Podrían estar en un área donde se les exija usar un monitor de un solo gas de CO y obtienen una lectura de gas en el medidor. Saben, a partir de la capacitación en detección de gases que recibieron al momento de la contratación, que el monóxido de carbono se produce por una combustión incompleta. Miran alrededor y no ven nada que pudiera producir CO. En este momento, usted y los usuarios tienen un conflicto, ya que dejan de confiar en los medidores porque no hay ni un poco de CO en esa área. ¿Pero qué sucedió aquí realmente? Lo que los trabajadores no notaron es que el área de proceso que recorrieron tenía una gran cantidad de hidrógeno (H2) que hizo que el sensor de monóxido de carbono respondiera. Este es uno de los motivos por los cuales es muy importante capacitar a las personas de antemano sobre la posibilidad de que haya sensibilidad cruzada.
Como la parte que debe investigar esta lectura de gas, ¿de qué modo lo puede ayudar la sensibilidad cruzada? Dada la importancia que tiene, la mayoría de los fabricantes de equipos de detección de gases publican sus sensibilidades cruzadas para sensores de gases tóxicos. En el cuadro de ejemplo a continuación, puede ver que el tipo de sensor figura en la parte superior y que los gases de interferencia se colocan a la izquierda. Este cuadro bien podría imprimirse y usarse como referencia para que los trabajadores lleven en el bolsillo mientras trabajan. Si un trabajador tiene un instrumento configurado con un sensor de monóxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, oxígeno y LEL, podría ir a trabajar con esta unidad y el cuadro de sensibilidades cruzadas. Si el trabajador obtiene una lectura inusual en el instrumento, como en el ejemplo anterior, puede consultar el cuadro para saber mejor qué gases podría haber presentes. ¿Es una ciencia exacta? No, para nada. Pero es un método que se puede usar junto con otro método de detección de gases de los analizados antes.
Si usted o un usuario final obtienen lecturas positivas de CO y H2S en un área donde no debería haber ninguno de estos gases, puede consultar el cuadro de sensibilidades cruzadas para saber qué gases pueden haber generado las lecturas. Con el cuadro de ejemplo que se proporciona, ahora puede ver que podría ser ácido cianhídrico (HCN) o tal vez H2. Con esta información, puede elegir los tubos colorimétricos. Y en vez de escoger un grupo al azar y abrirlos para ver qué consigue con eso, acota las opciones a una familia de sustancias químicas o incluso a una sustancia química específica.
| Sensor | CO | H2S | SO2 | NO2 | Cl2 | ClO2 | HCN | HCl | PH3 | NO | H2 | NH3 |
| Monóxido de carbono (CO) |
100 % | 1% | 1% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 20% | 0% |
| Sulfuro de hidrógeno (H2S) |
5% | 100 % | 1% | -40% | -3% | -25% | 10% | 300% | 25% | 10% | 20% | 25% |
| Dióxido de azufre (S02) |
0% | 1% | 100 % | 0% | 0% | 0% | -- | 40% | -1% | 0% | 0% | -40% |
| Dióxido de nitrógeno (N02) |
-5% | -24% | -165% | 100 % | 45% | -- | -70% | -- | -11% | 30% | 0% | -10% |
| Cloro (Cl2) |
-10% | -17% | -25% | 10% | 100 % | 60% | -20% | 6% | -20% | 0% | 0% | -50% |
| Dióxido de cloro (ClO2) |
-- | -- | -- | -- | 20% | 100 % | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
| Ácido cianhídrico (HCN) |
15% | 10% | 50% | 1% | 0% | 0% | 100 % | 35% | 4% | 0% | 30% | 5% |
| Cloruro de hidrógeno (HCl) |
3% | 0% | 5% | 0% | 2% | 0% | 0% | 100 % | 0% | 15% | 0% | 0% |
| Fosfina (PH3) |
-- | -- | -- | -- | -- | -100% | 425% | 300% | 100 % | -- | -- | -- |
| Óxido nítrico (NO) |
25% | -0,2% | 1% | 5% | -- | -- | -5% | -- | -- | 100 % | 30% | 0% |
| Hidrógeno (H2) |
22% | 0,1% | 0,5% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 100 % | 0% |
| Amoníaco (NH3) |
0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 100 % |
| Acetileno | 202% | 0% | 138% | 0% | -- | -- | -- | -- | -- | 0% | -- | -- |
Otra cuestión a destacar con la interferencia cruzada es que algunos monitores pueden mostrar lecturas negativas, según el fabricante. Este es otro punto de conflicto para los usuarios finales. En ocasiones se preguntan cómo pueden obtener lecturas de gases negativas. Entonces suponen que el medidor está roto. Las lecturas negativas se producen cuando el gas presente hace que el electrodo reaccione de modo negativo. En este caso, la sensibilidad cruzada genera una reacción en las sustancias químicas allí contenidas. Algunos fabricantes llevan a cabo algo que se llama “activación de banda muerta” de los sensores durante la programación. Significa que, si el sensor obtiene lecturas negativas, estará programado para que no las muestre en la pantalla del monitor. En este caso, verá una lectura de cero. Además, algunos fabricantes hacen esto en los niveles bajos del rango positivo, para evitar que los usuarios vean sensibilidades cruzadas y fluctuaciones de nivel bajo. Otros fabricantes eligen no colocar a los sensores en banda muerta, ya que las pequeñas fluctuaciones y las lecturas negativas pueden hacerle saber a un usuario que hay algo en el área. Siempre que el medidor esté bien calibrado, puede asumir que la lectura es correcta.
Entonces, ¿las sensibilidades cruzadas son algo malo? Sin dudas en algunas ocasiones pueden generar un dolor de cabeza, pero son útiles para que usted sepa que hay un gas presente. Las sensibilidades cruzadas le dicen a un usuario “Atención, hay algo aquí. Tal vez deberías verificarlo”. Y saber qué sensibilidades cruzadas se aplican a sus unidades y a su lugar de trabajo puede servir para acotar qué gases podría haber presentes. No es una ciencia perfecta, pero conocer las sensibilidades cruzadas ciertamente puede ser útil para mantener a los trabajadores a salvo.
Haga clic aquí para leer más artículos sobre la tecnología de sensores.